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Neue Materialien, die es gewöhnlichen FDM-3D-Druckern ermöglichen, Metalle und Keramik zu drucken

Das China 3D Printing Network berichtete am 15. Juni, dass der französische Materialhersteller Nanovia die Einführung von zwei neuen 3D-Druckfilamenten angekündigt habe. Nanovia Mt Inox 316L ist das neue Edelstahl-316L-Filament des Unternehmens und wurde für den Einsatz mit extrusionsbasierten 3D-Druckern entwickelt, während das kommende Nanovia Cr SiC ein keramisches Siliziumkarbidprodukt sein wird.

Diese Filamente sind so konzipiert, dass sie dichte Metall- und Keramikteile auf gängigen FDM-Systemen ermöglichen und können durch einen abschließenden Sinterschritt verarbeitet werden, um die Teiledichte zu erhöhen. Benutzer haben auch die Möglichkeit, Nanovia-3D-gedruckte Teile vor der Verwendung zu bearbeiten, um die Maßgenauigkeit zu optimieren und die Oberflächenqualität zu verbessern. Nach Angaben des China 3D Printing Network ermöglichen Nanovia Mt und Cr die Schaffung von Strukturen durch 3D-Druck unter Verwendung von Materialien, die traditionell außerhalb ihres Fachgebiets liegen. Beispielsweise können „grüne“ Teile vor dem Sintern bearbeitet werden, was einen hybriden Fertigungsansatz ermöglicht. “

Edelstahl 316L ist heute nach 304 einer der am häufigsten verwendeten austenitischen Stähle. Das Material zeichnet sich durch seine hervorragende Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit aus und wird häufig in medizinischen Implantaten, Verbindungselementen und im Öl- und Gassektor für chemisch exponierte Teile eingesetzt. Mit dem Nanovia Mt Inox 316L können Kunden Edelstahlteile mit Standard-FDM-3D-Druckern von Drittanbietern bei Temperaturen von 210 °C bis 230 °C 3D-drucken. Aufgrund der abrasiven Beschaffenheit des Filaments wird jedoch eine gehärtete Düse empfohlen. Durch die Sinterung in der Nachbearbeitung entstehen aus Inox 316L vollständig dichte Edelstahlteile, ohne dass eine chemische Entfettung erforderlich ist.

Siliziumkarbid hingegen ist ein synthetischer Halbleiter, der sich durch seine Härte auszeichnet. Seit seiner zufälligen Erfindung im späten 19. Jahrhundert wird das Material in Schleifpapier, Schleifscheiben und Schneidwerkzeugen verwendet. Zu den jüngsten Anwendungen von Keramik zählen feuerfeste Auskleidungen, Heizelemente, verschleißfeste Teile für Pumpen und Luft- und Raumfahrtmotoren sowie Leuchtdioden. Laut China 3D Printing Network wird das kommende Nanovia Cr SiC sehr robust sein und Temperaturen von bis zu 2000 °C standhalten.

Nanovia beabsichtigt außerdem, in naher Zukunft mehrere neue Metall- und Keramikfilamente auf den Markt zu bringen, darunter Mt Inconel, Mt Titanium, Cr Alumine und Cr Zircone. Das gesamte Sortiment an 3D-Druckfilamenten der neuen Mt- und Cr-Reihe wird in 500-g- und 2-kg-Spulen erhältlich sein. Das Unternehmen wird das Material auch in Pelletform für den Einsatz in MIM- und CIM-Herstellungsprozessen anbieten.

3D-Druckfilamente aus Metall und andere Materialien, die Additive enthalten, müssen häufig gesintert werden, um die Teiledichte zu erhöhen und den Anwendern dabei zu helfen, einen vollständigen Satz leistungsstarker mechanischer Eigenschaften zu erzielen. Die neuen Mt- und Cr-Reihen von Nanovia bilden da keine Ausnahme. Das Produktportfolio des Unternehmens erfordert ein Sintern in zwei Stufen: Entbindern bei einer niedrigeren Temperatur (um die Polymermatrix zu entfernen) und anschließendes Sintern bei einer höheren Temperatur (um die Metall- und Keramikzusätze zu verfestigen). Durch die während des Prozesses erzeugte Wärme schrumpft das Teil normalerweise, das Unternehmen gibt jedoch an, dass die Schrumpfung je nach Teil auf etwa 10 bis 15 % begrenzt werden sollte. Nanovia hat für diesen Service einen Partner ausgewählt, der zu gegebener Zeit bekannt gegeben wird.

Nanovia ist nicht das einzige Unternehmen, das auf den Metall-FDM-Bereich abzielt, da der 3D-Druckerhersteller Desktop Metal kürzlich ein eigenes Filament aus reinem Kupfer für den Einsatz im Studio System des Unternehmens auf den Markt gebracht hat. Das Material ist für sein breites Anwendungsspektrum in der Elektronik und in Wärmetauschern bekannt und richtet sich an so unterschiedliche Branchen wie Öl und Gas, Automobil und Konsumgüter.

An anderer Stelle hat Forward AM, der 3D-Druckzweig des Chemieunternehmens BASF, zuvor Ultrafuse 17-4 PH-Draht auf den Markt gebracht. Dieses auf Edelstahl 17-4 basierende Material enthält Metallpulver in einer Polymermatrix und wurde entwickelt, um einen sicheren und kostengünstigen Metalldruck auf den gängigsten FFF-Systemen zu ermöglichen.

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