Een gids voor 3D-printen met HP's Multi Jet Fusion

HP's Multi Jet Fusion 3D-printoplossing [Bron:http://www8.hp.com]

HP's innovatieve Multi Jet Fusion-technologie heeft furore gemaakt in de productie sector sinds het voor het eerst op de markt werd geïntroduceerd in 2016. En hoewel de technologie nog relatief nieuw is, heeft het had een rimpeleffect in alle sectoren, wat nieuwe mogelijkheden betekende voor de productie van functionele onderdelen en prototypes van industriële kwaliteit op commerciële schaal.

Naarmate het aantal bedrijven dat HP's Multi Jet Fusion-machines gebruikt groeit, hebben we een uitgebreide gids voor de technologie samengesteld. In deze gids bespreken we het printproces, de materialen, de voordelen en beperkingen van het systeem en de laatste punten waarmee we rekening moeten houden bij de beslissing om al dan niet te investeren in het Multi Jet Fusion-systeem.

Het afdrukproces

Multi Jet Fusion-technologie behoort tot de poederbedfusie-familie, hoewel er, in tegenstelling tot SLS-technologie, geen lasers worden gebruikt. En hoewel Multi Jet Fusion het materiaal PA 12 gebruikt zoals Selective Laser Sintering, lijkt het printproces eigenlijk het meest op dat van Binder Jetting-technologie, waarbij een materiaalbed selectief wordt samengesmolten door toevoeging van een bindmiddel.

Tijdens het Multi Jet Fusion printproces wordt een laag poeder samengesmolten met behulp van een fusing agent en na het printen een warmtebron. Het proces wordt vervolgens laag voor laag herhaald om het laatste deel te maken.

Een stapsgewijze handleiding voor het MJF-afdrukproces:

1. Een laag poeder wordt gelijkmatig verdeeld over het poederbed en wordt vervolgens gelijkmatig voorverwarmd.
2. De printkop werpt selectief een smeltmiddel uit op de poederlaag waar de deeltjes moeten worden gesmolten. Een tweede middel, het detailleringsmiddel, voorkomt sinteren en wordt afgezet rond de contouren van het onderdeel om de resolutie te verbeteren en ervoor te zorgen dat de scherpe randen van het onderdeel worden afgedrukt.
3. Lampen met infrarood licht bewegen dan over het poederbed en verwarmen de gebieden met het smeltmiddel. Dit zorgt ervoor dat de poeders in deze gebieden worden gesmolten en samengesmolten.
4. Zodra een laag klaar is, wordt het poeder over de vorige laag verdeeld en wordt het proces herhaald totdat het onderdeel voltooid is.
5. Als het onderdeel klaar is, zit het nog steeds ingekapseld in los poeder, dat moet worden verwijderd. Bovendien kan het onderdeel worden gestraald en zwart geverfd om een ​​esthetisch aangenaam oppervlak te krijgen.

   Bekijk de MFJ hier in actie:

Materiaalkeuzes

Toen het Multi Jet Fusion-systeem in 2016 voor het eerst werd geïntroduceerd, was de technologie beperkt tot één materiaal:Polyamide 12 (PA12) , ook wel nylon genoemd. PA12 is een fijnkorrelig, sterk thermoplastisch materiaal met een breed scala aan toepassingen - van onderdelen met complexe details en ingewikkelde vormen, zoals connectoren, panelen en behuizingen, tot functionele onderdelen, zoals tandwielen en roterende verbindingen. Nylon onderdelen worden gekenmerkt door hun hoge mechanische eigenschappen, chemische en thermische weerstand en zijn licht van gewicht.

Tegenwoordig heeft HP's zijn materiaalportfolio uitgebreid met een breder scala aan thermoplasten, zoals Polyamide 11 (PA 11) , evenals HP 3D High Reusability PA 12 glaskralen en HP 3D High Reusability Polypropyleen (PP) . Elk maakt de productie mogelijk van goedkope, duurzame onderdelen die ideaal zijn voor prototyping en ook voor industriële toepassingen:

• PA 11

HP's PA 11 is ideaal voor het maken van goedkope, ductiele en functionele onderdelen en is bestand tegen chemicaliën en schokken. Volgens HP is het materiaal onder meer geschikt voor het maken van prothesen, inlegzolen, sportartikelen en levende scharnieren.

• Hoge herbruikbaarheid PA 12 glaskralen

De PA 12-glasparels met hoge herbruikbaarheid bieden 40% met glasparels gevuld thermoplastisch materiaal en zijn het meest geschikt voor onderdelen die stijfheid vereisen, zoals behuizingen, armaturen en gereedschappen, evenals dimensionale stabiliteit en herhaalbaarheid.

• Polypropyleen

Dit derde nieuwe materiaal zou een hoge chemische weerstand en flexibiliteit bieden, naast lichtgewicht en waterdicht zijn, en zal vanaf medio 2018 beschikbaar zijn.

HP's Open Platform-model, dat samenwerking met materiaalontwikkelaars aanmoedigt, omvat al meer dan 50 bedrijven, waaronder Evonik, DSM en Lubrizol. Met dit in gedachten kan de lancering van andere thermoplasten en zelfs materialen zoals metalen om de hoek zijn.

Voordelen van Multi Jet Fusion

Aangezien Multi Jet Fusion vooruitgang boekt in verschillende industriële sectoren, zijn de belangrijkste voordelen van de technologie die de maakindustrie stormenderhand heeft veroverd de snelheid en hoge printkwaliteit:

• Multi Jet Fusion maakt het mogelijk om onderdelen te printen in ultradunne lagen (80 micron) . Dit resulteert in onderdelen met een lage porositeit, hoge dichtheid en vooral hoge resolutie en maatnauwkeurigheid (die ook geholpen wordt door de detailing agent). Dit maakt MJF ideaal voor functionele prototypes en kleine partijen einddelen.
• Multi Jet Fusion biedt kortere doorlooptijden, vooral in vergelijking met SLS-technologie. Het printsysteem bevat ook een nabewerkingsstation dat de algehele levenscyclus van het product helpt versnellen.
• Het MJF-drukproces resulteert in zeer isotrope onderdelen met een ongelooflijke sterkte.
• Net als bij SLS hebben onderdelen die zijn bedrukt met Multi Jet Fusion-technologie geen ondersteuningsstructuren nodig, waardoor meerdere onderdelen in één printbed kunnen worden genest, waardoor de gemiddelde printcyclus wordt verkort.
  

  
  Beperkingen van Multi Jet Fusion

Ondanks de reeks voordelen die HP's Multi Jet Fusion-technologie biedt, betekent de relatief nieuwe toegang tot de markt dat er enkele beperkingen zijn waarmee rekening moet worden gehouden bij de beslissing om in de technologie te investeren.

• Voorlopig biedt Multi Jet Fusion slechts een beperkt aantal materialen aan en worden de ruwe onderdelen in een grijze kleur geproduceerd, omdat het smeltmiddel zwart is. Hoewel uw onderdelen eenvoudig zwart kunnen worden geverfd, heeft een full colour onderdeel een extra coating nodig, wat uiteraard gepaard gaat met een meerprijs. Als u een groter scala aan materialen, kleuren en afwerkingsopties nodig heeft, kan het de moeite waard zijn om een ​​andere technologie te overwegen, zoals SLS.
• In de regel hebben met MJF geprinte onderdelen een goede oppervlaktekwaliteit; niettemin is het ruwer dan de oppervlakteafwerking van onderdelen geproduceerd door Stereolithography of Polyjet. Hoewel onderdelen kunnen worden gestraald om het cosmetische uiterlijk te verbeteren, voegt dit natuurlijk tijd en kosten toe aan het algehele proces.

Laatste punten om te overwegen

• Dankzij de hoge afdruksnelheid is Multi Jet Fusion een ideale keuze voor productie van kleine tot middelgrote batches die strakke deadlines vereisen.
• Als u onderdelen nodig heeft met uitstekende mechanische eigenschappen, maatnauwkeurigheid en hoge resolutie, dan is MJF een ideale oplossing.
• HP heeft onlangs ook de release aangekondigd van zijn compacte Jet Fusion 300/500-serie, voor 3D-printen in kleur. Met een prijs vanaf $ 50.000, is deze optie misschien het ontdekken waard voor kleine en middelgrote bedrijven en universiteiten.