Compreendendo a impressão 3D de metal:mídia em pó, eventos de alta energia

A tecnologia de impressão em metal 3D se desenvolveu significativamente nos últimos anos. As tecnologias geraram inicialmente um hype significativo, devido ao leque de possibilidades que abriram na manufatura. Hoje, a impressão 3D de metal se tornou mais acessível, escalonável e robusta, enquanto a resistência do metal impresso em 3D permitiu uma variedade de aplicações de manufatura em todos os setores.

Existem alguns tipos diferentes de tecnologias de impressão 3D de metal. Embora cada método seja diferente, todos os processos de impressão 3D de peças de metal são possíveis com o uso de mídia de metal à base de pó e um evento de alta energia durante o processo de impressão.

Esta postagem do blog explica a importância da mídia de metal à base de pó e eventos de alta energia, como partes do processo geral de impressão 3D de metal.

Mídia de metal em pó

A mídia de impressão 3D de metal normalmente contém pó de metal, bruto ou como base. Embora algumas tecnologias utilizem uma matéria-prima de arame metálico, essas são a exceção e não a norma.

Por que fazer impressoras 3D de metal geralmente usa pó? A manufatura aditiva envolve a deposição de material de maneira precisa. Os filamentos de plástico podem ser facilmente aquecidos e extrudados através de um bico, ao contrário do filamento metálico da impressora 3D.

No entanto, a maioria dos metais tem altas temperaturas de fusão, o que torna a extrusão inviável. Como poucos materiais podem sobreviver ao contato prolongado com metal fundido, o equipamento seria quase impossível de fabricar.

Enquanto as impressoras de metal alimentadas com arame dependem da soldagem a arco elétrico para formar peças funcionais, o processo de soldagem pode produzir superfícies brutas que só podem ser utilizadas após a usinagem. Gradientes térmicos gerados durante o processo de soldagem também podem introduzir altos níveis de tensão interna - resultando em empenamento significativo.

Os processos baseados em pó de metal, por outro lado, protegem os componentes valiosos da impressora 3D da exposição ao metal fundido. Isso pode funcionar de duas maneiras - fazendo com que a impressora 3D aplique energia extremamente localizada com um laser - ou, fazendo com que a própria impressora 3D use um processo de baixa energia, com sinterização de alta energia feita posteriormente em fornos.

Sinterização transforma uma peça levemente encadernada em uma peça totalmente metálica. Para fazer isso, a temperatura é aumentada lentamente para queimar os vestígios de material de ligação remanescente. À medida que a temperatura sobe mais perto do ponto de fusão do material, as partículas de metal se fundem para criar uma peça de metal forte.

Pó Solto vs. Pó Ligado. Embora o uso de pó solto seja comum em metal para impressoras 3D industriais, esses pós acarretam problemas significativos de segurança e manuseio. Devido à alta inflamabilidade e risco respiratório, o pó solto só deve ser manuseado em ambientes controlados com equipamento de proteção individual (EPI).

O pó aglutinado, uma tecnologia usada em FFF de metal, é mais seguro e menos inflamável do que o pó solto. Ao contrário do pó solto, não requer PPE especializado ou salas dedicadas para implantar. No entanto, as soluções de pó aglutinado requerem etapas adicionais para remover o material de ligação e sinterizar a mídia de impressão de metal em partes totalmente metálicas.

Eventos de alta energia

Na manufatura aditiva de metal, as impressoras 3D alteram a fase química da mídia de impressão em algum ponto durante o processo. Ao contrário dos plásticos, que têm temperaturas de fusão relativamente baixas entre 200C e 400C, os metais têm pontos de fusão na faixa de 1100 a 1400C.

Com tais pontos de fusão elevados, qualquer tecnologia de impressão 3D de metal deve incluir um processo de alta energia em algum ponto durante o processo de impressão. Um processo de alta energia existe em todos os processos de impressão 3D de metal. No entanto, as técnicas individuais podem variar de acordo com quando e como elas as aplicam:

Durante a impressão, como meio de formar a peça. Alguns processos de impressão criam peças fundindo-as metalicamente, geralmente com um laser. Este tipo de processo de alta energia é preciso e isolado:atinge apenas a seção específica de uma peça que está sendo impressa.

Como resultado desse tipo de processo isolado de alta energia, muitas peças serão impressas com tensões internas que devem ser curadas termicamente em seguida.

Após a impressão, como um meio de fundir metalicamente uma peça já formada . Para esses processos, a peça é formada em um processo de baixa energia e, em seguida, fundida metalicamente após a impressão em um forno de sinterização de alta energia. Este processo funciona tanto para máquinas de pó solto quanto para máquinas à base de pó aglutinado. Embora as peças feitas por meio desse processo normalmente não tenham tensões internas, elas exigem uma etapa de sinterização adicional no processo de impressão 3D de metal.

Baixe nossos guias gratuitos para impressão 3D de metal

Fundamentos de impressão 3D de metal
Mergulhe na impressão FFF de metal
Aplicativos de impressão 3D de metal

Comparando tecnologias de impressão 3D em metal Quais são os benefícios de adotar a impressão 3D em metal? Benefícios comerciais e técnicos

impressao 3D

Processo de manufatura

impressao 3D

Sistema de controle de automação

Tecnologia industrial