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2023-10-18 【3D列印知識】HP如何產生10倍效能的零件高質量? 多噴頭熔融技術(MJF) 3D列印技術全面解析

【3D列印知識】HP如何產生10倍效能的零件高質量? 多噴頭熔融技術(MJF) 3D列印技術全面解析
 

我們總是在說要轉型、必須轉型,但面對各式的挑戰 :
1. 客戶需求少量多樣,客製化程度高的部件產品 
2. 反應客戶需求時間太短 
3. 部件幾何加工困難,傳統加工無法完成   
4. 幾何多變或複雜,模具成本過高(時間成本/製造成本) 
5. 輕量化且不影響產品強度/功能的需求

加工時間就這樣被無限佔據、無限輪迴......

HP Jet Fusion 3D 列印解決方案恰恰重塑了設計和製造程序。從加快設計循環週期以列印功能性零件,到運用可重複列印的零件品質來執行有效的量化生產。

 

多射流熔融(Multi-Jet Fusion,MJF)是由HP設計的增材製造技術。MJF屬於粉床熔融技術家族,也包括選擇性雷射粉末燒結(SLS)和粉末噴墨技術。它能製作具有詳細功能的原型和低至中等產量產品。多射流熔融列印機製造相對強大、細節豐富且具有接近機械各向同性特性的塑料零件。



 




MJF 3D列印機如何運作?



HP所用的3D列印技術為多射流熔融(Multijet Fusion),成型步驟如下:

 

1.材料裝入3D 列印機,列印滑架(Priny Carriage)隨著編程了數位指令啟動並滑過粉末床(Powder Bed)開始生產



 

2.噴墨陣列(Inkjet Array ) 會選擇性地在粉末床上施加熔融輔助劑和細化劑,然後透過熱能將其熔合成零件幾何的堅固層



 

3. 粉末由材料重塗裝置(Material recoating unit)分配,並逐層重複此過程,直到建造完成

 




 

HP的 多射流熔融(Multi-Jet Fusion ) 技術原理

 


鋪設成型粉末

HP的專有架構能夠在床的每一英寸上每秒列印3000萬滴,實現了高精度和尺寸準確度。
 


 


噴射熔融輔助劑(Fusing agent)

在材料層上塗覆輔助劑,將顆粒融合在一起




 

噴射細化劑(Detailing agent)

再塗覆細化劑來修改熔合並創造出細節豐富和平滑的表面


 

在成型區域施加能量使粉末熔融

該區域暴露於能量,製劑與材料之間的反應導致材料選擇性地融合在一起形成零件。



重覆➊——➍過程直到所有切片加工結束,注意噴射細化劑的區域並沒有被熔融

 


 




多射流熔融(Multi-Jet Fusion )的3D列印優勢


列印速度快
MJF 是一種快速的增材製造技術,這是HP 3D列印機的最大亮點,它超越普通技術的10倍下圖可以看到同樣花費38小時,左邊的擠出技術(=FDM熔融堆積)列印出460個;中間的雷射燒結(SLS)技術稍微好一些印出1000個;但是最右邊的多射流熔融(Multi-Jet Fusion)技術足足超越前兩個印出12600個!! 證明了HP 的 3D列印機可因應客戶短時間內的需求。

 

FDM & SLS & MJF 列印速度比較


堅韌耐性強

以下影片小小驗證了HP驚人的3D列印質量,團隊僅僅花30分鐘列印出一個橢圓形零件,而這個零件才重約113克卻能承受來5噸重的車子!!!


設計自由度

由於MJF屬於粉床熔融技術家族,它不需要支撐結構,因為在列印過程中粉末提供支撐。這允許更多的設計自由度,並且沒有明顯的去除痕跡。因此,多射流熔融非常適合複雜的幾何形狀。(請注意,應避免大型平坦區域,因為MJF無法很好地處理這些區域。如果無法避免大平坦區域,考慮添加格子結構。)

  


高精度列印

MJF可以3D列印小尺寸特徵,同時保留細節,其最小特徵尺寸為0.02英寸或0.5毫米。MJF每層可以列印80微米。

 


 



 

HP MJF 3D列印機的應用領域

 
 機械與運輸 

        


                                         • 電池冷卻系統
                                         • 新車試製
                                         • 內部件 (BMW 車窗導軌100萬件)
                                         • 新能源電動車
                                         • 無人機  
 

   醫療保健  


                                              • 隱型牙套 隠視美, Smile Direct
                                              • 義肢 , 輔具
                                              • 矯正鞋墊 , 鞋底
                                              • 嬰兒頭型矯具
                                                     

 工業與服務
 

                     

                                              • 夾具 , 治具
                                              • 機械手臂
                                              • 快速模
                                              • 五金工具
                                              • CNC 補充
                                              • 外骨骼
                          

 消費品與電子設備


                                             • 
訂製眼鏡
                                             • 設計師家飾 , 燈具
                                             • 造型鞋 矯正鞋
                                             • 運動用品

 



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參考資料

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