BFIL 17-4PH Serie T son filamentos metálicos creados para la fabricación de piezas de alta
complejidad 100% metálicas mediante tecnología de impresión 3D por extrusión de filamento
fundido (FFF, Fused Filament Fabrication). Contienen una alta carga de polvo metálico en una
matriz polimérica que asegura una densificación casi completa del mismo orden que la que se
alcanza en el Moldeo por Inyección de polvos o PIM. Es posible utilizar impresoras sencillas de
impresión 3D de plásticos ampliamente disponibles en el mercado, aunque para un resultado
óptimo se recomienda que el extrusor esté equipado con una boquilla resistente a materiales
abrasivos y con un tipo de alimentación que dependerá de la referencia utilizada. Los filamentos
BFIL 17-4PH Serie T están disponibles en 2 diámetros diferentes (1,75 y 2,85 mm) y con 2 grados
de flexibilidad (1 y 2). El grado 1 tiene suficiente resistencia mecánica y rigidez como para ser
alimentado de forma indirecta en la impresora 3D, siendo también posible hacerlo mediante
alimentación directa. Por su parte, el grado 2 es un filamento de mayor flexibilidad, por lo que es
recomendable utilizar una impresora 3D de alimentación directa para su procesado.
Además, para la obtención de las propiedades finales propias del acero inoxidable 17-4PH se
requiere de un postprocesado que consiste en una etapa de eliminación en dos pasos (mediante
disolvente y térmicamente) y una etapa de sinterización en hornos con atmósfera controlada, de
las que ofrecemos información en la pestaña “Recomendaciones”. Para acabados más finos de
las piezas metálicas es posible realizar un tratamiento superficial sobre las piezas tras el proceso
de impresión.
Las piezas finales de 17-4PH son ideales para la industria petroquímica, aeroespacial, automotriz
y médica.
Blesol Tech S.L. es una empresa de base tecnológica que ofrece mezclas inyectables (pellets) y
mezclas imprimibles (filamentos y pellets) de una gran variedad de materiales metálicos y
cerámicos. Lo que la hace única es apostar por la flexibilidad en ajustar las propiedades de los
filamentos en base a los requerimientos de la impresora que utilice cada cliente. Fundada en
2020 en Ciudad Real, España, nace de una extensa trayectoria anterior de más de 20 años en
Moldeo por Inyección de Polvos (PIM) y en materiales metálicos, cerámicos y poliméricos.
Cuenta además con el know-how y la capacidad de desarrollar otras aleaciones metálicas o
materiales cerámicos en forma de pellets o filamentos que no se encuentren disponibles en el
mercado.
Los filamentos de Blesol Tech garantizan que las partículas de polvo tengan una densidad de
empaquetamiento elevada y uniforme, una contracción dimensional de la pieza de forma
isotrópica y reproducible y una elevada estabilidad dimensional durante todo el proceso hasta la
finalización de la sinterización. Esta homogeneidad, gracias a nuestra tecnología de mezclado y
de producción del filamento del diámetro deseado, garantiza el éxito y la continuidad de los
procesos de impresión 3D, eliminación y sinterización.
Con los filamentos BFIL 17-4PH Serie T se pueden obtener piezas metálicas por impresión 3D de
forma fácil, económica y segura. Para aquellos usuarios que dispongan de medios para realizar
el proceso de debinding y sinterizado, Blesol Tech pone a disposición las condiciones
recomendadas de los diferentes parámetros experimentales para lograr resultados óptimos en
las piezas, que pueden consultarse en la pestaña de recomendaciones y en la TDS disponible en
la pestaña de descargas. Del mismo modo, los usuarios que no disponen de hornos de
eliminación y sinterización necesarios para realizar el postprocesado de las piezas impresas con
los filamentos BFIL de la serie T y conseguir las propiedades finales de este material, pueden
ponerse en contacto con nosotros a través de emial. Ofrecemos el
servicio de eliminación y sinterización en función del producto BFIL de interés, tamaño y número
de piezas.
Esto facilita que los filamentos metálicos de Blesol Tech de la serie T estén al alcance de un gran
número de usuarios tanto a nivel industrial como particular para convertirse en usuario de la
impresión 3D de piezas de 17-4PH de elevada calidad y propiedades equivalentes a las de Moldeo
por Inyección de Polvos tradicional.
Cuando se busque fabricar geometrías altamente complejas de acero inoxidable 17-4PH que
requieran el uso de soportes, se recomienda adquirir el filamento BFIL Support Layer Serie T de
referencia BFT Support Layer para imprimir una intercapa de 2-3 líneas de impresión entre pieza
y soporte, utilizando el propio filamento BFIL 17-4PH Serie T con la referencia deseada para
imprimir el soporte.
RECOMENDACIONES
Etapa de impresión 3D:
Características de la impresora: configuración en extrusión directa si el filamento elegido es el
de 1,75 mm de diámetro y grado 2 de flexibilidad, diámetro de la boquilla ≥ 0,2 mm de material
resistente a abrasivos, posibilidad de alcanzar temperaturas de 350°C en el extrusor y de 100°C
en la cama, no se requiere precalentar el filamento.
Condiciones de impresión: temperatura de la cama 60-80°C, temperatura de la boquilla 265°C,
velocidad 25-30 mm/s, velocidad del ventilador al 100 %, altura de capa 0,15-0,30 mm, 2 líneas
de contorno. Debido a la elevada concentración de polvo en los filamentos, se pueden alcanzar
densidades relativas > 99% en la pieza sinterizada utilizando un 100% de relleno durante la
impresión, aunque también es posible utilizar un % de relleno menor si se buscan piezas más
ligeras y porosas.
Etapa de eliminación del sistema ligante:
Una vez obtenida la pieza con la geometría de deseada tras la impresión 3D, llega el momento
de eliminar el sistema ligante, siendo una de las etapas más críticas y complejas. Un mal diseño
de esta etapa repercute en defectos en la etapa de sinterización, obteniendo piezas finales con
unas propiedades mecánicas no satisfactorias.
Se debe de eliminar la máxima cantidad de sistema ligante, con el fin de evitar defectos en la
posterior etapa de sinterización (debido a una rápida eliminación del ligante restante) y para
obtener una mayor densificación. Sin embargo, el ligante restante tiene que ser suficiente como
para aportar la rigidez necesaria que mantenga la geometría de las piezas en marrón de forma
adecuada.
La eliminación en una única etapa térmica daría lugar a la programación de ratios de
calentamiento muy lentos, de forma que se produzca una degradación del material más
progresiva, reduciendo así la posibilidad de que aparezcan defectos como grietas o ampollas.
Una eliminación en dos etapas trata de solventar esos problemas. Consiste en desarrollar la
eliminación mediante una primera etapa consistente en la eliminación de parte del sistema
ligante mediante disolventes, abriendo poros y canales desde la superficie hacia el interior, lo que
facilita que el ligante restante sea eliminado en una segunda etapa por degradación térmica.
Mediante este tipo de eliminación en dos etapas se consigue un proceso de eliminación más
rápido que empleando una única eliminación térmica y con mayor control dimensional.
En primer lugar, se lleva a cabo la inmersión del material en un baño termostático que contiene
ciclohexano como disolvente y se establece la temperatura del baño en 65 °C y el tiempo de
inmersión en 6-8 h. Tras el proceso de disolución, es recomendable someter a las piezas a 70°C
durante 1h para eliminar el disolvente residual antes de continuar con la eliminación del sistema
ligante de forma térmica.
Para la segunda etapa del proceso (eliminación térmica del sistema ligante) se programa un ciclo
térmico en un horno con atmósfera controlada de nitrógeno, con el fin de evitar la oxidación del
material metálico, así como arrastrar los productos degradados del sistema ligante. El ciclo
recomendado consiste en:
- Rampa 1: 10 ºC/min hasta 100 ºC, meseta 10 min
- Rampa 2: 1 ºC/min hasta 350 ºC, meseta 1 h
- Rampa 3: 1 ºC/min hasta 430 ºC, meseta 1h
- Rampa 4: 1 ºC/min hasta 440 ºC, meseta 1h
Utilizando las condiciones experimentales propuestas para un espesor máximo de 5 mm se
asegura mantener una fracción residual del sistema ligante que mantiene unido el polvo,
permitiendo su manipulación antes de la sinterización. Otras geometrías requerirán de un
rediseño de la etapa de eliminación del sistema ligante.
Etapa de sinterización: La sinterización consiste en la consolidación y cierre de porosidad de un
conjunto de partículas al someterlo a temperaturas elevadas, pero por debajo de la de fusión del
componente principal. Este proceso se basa en la reducción de energía libre por diferentes
fenómenos de difusión. El proceso de sinterización comienza con la formación de cuellos entre
las diferentes partículas. Estos cuellos comienzan a crecer conectando las diferentes partículas
hasta dejar los poros aislados unos de otros. Este material permite la obtención de densidades
relativas entre el 96 y prácticamente el 100% tras un adecuado diseño especialmente de la etapa
de impresión 3D. Las condiciones de sinterización de 5°C/min hasta 1380 °C durante 1h de
meseta y enfriamiento en el horno da lugar a densidades relativas mayores de 99 % o de 7,50
g/cm3. Se ha de controlar la atmósfera durante la sinterización, ya que afecta a los procesos
químicos que se dan durante la sinterización (reducción de óxidos, carburizaciones,...). Las
atmósferas empleadas se pueden dividir en tres grandes grupos, atmósferas neutras, reactivas
o de vacío. En el caso del acero inoxidable 17-4PH se recomienda una atmósfera de medio vacío
o de hidrógeno.
Si estás interesado en producir una serie larga de tu pieza ya validada con nuestros filamentos,
puede que por impresión 3D no resulte rentable. Te recomendamos preguntar por nuestro
proceso de Moldeo por Inyección de Polvos (PIM) que emplea pellets de los mismos materiales
como materia prima y resulta mucho más rápido y económico, a través de email.
ESPECIFICACIONES
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