Stampa 3D Multi Jet Fusion (MJF): panoramica della tecnologia

La tecnologia HP Multi Jet Fusion (MJF) è uno dei metodi di stampa 3D più comunemente utilizzati per la stampa di parti altamente accurate e durevoli. Rispetto alle sue controparti di fusione a letto di polvere come la sinterizzazione laser selettiva (SLS), le stampe MJF sono più economiche su larga scala. Le parti stampate con l’MJF sono ampiamente utilizzate per i prototipi e per l’utilizzo finale (vedi un esempio di come un nostro cliente ha creato un supporto per un AirTag utilizzabile sulle biciclette tramite questa tecnologia di stampa).

Come funziona la stampa Multi Jet Fusion?

Il processo di stampa 3D Multi Jet Fusion segue cinque fasi principali:

Passaggio 1 – La testina della stampante deposita un sottile strato di polvere di materiale sul letto di stampa (passo 1 nell’immagine).
Passaggio 2 – Una testina a getto d’inchiostro si muove attraverso lo strato di polvere e deposita su di esso due diversi tipi di agenti liquidi: un agente di fusione e un agente di dettaglio (passi 2 & 3 nell’immagine).
Passaggio 3 – Un’unità di riscaldamento si muove attraverso il letto di polvere. Ovunque sia stato aggiunto l’agente di fusione, lo strato sottostante si fonde formando una figura, mentre le aree su cui è stato depositato l’agente di dettaglio rimangono come polvere sciolta senza fondersi. L’agente di dettaglio serve a definire i confini esatti della parte per la precisione dimensionale (passi 4 & 5 nell’immagine).
Passaggio 4 –La polvere viene pulita, lasciando la parte stampata con la geometria desiderata. Questa polvere sciolta elimina la necessità di strutture di supporto, poiché gli strati inferiori supportano quelli stampati sopra di essi (come per la tecnica SLS).
Passaggio 5 – A completamento del processo di stampa, l’intero piano di polvere e le parti stampate al suo interno vengono spostate in una stazione di lavorazione separata. Qui, la maggior parte della polvere sciolta non fusa viene aspirata, consentendone il riciclo invece di produrre rifiuti in eccesso.

Materiali per la stampa 3D Multi Jet Fusion

I materiali utilizzati per la stampa 3D MJF possono essere suddivisi in due categorie:

Plastiche rigide: Nylon PA11, Nylon PA12, PP
Plastiche flessibili: Estane 3D TPU M95A

MJF PA 12 natural

PA 12 media burattato bianco

MJF PA12 rosso

MJF PA12 Blu

Vantaggi della stampa 3D Multi Jet Fusion

L’MJF è una delle tecnologie di stampa 3D più popolari applicate alla prototipazione, è adeguata sia alla produzione di piccoli lotti sia, grazie alla sua efficiente scalabilità, alla produzione di serie di medie dimensioni. Ha una gamma di vantaggi che la rendono una tecnologia di stampa 3D unica.

L’MJF elimina la necessità di strutture di supporto

Siccome la stampa 3D MJF appartiene alla tecnologia di produzione additiva con fusione a letto in polvere, i suoi disegni non necessitano di strutture di supporto. Durante la stampa, tutti gli spazi vuoti vengono riempiti con la polvere sciolta inutilizzata, rendendo le stampe MJF auto-portanti. Il Multi Jet Fusion può essere la soluzione vincente per la stampa di progetti complessi invece di stampare in più parti, il che generalmente è un problema quando vengono utilizzate alternative come l’FDM.

L’MJF stampa le parti direttamente a colori

Il Multi Jet Fusion è una delle poche tecnologie in grado di stampare plastiche di qualità tecnica (Nylon 12) completamente a colori. Con questa tecnologia è possibile produrre parti funzionali a colori mantenendo proprietà meccaniche ottimali. Trattandosi di una stampa 3D indiretta, è in grado di creare parti di colore a spettro completo con un sistema di controllo voxel ed è molto più accurato nella riproduzione del colore.

Part printed in full colour with MJF — Componente stampato totalmente a colori con l’MJF

Le parti stampate in MJF hanno buone proprietà meccaniche e fisiche

Con l’MJF è possibile stampare un componente in strati ultrasottili (dell’ordine di 80 micron). Ciò si traduce in una bassa porosità e un’alta densità che consentono alla parte stampata di avere un’ottima risoluzione e una buona precisione dimensionale. La finitura superficiale delle parti stampate in MJF è naturalmente molto buona. Queste proprietà rendono il Multi Jet Fusion ideale per prototipi funzionali e piccoli lotti di parti terminali. Il processo di stampa 3D MJF si traduce in parti altamente isotrope con elevata resistenza e consistenza lungo tutte le direzioni.

Il Multi Jet Fusion ha un buon rapporto qualità-prezzo

Anche se l’FDM può essere un’opzione più economica, l’accuratezza dimensionale e le proprietà meccaniche della parte MJF sono molto superiori avendo quasi lo stesso prezzo dell’FDM. Anche i costi di colorazione e finitura superficiale sono ridotti poiché le stampe escono colorate direttamente dalla stampante, con una buona finitura superficiale senza il problema di ulteriori operazioni di post-elaborazione.

L’MJF ha tempi di consegna brevi

Il processo MJF è rapido in termini di velocità di stampa, persino più veloce dell’SLS. Siccome il materiale in polvere è facilmente disponibile e la tecnologia stessa è più adatta a volumi maggiori rispetto alle sue controparti in quanto si possono stampare più parti contemporaneamente, l’MJF è spesso utilizzato anche per la stampa di lotti di medie dimensioni.

L’MJF produce minori scarti

Solitamente con le stampanti 3D MJF, più del 50% del materiale è in condizioni di essere riutilizzato dopo una stampa. Questo viene favorito dalla stazione di elaborazione che risucchia il materiale in eccesso nella stampante al fine di riciclarlo e pulisce anche le stampe. Meno scarti si traducono anche nel riciclo della polvere e meno danni ambientali.

Ful colour 3D printing MJF options — Opzioni di stampa 3D MJF a colori

Svantaggi della stampa 3D Multi Jet Fusion

Oltre ai vantaggi che offre, l’MJF possiede anche alcuni svantaggi comuni.

Le opzioni di materiale per l’MJF sono limitate

L’MJF può stampare solo con polveri di nylon (PA 11, PA 12), PP e TPU, mentre l’FDM ha molte più varietà di materiale con cui stampare oltre a quelli utilizzati dall’MJF (come ABS, PETG, PLA, ecc.). Altre stampanti possono anche supportare materiali per un uso alimentare. Se le specifiche di progetto vanno incontro alla disponibilità limitata di materiale allora l’MJF è una buona opzione.

Le stampe realizzate in MJF hanno una superficie più grezza

Le parti stampate in MJF hanno una buona qualità superficiale, ma risultano più rugose rispetto alla finitura superficiale di parti prodotte da tecniche più costose come la stereolitografia o il Polyjet. Sebbene le parti possano essere post-elaborate (burattatura o trattamento a vapore) per migliorare la qualità della superficie finale, questa finitura aggiuntiva aumenta il tempo e il costo del processo complessivo.

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