学习提要
了解MJF技术的成型原理;
掌握MJF技术的常用材料及特性;
了解MJF技术的优劣势,分清其与SLS技术的区别;
掌握MJF技术的应用案例、适用范围。
学习内容
一、MJF技术概述
多射流熔融技术(Multi-Jet Fusion,MJF),由平面打印巨头企业惠普(HP)公司于2014年研发成功的。该技术使3D打印技术在速度和性能方面取得了突破性进展。
二、MJF技术的成型原理
MJF技术的成型原理是在打印平台铺设粉末材料,然后由打印喷头喷射助溶剂(帮助材料融合)和精细剂,同时两侧热源进行加热,喷有助溶剂的地方,经热源加热后材料会熔化成型,精细剂可使轮廓更加精确和光滑。打印完成一层后,成型仓下降一层,铺粉模块进行再次铺粉,重复以上步骤直至打印完成,如图2-53所示。
图2-53 MJF技术的成型原理
三、MJF技术的工艺流程
MJF技术的工艺流程同SLS类似,这里不做赘述。唯一的区别是后处理阶段。惠普公司推出了专门的后处理工作站,一站式完成冷却、取件、筛粉、混粉等步骤,具有极高的自动化程度。同时避免操作人员过多接触粉末材料,保护人员安全和环境不受污染,也能保持材料的纯净度。
四、MJF技术的常用材料
由于MJF技术材料的工艺原理限制,导致其对成型材料要求较高,目前比较成熟的材料主要有PA12和PA11,其性能见表2-5。
表2-5 PA12和PA11的性能表
五、MJF技术的优缺点
1.MJF技术的优点(www.xing528.com)
①打印速度快,比传统SLS技术要快得多。
②打印件机械性能好。由于MJF技术使材料熔化更完全,打印件的密度较高,且机械性能更好,各向同性好。
③材料利用率高。MJF技术由材料自支撑,新旧粉的比例可达到2∶8,所以材料的利用率极高,打印成本较低。
④操作简便。整个打印过程完全由设备自动完成,人为干预少,减少了材料的污染,同时对操作人员和环境更友好。
2.MJF技术的缺点
①和SLA等技术相比,表面质量略差,且不易打磨和抛光。
②材料种类有限,只能满足部分产品的要求,且目前多数材料均只能通过惠普公司进行购买。
六、应用案例
1.打印自行车头盔
图2-54是采用MJF技术制造的自行车头盔。传统的自行车头盔由两部分组成:外部注塑成型硬塑料和内部EPS泡沫塑料。这两部分的制作由于成本原因,只适合大规模生产。但是每个人的头型都是不同的,个性化的定制更符合大众的需求。此外,由于泡沫散热性不好,高强度运动后会出汗。利用3D打印技术可制作开放式的网状结构,让空气流入,便于散热。
图2-54 自行车头盔
2.打印假肢
在康复支具、义肢、假肢等医疗行业,由于个体化差异,需要进行个性化设计、制造,使得3D打印技术有很大的施展空间。利用MJF技术为患者定制的假肢,可以更贴合个体,使患者使用起来更舒适,如图2-55所示。
图2-55 假肢
七、国内外主要设备厂家
MJF技术由美国惠普公司研发,目前也仅有该公司能生产MJF技术设备。其代表设备见表2-6。
表2-6 惠普公司的代表设备
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