Нейлон SLS против нейлона MJF для 3D-печати – в чем разница между нейлоном SLS и MJF

Многоструйная плавка (MJF) и селективное лазерное спекание (SLS) — это процессы 3D-печати, используемые для нейлона MJF и SLS соответственно. Оба процесса относятся к процессу 3D-печати, основанному на порошковой подложке. Исходными материалами являются порошки, которые наносятся на печатную платформу, а детали изготавливаются путем горячего плавления или спекания частиц порошка слой за слоем. Основное отличие заключается в источнике тепла. SLS использует лазер в качестве источника тепла, в то время как MJF использует чернила, которые могут поглощать инфракрасный свет, для распыления на порошковую подложку, а затем сканирует печатную платформу через инфракрасный источник тепла для расплавления области нанесения краски.

Свойства двух видов нейлона примерно одинаковы. Есть небольшие различия в рабочем процессе, точности, материалах, стоимости и сроках поставки. Давайте объясним их по одному.

Поток процессов и рабочий процесс

– Поток процесса SLS: Сначала равномерно распределите тонкий слой порошка на формовочной платформе и нагрейте его до температуры, близкой к температуре спекания на платформе. Затем каждое поперечное сечение сканируется лазером в соответствии с заданной прочностью дороги для спекания порошка. Затем платформа перемещается на один слой вниз и повторяет процесс до тех пор, пока он не будет завершен. После печати весь силос должен быть охлажден, прежде чем детали можно будет извлечь из порошка.

– Поток процесса MJF: во-первых, тонкий слой порошка равномерно и равномерно распределяется на формовочной платформе и нагревается до температуры, близкой к температуре спекания на платформе. Проведите каретку со струйным соплом по порошковому слою и распылите плавящийся агент на порошок. В то же время распылите детальный агент, чтобы предотвратить спекание порошка вблизи края детали. Затем мощный инфракрасный источник тепла облучает порошковый слой и спекает область, на которую распыляется расплавленный агент, в то время как остальная часть порошка остается неизменной. Повторяйте процесс, пока все детали не будут построены. Подобно SLS, напечатанные MJF детали инкапсулируются в порошок и должны быть охлаждены, прежде чем их можно будет извлечь.

Каждое поперечное сечение процесса SLS спекается точка за точкой, тогда как в процессе MJF сплавление осуществляется линия за линией. Теоретически, построчная печать будет быстрее, чем печать понемногу, но на самом деле это мало влияет на общее время печати, поскольку время печати двух процессов в основном определяется общим количеством слоев. Во многих случаях время печати каждого слоя намного меньше времени наложения порошка на каждый слой, и нет существенной разницы во времени производства между двумя процессами.

После печати MJF быстрее охлаждается и проходит последующую обработку, чем SLS: 

HP предоставляет специальную станцию ​​последующей обработки для ускорения охлаждения печатного стола и удаления пыли. В процессе MJF 80-85% восстановленного порошка может быть переработано, в то время как в SLS может быть восстановлено только 50% порошка. Более быстрое время охлаждения порошка и более высокая скорость восстановления порошка означают, что когда печатный бункер заполнен лишь частично, процесс MJF может без промедления начать работу, в то время как процесс SLS обычно ждет заполнения печатного бункера перед печатью. Это небольшое, но ключевое различие в рабочем процессе может привести к более короткому циклу поставки некоторых MJF, чем SLS, что дополнительно влияет на себестоимость продукции. Существует в основном два вида производственного оборудования для белого нейлона: один — EOS P110, который используется для печати изделий в пределах 300 мм, а другой — big Mac p770. Если печатные изделия необходимо печатать на крупногабаритном оборудовании (EOS p770), цена может значительно возрасти, поскольку крупногабаритное оборудование нелегко заправить, поэтому использование крупногабаритного оборудования неизбежно приведет к большим потерям порошка, высоким эксплуатационным расходам и резкому росту себестоимости продукции.

Размерная точность

И MJF, и SLS могут обеспечить промышленную 3D-печать с высокой точностью размеров. Разница в точности невелика. Если необходимо различать, MJF немного лучше в точности размеров. Это в основном потому, что печатающая головка MJF печатает с разрешением 1200 точек на дюйм, в то время как типичный диаметр пятна лазера системы SLS составляет около 0.3-0.4 мм. Кроме того, агент детализации, используемый в MJF, помогает печатать мелкие детали и острые края.

Стоит отметить, что ни один из методов не требует опорной конструкции и позволяет создать модель свободной формы без какой-либо поддержки для удаления следа, но оба метода склонны к короблению, поэтому следует избегать больших плоских участков.

Внешний вид и качество поверхности

В настоящее время в системе MJF используется черный плавильный агент, поскольку темные материалы могут более эффективно поглощать тепловое излучение, что придает деталям MJF светло-серый вид. Для достижения равномерной черной отделки можно использовать дополнительный этап последующей обработки.

Детали SLS обычно белые и могут быть окрашены в любой цвет. Для некоторых специфических применений, таких как бытовая техника, связанная с продуктами питания, темные цвета, такие как черный и серый, неприемлемы. С этой точки зрения белый, несомненно, более пластичен.

Нейлоновая поверхность

Детали, напечатанные обеими технологиями, имеют зернистую поверхность и ощущение матирования, но обе могут быть подвергнуты постобработке для достижения высоких стандартов. Если эстетические требования являются основными, настоятельно рекомендуется использовать окраску после обработки.

Свойства материала

Основным материалом, используемым в обоих процессах, является PA 12 (нейлон). Печатные изделия SLS немного слабее в направлении печати (направление z), в то время как детали MJF обладают превосходной прочностью, гибкостью и более равномерными механическими свойствами.

Однако SLS — это идеальная и проверенная система. Как производители, так и поставщики услуг и независимые исследователи полностью зафиксировали свойства материалов SLS с более длительной историей применения и всеобъемлющими документами по всем аспектам. С другой стороны, важные технические характеристики нейлона, предоставляемые MJF, не получили широкого признания в отрасли. Кроме того, MJF — это открытая платформа материалов. В начале был только материал PA. Теперь MJF может поставлять материалы PA11, PA + стекловолоконные шарики, TPU, даже PP и полноцветные материалы.

В целом, между свойствами нейлона SLS и нейлона MJF существует небольшая разница, а свойства материала нейлона MJF лучше.

Стоимость и время доставки

И SLS-нейлон, и MJF-нейлон сохраняют высокую маржу предпочтений. С точки зрения производительности MJF-нейлон немного лучше, а цена немного дороже. С точки зрения влияния размера, как правило, размер меньше 300 мм, а SLS-нейлон дешевле. Если размер печати больше 300 мм, но меньше 380 мм, дешевле печатать более дешевые и большие детали с помощью MJF, для чего требуется крупногабаритное оборудование p770 для печати, и стоимость резко возрастет. Конечно, если возможно, вы также можете разделить его на небольшие части для печати.

Сроки поставки в целом схожи. Нейлон MJF может иметь преимущество по срокам поставки за счет более высокой степени извлечения порошка и более высокой скорости охлаждения.