La guida definitiva alla stampa 3D a getto multiplo

Mentre il mondo sta entrando nella sua era più tecnologica, l'innovazione è emersa in ogni settore, e lo stesso vale per le tecnologie di stampa. Ora, con l'aiuto della stampa 3D, possiamo ottenere un design intricato con costi minimi. Una delle tecniche che utilizziamo nella stampa 3D è la Multi Jet fusion. La Multi Jet Fusion è la nuova tecnologia di stampa 3D che offre maggiori possibilità di creare pezzi e parti finali complessi e a basso costo. Questa tecnologia prende il nome dalle sue testine a getto d'inchiostro multiplo che eseguono la stampa a getto multiplo. stampa processo. Il processo multi Jet è utilizzato dalle industrie sia per la prototipazione che per la produzione.

Sebbene questo metodo sia molto richiesto, se volete sapere perché è un'innovazione rivoluzionaria e come può aiutarvi, questo articolo fornirà una breve panoramica su come funziona la fusione a getto multiplo, su quali materiali utilizza la fusione a getto multiplo e sui suoi vantaggi e applicazioni.

Che cos'è la stampa 3D a getto multiplo?

Dai prototipi alle parti per uso finale, la Multi Jet Fusion è efficiente nella produzione di grandi quantità e altamente dettagliate in una sola volta. Questo processo aiuta diversi settori industriali a creare prodotti e prototipi che permettono al loro ciclo di vita aziendale di svolgersi senza problemi. È utile anche per la produzione di oggetti domestici che semplificano la vita di tutti i giorni. Produce materiale dalla superficie liscia direttamente dalla stampante, che necessita di una finitura minima in post-produzione.

La fusione a getto multiplo è esemplare per alloggiamenti non cosmetici, connettori, clip di cablaggio, coperture e parti nascoste come i condotti. Questa pratica è utilizzata per la produzione di pezzi con dettagli fini e piccole complessità con design complessi, come cerniere viventi e piccoli fori. Questo aiuta le aziende a produrre prototipi e piccole serie di prodotti finali in tempi brevi. Il processo di fusione a getto multiplo è un processo multiforme sfruttato da un'ampia gamma di industrie. I settori della sanità, dell'elettronica di consumo e dell'automotive utilizzano regolarmente il processo MJF. Alcune applicazioni comuni della fusione a getto multiplo sono le protesi, gli stampi dentali, gli stampi per componenti automobilistici e le custodie per telecamere aerospaziali.

Pur essendo una tecnologia relativamente nuova, ha generato un impatto enorme e ha portato una rivoluzione nelle industrie. Se siete alla ricerca di una personalizzazione di massa, dovreste iniziare a considerare Multi Jet Fusion per la sua personalizzazione intelligente e le sue proprietà dettagliate per creare forme complesse in breve tempo.

Produzione additiva VS Produzione sottrattiva

La produzione additiva è utilizzata per aggiungere materiale strato per strato, mentre la produzione sottrattiva rimuove il materiale per creare pezzi. Si tratta di processi fondamentalmente diversi, ma spesso utilizzati fianco a fianco per la sovrapposizione dei loro campi di applicazione.

Fabbricazione additiva

Questo processo è utilizzato per aggiungere uno strato di materiale per creare un pezzo. È impiegato in un'ampia gamma di applicazioni ingegneristiche e produttive, tra cui la creazione di modelli di colata, la prototipazione e la costruzione di utensili. Aiuta le aziende a creare parti finali personalizzate. Le stampanti 3D per la produzione additiva offrono materiali che possono essere utilizzati per la prototipazione funzionale di diverse parti in plastica.

Produzione sottrattiva

La produzione sottrattiva aiuta a rimuovere il materiale da blocchi solidi, sacchetti di plastica e metalli che vengono modellati per asportazione di materiale. Queste procedure vengono eseguite manualmente o con l'aiuto di controllo numerico computerizzato (CNC). Con la produzione sottrattiva è possibile lavorare una varietà di superfici, come quelle a gradini, lisce e screziate. In genere, è più costosa della produzione additiva.

Come funziona?

Macchine

Multi Jet Fusion utilizza i getti d'inchiostro per fondere selettivamente e poi l'agente di dettaglio sul letto di polvere di nylon che viene gettato intorno al materiale per migliorare la risoluzione. Successivamente, le lampade si spostano sulla superficie del letto di polvere, il materiale gettato fonde il calore e lo distribuisce uniformemente. Al termine di questo processo, la parte del letto di polvere viene spostata in una stazione di incapsulamento per rimuovere la polvere in eccesso con l'aiuto di un vuoto integrato.

Una volta rimossa la polvere in eccesso, le parti vengono sabbiate per eliminare ogni residuo di polvere prima di inviare il materiale al reparto di finitura. Le macchine per la stampa 3D Multi Jet Fusion sono dotate di parti di costruzione intercambiabili che possono essere spostate di nuovo alle stampanti 3D e di diverse parti di post-elaborazione per il raffreddamento rapido e la rimozione della polvere. Questo sistema consente alla stampante e alle unità di post-elaborazione di funzionare in modo continuo per costruire le unità in modo rapido.

Principale di lavoro

Multi Jet Fusion è una nuova tecnologia di stampa 3D all'avanguardia basata su polveri. Multi Jet Fusion genera oggetti 3D precisi ad alta risoluzione con un'elevata qualità superficiale e una bassa porosità.

La Multi Jet Fusion impiega un processo di stampa 3D di tipo additivo. Questo processo utilizza gocce di legante e agente di dettaglio sullo strato di polvere polimerica in un letto preriscaldato e poi sottoposto a un processo diverso come il trattamento a luce infrarossa e l'effetto di raffreddamento per ottenere un bordo nitido. Al termine di questo processo, il pezzo da costruzione (l'intero letto di alimentazione insieme alle parti incapsulate) viene rimosso e posto a raffreddare nell'unità di post-processing.

La struttura di supporto della polvere cresce dando grande libertà di progettazione e rendendo il processo complessivo veloce. Multi Jet Fusion può funzionare quasi ininterrottamente se le unità di costruzione vengono rimosse per la post-elaborazione al completamento di ciascuna unità. La polvere può essere riciclata caricandola nuovamente nella build dalla post-elaborazione. Multi Jet Fusion è compatibile con nylon HR PA 12, HR PA 12 GB (nylon rinforzato con microsfere di vetro) e HR PA 11.

Come eseguire la stampa 3D Multi Jet Fusion

La Multi Jet Fusion appartiene alla famiglia delle fusioni a letto di polvere e non utilizza il laser come la SLS. Tuttavia, utilizza il materiale PA 12 come la sinterizzazione laser selettiva. Il processo Multi Jet Fusion assomiglia al binder jetting in quanto il materiale si fonde in modo selettivo.

Fase 1: la prima fase inizia con lo spargimento di particelle di polvere polimerica preriscaldate in modo uniforme sul letto di polvere.

Fase 2: la seconda fase prevede due diversi tipi di agenti, uno di fusione e l'altro di dettaglio. La stampante espelle le particelle di fusione in modo selettivo sulla polvere, dove le particelle devono essere fuse con l'aiuto di un agente di fusione. Successivamente, l'agente di dettaglio impedisce la sinterizzazione e si deposita intorno all'oggetto per creare dettagli fini e superfici lisce.

Fase 3: in questa fase, la fonte di energia, come la luce infrarossa, passa sul materiale da costruzione per provocarne la fusione e formare lo strato completo. In questo modo, si ottiene una maggiore produttività.

Fase 4: Una volta completata la fase precedente, la polvere viene nuovamente distribuita sul materiale finito e il processo viene ripetuto fino alla formazione del pezzo funzionale completo.

Fase 5: Quando il pezzo finale è completato, è ancora ricoperto di polvere sciolta, che deve essere rimossa. Per ottenere un oggetto esteticamente gradevole, si può anche sabbiare e tingere di nero il pezzo finito.

3 Metodi comuni utilizzati per la stampa 3D

Fusione a getto multiplo (MJF)

La Multi Jet Fusion (MJF) è il metodo di prototipazione plastica più veloce utilizzato nelle industrie. È perfetto sia per i principianti che per i professionisti esperti. Gli industriali utilizzano la tecnologia Multi Jet Fusion per accelerare i tempi di costruzione e ridurre i costi di produzione. Il processo layer-by-layer della tecnologia Multi Jet Fusion la rende più veloce rispetto al metodo di stampa 3D point by point. Indipendentemente dalla complessità del materiale, ogni strato impiega lo stesso tempo per fondersi.

Con questo processo è possibile annidare le parti sia in verticale che in orizzontale. La stampa 3D a fusione a getto multiplo non richiede investimenti in attrezzature e volumi minimi, il che la rende l'opzione migliore tra gli altri metodi.

Stereolitografia (SLA)

Stereolitografia (SLA) è il primo metodo di stampa 3D al mondo. Appartiene alla famiglia della fabbricazione additiva. La SLA utilizza il metodo di stampa 3D chiamato Polimerizzazione IVA, in cui la gomma fotopolimerica viene ripristinata in modo specifico dalla sorgente luminosa. La SLA è in grado di produrre pezzi con un elevato livello di dettaglio, tolleranze strette e finiture superficiali lisce.

La SLA consente di ottenere finiture superficiali di qualità che non solo hanno un aspetto gradevole, ma possono anche contribuire al funzionamento del pezzo. I produttori di materiali utilizzano la SLA per i pezzi che richiedono caratteristiche piccole e complesse, come ad esempio stampaggio a iniezione come i componenti di stile automobilistico, i modelli master e gli assemblaggi a scatto. È ampiamente utilizzato nell'industria medica e comunemente impiegato nei modelli anatomici e nella microfluidica.

Sinterizzazione laser selettiva (SLS)

Una delle tecnologie utilizzate oggi nella stampa 3D è la Sinterizzazione laser selettiva (SLS). È anche una tecnologia di produzione additiva. Nella SLS, piccole particelle di plastica, vetro o ceramica vengono fuse dal calore con l'aiuto di un laser ad alta potenza per trasformarle in materiale solido e tridimensionale.

In questo metodo, come tutti i processi di stampa 3D, si utilizza un file CAD (computer-aided). Il file CAD viene convertito in formato .STL per trasmettere le istruzioni alla macchina. I nuovi progressi in termini di macchine, software e materiali hanno reso l'SLS accessibile a un'ampia gamma di industrie. Ciò ha permesso a un numero sempre maggiore di industrie di utilizzare questo metodo, in precedenza limitato ad alcuni settori ad alta tecnologia.

Materiali della stampa 3D Multi Jet Fusion

Nylon PA 11 e vantaggi

Il nylon PA 11 è una polvere di origine biologica che presenta una tenacità insolitamente elevata. Questo materiale offre un'elevata duttilità e ha un forte impatto su tutte le applicazioni.

Vantaggi

• Grazie alla sua morfologia cristallina, offre maggiori proprietà meccaniche rispetto alla PA12.
• Utilizza meno risorse rinnovabili durante la produzione
• Ha una buona elasticità e un'elevata resistenza all'abrasione.
• Viene utilizzato nella produzione più che nella prototipazione.
• Si tratta di una produzione additiva durevole ed ecologica.

Nylon PA 12 e vantaggi

I pezzi stampati in 3D con questo materiale, una volta usciti dalla macchina da stampa, hanno un colore grigio che non è tinto. Questa proprietà lo rende più economico.

Vantaggi

• Il nylon PA 12 presenta un'elevata resistenza agli urti.
• È altamente lavorabile e resistente al calore.
• Il nylon PA 12 attutisce i rumori e le vibrazioni.
• Il nylon PA 12 è più resistente ai graffi, ai raggi U.V. e agli agenti atmosferici.

Polipropilene e vantaggi

È la seconda plastica più prodotta al mondo. Il polipropilene è considerato l'acciaio della plastica per la sua versatilità. È flessibile e può essere modificato a seconda dell'applicazione.

Vantaggi

• È un materiale relativamente economico rispetto ad altri.
• È molto resistente all'umidità e ha un basso coefficiente di attrito.
• È più facile da riparare in caso di danni.
• Il polipropilene ha una buona resistenza chimica per un'ampia gamma di acidi e basi.

Aspetti tecnici di MJF

Se non avete esperienza in questo campo, non preoccupatevi. Vi aiuteremo a ottenere i migliori risultati di stampa 3D Multi Jet Fusion. Di seguito sono riportati alcuni aspetti tecnici da considerare prima di utilizzare la stampante 3D MJF.

• Limitazione delle dimensioni: Quando si progetta qualcosa utilizzando la stampa 3D, bisogna sempre tenere presente la limitazione fisica della macchina. La stampa 3D MJF funziona con un volume massimo di 250x250x250 mm. Se si ha bisogno di un pezzo più grande, è necessario stampare parti diverse e assemblarle successivamente.
• Spessore minimo: Nel caso della tecnologia Multi Jet Fusion, lo spessore minimo della parete è di 0,6 mm. Se lo spessore della parete del vostro oggetto è inferiore a questo valore, potete aggiungere un supporto. Per ottenere una maggiore rigidità si può scegliere uno spessore di parete di 2 mm.
• Incisione e profondità minime: è possibile incidere il proprio disegno 3D. Tuttavia, se le incisioni sono troppo dettagliate, potrebbero non apparire a causa della polvere che non può essere rimossa. Per questo motivo, durante la progettazione consigliamo di mantenere il limite di profondità di 0,2 mm e, se si desidera un testo aggiuntivo, di fare in modo che l'altezza e la larghezza della parte siano di 0,4 mm.

Vantaggi della stampa 3D a getto multiplo

Il processo di stampa 3D Multi Jet Fusion è utilizzato dalla maggior parte delle industrie per creare diversi prodotti e prototipi in plastica. Di seguito sono riportati alcuni vantaggi della Multi Jet Fusion.

• Costo economico per unità: La Multi Jet Fusion ha il costo più basso per pezzo rispetto ad altri processi di produzione 3D.
• Rispettoso dell'ambiente: MJF è favorito dal processo che aspira il materiale in eccesso per riutilizzarlo nella stampante e per ottenere stampe pulite. Ciò significa meno plastica e meno danni all'ambiente.
• Produzione ad alta velocità: Questo processo ha i tempi di consegna più brevi, il che significa una produzione ad alta velocità che offre una soluzione più economica con i costi più bassi.
• Capacità cromatica: Rispetto al metodo SLS, che può stampare pochi blocchi di colore, Multi Jet Fusion offre un'ampia gamma di colori che elimina la necessità di tingere.
• Superficie liscia e di alta qualità: La stampa MJF crea superfici di alta qualità con bordi croccanti, per cui i pezzi finiti lavorati con MJF hanno un aspetto più liscio.

Applicazioni della stampa 3D a getto multiplo

La Multi Jet Fusion produce prototipi meccanicamente resistenti e funzionali in tempi molto brevi, il che rappresenta il grande punto di forza della MJF. Di seguito sono riportate le applicazioni della MJF.

• Alta risoluzione: Ha una qualità dei componenti estremamente elevata: con 1200 dbi sull'asse XY può produrre pezzi a livello di stampaggio a iniezione. Al secondo vengono applicate 30 milioni di gocce di fluido legante sull'intera superficie, che penetrano completamente negli oggetti e si fondono in modo omogeneo.
• Produzione a basso volume: La stampa 3D Multi Jet Fusion è il vero concorrente quando si tratta di produzione a basso volume. Questo processo è specializzato in dettagli piccoli e intricati, come parti di tubi e involucri delicati.
• Competere con lo stampaggio a iniezione: La MJF è la prima tecnologia di stampa 3D considerata come un concorrente stretto dello stampaggio a iniezione. Tuttavia, può competere con lo stampaggio a iniezione nella grande produzione, ma nella produzione di piccoli volumi può essere considerata una vera alternativa.

Perché utilizzare la stampa 3D Multi Jet Fusion?

Le industrie di oggi hanno bisogno di prototipi e pezzi di alta qualità e ad alta risoluzione. MJF offre proprietà meccaniche e funzionali ottimizzate con coerenza. Le stampanti 3D Multi Jet Fusion sono in grado di accelerare la velocità quando si tratta di tecnologia additiva basata su polveri. Inoltre, producono parti meccaniche migliori con una superficie migliore rispetto ad altre stampanti 3D come la sinterizzazione laser selettiva (SLS) e la stereolitografia (SLA).

MJF è in grado di produrre prototipi in nylon e pezzi di produzione finiti in un giorno. Questo processo richiede una minore quantità di input umano grazie all'elevata automazione del processo e del post-processo. Questo processo ha un livello fenomenale di precisione e ripetibilità.

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Conclusione

Abbiamo discusso a fondo che cos'è la fusione a getto multiplo e che tipo di materiale e natura di lavoro implica per creare prototipi e pezzi di produzione finale. Dopo una breve introduzione alla fusione multigetto, ora potete valutare i pro e i contro della MJF. Questo articolo vi aiuta a prendere una decisione consapevole sulle applicazioni di fusione a getto multiplo che intendete utilizzare nella vostra produzione.

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