1. MJF & SLS: в чем разница?
2. Процесс изготовления и рабочий процесс
3. Селективное лазерное спекание:
4. Multi Jet Fusion:
5. Точность размеров
6. Внешний вид и качество поверхности
7. Свойства материала
8. Стоимость и время выполнения
9. Взгляд в будущее
10. Эмпирические правила

В этой статье мы критически сравниваем технологию Multi Jet Fusion (MJF) HP с селективным лазерным спеканием (SLS) с точки зрения точности, материалов, стоимости и времени выполнения заказа. Мы рассмотрим современное состояние, чтобы помочь вам выбрать правильную технологию для вашего приложения.

MJF & SLS: в чем разница?

Multi Jet Fusion (MJF) и селективное лазерное спекание (SLS) от HP являются двумя промышленными 3D печать технологии, принадлежащие к семейству сплавов с порошковым слоем В обоих процессах детали строятся путем термического плавления (или спекания) частиц полимерного порошка слой за слоем. Материалы, используемые как в MJF, так и в SLS, представляют собой термопластичные полимеры (обычно нейлон), которые выпускаются в гранулированной форме.

Основным отличием MJF от SLS является источник тепла. SLS использует лазер для сканирования и спекания каждого поперечного сечения, в то время как в MJF на порошок распыляется чернила (термоплавкий агент), что способствует поглощению инфракрасного света. Инфракрасный источник энергии затем проходит над платформой здания и сплавляет окрашенные области.

По существу:

MJF является комбинацией СЛС а также Binder Jetting технологии.

Поскольку MJF и SLS создают детали, которые очень похожи, для дизайнера важно понять, какие небольшие различия следует ожидать при размещении заказа с любым из процессов. В этой статье мы сравнили две технологии с точки зрения рабочего процесса, точности, материалов, стоимости и времени выполнения заказа.

Хотите сравнить цены и сроки поставки услуг SLS и MJF в вашем регионе?

Процесс изготовления и рабочий процесс

Вот краткое описание процесса изготовления для двух технологий:

Селективное лазерное спекание:

Тонкий слой порошка сначала наносится на строительную платформу. Затем СО2-лазер сканирует каждое поперечное сечение, спекая порошок. Затем платформа перемещается вниз на один слой, и процесс повторяется до тех пор, пока работа не будет завершена. Вся корзина должна остыть, прежде чем можно будет извлечь детали из порошка.

Подробную статью с описанием механики SLS можно найти Вот ,

SLS часть напечатана из нейлона

Multi Jet Fusion:

Тонкий слой порошка сначала наносится на строительную платформу, где он нагревается до температуры, близкой к спеканию.

Каретка с соплами для струйной печати (которые аналогичны насадкам, используемым в настольных 2D-принтерах) проходит над кроватью, осаждая порошок. В то же время детализирующий агент, который препятствует спеканию, печатается вблизи края детали.

Мощный ИК-источник энергии затем проходит над слоем конструкции и спекает области, где расплавленный агент был дозирован, оставляя остальную часть порошка без изменений. Процесс повторяется, пока все части не будут завершены.

Как и в случае с SLS, напечатанные части заключены в порошок и должны быть охлаждены, прежде чем их можно будет удалить.

MJF часть напечатана из нейлона

В SLS каждое поперечное сечение сливается по точкам , в то время как в MJF слияние происходит по линии . Однако это существенно не меняет время печати, поскольку именно этап повторного нанесения покрытия (и общее количество слоев) в основном определяет общее время печати, которое одинаково для обоих процессов.

Аспект, который MJF значительно быстрее, чем SLS, заключается в охлаждении бина и последующей обработке:

HP предлагает специальную станцию ​​постобработки, которая ускоряет скорость охлаждения отпечатанного лотка и помогает при удалении порошка. В MJF восстановленный порошок может быть переработан на 80-85% и использован повторно, в то время как в SLS порошок пригоден для переработки только на 50%.

Более быстрое время охлаждения и большая перерабатываемость означают, что операторы машин MJF менее неохотно начинают работу, когда корзина заполнена только частично, в то время как операторы машин SLS часто ждут заполнения корзины перед началом печати. Это ключевое различие в рабочем процессе приводит к сокращению времени выполнения заказа (как мы увидим в тематическое исследование ниже).

Точность размеров

И MJF, и SLS являются промышленными технологиями, обеспечивающими высокую точность размеров. Тем не менее, у MJF есть небольшое преимущество над SLS, как видно из таблицы ниже.

Это происходит главным образом потому, что печатающие головки MJF наносят материал с разрешением 1200 точек на дюйм (или приблизительно 1 точка каждые 0,022 мм), в то время как типичный размер лазерного пятна в системе SLS составляет приблизительно 0,3 - 0,4 мм в диаметре. Кроме того, детализирующий агент, используемый в MJF, помогает печатать мелкие элементы и острые края.

Примечательно, что ни одна из технологий не требует структур поддержки , позволяющих создавать модели произвольной формы без каких-либо меток удаления поддержки, и обе подвержены искривление Поэтому следует избегать больших плоских участков. В ходе нашего тестирования мы обнаружили, что детали MJF более подвержены деформации, чем детали, напечатанные с помощью SLS.

MJFSLSТочностьразмеров

± 0,3% (с нижним пределом на ± 0,2 мм) ± 0,3% (нижний предел на ± 0,3 мм) Типичный размер сборки 380 x 285 x 380 300 x 300 x 300 мм
(до 750 x 550 x 550 мм) Общая толщина слоя 70 - 100 мкм 100 - 120 мкм Минимальная толщина стенки * 0,6 мм 0,7 мм Минимальная детализация 0,25 мм 0,30 мм

*: Рекомендуемая минимальная толщина стенок структурных областей для обеих технологий составляет 1 мм.

Внешний вид и качество поверхности

Сплав, используемый в настоящее время в системах MJF, имеет черный цвет, поскольку темные материалы более эффективно поглощают излучение. В результате детали MJF имеют светло-серый вид . Необязательный этап окрашивания после обработки может быть применен для достижения однородного черного цвета .

Детали SLS обычно печатаются белым и могут быть окрашенный в любой цвет , Серый нейлоновый порошок SLS также доступен, и детали, напечатанные из этого материала, очень похожи на детали MJF, но более гладкие на ощупь.

Детали, напечатанные по обеим технологиям, имеют зернистую поверхность, но могут быть подвергнуты последующей обработке в соответствии с очень высокими стандартами. Если основным требованием является эстетическая привлекательность, настоятельно рекомендуется умереть.

Детали MJF, напечатанные (слева) и после окрашивания в черный цвет (справа) Детали SLS, напечатанные из белого нейлона (слева) и серого нейлона (справа)

Свойства материала

Основным материалом, используемым в обоих процессах, является PA 12 (нейлон). При печати на этом материале детали MJF обладают превосходной прочностью и гибкостью и более однородными механическими свойствами по сравнению с деталями SLS, которые слабее вдоль направления печати.

Однако принтеры SLS предлагают больше вариантов материала, таких как заполненный углеродом PA , заполненный алюминием PA (алюминид) а также гибкий ТПУ , Более того, SLS - это устоявшийся и хорошо изученный процесс . Свойства материалов SLS тщательно задокументированы как производителями, так и независимыми исследователями.

С другой стороны, в настоящее время в MJF доступен только ПА, а важные технические свойства, такие как ударная вязкость и характеристики ползучести, не являются широко доступными. Конечно, ожидается, что это изменится по мере развития технологии и потому, что MJF - это открытая материальная платформа, позволяющая быстрее разрабатывать материалы.

HP PA 12 SLS PA 12 Предел прочности при растяженииXY:

48 МПа Z: 48 МПа XY: 48 МПа Z: 42 МПа Модуль растяжения XY: 1700 МПа Z: 1800 МПа ZY: 1650 МПа Z: 1650 МПа Удлинение при разрыве XY: 20% Z: 15% XY: 18 % Z: 4%

Стоимость и время выполнения

Чтобы оценить две технологии с точки зрения стоимости и времени выполнения, был проведен эксперимент на платформе 3D-концентраторов.

Были запрошены цитаты из 6 различных сервисов 3D-печати в США по каждой технологии для одноразовой печати и мелкосерийного производства (30 частей). В этом тесте использовалась модель, изображенная ниже. Он имеет объем 23,8 см3 и размеры ограничительной коробки 101,9 х 45,0 х 18,0 мм. Вы можете просмотреть и скачать файл STL Вот ,

Тестовая скоба, напечатанная в сером SLS нейлон

Для одноразовых деталей MJF и SLS имеют примерно одинаковую стоимость . Однако для мелкосерийного производства SLS был в среднем немного более экономичным (менее чем на 10%).

Существенная разница наблюдалась во время выполнения заказа: заказы MJF доставлялись в среднем на 3 дня быстрее, чем заказы SLS. Это показывает, что рабочий процесс MJF (охлаждение, постобработка и т. Д.) Заметно быстрее, чем рабочий процесс SLS, и что это существенно влияет на время выполнения заказа.

MJFSLSСтоимость для одноразовой частиСредняя:

46,28 $
Минимум: $ 25,71 Среднее: $ 46,45
Минимум: $ 26,79. Стоимость одной детали на 30 деталей. Средняя цена : $ 28,75.
Минимум: $ 19,00 Средний: $ 25,85
Минимум: $ 19.48. Среднее время выполнения заказа : 4 дня.
Топ хаб: 2,9 дня Средний: 7 дней
Топ хаб: 5,2 дня

Хотите сравнить цены и сроки поставки услуг SLS и MJF в вашем регионе?

Взгляд в будущее

В то время как SLS всегда сможет производить детали только из одного материала, в MJF деталь может иметь различные свойства материала, изменяя тип или концентрацию плавящего вещества. HP утверждает, что таким способом можно контролировать механические, термические, оптические и даже электрические свойства детали. Эта функциональность пока недоступна в станках первого поколения, которые могут изготавливать детали только из одного материала. Предполагается, что принтеры HP второго поколения поддерживают многокомпонентную и многоцветную печать , но больше информации пока нет.

С другой стороны, недавно был разработан ряд принтеров SLS с целью внедрения конкурентоспособного по цене настольного решения SLS . Хотя эти системы обладают огромным потенциалом, на момент написания статьи еще очень рано правильно оценивать их влияние на отрасль.

Эмпирические правила

• И MJF, и SLS способны производить функциональные детали с хорошей точностью размеров, гладкой поверхностью и геометрией свободной формы.
• Физические свойства и механическое поведение материалов SLS хорошо документированы, но исчерпывающие данные для MJF широко не доступны.
• Стоимость MJF и SLS одинакова, но время выполнения MJF в среднем на 3 дня быстрее.

Похожие

Комментарии