桌面FDM打印機在打印真實金屬部件方面的激動人心潛力,曾因復雜的多步驟后處理現實而受挫。ForwardAM的Ultrafuse作為首款適用于任何高溫噴嘴3D打印機的金屬線材,至今仍是最受歡迎的產品,但其化學與熱后處理流程通常需依賴第三方供應商完成。
日本第一陶瓷公司開發的新型CeraFilaSUS316L不銹鋼長絲,通過僅采用熱脫脂和燒結的工作流程,減輕了精加工負擔,為擠壓式3D打印機用戶簡化了內部金屬零件生產流程。
UltiMaker近期將CeraFilaSUS316L添加至其材料庫,此舉可視為對這款新材料的官方認可。
通往金屬的另一種途徑
UltiMaker在其金屬擴展套件中仍提供Ultrafuse系列(包含材料、Ultimaker打印核心(CC0.4、DD0.4)、Cura打印配置文件及后期處理憑證),但通過將CeraFilaSUS316L納入材料庫,為用戶提供了更便捷的后處理選擇。
UltiMaker耗材產品經理KristelBoere向All3DP解釋:“這款材料與ForwardAM產品的主要差異在于脫脂與燒結工藝。CeraFila完全采用熱成型工藝,無需化學脫脂,因此更易在內部完成。”
盡管流程簡化,CeraFilaSUS316L仍存在性能權衡。據Boere介紹,使用該材料生產的零件密度可能不及Ultrafuse:“無法通過CeraFila獲得與Ultrafuse相同的100%填充密度。”具體而言,CeraFilaSUS316L可達90%-95%的密度(取決于熔爐調節),而Ultrafuse可實現97%-99%的密度。
值得注意的是,UltiMaker的材料套件中僅提供Ultrafuse17-4PH不銹鋼,而非ForwardAM的Ultrafuse316L不銹鋼。因此,若用戶期待在UltiMaker平臺上使用316L金屬線材,CeraFila將成為首選。
CeraFila的實際實施
UltiMaker明確表示,CeraFila無需使用專為ForwardAM線材開發的金屬擴展套件,但用戶仍需特定硬件以確保成功。Boere強調:“金屬擴展套件并非必需,也不應使用。但必須配備耐磨噴嘴(如UltiMaker的CC0.4)。”
此外,由于耗材機械特性限制,CeraFila無法與UltiMaker的自動化材料站兼容,用戶需依賴帶軸承的外部線軸支架以實現更順暢的擠出。
基于長絲的金屬打印允許用戶設計內部結構(如格子或蜂窩狀填充),以減輕重量并提高材料效率。據制造商介紹,CeraFila的配方可支持高密度燒結部件,為從工裝夾具到功能原型乃至最終用途部件的多樣化應用提供了可能。
安全和后處理注意事項
盡管CeraFila無需化學脫脂,其熱處理工藝仍存在風險。脫脂階段會釋放有毒且易燃的氣體,技術文檔建議用戶配備蠟捕集器或氣體燃燒裝置以安全中和排放物。
因此,盡管CeraFila比激光粉末床熔合或需化學脫粘的線材更易獲取,但仍需高水平的安全防護、工藝知識及適當的基礎設施。
市場意義與未來展望
UltiMaker決定擴展其金屬產品供應,體現了對市場需求變化的務實態度。Boere承認:“金屬線材的市場推進速度較慢,但考慮到整個工作流程的復雜性,這是可預見的。”
盡管如此,CeraFila納入UltiMaker材料庫,不僅為Dai-IchiCeramo的材料提供了官方認可,更為用戶開辟了生產功能性金屬零件的新路徑——無需承擔六位數的設備成本。隨著金屬3D打印技術的持續演進,CeraFilaSUS316L等材料有望幫助縮小專業級原型制作與全面工業生產之間的差距,尤其為中小型企業提供了更具可行性的解決方案。
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