Neues Edelstahl-Filament vereinfacht Metall-3D-Druck auf Desktop-FDM-Druckern
UltiMaker spricht mit All3DP darüber, warum es dieses neue Metall-Filament für seine Materialbibliothek gewählt hat und welche Vorteile es bietet.
Das spannende Potenzial, echte Metallteile mit einem Desktop-FDM-Drucker zu drucken, hatte an Attraktivität eingebüßt, als es mit der Realität der komplexen, mehrstufigen Nachbearbeitung kollidierte. Das wichtigste und immer noch beliebteste Metall-Filament für die Verwendung in jedem 3D-Drucker mit hocherheizbaren Düsen, Ultrafuse von Forward AM, erfordert sowohl chemische als auch thermische Nachbearbeitung, in der Regel bei einem Drittanbieter.
Das neue CeraFila SUS316L, ein Edelstahl-Filament, das von der japanischen Firma Dai-Ichi Ceramo entwickelt wurde, erleichtert die Nachbearbeitung etwas, indem es mit nur einem rein thermischen Entbinderungs- und Sinterworkflow auskommt, der die innerbetriebliche Produktion von Metallteilen für Nutzer von extrusionsbasierten 3D-Druckern vereinfachen könnte.
Was als Gütesiegel für den neuen Werkstoff gesehen werden könnte: UltiMaker hat CeraFila SUS316L kürzlich in seine Materialbibliothek aufgenommen.
Ein etwas anderer Zugang zu Metall
UltiMaker bietet Ultrafuse nach wie vor in seinem Metall-Erweiterungskit an — eine Sammlung von Materialien, Ultimaker Druckkernen (CC 0.4, DD 0.4), Cura-Druckprofilen und einem Gutschein für die Nachbearbeitung — hat aber diese neue Edelstahl-Option wegen ihrer einfacheren Nachbearbeitung in seine Bibliothek aufgenommen.
„Der Hauptunterschied zwischen diesem Material und dem Material von Forward AM ist der Entbinderungs- und Sinterprozess“, erklärte Kristel Boere, Produktmanagerin für Verbrauchsmaterialien bei UltiMaker gegenüber All3DP. „Der für CeraFila ist vollständig thermisch — es ist keine chemische Entbinderung erforderlich und daher einfacher, ihn vollständig innerbetrieblich zu implementieren.“
Trotz dieser Vereinfachung bleiben Kompromisse bestehen. Laut Boere erreichen Teile, die mit CeraFila SUS316L gefertigt werden, möglicherweise nicht die gleiche Dichte wie solche, die mit Forward AMs Ultrafuse hergestellt werden. „Es ist nicht möglich, zu 100 % gefüllte Teile wie mit Forward AM zu erhalten“, bemerkt Boere. Die Dichte, die CeraFila SUS316L erreichen kann, beträgt 90—95 % (je nach Hitzeeinstellung), während Ultrafuse eine Dichte von 97—99 % erreichen kann.
UltiMaker bietet in seinem Materialkit nur den Ultrafuse 17-4 PH-Edelstahl an, nicht den Ultrafuse 316L-Edelstahl von Forward AM. Wenn Sie also auf ein 316L-Metall-Filament für Ihren UltiMaker gewartet haben, ist CeraFila Ihre Alternative.
CeraFila in der Praxis
UltiMaker hat klargestellt, dass CeraFila das Metall-Erweiterungskit nicht benötigt, das für das Filament von Forward AM entwickelt wurde. Dennoch benötigen Nutzer spezielle Hardware, um den Erfolg sicherzustellen.
„Ein Metall-Erweiterungskit ist nicht erforderlich und sollte nicht verwendet werden“, so Boere. „Allerdings ist eine abriebfeste Düse (wie die CC 0.4 von UltiMaker) erforderlich.“
Außerdem kann das Filament aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften nicht mit der automatisierten Materialstation von UltiMaker verwendet werden. Nutzer müssen sich auf einen externen Spulenhalter mit Lager verlassen, um eine gleichmäßigere Extrusion zu erhalten.
Filamentbasierter Metalldruck ermöglicht es den Anwendern, Modelle mit internen Strukturen wie Gitter- oder Wabenfüllung zu entwerfen, was Gewichteinsparung und Materialeffizienz mit sich bringt. Nach Angaben des Herstellers unterstützt die Zusammensetzung von CeraFila gesinterte Teile mit hoher Dichte und eröffnet die Möglichkeit einer Vielzahl von Anwendungen, die von Werkzeugen und Vorrichtungen bis hin zu funktionalen Prototypen und sogar gebrauchsfertigen Teilen reichen.
Überlegungen zu Sicherheit und Nachbearbeitung
Obwohl CeraFila die chemische Entbinderung überflüssig macht, ist das thermische Verfahren nicht ohne Risiko. Während der Entbinderungsphase werden giftige und entflammbare Gase freigesetzt. In der technischen Dokumentation des Filaments werden die Nutzer angehalten, eine Wachsfangschale oder ein Gasverbrennungsgerät zu verwenden, um diese Emissionen sicher zu neutralisieren.
CeraFila ist zwar leichter zugänglich als das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen oder chemisch entbundene Filamente, erfordert aber dennoch ein hohes Maß an Sorgfalt, Prozesskenntnis und eine angemessene Sicherheitsinfrastruktur.
Die Entscheidung von UltiMaker, sein Metallangebot zu erweitern, spiegelt eine pragmatische Herangehensweise an die sich wandelnden Marktanforderungen wider.
„Die Akzeptanz von Metall-Filament wächst langsam, aber das ist angesichts der Komplexität des gesamten Workflows zu erwarten“, räumte Boere ein.
Nichtsdestotrotz verleiht CeraFilas Aufnahme in die UltiMaker-Bibliothek dem Material von Dai-Ichi Ceramo Legitimität und bietet den Anwendern einen alternativen Weg zur Herstellung von funktionalen Metallteilen — ohne sechsstelliges Preisschild.
Im Zuge der Weiterentwicklung des Metall-3D-Drucks könnten Materialien wie CeraFila SUS316L dazu beitragen, die Lücke zwischen professionellem Prototyping und industrieller Produktion in größerem Maßstab zu schließen, insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen.
Wo kann man’s kaufen?
CeraFila scheint derzeit nur über den Hersteller und den 3D-Drucker- und Materialhändler Brule mit Sitz in Japan erhältlich zu sein. Der Preis ist noch nicht bekannt.
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