金属フィラメント:Filamet と Ultrafuse

しばらく前から、FDM 3D プリント用の金属フィラメントが市場に出回っていますが、それらはすべて同じではありません。それらの違いは何ですか?

この質問に答えるには、違い メタリック カラー フィラメントとメタリック フィルド フィラメントの間を考慮する必要があります。 前者には少量の金属粒子が含まれています (5 % - 40 %) メタリックな外観を与えるため、美的特性のみに使用されます。粒子のパーセンテージが高いほど、問題の金属材料のシミュレーションが向上します。

金属充填フィラメントの場合、金属粒子の負荷は通常非常に高くなります (80 % 以上)、3D プリント パーツを焼結プロセスにかけることが可能 これにより結合ポリマーが取り除かれ、100% 金属パーツになります。

現在、BASF と The Virtual Foundry は、FDM 3D 印刷と焼結プロセスを使用して全金属部品を製造するための材料を提供している最も有名なメーカーの 2 つです。

BASF は Ultrafuse を提供しています Ultrafuse 316 L および Ultrafuse 17-4 PH を含むフィラメント。

バーチャル ファウンドリー 一方、多数の金属フィラメントを開発しました フィラメントの下 例:Filamet ステンレス鋼 316L、Filamet Bronze、Filamet Copper、Filamet Aluminium 6061、Filamet High Carbon Steel、Filamet Tungsten、Filamet Inconel 718-34、または Filamet Titanium 64-5。

FDM 3D プリンターとの互換性

金属フィラメントの重要な特徴の 1 つは、産業用 FDM 3D 印刷機器、さらにはプロ用の機器を用意する必要がないことです。 Ultrafuse や Filamet などの金属フィラメントは、市場に出回っているほぼすべての FDM 3D プリンターで 3D プリントできるという特徴があります。

金属の負荷が高いため これらのフィラメントのうち、フィラメントの摩耗を減らすために硬化鋼ノズルを使用する必要があります。 プリントとホットベッドの温度はメーカーや素材によって異なりますが、プリント温度は 245°C、ホットベッドは 120°C を超えないようにしてください。

画像 1:真鍮ノズルと硬化鋼の摩耗。出典:E3D.

BasfのUltrafuseの場合 フィラメントの性質により、一定の柔軟性を提供します もろくないので、とても簡単に印刷できます。

Virtual Foundry のフィラメント フィラメントは、高い割合の金属フィラーと結合ポリマーとしてのPLAで構成されています。材料の金属とフィラーのパーセンテージによっては、フィラメット フィラメントはややもろく、一部の 3D プリンターでは印刷が難しい場合があります。ただし、これは問題ではありません。The Virtual Foundry が開発した Filawarmer は、印刷前にフィラメントが完全に真っ直ぐであることを保証するデバイスです。 巻きの曲率をなくし、材料の最適な 3D プリントを実現します。

ビデオ 1:フィラウォーマーの取り付け。出典:The Virtual Foundry.

寸法収縮

金属フィラメントには焼結後処理が必要です フィラメントから結合ポリマーを取り除く 、全金属部品になります。

これは材料を除去するプロセスであるため、結果のパーツの寸法は元の測定値に対して一定の変動があることを考慮する必要があります。 つまり、材料に応じて、焼結プロセス中にパーツが多かれ少なかれ収縮します そしてフィラメントのブランド。

これは間違いなく、寸法精度が優先される機能部品を製造する際の困難です。 ただし、収縮率を見つけ、CAD モデルをスケーリングして、目的の寸法結果を得ることができます。

ここでは、Ultrafuse と Filamet 材質には若干の違いがあります。 Ultrafuse フィラメントの収縮範囲は XY 軸で 16-17%、Z 軸で 19-20% ですが、フィラメント フィラメントの収縮範囲は 7-10% です。

Filamet の場合、最終部品の密度は 80 ～ 85 % ですが、部品はより長時間焼結することができます。これは、元の部品と比較して密度が高くなり、収縮が大きくなることを意味します。

Ultrafuse の場合、BASF は、公差、収縮とスケーリング、推奨される壁の厚さなどに関する情報を含む包括的なユーザー ガイドを提供しており、非常に役立ちます。

ビデオ 2:Ultrafuse 設計ガイド。出典:BASF.

焼結プロセス

Ultrafuse フィラメントと Filamet フィラメント用に開発された焼結プロセスには、それらの間に特定の違いがあります。

BASF は Ultrafuse フィラメントで特定のバインダー ポリマーを使用しており、焼結プロセスの前に触媒による脱バインダーが必要なため、後処理は Filamet フィラメントよりもやや複雑と見なすことができます。ただし、Filamet フィラメントの中には、実験的な焼結プロセスをまだ行っているものもあり、結果に関していかなる種類の保証も提供しません.

また、ほとんどの Filamet フィラメントは、開放環境の炉で焼結できるため、焼結設備に関する要件がほとんどありません。

画像 2:フィラメント情報テーブル。出典:The Virtual Foundry.

アプリオリに、これらのフィラメントの使用は、特にユーザーが材料の焼結を実行する手段を持っていない場合、特定の疑問と困難を引き起こす可能性があります。ただし、両方のメーカーがこの点でソリューションを提供しています。 BASF には独自の焼結サービスがありますが、Filamet フィラメントの使用を希望するユーザーは、当社に連絡して、プロジェクトの実現可能性を評価し、必要な後処理を実行して目的の結果を得ることができます。

画像 3:BASF の焼結サービス。

結論

FFilamet の金属フィラメントの範囲は、間違いなく市場で最も幅広いものです。 Virtual Foundry は、焼結可能な金属フィラメントを市場に投入した最初のメーカーです。 さまざまな用途に適した幅広い素材を開発しました。

ウルトラヒューズ フィラメントの範囲は現在、ステンレス スチール フィラメントの開発を専門としていますが、幅広い用途に使用できます ツーリング、ジグと治具、少量生産、機能部品とプロトタイプなど。

3D プリントに関しては、Filamet フィラメントは Ultrafuse フィラメントよりも低いプリント温度とベッド温度を必要とします。 ただし、一部のフィラメント マテリアルでは外部デバイスの使用が必要です フィラウォーマーなど 最適な結果を保証します。

Ultrafuse フィラメントにより、より小さい出口直径のノズルの使用が可能になります。 Filamet Tungsten を除いて、Filamet フィラメントには 0.6 mm のノズルを使用する必要があります。

焼結プロセスについて 、Filamet 金属フィラメントの後処理 処理がより簡単で、多くの場合、不活性雰囲気炉を使用する必要がないため、フィラメットで 3D プリント部品を焼結するために必要な設備と機械を比較的簡単に用意できます。さらに、ユーザーが焼結を実行するために必要な設備や知識を持っていない場合は、私たちに連絡することができます。一方、フィラメット フィラメントの一部は実験段階にあります。 したがって、これらの材料の焼結に関する保証はありません。

ウルトラヒューズの場合 、これらのフィラメントで 3D プリントされたパーツは、より複雑な後処理を受ける必要があります。 ただし、BASF は、Ultrafuse フィラメントで最適な結果を得る方法に関する関連情報を含む包括的なガイドを提供しています。さらに、BASF には、脱バインダーおよび焼結プロセスをカバーするバウチャーの購入に基づいて、ELNIK が提供する脱バインダーおよび焼結サービスがあります。 、および部品の発送と返品。

間違いなく、金属フィラメントは、FDM 3D プリンターのユーザーがさまざまな用途向けの全金属部品を製造できるようにする革新的な素材です。 ウルトラフューズで とフィラメント 、ユーザーは自分のニーズに最適な資料を見つけることができます。