Hoe het Metal FFF 3D-printproces werkt

Stap 1:Afdrukken

Metal FFF 3D-printtechnologieën gebruiken een proces dat bijna identiek is aan conventionele FFF-printers. Het enige grote verschil is dat metalen FFF-printers een vacuüm verzegeld printvel gebruiken in plaats van een conventioneel printbed.

Voor gebruikers omvat het afdrukproces:

• Onderdelen snijden op een softwareplatform
• Een vacuüm verzegeld printvel op het printbed plaatsen
• Het 3D-printproces van metaal starten
• Het bedrukte gedeelte verwijderen nadat het vacuüm is uitgeschakeld
• Het "groene" deel van het afdrukvel afpellen

Dubbele extrusie met MIM-grondstof: Dit soort printers extrudeert MIM-filament in de ene spuitmond en keramische interface-filament in de andere.

Eén extrusiemondstuk is ontworpen om MIM-grondstof te printen, een metaalpoeder gebonden in een tweedelig plastic bindmateriaal. Dit is het materiaal dat wordt gebruikt om het onderdeel zelf te vormen, evenals de steunen en het vlot. Voor industrieel 3D-printermetaal biedt Markforged momenteel zes verschillende commerciële producten:A2-gereedschapsstaal, D2-gereedschapsstaal, Inconel 625, Copper, H13-gereedschapsstaal en 17-4 PH-roestvrij staal.

Het andere mondstuk drukt keramisch lossingsmateriaal af. Dit zorgt voor het oppervlak tussen onderdelen en hun steunen en vlotten. Zonder dit releasemateriaal zou het 3D-printen van metalen onderdelen die ondersteuning nodig hebben niet mogelijk zijn. Het sinterproces verandert dit materiaal in poeder, waardoor het onderdeel gemakkelijk van de steunen kan worden gescheiden.

Stap 2:Debinding

De debindingsstap verwijdert het grootste deel van het bindingsmateriaal. Het resultaat is een "bruin" onderdeel dat klaar is om te sinteren.

Eerst wordt het "groene" deel eerst in een verwarmd oplosmiddelbad in een wasstation geplaatst met behulp van een ontvettingsoplossing om het primaire bindmateriaal op te lossen. Markforged metalen FFF-machines gebruiken de Wash-1, een op oplosmiddel gebaseerde debindingsoplossing. Het gebruikt voornamelijk Opteon SF-79 als oplosmiddel, een hoogwaardige vloeistof die is ontworpen om superieure reinigingskracht, hogere efficiëntie en veiligheid te bieden op een milieuvriendelijke manier.

Over het algemeen is het debindingsproces voor metalen FFF vrij eenvoudig en vereist het alleen basis-PBM's. Gebruikersstappen voor het debindproces zijn onder meer:

• Groene delen toevoegen aan een wasmand
• Het met het oplosmiddel in de machine laten zakken en het deksel sluiten
• Het deksel openen na het wassen en de onderdelen uit de wasmand halen
• De onderdelen in een luchtdroogkamer in het wasstation plaatsen
• De onderdelen uit het wasstation verwijderen zodra de onderdelen zijn gedroogd
  

Dus, wat gebeurt er met een onderdeel tijdens het wassen? Het ontbindende oplosmiddelbad lost het primaire bindmiddel op in het groene gedeelte. Terwijl het bindmateriaal oplost, opent het oplosmiddel microscopisch kleine vloeistofbanen in het onderdeel, waardoor het oplosmiddel dieper kan stromen en meer kan oplossen.

Stap 3:Sinteren

Sinteren is de cruciale laatste stap van dit metaaladditieve fabricageproces.

Sinteren verwijdert de "bruine" delen uit de debindingsstap, verbrandt het resterende bindmiddel en sint het onderdeel bij een bijna smelttemperatuur. Dit alles gebeurt in een nauwkeurige, gecontroleerde atmosfeer. Het geautomatiseerde proces is uiterst complex en vereist nauwkeurige controle van een omgeving met veel energie.

Het sinterproces omvat verschillende belangrijke fasen. Eerst wordt het onderdeel verwarmd tot een tussentemperatuur om het resterende bindmateriaal te verbranden - dat het onderdeel verlaat via de micropaden die zijn ontstaan ​​tijdens het oplosmiddeldebindingsproces. Ten tweede wordt het onderdeel verwarmd tot de sintertemperatuur waar het krimpt van het grotere "groene" of "bruine" formaat tot het uiteindelijke formaat van het 3D-geprinte functionele onderdeel. Solide geometrieën smelten samen tot een porositeit van meer dan 95% terwijl de vulling met gesloten cellen behouden blijft. Het keramische interfacemateriaal verandert in stof, waardoor gebruikers het 3D-geprinte metalen onderdeel gemakkelijk van het vlot en de steunen kunnen scheiden.

Het gebruik van een sinteroven vereist de volgende stappen:

• Onderdelen toevoegen aan de setterplaat

• De setterplaat in de oven plaatsen
• De ovendeur sluiten
• Het sinterproces starten
• Het proces tot voltooiing brengen

Gratis bronnen voor 3D-printen van metaal

• Grondbeginselen van 3D-printen van metaal
• E-Book:Metal FFF-toepassingen en casusvoorbeelden
• Uitgebreide gids voor metaal FFF