multi jet Fusion

معرفی فناوری مولتی جت (MULTI JET) کمپانی HP

Rating: 5.0/5. From 5 votes.
Please wait...

شرکت HP با رونمایی از تکنولوژی Multi Jet Fusion : MJF، موجی از شور و اشتیاق را در دنیای پرینتر سه بعدی به راه انداخته است. با این تکنولوژی جدید که برای زمان کوتاه و سطح پرینت نهایی عالی با هزینه ای کمتر در تولید نمونه های کاربردی و سری های کوچک معروف است، آشنا شوید.

پرینتر سه بعدی Multi Jet Fusion چگونه کار می کند؟

مقدمه معرفی:

تکنیک ابداعی یکی از غولهای فناوری یعنی شرکت «اچ پی»، نوآوری بر پایه استفاده از بستر پودر است که در آن از لیزر استفاده نمیشود؛ ابتدا بستر پودر به صورت یکنواخت گرم گشته، یک عامل ذوب کننده به صورت انتخابی به سمت ذراتی که باید ذوب گردند، پرتاب میشود و یک عامل تنظیم کننده دقیق نیز به اطراف پرتاب میشود تا وضوح قطعه را بهبود ببخشد. در حالی که لامپ ها از روی سطح بستر پودر عبور میکنند، متریال پرتاب شده گرما را جذب کرده و به توزیع مساوی آن کمک می کند.

پس فناوری Multi Jet Printing دقیقا چیست؟

فناوری Multi Jet Printing  یا MJP نوعی فرآیند پرینت جوهرافشان است که از تکنولوژی پیزو (فشار برقی) برای دپوزیت متریال های رزین پلاستیکی قابل پرداخت یا موم ریخته گری به صورت لایه به لایه استفاده می کند. از این فناوری برای تولید قطعات، الگوها و قالب ها با جزئیات زیاد استفاده می شود و کاربردهای فراوانی دارد.

در کشورهای صنعتی تهیه و کار با این پرینترهای رزولوشن بالا به صرفه است و استفاده از متریال جداگانه برای ساپورت های قابل ذوب یا قابل حل نیز پرداخت نهایی را بسیار ساده می کند. یکی دیگر از مزایای این روش این است که حذف کردن ساپورت ها به صورت غیر دستی انجام می شود و به همین دلیل ظریف ترین جزئیات و پیچیده ترین بخش های درونی کاملا سالم می مانند.

پرینترهای MJP، رزولوشن بسیار بالایی در محور Z دارند و ضخامت لایه گذاری آنها تنها 16 میکرون است. به علاوه، قابلیت انتخاب حالت پرینت به کاربر اجازه می دهد که ترکیبی از رزولوشن و سرعت پرینت را تنظیم کند. با این قابلیت، پیدا کردن بهترین ترکیب این دو ویژگی برای تولید محصول مورد نظرتان کار دشواری نیست. سطح نهایی قطعات کاملا صاف است و در بسیاری کاربردهای دقیق میتواند با تولیدات SLA رقابت کند. پیشرفت های اخیر در زمینه متریال، باعث بالا رفتن دوام و استحکام متریال پلاستیک شده و حالا از این متریال برای مقاصد کاربردی می توان بهره برد.

یکی از نکات عالی در مورد پرینتر های MJP، سازگاری آنها با دفتر کار است. این پرینترها از جریان الکتریکی معمولی استفاده می کنند و دسترسی به نمونه سازی ارزان و کیفیت بالا را ممکن می سازند. این ویژگی ها باعث می شود پرینتر های MJP برای سرمایه گذاری در زمینه های جواهرسازی، دندانپزشکی، پزشکی، هوا – فضا ایده آل باشند و بهبود را در مصرف زمان، نیروی کار، کیفیت و هزینه ها فراهم کنند.

از دست ندهید: تکنیک پرینت سه بعدی با ورق کاغذ LOM

پرینترهای متریال مومی MJP نیز یک جایگزین دیجیتال برای فرآیند ریخته گری سنتی به شمار می روند. این روش با تجهیز روشهای قدیمی ریخته گری باعث حذف مراحل طولانی و پر هزینه می شود. روی هم رفته، این پرینترهای سه بعدی می توانند از نظر ظاهری و هندسی هر چاپی را انجام دهند و توان خروجی بالایی دارند.

همانند Stereolithography، فرآیندهای کیفیت بالای MultiJet از یک نور UV برای عبور از فتوپلیمر استفاده می کنند؛ با این حال، به جای این که یک لیزر لایه ها را بهبود ببخشد، سرنازل پرینتر، قطره های کوچکی از فتوپلیمر را پرتاب می کند (شبیه به جوهر در پرینترهای جوهرافشان) و به شکل لایه اول در می آورد. لامپ UV که به سر پرینتر متصل است از روی پلیمر رد می شود و شکل لایه را ثابت می کند. سپس بستر ساخت به اندازه ضخامت یک لایه پایین می رود و متریال بیشتری مستقیما روی لایه قبلی دپوزیت می شود. این فرآیند تا پایان ساخت قطعه تکرار می شود.

همانطور که قبلا گفتیم، پرینترهای سه بعدی Multi Jet توانایی تولید قطعاتی بسیار پیچیده با رزولوشن بالا و جزئیات دقیق را دارند. توانایی ترکیب دو یا سه متریال در غلظت ها و ریزساختارهای مشخص، به این تکنولوژی اجازه می دهد که طیف عظیمی از متریال با شفافیت، استحکام، مقاومت حرارتی و رنگ های متفاوت تولید کند. با استفاده از این فرآیند، یک قطعه به تنهایی می تواند شامل متریال هایی با مشخصات فیزیکی و مکانیکی متناقض باشد. مثلا یک قطعه می تواند همزمان انعطاف کش – مانند و سفتی ABS را داشته باشد.

فرآیند Multi Jet Printing برای تولید نمونه های مونتاژ شده و هندسه های پیچیده با جزئیات دقیق به وسیله موادی که خواص چندگانه دارند فوق العاده است.

نکته:‌ تکنیک پرینت سه بعدی «مولتی جت» از ابداعات کمپانی HP می باشد که از سال 2016 تجاری گردید. اکنون شرکتهای دیگری مثل 3D Systems، مدلهای خود را به بازار عرضه کرده اند ولی HP در این زمینه پیشرو میباشد، آنچنانکه تحقیقات تکمیلی و فروش تجاری «مولتی جت تمام رنگی» نیز تقریبا تکمیل شده است. این کمپانی مطرح، فناوری اختصاصی ذوب فلز خود موسوم به Metal jet را نیز توسعه داده است.
پرینت سه بعدی سریع اچ پی
مقایسه زمان چاپ هزار قطعه کوچک با سه نوع تکنیک پرینت سه بعدی

چرا تکنولوژی Multi Jet Fusion را انتخاب کنیم؟

در این فرآیند از یک متریال مناسب از جنس «پلی آمیدها مثل PA  12» استفاده می شود که امکان چاپ لایه های فوق العاده نازک 80 میکرونی را فراهم می کند. استفاده از این روش در مقایسه با پرینت قطعات به وسیله فرآیند Laser Sintering، دارای چگالی بیشتر و منافذ کمتری است. همچنین سطح نهایی پس از پایان پرینت به طرز چشمگیری صاف و صیقلی است و قطعات کاربردی به کمترین پرداخت نهایی ممکن نیاز دارند. همه اینها به معنی صرف زمان کمتر برای تولید نمونه های کاربردی و سری های کوچک قطعات است.

کاربرد های مناسب برای Multi Jet Fusion:

  • تولید حجم کمی از قطعاتی که استفاده پیچیده دارند.
  • نمونه سازی برای آزمایش در زمینه شکل، اندازه و عملکرد
  • نمونه سازی خواص مکانیکی برای رقابت با قطعاتی که به روش قالبی تولید شده اند.
  • تولید سری قطعات کوچک به عنوان جایگزین مقرون به صرفه قطعاتی که به روش قالبی تولید می شوند.

زمانی Multi Jet Fusion را انتخاب کنید که به موارد زیر نیاز دارید:

  • زمان پرینت کوتاه و بدون نیاز به پرداخت نهایی
  • همسانی بالا
  • تخلل و منفذهای کم
  • لولاهای متحرک، قطعات متصل، کانال های یکپارچه
  • لایه های فوق العاده نازک برای رزولوشن بالا
  • حجمهای هندسی پیچیده

متریال برای Multi Jet Fusion:

پلی آمیدها پلیمرهایی نیمه کریستالی از گروه تروموپلاست ها هستند، که در ساختار زنجیر پلیمری آن ها گروه آمیدی «یک اتم نیتروژن (N) که با گروه عاملی کربونیل (C=O) پیوند دارد» وجود دارد. به دلیل چسبندگی و کشش زیاد پیوندهای هیدروژنی گروه های آمیدی، این دسته از پلیمرها دارای استحکام فوق العاده ای هستند.

همچنین این پلیمرها همراه با انعطاف پذیری بالا دارای مقاومت بالا در برابر حلال های نفتی، ساییدگی، خستگی، ضربه پذیری بالا و مقاومت ترک خوردگی بالا در خم شدن های متوالی هستند. عمده مصرف پلی آمیدها در صنعت خودرو سازی، تولید الیاف پلیمری، وسایل ورزشی، برد مدارهای الکتریکی، تولید پارچه و فرش، ساخت لوله و شیلنگ، کابل های فیبر نوری و… هستند.

به عنوان یک متریال جامد، پودر پلی آمید ویژگیهای جالبی دارد و از آن جمله این که در بخش تولید، خود نقش ساپورت را نیز بازی میکند. این امر باعث شده که بخش ساپورت گذاری نرم افزاری که گاهی واقعا دردسرآفرین است، حذف شود. به وسیله پلی آمید می توان نمونه های کاملا کاربردی با مقاومت مکانیکی و حرارتی بالا تولید کرد.

قطعات تولید شده به وسیله پلی آمید دارای استحکام و پایداری بالایی هستند و همچنین در برابر اکثر مواد شیمیایی مقاوم اند. با اشباع آن می توان قطعه را ضدآب کرد. متریال PA 12 که در تکنولوژی Multi Jet Fusion استفاده می شود ذرات ریزتری دارد که به همین دلیل قطعات ساخته شده دارای چگالی بالاتر و نفوذپذیری کمتری نسبت به تولیدات فناوری پرینت سه بعدی Laser Sintering هستند. 

مشخصات تکنیکی پرینترهای Multi Jet Fusion:

کمیتهای زیر در حالت تقریبی در نظر گرفته شده است.

قیمت: میانگین هزینه 200 هزار دلاری برند HP

زمان استاندارد مورد نیاز: بستگی به اندازه قطعه و تعداد اجزا و درجه نهایی دارد (سریع انجام میشود)

متریال: پلی آمیدها، مومهای قالبگیری یا سرامیک (به ندرت)

دقت استاندارد: حدود 0.3 درصد (با حداقل مقدار 0.3 میلیمتر)

ضخامت لایه گذاری: 0.08 میلیمتر

حداقل ضخامت دیواره ها: 1 میلیمتر، اما در لولاهای متحرک می تواند 0.5 میلیمتر باشد

حداکثر ابعاد ساخت: 256x340x360 میلیمتر (ابعاد ساخت نامحدود است زیرا ممکن است اجزای مدل از چندین قطعه کوچک تر تشکیل شده باشد)

ساختار سطح پرینت: معمولا سطح نهایی کاملا صاف و صیقلی، بدون رد لایه ها و به رنگ خاکستری است. البته قطعاتی که با Multi Jet Fusion تولید می شوند را میتوان سمباده کشید و رنگ زد.

کمیتهای فنی متریال: به صورت تقریبی در نظر گرفته شده است.

Standard accuracy:

± 0.3% (with lower limit on ± 0.3 mm)

Minimum wall thickness:

1 mm, but living hinges are possible at 0.5 mm

Layer thickness:

0.08 mm

Maximum part dimensions:

256 x 340 x 360 mm

Surface structure:

Unfinished parts typically have a smooth surface, without visible layers, and a stone-grey color. Multi Jet Fusion parts can be sandblasted and colored/impregnated.

 

Elongation at Break:

4 – Z 15%        ASTM D638

Thermal Properties Heat Deflection Temperature (@ 0.45 MPa)- Z:

175 ºC        ASTM D648

Heat Deflection Temperature (@ 1.82 MPa) – Z:

95 ºC       ASTM D648

General Properties  Powder melting point (DSC):

187 °C   ASTM D3418

Particle size:

60 µm  ASTM 03451

Bulk density of powder:

0.425 g/cm3   ASTM D1895

Density of parts:

1.01 g/cm3     ASTM D792

Mechanical Properties    Tensile Strength, Max Load:

4 – XY  48 MPa/6960 psi        ASTM D638

Tensile Strength, Max Load:

4 – Z    48 MPa/6960 psi    ASTM D638

Tensile Modulus:

4 – XY    1700 MPa/245 ksi  ASTM D638

Tensile Modulus:

4 – Z      1800 MPa/260 ksi  ASTM D638

Elongation at Break:

4 – XY      20%        ASTM D638

نکته: این تکنیک نیز همانند دیگر فناوری های نوآورانه چاپ سه بعدی در ایران هنوز قابل استفاده نیست و خود شرکتهای عرضه کننده نیز کشور ایران را تحریم کرده اند؛ آنچنانکه با مراجعه به سایت کمپانی HP، در لیست کشورها، نامی از ایران مشاهده نمیشود و حتی نمیتوانید اطلاعات تکمیلی دستگاهها را از سیستم ایمیلنگ وبسایت، دریافت کنید!

نویسنده: مهرداد سینایی


دیدگاه خود را بنویسید:

نظرات پس از بررسی مدیر سایت تایید میشود

هجده − 11 =