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Con el rápido avance de la ciencia y la tecnología,La tecnología de impresión 3D ha penetrado en muchos camposy convertirse en una parte clave de la fabricación moderna. Entre las muchas tecnologías de impresión 3D,La tecnología de fusión multichorro (MJF) destaca y llama la atencióndebido a su alta eficiencia, alta precisión y alta flexibilidad.

Este artículo proporcionará un análisis en profundidad del principio de funcionamiento de la tecnología de fusión multichorro y discutirá sus ejemplos de aplicación y las perspectivas futuras de desarrollo en la fabricación.

¿Cómo funciona Multi Jet Fusion (MJF)?

Cuando unTrabajo de impresión 3D de fusión multichorroLos ingenieros colocan un bloque de construcción móvil dentro de la impresora. A continuación, la impresora comienza a funcionar extendiendo primero una capa dematerial en polvo, que puede incluirpoliamida 11 (PA 11), poliamida 12 (PA 12) o poliamida termoplástica (TPA). A continuación, el ensamblaje de impresión y fusión se desplaza al área de impresión designada, donde el cabezal de inyección de tinta aplica con precisión el agente de fusión. Una vez impresa la capa actual, el bloque de construcción se mueve ligeramente hacia atrás para permitir que la impresora continúe colocando la siguiente capa de polvo y repita el proceso de impresión. Una vez finalizado el trabajo de impresión general, el operario retira los bloques de construcción, los deja enfriar durante un periodo de tiempo y, a continuación, separa las piezas impresas del polvo suelto. Para eliminar por completo el polvo restante de las piezas, los operarios también utilizarán herramientas como el chorro de arena, las pistolas de aire o las pistolas de agua para una limpieza fina.

¿Cuáles son los pasos clave en el proceso de fusión multichorro?

ElPrincipio de funcionamiento de la tecnología de fusión multichorrose basa en la combinación de un lecho de polvo y un cabezal de impresión de inyección de tinta, logrando la impresión 3D de objetos mediante el control preciso de la inyección de aglutinante líquido y la fusión del polvo. El proceso específico es el siguiente:

1. Colocación de polvo:Antes de comenzar la impresión, la impresora coloca primero una capa delgada dePolvo de polímeroen la cama de impresión. Estos polvos suelen ser termoplásticos, como el nylon PA12, etc.
2. Impresión por inyección de tinta:UnImpresión de inyección de tintaEl cabezal corre sobre una capa de polvo, rociando con precisión dos agentes clave: un agente de fusión y un refinador, basado en un modelo digital del objeto deseado. El agente fundente se utiliza para combinar las partículas de polvo para formar una capa sólida; mientras que el refinador se utiliza para ajustar el grado de fusión del polvo y mejorar la precisión del moldeo.
3. Calentamiento y solidificación:El dispositivo de calentamiento por infrarrojos escanea todo el lecho de polvo y calienta el área donde se agrega el agente fundente para derretirlo y solidificarlo. Este proceso garantiza la fusión de resultados y calidad de impresión.
4. Acumulación capa a capa:Una vez completada una capa de impresión, la impresora colocará una nueva capa de polvo encima de la capa curada y repetirá los pasos anteriores de impresión por inyección de tinta y curado por calor. Este proceso se repite hasta que todo el objeto estéimpreso capa por capa.
5. Post-procesamiento:Una vez completada la impresión, se requieren pasos de posprocesamiento como el enfriamiento, la recuperación del polvo no fundido y el arenado para eliminar el polvo residual para garantizar la calidad final y el rendimiento del objeto impreso.

¿Cuál es el proceso de posprocesamiento de la tecnología de fusión multichorro?

Posprocesamiento de la tecnología de fusión multichorroincluye principalmente los siguientes pasos clave:

• Fase de enfriamiento:Este proceso tiene lugar dentro de la unidad del edificio. Vale la pena señalar que, aunque HP proporciona las unidades modulares para el enfriamiento natural, las unidades de construcción no tienen que esperar a que el polvo y las piezas se enfríen por completo para comenzar la nueva tarea de impresión.
• Recuperación de polvo no fundido:Cuando la unidad de construcción se enfría a una temperatura adecuada, se traslada a una estación de tratamiento especial. Allí, el polvo sin fundir se extrae a través de un sistema de vacío y se recoge en un recipiente específico para su posterior reutilización.
• Eliminación de polvo residual:Para eliminar por completo el polvo residual de la superficie de las piezas, se suele utilizar el arenado, la inyección de aire o la inyección de agua. Este paso se puede realizar de forma manual o automática mediante equipos como un tambor, una arandela ultrasónica o una pulidora vibratoria.

¿Cuáles son las ventajas de Multi Jet Fusion?

MJF es la tecnología de impresión 3D de HP. Deposita el agente fundente y el refinador en el lecho de polvo a través del cabezal de impresión de inyección de tinta para lograr una impresión de alta precisión. Sus ventajas son las siguientes:

Ventajas	Descripción
Casi	La fusión multichorro se puede preparar hasta 10 veces más rápido que la sinterización selectiva por láser (SLS) y el modelado por deposición fundida (FDM), lo que permite trabajos de impresión rápidos.
Alta precisión	Mediante la pulverización de fundentes y agentes finos, así como el empleo de cabezales de impresión de alta precisión y sistemas de esparcimiento de polvo, es posible obtener un producto terminado con una superficie lisa, alta resolución de características y propiedades mecánicas consistentes.
El material es extenso	Se puede aplicar a una amplia gama de materiales, incluidos plásticos como el nailon, los metales y la cerámica, lo que proporciona posibilidades de diseño y fabricación para una gama más amplia de aplicaciones.
Reducción de costes	El eficiente sistema de fusión de chorro múltiple y el bajo costo de la materia prima hacen que el costo de los productos impresos en 3D se reduzca en gran medida y mejore la competitividad del mercado.
protección del medio ambiente	La tecnología reduce los residuos y el consumo de energía, lo que reduce el impacto ambiental.

¿Cuáles son las limitaciones de Multi Jet Fusion?

AunqueLa tecnología de fusión multichorro (MJF) tiene muchas ventajas, también tiene algunas limitaciones. A continuación se presenta un análisis detallado de laLimitaciones de la tecnología MJF:

Limitaciones	Descripción
Alto costo de los equipos	Dado que es básicamente un monopolio de Hewlett-Packard, el costo del consumo de equipos sigue siendo alto.
El color es limitado	Debido a la influencia de los reactivos químicos en el proceso de fabricación, el color de las piezas impresas es generalmente gris o negro, lo que limita la elección del color.
Altas pérdidas de producción	Hay una cierta cantidad de pérdida en el proceso de producción, lo que puede afectar la garantía a largo plazo y el costo de producción del producto.

¿Qué materiales se utilizan en la fusión multichorro?

Tecnología de fusión multichorro (MJF)ha sido ampliamente utilizado en el campo de laImpresión 3Ddebido a su alta eficiencia y alta precisión. Esta tecnología utiliza principalmente materiales termoplásticos en polvo, y estos son algunos tipos de materiales comunes:

Nylon 12 (PA12)

1. Funciones:PA12 es un material de nailon de alto rendimiento con alta resistencia, buena resistencia a la abrasión, resistencia química y baja absorción de humedad. Mantiene un rendimiento estable en un amplio rango de temperaturas.
2. Aplicación:Adecuado para la fabricación de diversas piezas funcionales, como piezas de automóviles, mangos de herramientas, carcasas de equipos electrónicos, etc., especialmente donde se requiere alta resistencia y resistencia al desgaste.

Nylon 11 (PA11)

1. Funciones:PA11 es más flexible que PA12, tiene una mayor resistencia al impacto y una mejor tenacidad a bajas temperaturas. También tiene buena resistencia química y a la abrasión.
2. Aplicación:Adecuado para la fabricación de piezas que requieren una alta flexibilidad y resistencia al impacto, como tuberías, mangueras, juntas, etc.

Polipropileno (PP)

1. Funciones: El PP es un material ligero con buena resistencia química, resistencia al calor y bajo costo. Es fácil de procesar y tiene buena resistencia al agrietamiento por tensión.
2. Aplicación:Adecuado para la fabricación de diversos componentes ligeros, como contenedores, materiales de embalaje, piezas de automóviles, etc., especialmente donde se requiere reducción de costos y reducción de peso.

TPU (poliuretano termoplástico)

1. Funciones:El TPU tiene una flexibilidad similar al caucho, alta elasticidad y resistencia al desgaste. Permanece elástico en un amplio rango de temperaturas y tiene buena resistencia al desgarro.
2. Aplicación:Indicado para la fabricación de piezas que requieran elasticidad, suavidad y resistencia al desgaste, como suelas, juntas, mangueras, material deportivo, etc.

¿Cuáles son las aplicaciones industriales de la fusión multichorro?

La tecnología MJF tiene una amplia gama de aplicaciones industriales, con áreas principales que incluyen:

• Extremidades médicas y protésicas:La tecnología MJF puede imprimir equipos médicos complejos de alta precisión,como herramientas de navegación quirúrgica e implantes personalizados; Al mismo tiempo, puede crear piezas protésicas personalizadas altamente compatibles y potentes.
• Aligeramiento de automóviles:Esta tecnología se utiliza para fabricar piezas funcionales y estructurales de automóviles. Tiene las características de alta resistencia y ligereza, y puede diseñar formas geométricas complejas. Es especialmente adecuado para imprimir piezas ligeras, reducir el peso de los automóviles y mejorar la eficiencia y el rendimiento del combustible.
• Aeroespacial:La tecnología MJF puede fabricar rápidamente piezas prototipo complejas de alta precisión y acortar el ciclo de desarrollo del producto; Al mismo tiempo, puedePersonalice varias herramientas aeroespaciales duraderas y de alta precisión.
• Bienes de consumo:En la fabricación de calzado, la tecnología MJF imprime suelas, plantillas y entresuelas duraderas y cómodas, lo que permite la personalización personalizada; Además, se utiliza para fabricar carcasas de productos electrónicos hermosos y duraderos, como teléfonos inteligentes, tabletas y computadoras portátiles, que también admiten el diseño personalizado.

¿Cuál es la rentabilidad de Multi Jet Fusion?

ElAnálisis de costo-beneficio de la tecnología de fusión por chorro múltiple (MJF)es el siguiente:

Costar

1. Alta utilización de material:La tecnología MJF puede lograr una alta utilización del material mediante el control preciso de la fusión y solidificación del polvo. En comparación con otrosTecnologías de impresión 3D (como SLS o FDM), hay menos desperdicio de material.
2. Mayor inversión inicial:Los costos iniciales de compra e instalación del equipo MJF pueden ser más altos, incluidos los costos del equipo, la preparación del sitio, la capacitación del personal, etc.
3. Rentabilidad significativa para lotes de producción de tamaño medio:Para lotes de producción de tamaño mediano, la rentabilidad de la tecnología MJF es particularmente sobresaliente. Debido a su eficiente velocidad de impresión y alta utilización de material, el costo promedio por pieza se puede reducir significativamente.
4. Bajos costes de post-procesado:Piezas impresas conLa tecnología MJF suele tener una mejor calidad de superficiey precisión y requieren menos pasos de posprocesamiento, lo que reduce los costos de procesamiento adicionales.

Beneficios

• Alta eficiencia de producción:La tecnología MJF tiene una velocidad de impresión más rápida, puede acortar el ciclo de producción y mejorar la eficiencia de la producción.
• Gran flexibilidad de diseño:Esta tecnología puede imprimir piezas con formas geométricas complejas, proporcionando a los diseñadores una mayor libertad y ayudando a innovar los diseños.
• Fuertes capacidades de personalización:La tecnología MJF admite la impresión bajo demanda y la personalización personalizada, lo que puede satisfacer las necesidades específicas de diferentes clientes.
• Amplia gama de aplicaciones: La tecnología MJF tiene amplias perspectivas de aplicación en medicina, automotriz, aeroespacial, bienes de consumo y otros campos, brindando a los fabricantes más oportunidades de mercado.

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Resumen

La tecnología de fusión multichorro ha demostrado un gran potencial y valor en el campo de la impresión 3Ddebido a su alta eficiencia, precisión y flexibilidad. Con el avance continuo de la tecnología y la expansión continua de las aplicaciones, se espera que la tecnología MJF desempeñe un papel más importante en la industria manufacturera. En el futuro, podemos esperar ver más aplicaciones innovadoras y avances tecnológicos basados en la tecnología MJF, inyectando nueva vitalidad al desarrollo de la industria manufacturera.

Renuncia

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Preguntas frecuentes

1. ¿Cómo funciona la impresión por fusión de múltiples boquillas?

La impresión por fusión multiboquilla (aquí puede referirse a la fusión multi-chorro, un concepto similar a la tecnología MJF, pero "fusión multi-boquilla" no es un término estándar) generalmente implica múltiples boquillas que rocían material fundido simultánea o secuencialmente, que se enfría y solidifica rápidamente en la plataforma de impresión para formar el objeto tridimensional deseado. Sin embargo, en la aplicación real de la tecnología MJF, el material en polvo generalmente se funde mediante una o más fuentes de calor (como láser o radiación infrarroja) en lugar de rociarse con una boquilla. Entonces, si la pregunta se refiere a la tecnología MJF, entonces su principio de funcionamiento es derretir capas de polvo a través de una fuente de calor, acumulando capa por capa para formar un objeto.

2. ¿Qué es el proceso MJF?

El proceso MJF (Multiple Jet Fusion) incluye principalmente los siguientes pasos: (1) Preparación: Extienda el material en polvo sobre la capa inferior de la plataforma de impresión. (2) Fusión: Utilice una fuente de calor (como un láser) para derretir selectivamente los materiales en la capa de polvo en función de los datos de corte del modelo 3D. (3) Solidificación: el material fundido se enfría rápidamente y se solidifica, formando un fuerte enlace con la capa de polvo que se encuentra debajo. (4)Repetir: Repita el proceso anterior capa por capa hasta que se imprima todo el objeto. (5)Post-procesamiento: Retire el polvo no derretido y realice la limpieza y el procesamiento necesarios en el objeto impreso.

3. ¿Cómo funciona el proceso FDM?

El proceso FDM (Fused Deposition Modeling) calienta y funde los materiales filamentosos (generalmente termoplásticos), luego los extruye de la boquilla y los deposita capa por capa en la plataforma de impresión de acuerdo con los datos de corte del modelo 3D. Cada capa de material se enfría y solidifica rápidamente después de la extrusión, formando una unión con la capa inferior. Al acumular capa por capa, finalmente se forma el objeto tridimensional deseado. El proceso FDM tiene las ventajas de bajo costo, amplia selección de materiales y fácil operación.

4. ¿Qué materiales utiliza la impresión MJF?

La impresión MJF (fusión multichorro) utiliza principalmente materiales termoplásticos en polvo, como nailon (PA), policarbonato (PC), etc. Estos materiales tienen buena fluidez y propiedades de unión en estado fundido, lo que garantiza que los objetos impresos tengan una alta resistencia y una buena calidad de superficie. Además, la tecnología MJF también puede imprimir algunos materiales en polvo especiales, como materiales compuestos que contienen partículas metálicas, para satisfacer las necesidades específicas de la aplicación.

Recurso

Fusión multichorro