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Multi Jet Fusion

Das Verfahren

Multi Jet Fusion (MJF) ist ein neues pulverbasiertes 3D-Druck-Verfahren, mit dem hochauflösende und präzise 3D-Objekte mit geringer Porosität und hoher Oberflächengüte produziert werden. Im Gegensatz zum selektiven Lasersintern (SLS) wird beim MJF vollständig auf den Einsatz von Laserstrahlung verzichtet. Der Druck erfolgt über einen Inkjet-Druckkopf, der zwei verschiedene Binderflüssigkeiten auf der Oberfläche des Pulverbetts appliziert.

Infrarotlicht statt Laserstrahlung

Als Energiequelle werden beim MJF Infrarot-Lampen eingesetzt, welche die Druckoberfläche durchgehend belichten. Die zu verschmelzenden Pulverpartikel werden über den Druckkopf mit einer wärmeleitenden Flüssigkeit (Fusion Agent) benetzt. Die Partikel nehmen die Wärme der Lampen auf und verschmelzen miteinander und mit der darunterliegenden Schicht. Um zu verhindern, dass die Pulverpartikel über den vorgesehenen Bereich hinaus miteinander verschmelzen, wird um die Kontur des Bauteils zeitgleich eine wärmehemmende Flüssigkeit (Detailing Agent) aufgetragen. Auf diese Weise erhält das 3D-Objekt eine gleichmäßige und glatte Oberfläche.

Vorteile

  • Hohe Baugeschwindigkeit
  • Bauteile erreichen eine hohe Dichte und geringe Porosität
  • Ideal für die Herstellung von Prototypen mit funktionalen und mechanischen Eigenschaften

Materialien

Polyamidische-Kunststoffe (PA) zeichnen sich als langzeitstabile und mechanisch belastbare Werkstoffe aus. Sie weisen zudem eine hohe Beständigkeit gegen viele Chemikalien auf. Diese Kunststoffe sind in nahezu allen Farben erhältlich. Wir stellen auf Wunsch mediendichte Objekte her. Zusätzlich zu ungefüllten Kunststoffen nutzt PROTIQ auch gefüllte, weiche und hoch temperaturstabile Kunststoffe.

PA12 (PA2200)

Eigenschaften

Das auf Polyamid 12 basierende Feinpulver wird häufig als Substitutionswerkstoff für Spritzgießwerkstoffe eingesetzt sowie für voll funktionsfähige Bauteile. Eine etwas raue Oberfläche ist charakteristisch für Objekte aus PA2200. 

Farbe weiß
Preis
2/10
Genauigkeit
4/10
Stabilität
4/10
Flexibilität
7/10
Oberfläche
6/10
Haptik rau, leicht

Multi Jet Fusion in der Anwendung

Funktionsfähige und mechanisch belastbare Prototypen mit äußerst geringer Durchlaufzeit produzieren – das ist die große Stärke der Multi Jet Fusion-Technologie (MJF). Mit einer Baugeschwindigkeit von bis zu drei Zentimetern Objekthöhe pro Stunde ist das Verfahren aktuell eines der schnellsten im 3D-Druck. Für die additive Fertigung ist die rekordverdächtige Bauzeit ein richtungsweisender Fortschritt, denn Maschinenzeit bildet in der Produktion noch immer einen der wesentlichen Preisfaktoren.

Wirtschaftlicher produzieren dank verkürzter Durchlaufzeit

Um die Herstellungsdauer von 3D-Objekten und die damit verbundenen Stückkosten zu reduzieren, werden Bauteile häufig mit erhöhter Schichtstärke gefertigt – eine Sparmaßnahme, die sich zulasten der Oberflächenqualität auswirkt. Denn es gilt: je dicker die einzelnen Schichten gedruckt werden, desto stärker prägt sich der Treppenstufeneffekt aus. Dank schnellerer Druckvorgänge und den daraus resultierenden kürzeren Maschinenzeiten können beim Multi Jet Fusion auch sehr feine Schichtstärken wirtschaftlich produziert werden. Auf diese Weise entstehen hochauflösende Prototypen und funktionsfähige Kleinserien zu einem vergleichsweise niedrigen Stückpreis.

Hochauflösende und besonders stabile 3D-Objekte

Neben der deutlichen Zeitersparnis punktet das Multi Jet Fusion-Verfahren durch hervorragende Bauteilqualität: Mit 1.200 dpi erreichen die Anlagen auf der X-Y-Achse eine Auflösung, mit der Objekte auf Spritzguss-Niveau gefertigt werden können. Auf dem gesamten Arbeitsbereich werden jede Sekunde bis zu 30 Millionen Tropfen der Binderflüssigkeiten aufgetragen. Da der Fusion Agent das Objekt vollständig durchdringt, verschmelzen die einzelnen Schichten besonders homogen miteinander. So erlangen die finalen 3D-Objekte eine gleichmäßige, von der Baurichtung weitestgehend unabhängige Stabilität.

3D-Objekte aus temperaturbeständigem Kunststoff

Als geeigneter Werkstoff für das neue 3D-Druck-Verfahren gilt der hochwertige thermoplastische Kunststoff PA 12. Er ist temperaturbeständig und verfügt über hervorragende mechanische Eigenschaften, was ihn zu einem beliebten Material für die additive Fertigung macht. Weitere Werkstoffe für das noch junge 3D-Druck-Verfahren sind bereits in Arbeit: Dank eines Open Platform-Systems soll für Multi Jet Fusion zukünftig eine große Materialvielfalt zur Verfügung stehen.

Technische Informationen

  • Wanddicken ab 1 mm
  • Schichtdicke 70 - 100 µm
  • Durchgefärbte Bauteile
  • Bauteile bis 400 mm x 300 mm x 400 mm
  • Toleranzen: +/- 0,7 %, min. 0,1 mm

Einschränkungen

  • Leicht raue Oberfläche (bedingt durch Pulverkorngröße)
  • Mittlere Detailabbildung
  • Leicht fleckige Bauteile

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