COME REALIZZARE STATUETTE IN METALLO DA STAMPI IN PVA STAMPATI IN 3D, COME STAMPARE IN 3D CALCHI PER METALLO FLUIDO TIPO CERA PERSA

COME REALIZZARE STATUETTE IN METALLO DA STAMPI IN PVA STAMPATI IN 3D, COME STAMPARE IN 3D CALCHI PER METALLO FLUIDO TIPO CERA PERSA

FILOPRINT segnala questo interessante lavoro realizzato da una designer Eliza Wordel, che si è prodigata in un pregevole lavoro su come stampare in 3D calchi per fusione con liquido metallico a freddo, per realizzare pregevoli statuette con caratteristiche molto simili al sistema di “fusione a cera persa”

Eliza Wordel ha recentemente presentato un interessante sistema che si basa su degli stampi realizzati in 3D con semplice PVA da utilizzare per la creazione di oggetti con colata nello stampo di un fluido metallico a freddo. Il suo metodo ha ottenuto ottimi risultati, creando una serie di statuette impressionanti nel dettaglio e con un aspetto in metallo antico.

FILOPRINT suggerisce l'uso di un particolare PVA resistente al calore chiamato PVA ATLAS con il quale si riesce a stampare anche con un grado di dettaglio di 0,1 mm con macchine standard tipo PRUSA: CLICCA QUI  

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Eliza Wordel ha realizzato alcune figure a tema egiziano, ma è possibile spaziare in ogni campo legato al design non solo di statuette ma anche di oggetti di arredo, CosPlay ludici ecc.ecc.

La Wordel ha deciso che la stampa 3D era necessaria per ricreare fisicamente l'alto livello di dettaglio richiesto in questo tipo di modelli di dimensioni medio/piccole. Ha modificato i disegni nel software CAD per aggiungere una forma di stampo semplice intorno a loro, con piccole entrate per versare il liquido di colata.

Una volta terminati i disegni 3D, la Wordel utilizzava il software Voxelizer per prepararli per la stampa. Ha usato un preset PVA e lo ha regolato per essere compatibile con un estrusore da 1,75 mm montato sulla stampante 3D multitool ZMorph 2.0 SX. La stampa ha impiegato parecchie ore per completarsi, ma gli stampi finiti sono stati immediatamente pronti per il processo di fusione.

La stampa 3D con PVA ha significato perché gli stampi risultano avere una buona resistenza al calore, ed essere facilmente disciolti in acqua senza lasciare nessuna traccia sull'oggetto realizzato. Il liquido di colata, noto come Fluido Metallico, è composto da un mix di polvere metallica con un legante di resina. Il fluido ha un aspetto molto simile, al tatto ed al peso , all'ottone, bronzo e altri metalli ed è perfetto per questo tipo di attività di modellazione. Una volta che il fluido metallico è stato versato nello stampo, è stato lasciato alla sua solidificazione soltanto per poche ore, fino al suo completo indurimento.

La versione di questo materiale “liquido metallico” ha appunto la particolarità che non necessita di di essere scaldato e può essere colato a freddo nello stampo in PVA che quindi non avrà nessun tipo di tensione o deformazione. Questo componente di chiama: METALFLUID ed è un conglomerato di graniglie metalliche in legante resinoso. Viene normalmente utilizzato per colata in stampi di gomma siliconica (ma anche in stampi rigidi di pezzi relativamente semplici, privi di sottosquadro) per realizzare pezzi in metallo a freddo senza fusione. Dopo la polimerizzazione si ottiene un sinterizzato composto al 80-85% di metallo puro (l’eccesso di resina, occorsa come veicolo che affiorata in superficie, viene eliminata dopo l’indurimento). Il pezzo ottenuto dovrà poi essere carteggiato con carte ad alto numero, per eliminare la leggera patina superficiale di resina e scoprire tutta la bellezza del metallo, e poi lucidato con pasta abrasiva lucidante o prodotti liquidi lucidanti.

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Gli oggetti creati in stampi realizzati in 3D con del PVA, sono stati infine messi in acqua, dove sono stati sciolti dopo circa 24 ore, lasciando il modello metallico da lucidare. Dopo la pulizia di qualsiasi residuo dello stampo in PVA, la Wordel ha lavorato di post-processing. Gli strati visibili lasciati nelle figure dallo stampo 3D devono essere “levigati” per portare la superficie il più liscia possibile. È stata utilizzata anche una pasta lucidante, che ha permesso l'effetto di patinatura sul metallo, dando alle figure un aspetto più elegante e antico.

Le statuette finite hanno un aspetto davvero impressionante per qualità e consistenza che non fa rimpiangere un processo di realizzazione molto più elaborato e costoso. La tecnica di fusione di Wordel potrebbe essere facilmente applicata per creare altri oggetti decorativi e ornamenti, come ad esempio gioielli, monili antichi, statue ed oggetti archeologici da riprodurre. Questo dimostra il potenziale di una tecnologia di stampa FDM a prezzi accessibili per andare oltre la semplice modellazione plastica e la prototipazione veloce. Con una stampante 3D di medio livello ed alcune conoscenze di base di design CAD, i materiali giusti e una piccola ingegnosità permettono di creare oggetti di notevole qualità con una vasta gamma di effetti e finiture.

APPROFONDIMENTO

COSA E' IL METALLO LIQUIDO - FUNZIONALITA' E PRESTAZIONI

Metallo liquido: è questa la nuova parola d’ordine riguardo i più recenti prodotti tecnologici.

Si tratta di un materiale brevettato che permette di unire una resistenza doppia rispetto a quella del titanio con la modellabilità della plastica. Questo permette di realizzare forme inedite, strutturalmente più robuste di quelle finora realizzate, ma più leggere e sottili. Strutture impossibili da realizzare con i normali processi di fusione e stampaggio o di estrusione utilizzati fino ad oggi per la produzione di serie di apparecchi di piccole dimensioni.

L’amorphous metal alloys o metallo liquido è la soluzione più performante per i designer che ora potranno sbizzarrirsi a creare forme altrimenti impossibili da realizzare, strutture precisissime, robustissime, flessibili e leggere adattissime ai gioiellini tecnologici moderni, sempre più miniaturizzati e complessi.

Cosè il metallo liquido

E’ una classe di leghe metalliche amorfe brevettate da liquidmetal technologies CLICCA QUI PER IL SITO

che costituiscono la base di una serie di materiali ad alte prestazioni utilizzate in settori militari, medici, industriali, sportivi e di consumo.

Le leghe a metallo liquido combinano la robustezza dei metalli perché sono due volte più dure del titanio con la plasticità delle resine sintetiche.

La struttura atomica è la caratteristica più evidente che differenzia queste leghe dai metalli ordinari.

La struttura atomica dei metalli tradizionali è naturalmente periodica e mostra schemi cristallini ripetitivi e sequenziali. Questa particolare struttura atomica limita le prestazioni complessive di metalli convenzionali.

Nelle leghe a metallo liquido la struttura atomica è invece totalmente amorfa e non sottostà ad una combinazione atomica particolare. Come tale, disposizione atomica si riescono a raggiungere caratteristiche nettamente superiori sia in termini di robustezza che di lavorabilità superando nettamente i limiti dei metalli convenzionali.

Questi sono i vantaggi prestazionali:

Yield ad alta resistenza

Durezza elevata

Rapporto superiore resistenza/peso

Limite elastico superiore

Elevata resistenza alla corrosione

Elevata resistenza all’usura

Proprietà acustiche uniche

Basso tasso di ritiro e dilatazione

I risultati più interessanti di questa particolare struttura atomica sono:

– l’alto coefficiente di snervamento (trazione), praticamente uguale al limite teorico (superiore a 250 KSI) e supera di molto quello dei tradizionali metalli a struttura cristallina (acciaio, titanio, ecc.)

– il limite superiore elastico, cioè la capacità di mantenere la sua forma originale anche dopo sollecitazioni molto elevate

– una resistenza alla corrosione ed all’usura molto più elevati dei metalli tradizionali.

Altre caratteristiche uniche di queste leghe sono le proprietà meccaniche superiori nella lavorazione fusa. Questo si differenzia nettamente con metalli convenzionali dove i prodotti formati da fusione hanno proprietà meccaniche inferiori rispetto alle forme battute o forgiate, e questo limitava la fabbricazione di disegni più sofisticati e complessi.

La solidificazione delle leghe a metallo liquido presentano caratteristiche sostanzialmente diverse perché si evita il restringimento naturale (dovuto alla mancanza di trasformazione di fase dallo stato liquido allo stato solido) e, per la loro plasticità, si evitano processi di trasformazione e di rifinitura successiva.