- 最新消息
回上一頁
最新消息
2021/05/17
塑膠再見！金屬線材上場了，直接把金屬列印出來吧！〈上〉
隨著專業人士和業餘愛好者探索3D列印部件的新應用，目前的塑料線材比以往都更為堅固、結實、柔軟，但熱熔堆疊(FDM)列印機技術一直無法實現一個目標︰固體金屬部件。
如今，金屬線材出現了。
本文分成上下集，將探討兩個製造商生產用於金屬部件的「真正」金屬線材——BASF Forward AM的Ultrafuse fom和來自Virtual Foundry(TVF)的Filamet。除了介紹有可能吸引你使用它們的原因外，也會詳細介紹線材的獨特功能，然後展示如何使用它進行列印，最後，我們將探討其優、缺點。
The Virtual Foundry的Filamet金屬線材有9種金屬可用。(來源：Sapphire 3D)
什麼是金屬線材？
用於列印金屬零件的金屬線材，由塑料基體和均勻注入的金屬顆粒組成，這是一種獨特的複合線材，如果使用得當，可以產生堅固、耐化學腐蝕和幾乎是固體的金屬零件。如果你熟悉碳纖維熔融或玻璃纖維熔融的塑料線材，你就會明白金屬熔融塑料線材背後的想法，但這兩者之間有兩個顯著的區別——
1. 使用金屬零件的金屬熔融線材，可以在一個或兩個步驟的後處理階段中，將塑料從最終列印品中去除，只留下金屬或大部分的金屬。
2. 用於金屬零件的金屬線材，必須含有高比例的金屬粉末(約80%)，並經過後處理階段，去除塑料成分並凝結成金屬零件。
通過後期處理，你的列印品幾乎可以變成100%的不銹鋼。(來源：BASF Forward AM)
金屬顏色和金屬填充
請勿將這些金屬線材與那些僅被稱為「鋁」或「銅」來表示其顏色的金屬線材，或以PLA +金屬出售的金屬線材相混淆，但為了美觀，這裡只包含5%至40%的金屬粉末。一些裝飾性的金屬線材，例如Formfutura的MetalFil Classic Copper和ProtoPasta的鐵質PLA，也包含高比例的金屬粉末(高達80%)，但僅用於模擬外觀的金屬。這些材料不需要任何類型的後處理，即可去除塑料，但也可以通過刷洗、打磨或拋光，使它看起來和感覺更像金屬。
工業金屬列印
金屬線材的另一端是工業機械，例如德國Xerion Berlin Laboratories的Fusion Factory，它使用自己的金屬FDM材料進行列印，在3D列印機的工業層面上，擠壓金屬線材來製造零件，被稱為結合金屬沉積(BMD)，採用BMD的3D列印機包括Markforged的Metal X、Desktop Metal的Studio System和ExOne的Metal Designlab。
如何使用金屬線材列印
金屬線材的一個主要優點，是它很容易在普通3D列印機上列印，請注意，這裡說的「普通」是指任何帶有床身和可達到所需溫度的硬化鋼噴頭的FDM列印機。從理論上來講，這意味著你不需要昂貴的機器，便可在價格不到200美元的機器上進行列印，例如Ender 3或Anet A8。同時，這種線材的列印速度相對較慢，根據你的機器和零件的設計，你應該以30毫米/秒或40毫米/秒的速度開始列印，類似於列印尼龍的速度。
材料經銷商MatterHackers在他們的影片中提供了一些有用的列印指示，包括你不應該列印有懸空的部件，因為它們可能會在燒結的過程間下垂，而且最成功的列印件是寬於它們的高度。雖然這可能會限制一些零件的後處理，但MatterHackers確認，這種線材對於製造金屬零件非常有用，且無需花費大量的設置和生產成本。與任何線材一樣，理想的切割機和列印機設置，可確保你從一開始就充分利用材料，而無需試驗床溫和擠出速度。例如，少數FDM列印機製造商(Makerbot、Ultimaker、Raise3D和BCN3D)已通過Ultrafuse品牌金屬線材認證，可在其列印機上使用，並提供經過長期測試和試驗後開發的理想列印機設置。
其他列印機可能符合規定的最低床身和噴頭溫度準則，可是製造商尚未測試或認證金屬線材打印，雖然這也並不代表它無法正常工作，但在找到理想的設置之前，你可能會經歷一些失敗的列印。
用Ultrafuse 316L列印的零件在進行後期處理，會使其收縮。(來源：YouTube上的MatterHackers)
你的金屬零件會收縮
金屬零件在進行後處理時，會出現收縮情況(根據設計和線材品牌的不同，收縮率為原始體積的18%到25%)，這是因為零件中的塑料材料被移除，而剩餘的金屬被凝結了。這在列印零件時帶來一定程度的困難，因為尺寸精度永遠是優先考慮的事項，然而，收縮率是一致的，因此你可以適當地縮放你的初始CAD模型。Forward AM的Ultrafuse有一個狹窄的收縮窗口，在XY上為16-17%、在Z軸上為19-20%。使用TVF的Filamet，你可以計劃使用該公司公佈的脫膠或燒結工藝，將銅和青銅的列印品收縮約5%、將鋼收縮10%。如果脫膠的過程不順利，Z會出現膨脹，但在一個成功的循環中，Z的收縮程度應該比X和Y稍大一些。總體而言，正常收縮率為7-10%，最終零件的密度為80-85%，但零件可以燒結更長的時間，這意味著會有更大的收縮率和更高的密度。
你可了解Ultrafuse提供的全面用戶指南，其中包括有關公差、收縮率和縮放、壁厚等信息，對你必定甚有幫助。
未完待續，請點擊︰塑膠再見！金屬線材上場了，直接把金屬列印出來吧！〈下〉
📌最新、最炫的數位製造資訊，帶你走進數位製造及科技資訊的未來，立即給DIMAN按讚吧！
FB、IG
✌️掌握你最新的科技資訊
https://diman.tw/
資料來源