PolyJet vs. InkJet: belangrijkste verschillen en vergelijkende analyse

Inkjet-technologie: van 2D naar 3D

Inkjet-technologie werd oorspronkelijk uitgevonden voor gebruik in 2D-printers. Deze methode deposeert kleine druppels van verschillende gekleurde inkt op een pagina om een afbeelding te creëren. De 3D-printversie van inkjet-technologie verschilt niet veel van de 2D-versie: het deposeert meerdere druppels van verschillende kleuren of fotopolymer-materialen op een bouwplatform en verhardt de "geprinte" laag vervolgens met UV-licht. Dit proces wordt herhaald totdat het hele deel is geprint, laag voor laag.

PolyJet-printen is een type inkjet-printen. Het gebruikt hetzelfde type materialen en hetzelfde verhardingsproces. PolyJet-machines kunnen extreem snel printen vergeleken met andere technologieën en kunnen complexe multi-materiaal en multikleur delen creëren.

Dit artikel zal PolyJet vergelijken met basale inkjet-printers alsmede met laser-gebaseerde printtechnologieën.

PolyJet definitie en vergelijking met InkJet

PolyJet is een handelsmerk voor een multi-jet, modellerings-gebaseerde 3D-printtechnologie ontwikkeld door Stratasys. Het multi-jet proces werd voor het eerst ontwikkeld in 1998 door Object Geometries, Ltd., wat later werd overgenomen door Stratasys. Het proces maakt gebruik van een printkop die materiaal op het bouwplatform kan deposeren, vergelijkbaar met een normale inkjet-printer. Dus, PolyJet-printers zijn een subset van inkjet-printers.

De materialen die door PolyJet-printers geprint worden, moeten fotopolymers zijn. Deze polymeren verharden wanneer ze blootgesteld worden aan UV-licht. De printer werkt door meerdere druppels fotopolymer op het bouwplatform te dispenseren en direct een UV-lichtbron over het gedeponeerde fotopolymer te laten gaan. Het UV-licht verhardt de printlaag, waarna het bouwplatform met één laaghogte omlaag beweegt, en de volgende laag wordt gedeponeerd. PolyJet-printers hebben meerdere printkoppen, wat hen in staat stelt om multikleur en multi-materiaal delen te printen.

Vergeleken met inkjet, is PolyJet een subset die zich richt op printen met fotopolymers. Deze fotopolymers kunnen echter een breed scala aan eigenschappen en kleuren hebben. Inkjet verwijst naar het proces van het straalen van inkt, gekweekte cellen, of zelfs geleidende inkt vanuit een reeks mondingen.

Meer informatie vindt u in onze gids over Wat is PolyJet.

Voordelen van PolyJet ten opzichte van andere inkjet-technologieën

Hieronder staan enkele voordelen van PolyJet ten opzichte van andere inkjet-type printers:

1. PolyJet kan full-color delen produceren zonder behoefte aan nabewerking, zoals schilderen of verven.
2. PolyJet kan multi-materiaal delen produceren. Dit komt omdat elke onafhankelijke inkjet-monding een ander materiaal kan deposeren. Geen andere technologie is in staat tot deze prestatie.

Nadelen van PolyJet ten opzichte van andere inkjet-technologieën

Hieronder staan enkele nadelen van PolyJet ten opzichte van andere inkjet-type printers:

1. Ondersteunverwijdering vereist een waterstraal die niet deel uitmaakt van de machine. Een PolyJet-printer moet dus in de buurt van riolering geïnstalleerd worden en een eigen reinigingsstation hebben.
2. Hoewel PolyJet-printers grote bouwvolumes kunnen hebben, kunnen ze het hele volume niet benutten zoals multi-jet fusion printen kan, dat meerdere delen op elkaar stapelt.

InkJet definitie en vergelijking met PolyJet

Inkjet is een technologie oorspronkelijk onafhankelijk ontwikkeld door Ichiro Endo bij Canon en Jon Vaught bij HP om inkt op papier te printen. De technologie werd vervolgens in 1998 aangepast voor 3D-printen door Object Geometries, Ltd., later overgenomen door Stratasys. Er zijn twee hoofdstijlen van inkjet-printers: materiaal-jetting en binder-jetting. Materiaal-jetting deposeert meerdere druppels fotopolymers vanuit een reeks mondingen om multikleur en multi-materiaal delen te printen — PolyJet-printen is een voorbeeld hiervan. Binder-jetting daarentegen deposeert een binder op een kunststofpoeder om de kunststofdeeltjes te binden. Alternatief wordt een smeltagent op het poeder gedeponeerd om het te helpen smelten wanneer een warmtebron gebruikt wordt om het plastic te smelten, zoals bij de HP Multi Jet Fusion 3D-printer. Inkjet-technologie wordt ook gebruikt om vlees te produceren door gekweekte cellen laag voor laag te deposeren om een stuk vlees te printen.

Voordelen van InkJet ten opzichte van andere 3D-printtechnologieën

Hieronder staan enkele voordelen van de inkjet-methode ten opzichte van andere 3D-printtechnologieën:

1. Inkjet-printers kunnen meerdere materialen gebruiken zoals inkt voor printen op voedsel, gekweekd vlees, bindmiddelen of smeltmiddelen. Andere printtechnologieën zijn beperkt tot één of maximaal twee verschillende materialen tegelijk.
2. Inkjet-printers kunnen delen veel sneller printen dan de meeste andere technologieën. Het jetting-proces is aangepast door veel andere printtechnologieën, zoals MJF, en elk van deze aanpassingen heeft het voordeel van snelheid.

Nadelen van InkJet ten opzichte van andere 3D-printtechnologieën

Hieronder staan enkele nadelen van inkjet ten opzichte van andere 3D-printtechnologieën:

1. PolyJet kan alleen fotopolymers gebruiken. Hoewel materiaalontwikkeling doorloopt, zijn fotopolymers niet zo capabel als andere standaard thermoplasten gebruikt in PBF (Powder Bed Fusion) en FDM (Fused Deposition Modeling) printers wat betreft mechanische sterkte, vermoeidingsweerstand en algemene chemische weerstand.
2. De kosten van geavanceerde fotopolymers zijn veel hoger dan die van standaard plastic filament voor FDM of poeder voor PBF-printers.

Vergelijkingstabel tussen InkJet en andere 3D-printtechnologieën

Tabel 1 hieronder vergelijkt PolyJet (inkjet) en SLS (Selective Laser Sintering - een poederbedfusietechnologie):

Tabel 1: PolyJet vs. SLS Vergelijking

PolyJet produceert delen met goede oppervlakteafwerkingen in een reeks verschillende kleuren en materiaaltypes, terwijl SLS neigt tot ruwe matte afwerkingen met beperkte kleuren.

InkJet vs. Laser Technologie: Technologievergelijking

Inkjet 3D-printtechnologie is gebaseerd op papierprinttechnologie. Het werkt door meerdere stipjes plastic op een bouwplatform te deposeren. Een UV-licht wordt vervolgens gebruikt om het plastic te verharden voordat de volgende laag wordt toegepast. In sommige gevallen moet een roller de laag gladstrijken voordat de volgende wordt geprint. Laser-technologie zoals SLS (Selective Laser Sintering) gebruikt daarentegen een laser als warmtebron om plasticdeeltjes te smelten. Alternatief wordt een UV-laser gebruikt in SLA (Stereolithografie) printers om met fotopolymers te printen.

InkJet vs. Laser Technologie: Materiaalvergelijking

Inkjet-stijl printers gebruiken ofwel alleen fotopolymers (zoals bij PolyJet) of voedsel, bindmiddelen of zelfs gekweekte cellen. Deze fotopolymers kunnen rigied, transparant, elastomerisch of speciaal geformuleerd zijn om eigenschappen van sommige thermoplasten zoals ABS na te bootsen. Andere inkjet-stijl printers gebruiken een combinatie van een fotopolymer-binder met een thermoplast poederbasis, meestal nylon. Multi-jet printen is een voorbeeld hiervan.

Laser-printers printen typisch met thermoplastische poeders. Deze smelten ze door een laser over een dunne laag plasticpoeder te zwiepen om de deeltjes te fusioneren tot de vorm van de deellaag.

InkJet vs. Laser Technologie: Producttoepassingen vergelijking

Inkjet-printers, inclusief PolyJet, worden primair gebruikt voor functionele multi-materiaal en multikleur prototypes. Inkjet-delen worden ook gebruikt voor meer praktische toepassingen zoals tandartsmodellen, lenzen, afdichtingen en chirurgische hulpmiddelen, maar zijn niet geschikt voor zware industriële toepassingen zoals tandwielen.

Poederfusie-bed laser-technologieën kunnen printen in meer functionele materialen zoals nylon en zelfs metaal. Dit stelt de productie van eindgebruiksdelen in plaats van alleen prototypes. Deze technologie kan niet in meerdere kleuren of materialen printen.

InkJet vs. Laser Technologie: Printvolume vergelijking

Zowel inkjet- als laser-technologieën kunnen grote bouwvolumes printen en zijn bedoeld voor serieproductie. De grootste PolyJet inkjet-printer heeft een bouwvolume van 1 x 0,8 x 0,5 m. Selective laser sintering machines hebben enigszins kleinere bouwvolumes, 0,55 x 0,55 x 0,75 m.

InkJet vs. Laser Technologie: Oppervlakteafwerking vergelijking

Inkjet-technologieën kunnen delen produceren met zeer gladde oppervlakteafwerkingen. Dit is waarom ze zo goed geschikt zijn voor eenmalige functionele prototypes. Laser-gebaseerde printtechnologieën produceren delen met een matte afwerking. Het oppervlak van een gelaserd deel is ook moeilijk nabewerken als kleurering vereist is en kan alleen gekleurd worden door te verwen.

InkJet vs. Laser Technologie: Kosten vergelijking

Inkjet 3D-printers maken gebruik van gespecialiseerde fotopolymers die tot $500 per kg kunnen kosten. Laser-technologie zoals SLS gebruikt thermoplastische poeders, die veel goedkoper te produceren zijn, en gemiddeld slechts $50 per kg kosten.

Welke 3D-printtechnologieën gebruiken InkJet?

Veel verschillende 3D-printtechnieken maken gebruik van inkjet-technologieën. De meest voorkomende zijn hieronder vermeld:

1. PolyJet: Verspreidt fotopolymer op een bouwplatform met meerdere onafhankelijke mondingen, waarna een UV-licht het fotopolymer verhardt om een multi-materiaal, multi-kleur deel te produceren.
2. Multi Jet Fusion: Meerdere mondingen verdelen een smeltagent en een detaileeragent op een thermoplast poeder om smelting te faciliteren wanneer een infrarood-verhitter over de laag plastic gaat. Het detaileeragent zorgt ervoor dat scherpe deelafwerkingen behouden blijven.
3. Binder Jetting: Verspreidt een bindmiddel over een laag poeder om de deeltjes essentiall aan elkaar te lijmen, in tegenstelling tot smelten.

Overeenkomsten tussen PolyJet en InkJet

Inkjet is de fundamentele technologie die door PolyJet-printers wordt gebruikt. PolyJet-printen is simpelweg een type inkjet-technologie.

Welke andere 3D-printprocessen zijn vergelijkbaar met PolyJet?

Hieronder is een vergelijkbaar proces met PolyJet:

• PolyJet vs. Stereolithografie (SLA): SLA is een type 3D-printtechnologie die UV-licht gebruikt om een enkele laag fotopolymer tegelijk te verharden. Het gebruikt geen jets om het materiaal te deposeren, maar plaatst het bouwplatform in een vat met fotopolymer en projecteert het doorsnede van het deel op het bouwplatform om alle plastic te verharden. Voor meer informatie, zie onze gids over PolyJet vs. SLA.

Welke andere 3D-printprocessen zijn vergelijkbaar met InkJet?

Hieronder is een vergelijkbaar proces met InkJet:

• InkJet vs. Multi-Jet Fusion (MJF): MJF gebruikt jet-mondingen om een smeltagent op een laag plasticpoeder in de vorm van de gewenste doorsnede van de huidige laag aan te brengen. Een detaileeragent wordt op alle randen van de laag toegepast om te voorkomen dat het smeltbad buiten de deelgrens uitstroomt.

Samenvatting

Dit artikel besprak de verschillen tussen inkjet-technologie en het PolyJet 3D-printproces. Om meer te leren over inkjet-technologie en PolyJet 3D-printen, neem contact op met een Xometry-vertegenwoordiger.

Xometry biedt een breed scala aan productiemogelijkheden, inclusief 3D-printen en andere waarde-toegevoegde diensten voor al uw prototyping- en productiebehoeften. Bezoek onze website om meer te leren of om een gratis, zonder verplichtingen offerte aan te vragen.

Disclaimer

De inhoud op deze webpagina is uitsluitend voor informatieve doeleinden. Xometry geeft geen vertegenwoordiging of garantie van welke aard ook, noch uitdrukkelijk noch impliciet, met betrekking tot de nauwkeurigheid, volledigheid of geldigheid van de informatie. Prestatieparameters, geometrische toleranties, specifieke ontwerpkenmerken, kwaliteit en typen materialen of processen mogen niet worden geïnferreerd als vertegenwoordigend voor wat door derden leveranciers of fabrikanten via Xometry's netwerk geleverd zal worden. Klanten die offertes voor onderdelen zoeken, zijn verantwoordelijk voor het definiëren van de specifieke eisen voor die onderdelen. Raadpleeg onze voorwaarden voor meer informatie.

Dean McClements

Dean McClements is een B.Eng Honours-afgestudeerde in Werktuigbouwkunde met meer dan twee decennia ervaring in de productie-industrie. Zijn professionele reis omvat significante rollen bij toonaangevende bedrijven zoals Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace en Hyster-Yale, waar hij een diep begrip ontwikkelde van engineering-processen en innovaties.

Lees meer artikelen van Dean McClements