Коротко: HP представила новую систему Multi Jet Fusion 1200. Она расширяет возможности аддитивного производства для малых и средних предприятий. Статья рассказывает о технологии MJF, ее преимуществах, характеристиках новой системы и перспективах развития 3D-печати.
HP расширяет линейку промышленного аддитивного производства. Новая компактная система Multi Jet Fusion 1200 делает технологию MJF доступнее. Малые и средние предприятия получают доступ к промышленной 3D-печати. Далее рассматриваются возможности системы, сравнение с существующими решениями и анализ перспектив технологии.
Что такое технология Multi Jet Fusion?
Multi Jet Fusion (MJF) - это метод 3D-печати полимерными порошками. Его разработала компания HP. Технология основана на селективном спекании частиц под воздействием инфракрасного излучения.
Процесс начинается с распределения тонкого слоя порошкового материала. Он наносится на печатную платформу. Струйные головки наносят два типа агентов. Фузионный агент обеспечивает спекание материала. Детализирующий агент контролирует качество поверхности и точность границ детали.
Инфракрасные нагреватели равномерно воздействуют на всю площадь построения. Обработанные участки сплавляются. Так формируется прочный слой. Процесс повторяется до завершения печати объекта.
Основной материал для MJF - полиамид PA12 (нейлон). Также доступны эластомеры. Среди них термопластичный полиамид TPA. Этот материал отличается высокой эластичностью при небольшом весе.
Какие преимущества MJF имеет перед другими технологиями печати?
MJF превосходит конкурирующие методы по нескольким параметрам. Скорость печати выше, чем у селективного лазерного спекания (SLS). Одновременное нанесение агентов на всю площадь ускоряет процесс формирования слоя.
Качество поверхности превосходит результаты стереолитографии (SLA) и SLS. Детализирующий агент обеспечивает четкие границы и гладкую текстуру. Дополнительная обработка не требуется.
Механические свойства деталей сопоставимы с литьевыми изделиями. Прочность и износостойкость позволяют использовать детали в серийном производстве.
Экономия материала достигается за счет повторного использования неспеченного порошка. Потери составляют менее 20% от общего объема.
HP Multi Jet Fusion 1200: характеристики и возможности
HP Multi Jet Fusion 1200 позиционируется как точка входа в экосистему MJF. Объем построения составляет 12 литров. Это компромисс между производительностью и компактностью.
Система использует ту же технологию, что и старшие модели серии. Качество деталей остается на промышленном уровне. Различия касаются только размеров рабочей области и производительности.
Запуск системы запланирован на начало следующего года. Цена будет значительно ниже существующих промышленных решений HP.
Для постобработки деталей предусмотрена интеграция с компактными системами очистки. Например, Powershot от DyeMansion обеспечивает удаление излишков порошка струйной обработкой.
Усовершенствования серии Jet Fusion 5600
HP внедрила режим High Productivity для старших моделей серии 5600. Новый алгоритм увеличивает скорость печати на 20%. Одновременно снижается себестоимость детали. Это происходит за счет оптимизации расхода материалов.
Технология Dual Tone позволяет печатать детали в двух цветах. Это белый и серый. Функция открывает возможности для создания текстур, QR-кодов и маркировки. Постобработка не требуется.
Расширение палитры материалов включает специализированные сплавы:
- Медь для высокопроводящих компонентов.
- Никелевые суперсплавы M247LC для аэрокосмической отрасли.
- Вольфрам-кобальт для режущего инструмента.
Развитие филаментной линейки HP
HP Industrial Filament 3D Printer 600 High Temperature получил общую доступность в Северной Америке. Система предназначена для печати высокотемпературными материалами.
Анонсирован принтер HP IF 1000 XL для крупногабаритных деталей. Запуск ожидается во второй половине текущего года.
Новый материал HP 3D HR PA 11 Gen2 обеспечивает 80% повторного использования порошка. Это снижает затраты на 40%. Он также уменьшает углеродный след производства.
Металлическая печать: система Metal Jet S100
HP развивает направление металлической печати. Используется технология струйного нанесения связующего. Метод обеспечивает самую высокую скорость создания металлических заготовок. Он относится к аддитивным технологиям.
Партнерство с Volkmann привело к созданию системы vPort. Она предназначена для управления порошком. Решение автоматизирует очистку деталей и восстановление материала после печати.
Процесс исключает термическое воздействие во время формирования слоев. Это предотвращает внутренние напряжения и деформации. Поддержки не требуются благодаря порошковой подложке.
Время между производственными партиями составляет 15 минут. Это значительно быстрее лазерных методов спекания металлов.
После печати получается «зеленая деталь» с низкой прочностью. Спекание в вакуумной печи обеспечивает плотность свыше 99%. Механические свойства становятся на уровне литых изделий.
Рекомендации по проектированию для MJF
Оптимизация деталей под технологию MJF снижает затраты и улучшает качество. Контрольный список включает несколько ключевых аспектов.
Оценка пригодности технологии начинается с анализа допусков. MJF уступает литью под давлением по точности. Однако разрыв сокращается с развитием оборудования.
Минимизация деформаций достигается конструктивными решениями:
- Решетчатые структуры равномерно распределяют напряжения.
- Оболочечные конструкции снижают расход материала.
- Плавные переходы сечений предотвращают концентрацию напряжений.
- Топологическая оптимизация убирает лишний материал.
Допуски сборки требуют увеличенных зазоров. Они нужны на сопрягаемых поверхностях. Глухие отверстия и замкнутые полости затрудняют удаление порошка после печати.
Оптимизация раскладки включает добавление уклонов и корректировку ориентации деталей. Правильное размещение максимизирует количество изделий в одной сборке.
Постобработка упрощается при добавлении скруглений в углы. Также важна вентиляция замкнутых объемов.
Сравнение технологий струйного нанесения связующего
Российские системы AM.TECH MBJ-400 PRO и MBJ-500 PRO демонстрируют альтернативный подход к металлической печати. Объемы построения составляют 17,6 и 90 литров соответственно.
Оборудование поддерживает широкий спектр сплавов. Среди них нержавеющие стали 304L, 316L, 420L, инструментальная сталь. Также доступны суперсплавы Инконель 625 и 718, коррозионностойкая сталь 17-4 PH.
Desktop Metal Production System P-50 расширяет возможности до 16 материалов. Линейка включает цветные металлы: медь, золото, серебро. Есть и химически активные сплавы.
Детали достигают свойств, аналогичных отливкам. Дополнительная инфильтрация не требуется. Производительность превышает традиционные методы SLM и EBM в 50 раз при массовом производстве.
Перспективы развития аддитивного производства
HP напечатала свыше 10 миллионов деталей с момента запуска технологии MJF. Половина изделий используется как функциональные компоненты. Они не являются прототипами.
Интеграция искусственного интеллекта оптимизирует параметры печати в реальном времени. Автоматическая корректировка ошибок повышает выход годных деталей.
Открытая платформа материалов (Open Materials Platform) расширяет возможности. Это происходит через партнерства с химическими компаниями. Сотрудничество с Evonik обеспечивает разработку специализированных полимеров.
Целевые показатели HP включают снижение себестоимости на 50%. Качество при этом сохраняется. Это сделает аддитивное производство конкурентоспособным. Оно сможет конкурировать с традиционными методами в серийном выпуске.
Специалисты Cybercom отмечают растущий интерес промышленных предприятий к компактным MJF-системам. Технология позволяет сократить время вывода продукции на рынок в 2-3 раза. Это актуально при производстве малых серий до 1000 изделий.
Как выбрать технологию изготовления?
Выбор между различными методами 3D-печати зависит от требований конкретного проекта. MJF оптимальна для функциональных деталей из нейлона. Они обладают высокими механическими свойствами.
Для прототипирования сложной геометрии подходит печать SLA смолами. Технология обеспечивает максимальную детализацию. Стоимость единичных изделий невысока.
Печать FDM пластиками остается наиболее доступной. Она подходит для концептуальных моделей и оснастки. Широкий выбор материалов включает конструкционные, химически стойкие и армированные полимеры.
Литье в силиконовые формы эффективно для серий 10-50 изделий из полиуретанов. Метод обеспечивает качество поверхности, близкое к литью под давлением. Затраты на оснастку при этом значительно меньше.
Металлическая печать струйным нанесением связующего подходит для сложных деталей. Их сложно обработать традиционными методами. Технология особенно эффективна при производстве партий свыше 100 изделий.
