Metal 3D sem complicação: imprima como no SLS — Cold Metal Fusion

No universo do metal 3D, o Cold Metal Fusion se destaca por permitir “imprimir metal como no SLS”, combinando liberdade geométrica do leito de pó com a previsibilidade da sinterização MIM-type. Em vez de suportes térmicos e altas tensões típicas de fusão a laser, a peça nasce como green part em SLS com feedstock CMF (binder polimérico), passa por debinding por solvente e então pela sinterização.

Assim se forma um caminho industrial que aproveita infraestrutura de metalurgia do pó e um ecossistema multi-fabricantes padronizado pela Aliança ColdMetalFusion — ideal quando o design já nasce compatível com sinter.

Desafios

• Definir scale-up XYZ para compensar a contração de sinter sem perder tolerâncias funcionais.

• Controlar deformações por distribuição de massa e base de sinter, evitando colapsos e empenos.

• Dimensionar paredes, furos e roscas considerando depowdering, debinding e estabilidade em sinterização.

• Decidir quando aplicar suportes de sinter para saliências/overhangs prolongados sem subir o custo.

• Estabelecer tolerâncias práticas conforme porte/massa da peça.

  
  

Abordagem e Processo

Visão geral da solução

Produto (solução): Cold Metal Fusion. 

Diferente de “uma única máquina”, trata-se de um conjunto padronizado multi-fabricantes: impressão SLS com feedstock CMF (binder polimérico), debinding por solvente e sinterização MIM-type, mais limpeza e finishing. O diferencial é reproduzir a experiência de SLS — volume útil cheio, sem suportes de impressão — e transferir o suporte apenas para a fase de sinter, quando necessário.

Cold Metal Fusion — visão geral do fluxo (SLS, debinding, sinterização)

Impressão SLS com feedstock CMF

O feedstock contém pó metálico e binder polimérico. A fusão seletiva do binder gera green parts densas e mecânica suficiente para depowdering eficiente e, quando aplicável, usinagem em estado verde. Isso reduz riscos antes da sinterização e facilita automatização de pós-processos, mantendo a lógica produtiva do SLS (câmara aquecida moderadamente, utilização integral do leito e liberdade para aninhar peças).

Teste de resistência de green part — 70 kg aplicados sobre peça metálica pesada com estruturas internas de refrigeração (peso da peça: 4 kg), demonstrando a rigidez do green part obtido via Cold Metal Fusion.

Teste de compressão em peça de titânio fabricada por Cold Metal Fusion. A estrutura sustenta o peso de múltiplos volumes técnicos, comprovando estabilidade mecânica e densidade após a sinterização.

Debinding e Sinterização

Após a impressão, o debinding por solvente remove o binder com controle de taxa/tempo, e a sinterização MIM-type densifica a microestrutura. Suportes de sinter (do mesmo material, separados por camada cerâmica) são aplicados somente quando a geometria ou massa exigem, por exemplo, overhangs longos ou superfícies planas largas que poderiam distorcer. A contração é tratada via scale-up de projeto e fixturing adequado.

Regras de projeto

O design guide estabelece faixas típicas para espessuras de parede, furos, roscas e relevos, além de tolerâncias por porte de peça. Em geral: manter paredes estáveis (há limites mínimos e máximos sugeridos), preferir furos passantes para facilitar depowdering, orientar roscas pequenas (p.ex. até M4) de modo a preservar forma, e usar suportes de sinter para saliências prolongadas. A recomendação é antecipar chamfers, fillets e jogos funcionais já na fase CAD, reduzindo retrabalho após a sinterização.

Princípio geral de sinterização no Cold Metal Fusion: sempre projetar uma superfície plana de apoio sobre a base de sinter (sinter base). Isso garante estabilidade, reduz deformações e melhora a repetibilidade dimensional durante a sinterização.

Princípio geral de sinterização nº 2 no Cold Metal Fusion: manter a distribuição de peso equilibrada sobre a base de sinter (sinter base). O alinhamento correto evita deformações causadas pela gravidade durante o processo de sinterização.

Resultados e Métricas

• Contração de sinter tratada por scale-up (valores típicos e isotropia informados no guia por material).

• Temperaturas moderadas na fase SLS, minimizando empenos térmicos e permitindo o uso total do volume.

• Limites de geometria claros: paredes dentro de faixas recomendadas; overhangs sustentados na sinter quando excedem o comprimento seguro; furos com diâmetros mínimos práticos; roscas até classes pequenas (ex.: M4) com orientação apropriada.

• Tolerâncias usuais do processo indicadas no guia (faixas estreitas para peças leves/compactas; faixas mais abertas para peças pesadas).

Solução utilizada

• Solução: Cold Metal Fusion (ecossistema multi-fabricantes)

  • Conjunto padronizado que integra SLS + feedstock CMF (binder polimérico) + debinding por solvente + sinterização MIM-type, além de limpeza e finishing. O valor está na interoperabilidade entre fabricantes (impressoras SLS, estações de debinding, fornos MIM, software), garantindo replicabilidade e escalabilidade.

• Tecnologia: SLS + feedstock CMF (binder polimérico) + debinding por solvente + sinterização MIM-type.

  
  

Aplicações típicas:

• Peças metálicas funcionais em série, com DFAM orientado para sinter.

• Componentes com cavidades internas não acessíveis por usinagem convencional.

• Pequenas roscas e recursos finos que se beneficiam de green machining.

• Consolidação de conjuntos, eliminando fixações e usinagem posterior onde possível.

• Pré-séries e lotes piloto que escalam para produção.

  
  

Especificações essenciais:

• Impressão SLS em leito de pó com feedstock CMF; sem suportes de impressão.

• Debinding por solvente anterior à sinterização; controle de taxa e homogeneidade.

• Sinterização MIM-type com fixturing e suportes de sinter quando necessário (separação cerâmica).

• Regras de design: limites para espessuras de parede, furos, roscas (ex.: até M4) e tolerâncias por porte de peça.

Configuração mínima do processo Cold Metal Fusion, composta por impressora Farsoon HT252P (SLS), estação de debinding Lömi e forno de sinterização Carbolite Gero. O conjunto integra impressão, remoção de ligante e sinterização industrial conforme o padrão MIM-type.

Operação e Impacto no Negócio com a solução Cold Metal Fusion

Padronizar SLS + CMF + debinding + sinter permite previsibilidade de custo e prazo, com ramp-up de produção usando ativos MIM já difundidos no mercado. Jobshops e fábricas próprias podem iniciar com um minimum setup e crescer modularmente (mais impressoras, estações de debinding e fornos). A filosofia “multi-fabricantes” reduz dependência de um único fornecedor e simplifica validação de qualidade na cadeia.

Conclusão

Para equipes que desejam metal 3D sem complicação e com linguagem SLS, o Cold Metal Fusion oferece um caminho industrial: impressão sem suportes, green parts robustas, debinding controlado e sinterização MIM-type. Com regras de projeto claras (paredes, furos, roscas, tolerâncias e suportes de sinter), a solução absorve a contração de forma previsível e habilita escala. O diferencial não é uma máquina isolada, e sim o ecossistema padronizado que entrega repetibilidade e autonomia de escolha entre fabricantes.