Membandingkan Filamen Logam: Filamet vs Ultrafuse – Fitur, Performa, dan Kasus Penggunaan

Selama beberapa waktu, memungkinkan untuk menemukan filamen logam untuk pencetakan 3D FDM di pasar, tetapi mereka tidak semua sama. Apa perbedaan di antaranya?

Untuk menjawab pertanyaan ini, perbedaan antara filamen berwarna logam dan filamen terisi logam harus dipertimbangkan. Yang pertama mengandung jumlah kecil partikel logam (5 % - 40 %) untuk memberikan penampilan logam, digunakan hanya untuk properti estetika mereka. Semakin tinggi persentase partikel, semakin baik simulasi bahan logam yang bersangkutan.

Dalam kasus filamen terisi logam, muatan partikel logam biasanya sangat tinggi (di atas 80 %) dan memungkinkan bagian yang dicetak 3D untuk melalui proses sintering di mana polimer pengikat dihapus, menghasilkan bagian 100% logam.

Saat ini, BASF dan The Virtual Foundry adalah dua produsen terkemuka yang menawarkan bahan semacam ini dengan yang untuk memproduksi bagian logam utuh menggunakan pencetakan 3D FDM dan proses sintering.

BASF menawarkan filamen Ultrafuse, termasuk Ultrafuse 316 L dan Ultrafuse 17-4 PH.

The Virtual Foundry, di sisi lain, telah mengembangkan banyak filamen logam di bawah nama Filamet, seperti: Filamet Stainless Steel 316L, Filamet Bronze, Filamet Copper, Filamet Aluminium 6061, Filamet High Carbon Steel, Filamet Tungsten, Filamet Inconel 718-34 atau Filamet Titanium 64-5.

Kompatibilitas dengan Printer 3D FDM

Salah satu fitur kunci filamen logam adalah Anda tidak perlu memiliki peralatan pencetakan 3D FDM industri, atau bahkan yang profesional. Filamen logam seperti Ultrafuse atau Filamet dikenali karena dapat dicetak 3D pada hampir setiap printer 3D FDM di pasaran.

Karena muatan logam yang tinggi dari filamen ini, nozzle baja tahan aus harus digunakan untuk mengurangi aus filamen. Suhu cetak dan saran panas bervariasi menurut produsen dan bahan, tetapi tidak melebihi 245°C suhu cetak dan 120°C untuk saran panas.

Gambar 1: Aus nozzle kuningan vs baja tahan aus. Sumber: E3D.

Dalam kasus filamen Ultrafuse BASF, sifat filamen menawarkan beberapa fleksibilitas dan tidak mudah rapuh, membuatnya sangat mudah dicetak.

Filen Filamet The Virtual Foundry terdiri dari persentase tinggi pengisi logam dan PLA sebagai polimer pengikat. Tergantung pada logam dan persentase pengisi bahan, filamen Filamet dapat sedikit rapuh, dan dapat sulit dicetak pada beberapa printer 3D karena jalur filamen harus dilewati dari tempat gulungan ditempatkan ke ekstruder. Namun, ini bukan masalah, karena The Virtual Foundry telah mengembangkan Filawarmer, perangkat yang memastikan filamen sepenuhnya lurus sebelum mencetak, menghilangkan kelengkungan gulungan dan mencapai pencetakan 3D optimal bahan.

Video 1: Instalasi Filawarmer. Sumber: The Virtual Foundry.

Penyerutan dimensi

Filen logam memerlukan pemrosesan pasca sintering untuk menghapus polimer pengikat dari filamen, menghasilkan bagian logam utuh.

Karena ini adalah proses di mana bahan dihapus, perlu dipertimbangkan bahwa dimensi bagian yang dihasilkan akan memiliki variasi tertentu terhadap ukuran asli. Artinya, bagian akan mengalami penyerutan yang lebih besar atau lebih kecil selama proses sintering tergantung pada bahan dan merek filamen.

Ini tanpa duda kesulitan saat memproduksi bagian fungsional di mana akurasi dimensi adalah prioritas. Namun, memungkinkan untuk menemukan faktor penyerutan dan menskalakan model CAD untuk mendapatkan hasil dimensi yang diinginkan.

Di sini, Ultrafuse dan Filamet bahan memiliki beberapa perbedaan. Filen Ultrafuse memiliki rentang penyerutan 16-17% pada sumbu XY dan 19-20% pada sumbu Z, dibandingkan dengan penyerutan 7-10% untuk filamen Filamet.

Dalam kasus Filamet, bagian akhir memiliki densitas 80-85 %, meskipun bagian dapat disinter untuk waktu yang lebih lama, yang akan mengarah pada densitas yang lebih tinggi dan penyerutan yang lebih tinggi dibandingkan bagian asli.

Untuk Ultrafuse, BASF menawarkan panduan pengguna yang komprehensif termasuk informasi tentang toleransi, penyerutan dan penskalaan, ketebalan dinding yang direkomendasikan, dll. yang dapat sangat berguna.

Video 2: Panduan Desain Ultrafuse. Sumber: BASF.

Proses sintering

Proses sintering yang dikembangkan untuk filamen Ultrafuse dan Filamet memiliki beberapa perbedaan di antaranya.

BASF menggunakan polimer pengikat spesifik dalam filamen Ultrafuse yang memerlukan debinding katalitik sebelum proses sintering, jadi pemrosesan pasca dapat dianggap sedikit lebih kompleks dibandingkan filamen Filamet. Namun, dalam filamen Filamet, ada beberapa yang masih memiliki proses sintering eksperimental, yang tidak menawarkan jaminan apa pun dalam hal hasil.

Selain itu, sebagian besar filamen Filamet memiliki persyaratan lebih sedikit dalam hal fasilitas sintering, karena sebagian besar dapat disinter dalam tungku terbuka.

Gambar 2: Tabel informasi Filamet. Sumber: The Virtual Foundry.

A priori, penggunaan filamen ini mungkin menimbulkan keraguan dan kesulitan tertentu, terutama jika pengguna tidak memiliki sarana untuk melakukan sintering bahan. Namun, kedua produsen menawarkan solusi dalam hal ini. BASF memiliki layanan sintering sendiri, sementara pengguna yang ingin bekerja dengan filamen Filamet dapat menghubungi kami untuk menilai kelayakan proyek mereka dan melakukan pemrosesan pasca yang diperlukan untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.

Gambar 3: Layanan sintering BASF.

Kesimpulan

Rentang filamen logam Filamet tanpa duda adalah yang paling luas di pasar. The Virtual Foundry adalah produsen pertama yang meluncurkan filamen logam yang dapat disinter ke pasar dan telah mengembangkan rentang bahan yang luas yang cocok untuk banyak aplikasi.

Rentang filamen Ultrafuse saat ini khusus dalam pengembangan filamen stainless steel, meskipun dapat digunakan untuk berbagai macam aplikasi seperti tooling, jig dan fixture, produksi seri kecil, bagian fungsional dan prototipe.

Saat datang ke pencetakan 3D, famen Filamet memerlukan suhu cetak dan saran panas yang lebih rendah daripada filamen Ultrafuse, meskipun beberapa bahan Filamet memerlukan penggunaan perangkat eksternal seperti Filawarmer untuk memastikan hasil optimal.

Filen Ultrafuse memungkinkan penggunaan nozzle dengan diameter keluar yang lebih kecil, sementara filamen Filamet memerlukan penggunaan nozzle 0.6 mm, dengan pengecualian Filamet Tungsten.

Seperti halnya proses sintering, pemrosesan pasca yang harus dilakukan pada filamen logam Filamet lebih sederhana, dan dalam banyak kasus tidak memerlukan penggunaan tungku atmosfer inert, jadi relatif mudah untuk memiliki fasilitas dan mesin yang diperlukan untuk sinter bagian yang dicetak 3D dengan Filamet. Selain itu, jika pengguna tidak memiliki fasilitas atau pengetahuan yang diperlukan untuk melakukan sintering, ia dapat menghubungi kami. Di sisi lain, beberapa filamen Filamet berada dalam tahap eksperimental, jadi tidak ada jaminan mengenai sintering bahan ini.

Dalam kasus Ultrafuse, bagian yang dicetak 3D dengan filamen ini harus melalui pemrosesan pasca yang sedikit lebih kompleks, meskipun BASF menawarkan panduan komprehensif dengan informasi relevan tentang cara mencapai hasil optimal dengan filamen Ultrafuse. Selain itu, BASF memiliki layanan debinding dan sintering yang disediakan oleh ELNIK, berdasarkan pembelian voucher yang mencakup proses debinding dan sintering, serta pengiriman dan pengembalian bagian.

Tanpa duda, filamen logam adalah bahan inovatif yang memungkinkan pengguna printer 3D FDM untuk memproduksi bagian logam utuh untuk berbagai aplikasi. Dengan Ultrafuse dan Filamet, pengguna dapat menemukan bahan yang paling sesuai dengan kebutuhan mereka.