Le guide ultime de l'impression 3D par fusion multijet

Alors que le monde entre dans son ère la plus technologique, l'innovation est apparue dans tous les secteurs, comme c'est le cas pour les technologies d'impression. Aujourd'hui, grâce à l'impression 3D, il est possible de réaliser un design complexe à moindre coût. L'une des techniques utilisées dans l'impression 3D est la fusion multijet. La fusion multijet est la nouvelle technologie d'impression 3D qui offre davantage de possibilités pour créer des pièces complexes et des pièces finales à faible coût. Cette technologie tire son nom de ses têtes à jets d'encre multiples qui effectuent les opérations de fusion. l'impression Le procédé multijet est utilisé par les industries pour le prototypage et la fabrication. Le procédé multijet est utilisé par les industries pour le prototypage et la fabrication.

Bien que cette méthode soit très demandée, si vous voulez savoir pourquoi il s'agit d'une innovation révolutionnaire et comment elle peut vous aider, cet article vous donnera un bref aperçu du fonctionnement de la fusion multijet, des matériaux qu'elle utilise, ainsi que de ses avantages et de ses applications.

Qu'est-ce que l'impression 3D par fusion multijet ?

Qu'il s'agisse de prototypes ou de pièces à usage multiple, la fusion multijet est efficace pour produire des pièces très détaillées et en grande quantité en une seule fois. Ce procédé aide différentes industries à créer des produits et des prototypes qui permettent à leur cycle de vie commercial de se dérouler sans heurts. Il permet également de fabriquer des articles ménagers qui facilitent la vie quotidienne. Il produit des matériaux à surface lisse directement à la sortie de l'imprimante, qui ne nécessitent qu'une finition minimale en post-production.

La fusion multijet est exemplaire pour les boîtiers non esthétiques, les connecteurs, les clips de câblage, les couvercles et les pièces cachées telles que les conduits. Cette pratique est utilisée pour produire des pièces aux détails fins, avec de petites subtilités et des conceptions complexes, comme des charnières vivantes et de petits trous. Elle aide les entreprises à produire des prototypes et des petites séries de produits finis dans un délai court. Le procédé de fusion à jets multiples est un procédé à multiples facettes utilisé par un large éventail d'industries. Les secteurs de la santé, de l'électronique grand public et de l'automobile font régulièrement appel à la fusion multijet pour réaliser le processus. Les prothèses, les moules dentaires, les moules pour composants automobiles et les boîtiers de caméras pour l'aérospatiale sont quelques-unes des applications courantes de la fusion à jets multiples.

Bien qu'il s'agisse d'une technologie relativement nouvelle, elle a eu un impact considérable et a révolutionné les industries. Si vous êtes à la recherche d'une personnalisation de masse, vous devriez commencer à envisager la fusion multijet pour sa personnalisation intelligente et ses propriétés détaillées qui permettent de créer des formes complexes en peu de temps.

Fabrication additive VS fabrication soustractive

La fabrication additive est utilisée pour ajouter de la matière couche par couche, tandis que la fabrication soustractive enlève de la matière pour créer des pièces. Bien que ces procédés soient fondamentalement différents, ils sont souvent utilisés côte à côte car leurs domaines d'application se chevauchent.

Fabrication additive

Ce processus est utilisé pour ajouter une couche de matériau afin de créer une pièce. Il est utilisé dans un large éventail d'applications d'ingénierie et de fabrication, notamment la fabrication de modèles de moulage, le prototypage et la fabrication d'outils. Il aide les entreprises à créer des pièces finales sur mesure. Les imprimantes 3D de fabrication additive proposent des matériaux qui peuvent être utilisés pour le prototypage fonctionnel de différentes pièces en plastique.

Fabrication soustractive

La fabrication soustractive permet d'enlever de la matière à partir de blocs solides, de sacs en plastique et de métaux qui sont façonnés par enlèvement de matière. Ces procédures sont effectuées manuellement ou à l'aide de commande numérique par ordinateur (CNC). La fabrication soustractive permet d'usiner une grande variété de surfaces, comme les surfaces en escalier, les surfaces lisses et les surfaces marbrées. Elle est généralement plus coûteuse que la fabrication additive.

Comment cela fonctionne-t-il ?

Machines

La fusion multijet utilise des jets d'encre pour fusionner de manière sélective, puis un agent de détail sur un lit de poudre de nylon est projeté autour du matériau pour améliorer la résolution. Ensuite, les lampes se déplacent sur la surface du lit de poudre, le matériau projeté fusionne la chaleur et la distribue uniformément. Lorsque ce processus est terminé, la pièce sur lit de poudre est déplacée vers une station d'encapsulation pour éliminer l'excès de poudre à l'aide d'un aspirateur intégré.

Une fois l'excédent de poudre éliminé, les pièces sont microbillées pour perdre toute trace de poudre restante avant d'être envoyées au service de finition. Les machines d'impression 3D Multi Jet Fusion sont dotées de pièces de construction interchangeables qui peuvent être replacées dans les imprimantes 3D et de différentes pièces de post-traitement pour accélérer le refroidissement et l'élimination de la poudre. Ce système permet à l'imprimante et aux unités de post-traitement de fonctionner en continu pour fabriquer des unités rapidement.

Maître d'œuvre

Multi Jet Fusion est une nouvelle technologie d'impression 3D de pointe à base de poudre. Multi Jet Fusion génère des objets 3D précis à haute résolution avec une grande qualité de surface et une faible porosité.

Le Multi Jet Fusion utilise un processus d'impression 3D qui est une méthode additive par nature. Ce processus utilise des gouttelettes de liant et d'agent de finition sur la couche de poudre de polymère dans un lit préchauffé, puis passe par un autre processus comme le traitement par infrarouge et l'effet de refroidissement pour obtenir un bord net. Lorsque ce processus est terminé, la pièce de construction (l'ensemble du banc d'essai avec les pièces encapsulées) est retirée et placée pour refroidissement dans l'unité de post-traitement.

La structure de support de la poudre se développe, ce qui donne une grande liberté de conception et rend le processus global rapide. La fusion multijet peut fonctionner presque en continu si les unités de construction sont retirées pour le post-traitement au fur et à mesure que chaque unité est terminée. La poudre peut être recyclée en la chargeant dans l'unité de construction après le post-traitement. Multi Jet Fusion est compatible avec le nylon HR PA 12, HR PA 12 GB (nylon renforcé avec des billes de verre) et HR PA 11.

Comment réaliser l'impression 3D par Multi Jet Fusion

La fusion multijet appartient à la famille des fusions sur lit de poudre et n'utilise pas de laser comme le SLS. Cependant, il utilise le matériau PA 12 comme le frittage sélectif par laser. Le procédé Multi Jet Fusion ressemble au binder jetting dans la mesure où il s'agit d'une fusion sélective de matériaux.

Étape 1 : La première étape commence par l'étalement de particules de poudre de polymère uniformément préchauffées sur le lit de poudre.

Étape 2 : La deuxième étape fait intervenir deux types d'agents différents, l'un de fusion et l'autre de détail. L'imprimante éjecte des particules de fusion de manière sélective sur la poudre, où les particules doivent être fondues à l'aide d'un agent de fusion. Ensuite, l'agent de détail empêche le frittage et se dépose autour de l'objet pour créer des détails fins et des surfaces lisses.

Étape 3 : Dans cette étape, la source d'énergie, comme la lumière infrarouge, passe sur le matériau de construction pour provoquer la fusion du matériau et former la couche complète. Cela permet d'augmenter le rendement de la production.

Étape 4 : Une fois l'étape précédente terminée, la poudre est à nouveau répartie sur le matériau fini et le processus est répété jusqu'à ce que la pièce fonctionnelle complète soit formée.

Étape 5 : Lorsque la pièce finale est terminée, elle est encore recouverte de poudre libre, qu'il faut enlever. Vous pouvez également procéder à un microbillage et à une teinture noire de la pièce finie pour obtenir un objet esthétiquement plaisant.

3 Méthodes courantes utilisées pour l'impression 3D

Fusion à jets multiples (MJF)

La Multi Jet Fusion (MJF) est la méthode de prototypage plastique la plus rapide utilisée dans l'industrie. Elle est parfaite pour les débutants comme pour les professionnels expérimentés. Les industriels utilisent la technologie de fusion multijet pour accélérer le temps de fabrication et réduire les coûts de production. Le processus couche par couche de la technologie Multi Jet Fusion la rend plus rapide que la méthode d'impression 3D point par point. Quelle que soit la complexité du matériau, chaque couche prend le même temps pour fusionner.

Avec ce procédé, il est possible d'imbriquer des pièces verticalement et horizontalement. L'impression 3D par fusion multijet ne nécessite aucun investissement en outillage et un volume minimum, ce qui en fait la meilleure option parmi les autres méthodes.

Stéréolithographie (SLA)

Stéréolithographie (SLA) est la première méthode d'impression 3D au monde. Elle appartient à la famille de la fabrication additive. La SLA utilise la méthode d'impression 3D appelée polymérisation par VAT, dans laquelle la gomme photopolymère est spécifiquement restaurée par la source lumineuse. La SLA peut produire des pièces avec un niveau de détail élevé, des tolérances serrées et des finitions de surface lisses.

L'ALS permet d'obtenir des finitions de surface de qualité qui ne sont pas seulement esthétiques, mais qui peuvent également contribuer à la fonction de la pièce. Les fabricants de matériaux utilisent l'ALS pour les pièces qui nécessitent des caractéristiques petites et complexes telles que moulage par injection tels que les composants de style automobile, les maîtres-modèles et les assemblages par encliquetage. Il est largement utilisé dans l'industrie médicale, notamment dans les modèles anatomiques et la microfluidique.

Frittage sélectif par laser (SLS)

L'une des technologies utilisées aujourd'hui dans le domaine de l'impression 3D est le Frittage sélectif par laser (SLS). Il s'agit également d'une technologie de fabrication additive. Dans la SLS, de petites particules de plastique, de verre ou de céramique sont fusionnées par la chaleur à l'aide d'un laser de grande puissance pour les transformer en un matériau solide et tridimensionnel.

Un fichier assisté par ordinateur (CAO) est utilisé dans cette méthode comme dans tous les processus d'impression 3D. Le fichier CAO est converti au format .STL pour transmettre les instructions à la machine. De nouvelles avancées en matière de machines, de logiciels et de matériaux ont rendu la technique SLS accessible à un large éventail d'industries. Cela a permis à de plus en plus d'industries d'utiliser cette méthode qui était auparavant limitée à certaines industries de haute technologie.

Matériaux de l'impression 3D par fusion multijet

Nylon PA 11 et avantages

Le Nylon PA 11 est une poudre d'origine biologique qui présente une ténacité exceptionnellement élevée. Ce matériau offre une grande ductilité et a un fort impact sur toutes les applications.

Avantages

• En raison de sa morphologie cristalline, il offre des propriétés mécaniques supérieures à celles du PA12.
• Il utilise moins de ressources renouvelables lors de la production
• Il présente une bonne élasticité et une grande résistance à l'abrasion.
• Il est davantage utilisé en production qu'en prototypage.
• Il s'agit d'une méthode de fabrication additive durable et respectueuse de l'environnement.

Nylon PA 12 et avantages

Les pièces imprimées en 3D avec ce matériau, lorsqu'elles sortent de la machine d'impression, ont une couleur grise non teintée. Cette propriété le rend plus économique.

Avantages

• Le nylon PA 12 présente une grande résistance aux chocs.
• Il est hautement transformable et résistant à la chaleur.
• Le nylon PA 12 amortit les bruits et les vibrations.
• Le nylon PA 12 est plus résistant aux rayures et aux U.V. légers et est stabilisé contre les intempéries.

Polypropylène et avantages

C'est le deuxième plastique le plus produit au monde. Le polypropylène est considéré comme l'acier du plastique en raison de sa polyvalence. Il est flexible et peut être modifié en fonction de l'application.

Avantages

• Il s'agit d'un matériau relativement peu coûteux par rapport à d'autres matériaux.
• Il est très résistant à l'humidité et a un faible coefficient de frottement.
• Il est plus facile à réparer en cas d'endommagement.
• Le polypropylène présente une bonne résistance chimique à une large gamme d'acides et de bases.

Aspects techniques du CMJ

Si vous n'avez pas d'expérience dans ce domaine, ne vous inquiétez pas. Nous vous aiderons à obtenir les meilleurs résultats d'impression 3D par Multi Jet Fusion. Vous trouverez ci-dessous quelques aspects techniques à prendre en compte avant d'utiliser l'imprimante 3D MJF.

• Limitation de la taille : Lorsque vous concevez quelque chose à l'aide de l'impression 3D, gardez toujours à l'esprit les limites physiques de cette machine. L'impression 3D de MJF fonctionne avec une pièce ayant un volume maximum de 250x250x250 mm. Si vous avez besoin d'une pièce plus grande, vous devez imprimer différentes pièces et les assembler ultérieurement.
• Épaisseur minimale : Dans le cas de la technologie Multi Jet Fusion, l'épaisseur minimale de la paroi est de 0,6 mm. Si l'épaisseur de la paroi de votre objet est inférieure à cette valeur, vous pouvez ajouter un support. Pour obtenir une plus grande rigidité, vous pouvez choisir une épaisseur de paroi de 2 mm.
• Gravure et profondeur minimales : vous pouvez graver votre dessin en 3D. Mais si les gravures sont trop détaillées, elles risquent de ne pas apparaître en raison de la poudre qui ne peut pas être nettoyée. Nous vous recommandons donc, lors de la conception, de ne pas dépasser une profondeur de 0,2 mm et, si vous souhaitez un texte supplémentaire, de prévoir une hauteur et une largeur de 0,4 mm.

Avantages de l'impression 3D par fusion multijet

Le processus d'impression 3D Multi Jet Fusion est utilisé par la majorité des industries pour les aider à créer différents produits et prototypes en plastique. Voici quelques avantages de la fusion multijet.

• Coût unitaire peu élevé : La fusion multijet a le coût par pièce le moins élevé par rapport à d'autres procédés de fabrication 3D.
• Respect de l'environnement : MJF est aidé par le processus qui aspire le matériau excédentaire pour le réutiliser dans l'imprimante et obtenir des impressions propres. Cela signifie moins de plastique et moins de dommages pour l'environnement.
• Production à grande vitesse : Ce procédé a le délai de mise en œuvre le plus court, ce qui signifie une production à grande vitesse qui offre une solution plus économique au moindre coût.
• Capacité de coloration : Contrairement à la méthode SLS qui ne permet d'imprimer que quelques blocs de couleurs, la fusion multijet offre une large gamme de couleurs, ce qui élimine le besoin de teinture.
• Haute qualité et surface lisse : L'impression MJF crée des surfaces de haute qualité avec des bords croustillants, de sorte que les pièces finies traitées par MJF paraissent plus lisses.

Applications de l'impression 3D par fusion multijet

La Multi Jet Fusion produit des prototypes résistants mécaniquement et fonctionnels dans un délai très court, ce qui est la grande force de la MJF. Les applications de la FJM sont décrites ci-dessous.

• Haute résolution : Avec 1200 dbi sur l'axe XY, il peut produire des pièces au niveau du moulage par injection. Par seconde, 30 millions de gouttes de liquide liant sont appliquées sur toute la surface, pénétrant complètement les objets et les fusionnant de manière homogène.
• Production à faible volume : L'impression 3D par fusion multijet est le véritable concurrent lorsqu'il s'agit de production à faible volume. Ce procédé est spécialisé dans les détails petits et complexes tels que les pièces de tuyauterie et les boîtiers délicats.
• Concurrence avec le moulage par injection : La technologie MJF est la première technologie d'impression 3D considérée comme un proche concurrent du moulage par injection. Toutefois, elle ne peut rivaliser avec le moulage par injection dans le cadre d'une production à grande échelle, mais elle peut être considérée comme une véritable alternative dans le cadre d'une production à petite échelle.

Pourquoi utiliser l'impression 3D par fusion multijet ?

Les industries d'aujourd'hui ont besoin de prototypes et de pièces de haute résolution et de haute qualité. La technologie MJF offre des propriétés mécaniques et fonctionnelles optimisées et cohérentes. Les imprimantes 3D Multi Jet Fusion sont capables d'accélérer la vitesse lorsqu'il s'agit de technologie additive à base de poudre. Elles produisent également des pièces mécaniques de meilleure qualité avec une surface améliorée par rapport à d'autres imprimantes 3D telles que le frittage sélectif par laser (SLS) et la stéréolithographie (SLA).

MJF a la capacité de produire des prototypes en nylon et des pièces de production finies en une journée. Ce processus nécessite moins d'intervention humaine en raison de son haut degré d'automatisation du processus et du post-processus. Ce processus présente un niveau phénoménal de précision et de répétabilité.

DEK propose-t-elle des services d'impression 3D MJF ?

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Conclusion

Nous avons examiné en détail ce qu'est la fusion multijet, ainsi que le type de matériau et la nature du travail qu'elle implique pour créer des prototypes et des pièces de production finales. Après une brève introduction à la fusion multijet, vous pouvez maintenant évaluer les avantages et les inconvénients de la CMJ. Cet article vous aidera à prendre une décision éclairée sur les applications de fusion multijet que vous allez utiliser dans votre production.

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