Что такое Multi Jet Fusion и как это работает – Принцип 3D-печати HP MJF, преимущества, цена, применение

MJF означает Multi Jet Fusion, что является сокращенным термином для определенной технологии аддитивного производства, используемой в 3D-принтерах HP. MJF приобрел популярность в последнее время по сравнению с другими методами 3D-печати, поскольку он позволяет перейти от быстрого прототипирования к прямому производству конечных продуктов. Эта технология позволяет производить надежные и высокодетализированные конечные продукты, сохраняя при этом высокую производительность. В этом обсуждении мы рассмотрим, что такое Multi Jet Fusion, как он работает и почему он подходит для массового производства, какой уровень точности он может достичь, а также выделим его особенности и рекомендуемые области применения, сравнивая реальные образцы. Затем мы также обсудим различия между MJF и SLS 3D-печатью!

Что такое 3D-печать Multi Jet Fusion?

MJF) полная форма – Multi Jet Fusion, является технологией аддитивного производства, разработанной HP Inc. Эта технология 3D-печати быстро производит сложные и изысканные детали путем наложения слоев порошковых термопластичных материалов. Обычно термопластичный полимер, тонкое покрытие порошкового материала, как правило, MJF, наносится на строительную платформу. Затем плавящийся агент выборочно наносится струйной матрицей на порошковый материал, тем самым облегчая процесс сплавления. Для улучшения отделки поверхности также используется детализирующий агент. Нагревательный элемент проходит по всей платформе после печати каждого слоя, сплавляя и затвердевая порошковый материал. Этот процесс продолжается слой за слоем, пока не будет создан последний объект. Это делает возможными быстрые, прочные и чрезвычайно подробные конечные продукты. Это значительно снижает затраты и увеличивает производство по сравнению с обычными методами 3D-печати.

Особенности и преимущества Multi Jet Fusion

Главное преимущество MJF заключается в том, что он позволяет конструкторам удовлетворять необходимым требованиям прочности, однородности и надежности для конечного продукта, при этом позволяя им достичь желаемой формы без ограничений производственного процесса. Более того, MJF специально создан для массового производства, тем самым гарантируя, что эффективность производства остается высокой даже при производстве больших объемов и постоянно гарантирует высокое качество деталей.

 Сочетание специальной технологии изготовления MJF с возможностями технологии 3D-печати дает производственному и творческому секторам новые преимущества:

Основные преимущества MJF включают в себя:

1. Возможность массового производства продукции по индивидуальному заказу.
2. Быстрый переход к производственному процессу с использованием только 3D-данных.
3. Производство от прототипов до готовой продукции без необходимости использования традиционных заводов.
4. Снижение затрат и сокращение сроков выполнения заказа по сравнению с традиционными методами резки или литья под давлением.
5. Возможность изготовления сложных форм как единой детали, что сокращает затраты на сборку.
6. Минимальное изменение прочности из-за изотропии.
7. Высокая возможность повторного использования материала, при этом потребность в дополнительном материале возникает только при повторном использовании для следующего производства (в случае PA12).
8. Высокая герметичность, что делает его пригодным для производства деталей без утечек воздуха и для пневматических применений.
9. Метод производства MJF (Multi Jet Fusion) также способствует устойчивости. Он перерабатывает и повторно использует значительную часть неиспользованного порошкообразного материала в процессе производства. Благодаря точному контролю температуры с использованием двух типов агентов достигается лидирующий в отрасли уровень переработки до 80% (для PA12). Кроме того, PA11 получают из растительных материалов, что делает его экологически чистым вариантом.

Не только MJF, но и 3D-печатная продукция в целом соответствует концепции устойчивого производства, позволяя производить продукцию только тогда, когда это необходимо, используя необходимые материалы и производя столько, сколько требуется.

МЖФ Недостатки бонуса без депозита

Хотя MJF может обеспечить экономическую эффективность с точки зрения себестоимости производства каждой детали, первоначальные инвестиционные затраты (стоимость приобретения оборудования) относительно высоки, что может привести к более высоким общим затратам в зависимости от частоты печати.

Цена HP Multi Jet Fusion

Цена на 3D-принтеры HP Multi Jet Fusion может варьироваться в зависимости от конкретной модели и конфигурации, а также дополнительных аксессуаров или опций. По моим сведениям, на конец сентября 2021 года принтеры HP Multi Jet Fusion стоят от примерно 50,000 XNUMX до нескольких сотен тысяч долларов. Однако цены могут меняться со временем, поэтому рекомендуется уточнять у HP или авторизованных реселлеров самую актуальную информацию о ценах.

Материалы MJF – какие материалы совместимы с методом многоструйной сварки?

Основным материалом для MJF (Multi Jet Fusion) является нейлон, в частности полиамид (PA), который подходит для конечного продукта. Список доступных материалов для 3D-печати MJF включает:

• – PA11: нейлоновый материал растительного происхождения с превосходной гибкостью и более высокой прочностью по сравнению с PA12.
• – PA12: универсальный недорогой нейлоновый материал с превосходной прочностью и физическими свойствами, который можно использовать в различных областях.
• – PA12GB (стеклянные шарики): улучшенный нейлоновый материал PA12, обеспечивающий превосходную жесткость по сравнению с PA12, со встроенными стеклянными шариками.
• – PA12W (белый): белый нейлоновый материал с превосходным эстетическим дизайном, подходящий для различных сред.

Процесс моделирования MJF – как работает многоструйная технология Fusion?

Процесс Multi Jet Fusion состоит из четырех основных этапов, что позволяет производить прочную и высокоточную 3D-печать. Этот процесс выполняется быстро. Вот этапы:

Шаг 1: Подготовка порошкового слоя

По всей площади печати наносится тонкоизмельченный термопластичный материал.

Шаг 2: Высокоскоростная струйная печать агентов

Струйная головка, встроенная в 3D-принтер, быстро перемещается по области печати, подавая два различных типа чернил, уникальных для технологии HP:

• – Плавкий предохранитель: ускоритель растворения
• – Detailing Agent: Средство для декорирования поверхности.

Эти агенты играют решающую роль в процессе печати. ​​Fusing Agent облегчает сплавление порошка, в то время как Detailing Agent предотвращает сплавление, достигая точного контроля в процессе печати.

Шаг 3: Применение тепловой энергии с использованием лампы

После нанесения чернил галогенная лампа подает тепловую энергию по всей области печати, чтобы расплавить и сплавить порошкообразную смолу. Датчики температуры, расположенные в верхней части принтера, обеспечивают точный контроль температуры для управления качеством. Эффективно подавая тепловую энергию и достигая быстрого плавления и сплавления, MJF производит 3D-печатные изделия с превосходной прочностью, прочностью и ударопрочностью.

Шаг 4: Итеративный процесс наложения слоев

Вышеупомянутые шаги (1-3) быстро повторяются, слой за слоем, для изготовления твердого 3D-объекта. Кроме того, поскольку неиспользованный порошковый материал остается в форме порошка и не превращается в печатную деталь, отходы материала минимальны. Это делает MJF высокоустойчивым методом 3D-печати.

Отделка MJF – какие методы постобработки требуются для многоструйной сварки?

MJF не требует опорных структур (структур, предназначенных исключительно для поддержки объекта во время печати, которые впоследствии удаляются), что делает постобработку относительно простой. Как упоминалось ранее, MJF оставляет неиспользованный порошковый материал вокруг напечатанного объекта, который служит в качестве опоры. Это устраняет необходимость в специальных материалах или структурах, предназначенных для поддержки. Таким образом, можно создать желаемую форму на основе оригинального дизайна дизайнера.

После стадии охлаждения оставшийся порошок удаляется с помощью таких процессов, как дробеструйная обработка, воздушная очистка или водоструйная очистка. Ручная постобработка, например полировка, также может выполняться с использованием инструментов или машин, таких как барабаны.

Применение MJF – Для чего используется технология Multi Jet Fusion?

Одной из важных особенностей MJF является его способность достигать высокой прочности и точности, необходимых для промышленных изделий с помощью 3D-печати. ​​В результате его можно использовать для широкого спектра применений, включая функциональное прототипирование, оценку дизайна, заводскую оснастку и производство конечного продукта. Более того, благодаря высокой скорости печати MJF хорошо подходит как для среднесерийного производства, так и для крупносерийного производства, превышающего десятки тысяч единиц.

Почему MJF подходит для конечных продуктов? Поскольку 3D-печатные изделия изготавливаются путем ламинирования слоев, считалось, что они не подходят для конечного уровня продукта из-за различий в прочности в направлении ламинирования. MJF удалось устранить эти проблемы, минимизировав это различие в прочности (анизотропию). Появляется возможность производить изделия, которые эффективно используют свойства материалов из нейлона. В частности, «PA12W White», который был представлен в последние годы, может использоваться не только для окрашивания, но и в качестве деталей с высокими дизайнерскими качествами даже после моделирования.

Почему MJF подходит для массового производства? Проблемы при использовании 3D-принтеров для массового производства заключались в производительности и себестоимости единицы продукции. MJF обладает как скоростью печати, так и эффективностью производства, которые невозможно было достичь с помощью обычных 3D-принтеров, и преуспел в значительном повышении производительности. За счет повышения производительности можно снизить себестоимость производства каждой детали.

Приложения MJF по отраслям

MJF уникален в своем использовании в отраслях с высокими стандартами, таких как автомобильная промышленность и медицинские технологии. Теперь давайте рассмотрим примеры использования MJF в промышленности как внутри страны, так и за рубежом.

• Стоматологическая/медицинская промышленность: прототип персонализированных элайнеров – ортодонтические элайнеры (капы) должны быть персонализированы для каждого пациента. В то же время мы можем предоставить 400 профилей зубов и 50,000 XNUMX кап в день с короткими сроками поставки и низкими затратами.
• Производственная промышленность (промышленное оборудование): Детали охлаждающего канала — это пример охлаждающего канала, установленного внутри принтера HP. Детали, которые ранее изготавливались путем сборки шести деталей и винтов, были интегрированы и изготовлены в форме, которая отражает результаты анализа для создания оптимального воздушного потока. Это снижает производственные затраты на 34% и увеличивает воздушный поток на 22%. Кроме того, печатая необходимое количество в нужное время, мы можем пересмотреть управление запасами деталей и улучшить общие затраты.
• Аэрокосмическая промышленность: Прототип – PA12GB MJF 3D Printing даже может быть использован для их прототипа спутника. 3D-печатные объекты используются не только для проверки механических конструкций, но и как средства связи с внутренними элементами.

MJF (многоструйное спекание) и SLS (селективное лазерное спекание). В чем разница и что лучше?

Многоструйная спекание (MJF) и селективное лазерное спекание (SLS) от HP — два распространенных процесса для 3D-печати порошковых материалов. В обоих процессах детали создаются путем термического сплавления (или спекания) частиц полимерного порошка слой за слоем. Материалы, используемые как в MJF, так и в SLS, представляют собой термопластичные полимеры (обычно нейлон) в гранулированной форме. По сути, MJF представляет собой комбинацию SLS и струйной обработки связующим. Основное различие между MJF и SLS заключается в источнике тепла. SLS использует лазер для сканирования и спекания каждого поперечного сечения, в то время как в MJF чернила (фьюзер) наносятся на порошок для содействия поглощению инфракрасного света. Затем источник инфракрасной энергии проходит через платформу сборки, сплавляя окрашенные области.

Поскольку MJF и SLS производят очень похожие детали, важно, чтобы проектировщики понимали тонкие различия при заказе любого из этих процессов. Мы провели тщательное сравнение Multi Jet Fusion (MJF) и Selective Laser Sintering (SLS) от HP с точки зрения точности, материалов, стоимости и времени выполнения.

1. Производственный процесс и рабочий процесс:

Ниже приводится краткое описание производственного процесса с использованием двух технологий, которое показывает, почему HP Nylon имеет более короткий период изготовления.

Селективное лазерное спекание SLS:

Сначала тонкий слой порошка покрывается на платформе построения. Затем CO2-лазер сканирует каждое поперечное сечение, чтобы спечь порошок. Затем платформа перемещается на один слой вниз и повторяет процесс, пока печать не будет завершена. Весь бункер должен остыть, прежде чем деталь можно будет извлечь из порошка.

Многоструйная плавильная печь MJF:

Сначала тонкий слой порошка распределяется по платформе сборки, где он нагревается до температуры, близкой к спеканию, и каретка со струйным соплом (похожим на сопло, используемое в настольных 2D-принтерах) проходит над столом, чтобы нанести флюс на порошок. В то же время рафинер, который препятствует спеканию, печатается вблизи края детали. Затем мощный инфракрасный источник энергии проходит через платформу сборки, спекая область, где распределяется флюс, в то время как оставшийся порошок остается неизменным. Повторяйте процесс, пока все детали не будут готовы. Подобно SLS, 3D-печатные детали инкапсулируются в порошок и должны быть охлаждены, прежде чем их можно будет извлечь.

В SLS каждая секция сплавляется точка за точкой, тогда как в MJF сплавление происходит линейно. Однако это не сильно меняет время печати, поскольку в основном это этап повторного покрытия (и общее количество слоев), который определяет общее время печати, которое одинаково для обоих процессов.

Одной из областей, в которой технология MJF значительно быстрее, чем SLS, является охлаждение бункера и последующая обработка:

HP предоставляет специальную станцию ​​постобработки, которая ускоряет охлаждение печатного бункера и помогает удалить порошок. Порошок, переработанный в процессе MJF, может быть восстановлен на 80-85% и использован повторно, тогда как в SLS порошок перерабатывается только на 50%.

Более быстрое время охлаждения и большая пригодность к переработке означают, что операторы машин MJF меньше колеблются, приступая к работе, когда корзина заполнена лишь частично, в то время как операторы машин SLS обычно ждут, пока корзина заполнится, прежде чем приступить к печати. ​​Это ключевое отличие в рабочем процессе сокращает время выполнения заказа.

2. Точность размеров

И MJF, и SLS являются промышленными технологиями, обеспечивающими высокую размерную точность. Однако, как видно из таблицы ниже, MJF имеет небольшое преимущество перед SLS.

Это в основном связано с тем, что печатающая головка MJF наносит материал с разрешением 1200 DPI (или около 1 точки на 0.022 мм), тогда как типичный размер пятна лазера системы SLS составляет около 0.3–0.4 мм в диаметре. Кроме того, используемый в MJF агент детализации помогает печатать мелкие детали и острые края.

Стоит отметить, что обе технологии не требуют опорных структур, что позволяет создавать модели свободной формы без следов удаления опор, и обе склонны к деформации, поэтому следует избегать больших плоских участков. В наших тестах мы обнаружили, что детали MJF более склонны к деформации, чем детали, напечатанные с помощью SLS.

3. Внешний вид и качество поверхности

В настоящее время в системах MJF используется черный фиксаж, поскольку темные материалы более эффективно поглощают излучение. В результате детали MJF имеют светло-серый вид. Для достижения равномерной черной отделки можно использовать дополнительный этап окрашивания после обработки.

Детали SLS обычно печатаются белым цветом и могут быть окрашены в любой цвет. Также доступен серый нейлоновый порошок SLS, и детали, напечатанные этим материалом, выглядят очень похожими на детали MJF, но на ощупь более гладкие.

Поверхности деталей, напечатанных с использованием обеих технологий, не гладкие, а матовые и зернистые, но могут подвергаться постобработке в соответствии с очень высокими стандартами.

4. Свойства материала

Основным материалом, используемым в обоих процессах, является PA 12 (нейлон). При печати с использованием этого материала детали MJF обладают превосходной прочностью и гибкостью, а также более равномерными механическими свойствами по сравнению с деталями SLS.

Однако принтеры SLS предлагают больше вариантов материалов, таких как углеродный наполненный PA, алюминиевый наполненный PA (алюминий) и гибкий TPU. Кроме того, SLS является зрелым и хорошо изученным процессом.

5. Стоимость и цикл поставки

Печать SLS3D белым высококачественным нейлоном и импортным нейлоном обычно осуществляется в течение 72 часов, HP-нейлон может быть отправлен в течение 48 часов и 72 часов, а самая быстрая доставка может быть 24 часа. Если вам это нужно, пожалуйста, свяжитесь с нами.

MJF (Multi Jet Fusion) — это запатентованная технология 3D-печати HP, которая позволяет создавать продукты, пригодные для конечного производства и крупномасштабного производства. Она обеспечивает превосходную прочность и может использоваться не только в обрабатывающей промышленности, но и в широком спектре секторов, таких как здравоохранение, аэрокосмическая и космическая промышленность и т. д. Привлекательность 3D-печати заключается в возможности свободно изготавливать нужные объекты в нужных количествах. Используйте возможности MJF и исследуйте собственные уникальные приложения.