BFIL M2 Serie T es un filamento metálico del acero AISI M2 creado para la fabricación de piezas de alta complejidad 100% metálicas mediante tecnología de impresión 3D por extrusión de filamento fundido (FFF, Fused Filament Fabrication). Contiene 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 AISI M2 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 AISI M2 son ideales para la fabricación de componentes de herramientas, ya que es un acero de herramientas, también conocidos como aceros rápidos por su capacidad de conservar altos niveles de dureza cuando trabajan a altas velocidades.

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 M2 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 nuestro email. 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 AISI M2 de elevada calidad y propiedades equivalentes a las de Moldeo por Inyección de Polvos tradicional.

Cuando se busque fabricar geometrías altamente complejas del acero AISI M2 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 M2 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 255-265°C, velocidad 10-25 mm/s, velocidad del ventilador al 50%, altura de capa 0,15-0,30 mm, 2 líneas de contorno. Debido a la elevada concentración de polvo en el filamento, 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 150 ºC, meseta 10 min
- Rampa 2: 1 ºC/min hasta 260 ºC, meseta 1 h
- Rampa 3: 1 ºC/min hasta 420 ºC, meseta 1h
- Rampa 4: 1 ºC/min hasta 455 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 1270 °C durante 1h de
meseta y enfriamiento en el horno da lugar a densidades relativas mayores de 8 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 de los filamentos BFIL M2 Serie T se recomienda una atmósfera de medio vacío.

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 nuestro email.

¿Sabías que muchos componentes de tus coches, tus teléfonos móviles y ordenadores, tus instrumentos musicales o incluso tus brackets dentales se fabrican mediante PIM?

¿Sabías que la cerámica está presente como enchufe o aislante en muchos hervidores eléctricos, equipos de alta temperatura y teléfonos móviles?

¿Sabías que la estrategia adoptada por Blesol Tech de combinar tecnologías de inyección e impresión abrirá nuevas posibilidades en sectores como el de la energía y las pilas de combustible, el diseño de motores, la fabricación de prótesis biomédicas personalizadas, de componentes aeronáuticos o en la tecnología de fibra óptica?

ESPECIFICACIONES
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