Spis treści:
Niecodzienne technologie druku 3D:
zobacz pozostałe artykuły
Multi-Jet Fusion – autorska technologia ze stajni HP – to nowe podejście do drukowania z tworzyw sztucznych oparte na dwuetapowej aplikacji spoiwa.
Druk 3D i powiązane branże należą do najszybciej rozwijających się gałęzi współczesnego przemysłu i nauki. Najczęściej ewolucja ta przebiega albo w kierunku doskonalenia, komercjalizowania i lepszego wykorzystywania technologii wytwarzania przyrostowego wynalezionych 30 lub 40 lat temu – takich jak choćby stereolitografia sięgająca historią połowy lat 80. XX wieku, a dziś wykorzystywana coraz powszechniej m.in. przez branżę jubilerską czy stomatologiczną. Inny kierunek rozwoju polega na poszukiwaniu innowacyjnych rozwiązań – zarówno w zakresie nowych materiałów, jak i nowych metod druku. Przykładem tej drugiej ścieżki jest druk MJF – czyli technologia Multi-Jet Fusion stworzona przez popularnego producenta urządzeń drukujących HP.
Na czym polega drukowanie Multi-Jet Fusion 3D (MJF)?
Druk MJF to jedna z kilku obecnych na rynku technologii wykorzystujących do tworzenia modeli materiał w postaci proszku. która jednak znacznie różni się od pozostałych. W większości stosowanych metod sproszkowany materiał jest bowiem łączony albo przy pomocy płynnego spoiwa (jak w Binder Jetting), albo też przez podgrzewanie wiązką lasera, gdy pod wpływem ciepła tworzywo lub metal topi się i zastyga tworząc spójną, jednolitą warstwę (np. w technologii selektywnego spiekania laserowego). W przypadku MJF druk 3D niejako integruje i rozbudowuje obie te idee, wykorzystując zarówno spoiwo, jak i proces topienia materiału pod wpływem ciepła. Proszek – po wstępnym podgrzaniu – łączony jest przy pomocy spoiwa określanego jako Fusing Agent (czarny, natryskiwany w centralnej części modelu) oraz przy pomocy spoiwa Detailing Agent (biały, natryskiwany na zewnętrznych krawędziach). Po wygrzaniu warstwy chłonący ciepło Fusing Agent powoduje intensywne stopienie się proszku, natomiast Detailing Agent sprawia, że krawędzie detalu o wiele łatwiej oddzielają się od otaczającego materiału, który nie uległ wytopieniu.
MJF 3D – Jak skonstruowana jest drukarka 3D do Multi-Jet Fusion?
Technicznie zaawansowany i skomplikowany proces druku 3D sprawia, że konstrukcja maszyn do fuzji wielostrumieniowej różni się od pozostałych urządzeń do drukowania proszkowego. Punktem wyjścia dla procesu jest przestrzenny model przygotowany w środowisku CAD, który przesyła się do drukarki. Przed uruchomieniem modelowania komora urządzenia musi zostać podgrzana. Wstępnemu ogrzaniu ulega również proszek poliamidowy (nylonowy) nakładany cienką warstwą na powierzchnię stołu roboczego. Następnie nad proszkiem pracują dysze drukujące, z których część odpowiada za podawanie Fusing Agent, a część natryskuje Detaling Agent. Kolejny etap polega na wygrzewaniu warstwy głowicami emitującymi promieniowanie podczerwone, którego energia jest wychwytywana i rozprowadzana w postaci ciepła przez Fusing Agent tak, by pokryty nim proszek uległ rozgrzaniu i stopieniu.
Tworzenie kolejnych warstw modelu przebiega w identyczny sposób – proces powtarzany jest aż do chwili, w której cały model 3D zostanie odwzorowany przez maszynę drukującą. Następnie wydrukowane modele są schładzane, a także oczyszczane wstępnie z niewykorzystanego proszku poliamidowego. Może on zostać wykorzystany ponownie, co znacznie ogranicza straty materiałowe.
Jakie zalety ma druk MJF 3D?
Modele drukowane fuzją wielostrumieniową charakteryzują się bardzo gładką powierzchnią. Produkcja modeli z użyciem technologii Multi-Jet Fusion jest znacznie szybsza niż przy innych metodach druku proszkowego, np. SLS. Oczywiście nie sposób porównać jej także z żadnymi drukarkami amatorskimi – o ile jednak klasyczne drukarki 3D takie jak Oryginalna Prusa i3 MK3S+ czy Zortrax M200 Plus nastawione są na użycie przy produkcji pojedynczych detali lub niewielkich serii, o tyle urządzenia do MJF doskonale sprawdzają się w produkcji całych serii elementów. Obecnie technologia Multi-Jet Fusion rekomendowana jest przez jej twórców do zastosowania w lotnictwie, w produkcji przedmiotów codziennego użytku i elektroniki użytkowej, w medycynie, w przemyśle, a także na etapie prac prototypowych i inżynieryjnych.
