Como funciona a fusão multijato?

Com o rápido avanço da ciência e da tecnologia,A tecnologia de impressão 3D penetrou em muitos campose se tornar uma parte fundamental da fabricação moderna. Entre muitas tecnologias de impressão 3D,tecnologia de fusão multijato (MJF) se destaca e chama a atençãodevido à sua alta eficiência, alta precisão e alta flexibilidade.

Este artigo fornecerá uma análise aprofundada do princípio de funcionamento da tecnologia de fusão multijato e discutirá seus exemplos de aplicação e perspectivas de desenvolvimento futuro na fabricação.

Como funciona o Multi Jet Fusion (MJF)?

Quando umtrabalho de impressão 3D de fusão multijatocomeça, os engenheiros colocam um bloco de construção móvel dentro da impressora. A impressora então começa a operar espalhando primeiro uma camada dematerial em pó, que podem incluirpoliamida 11 (PA 11), poliamida 12 (PA 12) ou poliamida termoplástica (TPA). Em seguida, o conjunto de impressão e fusão se move para a área de construção designada, onde o cabeçote de jato de tinta aplica com precisão o agente de fusão. Depois que a camada atual é impressa, o bloco de construção se move ligeiramente para trás para permitir que a impressora continue colocando a próxima camada de pó e repita o processo de impressão. Após a conclusão do trabalho de impressão geral, o operador remove os blocos de construção, permite que eles esfriem por um período de tempo e, em seguida, separa as peças impressas do pó solto. Para remover completamente o pó restante nas peças, os operadores também usarão ferramentas como jateamento, pistolas de ar ou pistolas de água para limpeza fina.

Quais são as principais etapas do processo de fusão multijato?

OPrincípio de funcionamento da tecnologia de fusão multijatobaseia-se na combinação de um leito de pó e uma cabeça de impressão a jato de tinta, conseguindo a impressão 3D de objetos controlando com precisão a injeção de aglutinante líquido e a fusão do pó. O processo específico é o seguinte:

Colocação de pó:Antes do início da impressão, a impressora primeiro coloca uma fina camada depó de polímerona mesa de impressão. Esses pós são geralmente termoplásticos, como nylon PA12, etc.
Impressão a jato de tinta:Anoimpressão a jato de tintaO cabeçote funciona sobre uma camada de pó, pulverizando com precisão dois agentes principais: um agente de fusão e um refinador, com base em um modelo digital do objeto desejado. O agente de fusão é usado para combinar as partículas de pó para formar uma camada sólida; enquanto o refinador é usado para ajustar o grau de fusão do pó e melhorar a precisão da moldagem.
Aquecimento e solidificação:O dispositivo de aquecimento infravermelho varre todo o leito de pó e aquece a área onde o agente de fusão é adicionado para derretê-lo e solidificá-lo. Este processo garante resultados de fusão e qualidade de impressão.
Acúmulo camada por camada:Depois que uma camada de impressão for concluída, a impressora colocará uma nova camada de pó sobre a camada curada e repetirá as etapas acima de impressão a jato de tinta e cura por calor. Este processo é repetido até que todo o objeto sejaImpresso camada por camada.
Pós-processamento:Após a conclusão da impressão, as etapas de pós-processamento, como resfriamento, recuperação de pó não derretido e jateamento de areia para remover o pó residual, são necessárias para garantir a qualidade final e o desempenho do objeto impresso.

Qual é o processo de pós-processamento da tecnologia de fusão multijato?

Pós-processamento da tecnologia de fusão multijatoinclui principalmente as seguintes etapas principais:

Fase de resfriamento:Este processo ocorre dentro da unidade de construção. Vale a pena notar que, embora a HP forneça as unidades modulares para resfriamento natural, as unidades de construção não precisam esperar que o pó e as peças sejam completamente resfriados para iniciar a nova tarefa de impressão.
Recuperação de pó não derretido:Quando a unidade de construção é resfriada a uma temperatura adequada, ela é movida para uma estação de tratamento especial. Lá, o pó não derretido é aspirado por um sistema de vácuo e coletado em um recipiente específico para posterior reutilização.
Remoção de pó residual:Para remover completamente o pó residual da superfície das peças, geralmente é usado jateamento, injeção de ar ou injeção de água. Esta etapa pode ser realizada manual ou automaticamente por equipamentos como tambor, lavadora ultrassônica ou máquina de polimento vibratório.

Quais são as vantagens do Multi Jet Fusion?

MJF é a tecnologia de impressão 3D da HP. Ele deposita agente de fusão e refinador no leito de pó através da cabeça de impressão a jato de tinta para obter uma impressão de alta precisão. Suas vantagens são as seguintes:

Vantagens	Descrição
Quase	A fusão multijato pode ser preparada até 10 vezes mais rápido do que a sinterização seletiva a laser (SLS) e a modelagem de deposição fundida (FDM), permitindo trabalhos de impressão rápidos.
Alta precisão	Ao pulverizar fluxos e agentes finos, bem como empregar cabeçotes de impressão de alta precisão e sistemas de espalhamento de pó, é possível obter um produto acabado com superfície lisa, alta resolução de recursos e propriedades mecânicas consistentes.
O material é extenso	Pode ser aplicado a uma ampla gama de materiais, incluindo plásticos como nylon, metais e cerâmicas, proporcionando possibilidades de design e fabricação para uma ampla gama de aplicações.
Reduza custos	O eficiente sistema de fusão multijato e o baixo custo da matéria-prima reduzem bastante o custo dos produtos impressos em 3D e melhoram a competitividade do mercado.
protecção do ambiente	A tecnologia reduz o desperdício e o consumo de energia, o que reduz o impacto ambiental.

Quais são as limitações da fusão multijato?

Emboraa tecnologia de fusão multijato (MJF) tem muitas vantagens, também tem algumas limitações. A seguir, uma análise detalhada dolimitações da tecnologia MJF:

Limitações	Descrição
Alto custo do equipamento	Por ser basicamente um monopólio da Hewlett-Packard, o custo de consumo de equipamentos permanece alto.
A cor é limitada	Devido à influência de reagentes químicos no processo de fabricação, a cor das peças impressas é geralmente cinza ou preta, o que limita a escolha da cor.
Altas perdas de produção	Há uma certa perda no processo de produção, o que pode afetar a garantia de longo prazo e o custo de produção do produto.

Quais materiais são usados na fusão multijato?

Tecnologia de fusão multijato (MJF)tem sido amplamente utilizado no campo deImpressão 3Ddevido à sua alta eficiência e alta precisão. Essa tecnologia usa principalmente materiais em pó termoplásticos, e aqui estão alguns tipos de materiais comuns:

Nylon 12 (PA12)

Características:PA12 é um material de nylon de alto desempenho com alta resistência, boa resistência à abrasão, resistência química e baixa absorção de umidade. Ele mantém um desempenho estável em uma ampla faixa de temperatura.
Aplicação:Adequado para a fabricação de várias peças funcionais, como peças automotivas, cabos de ferramentas, invólucros de equipamentos eletrônicos, etc., especialmente onde são necessárias alta resistência e resistência ao desgaste.

Nylon 11 (PA11)

Características:O PA11 é mais flexível que o PA12, tem maior resistência ao impacto e melhor resistência a baixas temperaturas. Também possui boa resistência química e à abrasão.
Aplicação:Adequado para a fabricação de peças que exigem alta flexibilidade e resistência ao impacto, como tubos, mangueiras, vedações, etc.

Polipropileno (PP)

Características: PP é um material leve com boa resistência química, resistência ao calor e baixo custo. É fácil de processar e tem boa resistência à rachadura por tensão.
Aplicação:Adequado para a fabricação de vários componentes leves, como contêineres, materiais de embalagem, peças automotivas, etc., especialmente onde a redução de custos e a redução de peso são necessárias.

TPU (poliuretano termoplástico)

Características:O TPU tem flexibilidade semelhante à borracha, alta elasticidade e resistência ao desgaste. Permanece elástico em uma ampla faixa de temperatura e tem boa resistência ao rasgo.
Aplicação:Adequado para a fabricação de peças que requerem elasticidade, maciez e resistência ao desgaste, como solas, vedações, mangueiras, equipamentos esportivos, etc.

Quais são as aplicações industriais da fusão multijato?

A tecnologia MJF tem uma ampla gama de aplicações industriais, com áreas principais, incluindo:

Membros médicos e protéticos:A tecnologia MJF pode imprimir equipamentos médicos complexos de alta precisão,como ferramentas de navegação cirúrgica e implantes personalizados; Ao mesmo tempo, pode criar peças protéticas de membros altamente compatíveis e poderosas.
Redução de peso do automóvel:Esta tecnologia é usada para fabricar peças funcionais e estruturais de automóveis. Tem as características de alta resistência e leveza, e pode projetar formas geométricas complexas. É especialmente adequado para imprimir peças leves, reduzir o peso dos automóveis e melhorar a eficiência de combustível e o desempenho.
Aeroespaço:A tecnologia MJF pode fabricar rapidamente peças de protótipo complexas de alta precisão e encurtar o ciclo de desenvolvimento do produto; ao mesmo tempo, podePersonalize várias ferramentas aeroespaciais duráveis e de alta precisão.
Bens de consumo:Na fabricação de calçados, a tecnologia MJF imprime solas, palmilhas e entressolas duráveis e confortáveis, apoiando a personalização personalizada; Além disso, é usado para fabricar invólucros de produtos eletrônicos bonitos e duráveis, como smartphones, tablets e notebooks, que também suportam design personalizado.

Qual é o custo-benefício do Multi Jet Fusion?

Oanálise de custo-benefício da tecnologia de fusão multijato (MJF)é o seguinte:

Custar

Alta utilização de material:A tecnologia MJF pode alcançar alta utilização de material controlando com precisão a fusão e solidificação do pó. Comparado com outrosTecnologias de impressão 3D (como SLS ou FDM), há menos desperdício de material.
Maior investimento inicial:Os custos iniciais de compra e instalação do equipamento MJF podem ser maiores, incluindo custos de equipamentos, preparação do local, treinamento de pessoal, etc.
Custo-benefício significativo para lotes de produção de médio porte:Para lotes de produção de tamanho médio, a relação custo-benefício da tecnologia MJF é particularmente notável. Devido à sua velocidade de impressão eficiente e alta utilização de material, o custo médio por peça pode ser significativamente reduzido.
Baixos custos de pós-processamento:Peças impressas comA tecnologia MJF geralmente tem melhor qualidade de superfíciee precisão e exigem menos etapas de pós-processamento, reduzindo assim os custos adicionais de processamento.

Benefícios

Alta eficiência de produção:A tecnologia MJF tem velocidade de impressão mais rápida, pode encurtar o ciclo de produção e melhorar a eficiência da produção.
Forte flexibilidade de design:Essa tecnologia pode imprimir peças com formas geométricas complexas, proporcionando maior liberdade aos designers e ajudando a inovar os designs.
Fortes recursos de personalização:A tecnologia MJF oferece suporte à impressão sob demanda e personalização personalizada, que pode atender às necessidades específicas de diferentes clientes.
Ampla gama de aplicações: A tecnologia MJF tem amplas perspectivas de aplicação na medicina, automotivo, aeroespacial, bens de consumo e outros campos, proporcionando aos fabricantes mais oportunidades de mercado.

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Resumo

A tecnologia de fusão multijato mostrou grande potencial e valor no campo da impressão 3Ddevido à sua alta eficiência, precisão e flexibilidade. Com o avanço contínuo da tecnologia e a expansão contínua das aplicações, espera-se que a tecnologia MJF desempenhe um papel mais importante na indústria de manufatura. No futuro, podemos esperar ver aplicações mais inovadoras e avanços tecnológicos baseados na tecnologia MJF, injetando nova vitalidade no desenvolvimento da indústria manufatureira.

Disclaimer

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Perguntas frequentes

1. Como funciona a impressão por fusão multi-bico?

A impressão por fusão multi-bico (aqui pode se referir à fusão multi-jato, um conceito semelhante à tecnologia MJF, mas "fusão multi-bico" não é um termo padrão) geralmente envolve vários bicos pulverizando material fundido simultaneamente ou sequencialmente, que é rapidamente resfriado e solidificado na plataforma de impressão para formar o objeto tridimensional desejado. No entanto, na aplicação real da tecnologia MJF, o material em pó geralmente é derretido por uma ou mais fontes de calor (como laser ou radiação infravermelha) em vez de pulverizado por um bico. Portanto, se a pergunta se refere à tecnologia MJF, seu princípio de funcionamento é derreter camadas de pó por meio de uma fonte de calor, acumulando camada por camada para formar um objeto.

2. Qual é o processo MJF?

O processo MJF (Multiple Jet Fusion) inclui principalmente as seguintes etapas: (1) Preparação: Espalhe o material em pó na camada inferior da plataforma de impressão. (2) Fusão: Use uma fonte de calor (como um laser) para derreter seletivamente os materiais na camada de pó com base nos dados de fatiamento do modelo 3D. (3) Solidificação: O material fundido esfria rapidamente e solidifica, formando uma forte ligação com a camada de pó abaixo. (4) Repetir: Repita o processo acima camada por camada até que todo o objeto seja impresso. (5)Pós-processamento: Remova o pó não derretido e execute a limpeza e o processamento necessários no objeto impresso.

3. Como funciona o processo FDM?

O processo FDM (Fused Deposition Modeling) aquece e derrete materiais filamentares (geralmente termoplásticos), depois os extruda do bico e os deposita camada por camada na plataforma de impressão de acordo com os dados de fatiamento do modelo 3D. Cada camada de material esfria e solidifica rapidamente após a extrusão, formando uma ligação com a camada abaixo. Ao acumular camada por camada, o objeto tridimensional desejado é finalmente formado. O processo FDM tem as vantagens de baixo custo, ampla seleção de materiais e fácil operação.

4. Quais materiais a impressão MJF usa?

A impressão MJF (fusão multijato) usa principalmente materiais termoplásticos em pó, como nylon (PA), policarbonato (PC), etc. Esses materiais têm boa fluidez e propriedades de ligação no estado fundido, garantindo que os objetos impressos tenham alta resistência e boa qualidade de superfície. Além disso, a tecnologia MJF também pode imprimir alguns materiais em pó especiais, como materiais compósitos contendo partículas de metal, para atender às necessidades específicas da aplicação.

Recurso

Fusão multijato

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