Princípio técnico do filamento com carga metálica
O filamento com carga metálica (Metal Filled Filament) é um material compósito feito pela mistura de pó metálico com um aglutinante polimérico. O teor de pó metálico é normalmente de 80-90% (fração volumétrica), e o restante é composto por cera, polímeros e outros componentes aglutinantes. Após a modelagem por impressão FDM, realiza-se a desengorduragem (remoção do aglutinante) e a sinterização (fusão e densificação do pó metálico), obtendo-se por fim peças metálicas quase totalmente densas.
Essa rota tecnológica é geralmente chamada de Metal FDM ou Bound Metal Deposition (BMD), e é uma alternativa de baixo custo às tecnologias tradicionais de impressão 3D em metal (como SLM e EBM).
Tipos e características dos filamentos com carga metálica
Filamento à base de cobre
| Parâmetro | Valor típico |
|---|---|
| Teor metálico | 85-90% fração volumétrica |
| Temperatura de impressão | 200-230°C |
| Temperatura da mesa | 50-60°C |
| Densidade após sinterização | 95-98% da densidade teórica |
| Condutividade elétrica | Após a sinterização, pode atingir 70-85% da do cobre puro |
| Aparência | Cor de cobre vermelho ou bronze |
O filamento à base de cobre é adequado para peças condutivas, trocadores de calor, itens decorativos, obras de arte e outras aplicações. A impressão é relativamente fácil, e a temperatura de sinterização é mais baixa (cerca de 900-1000°C).
Filamento à base de aço inoxidável
| Parâmetro | Valor típico |
|---|---|
| Teor metálico | 85-90% fração volumétrica |
| Temperatura de impressão | 200-240°C |
| Temperatura da mesa | 50-70°C |
| Densidade após sinterização | 96-99% da densidade teórica |
| Resistência mecânica | Após a sinterização, aproxima-se da do aço inoxidável forjado |
| Aparência | Prateado-acinzentado, pode ser polido até acabamento espelhado |
O filamento à base de aço inoxidável é adequado para componentes estruturais de alta resistência, peças funcionais, gabaritos e dispositivos de fixação, entre outros. A temperatura de sinterização é mais alta (cerca de 1300-1400°C), exigindo um forno de sinterização profissional.
Outros sistemas metálicos
- Filamento de liga de titânio: aplicações aeroespaciais e médicas, temperatura de sinterização acima de 1500°C
- Filamento de aço para ferramentas: fabricação de moldes, pode ser endurecido por tratamento térmico após a sinterização
- Filamento de metais preciosos: joias de ouro e prata, produção personalizada em pequenos lotes
Principais pontos do processo de impressão FDM
Requisitos do equipamento
Os filamentos com carga metálica exigem o seguinte da impressora:
- Sistema de extrusão: bico de aço temperado ou de rubi (o pó metálico causa desgaste severo em bicos de cobre)
- Mecanismo de extrusão: recomenda-se acionamento direto, pois o filamento é relativamente frágil e quebra com facilidade
- Temperatura da extremidade quente: uma impressora convencional já é suficiente (200-240°C)
Parâmetros de impressão
| Parâmetro | Valor recomendado | Descrição |
|---|---|---|
| Temperatura do bico | 200-230°C | Ajustar conforme as instruções do filamento |
| Temperatura da mesa | 50-60°C | Ajuda na adesão da primeira camada |
| Velocidade de impressão | 20-40mm/s | Velocidade baixa garante extrusão estável |
| Altura da camada | 0.1-0.2mm | Camadas mais finas ajudam na sinterização uniforme |
| Taxa de preenchimento | 100% | Impressão maciça; estruturas ocas colapsam durante a sinterização |
| Espessura da parede | ≥2mm | Se for muito fina, tende a deformar após a sinterização |
Cuidados especiais
- Desgaste do bico: o pó metálico desgasta bicos de latão; recomenda-se usar bico de aço temperado (marcado como HS) ou bico de rubi
- Fragilidade do filamento: o metal
Submeta um modelo, desenho, imagem ou notas por escrito. Os engenheiros analisarão o material, processo, acabamento e entrega com base na utilização real.