Multi Jet Printing



MJP czyli Multi Jet Printing to technologia precyzyjnego druku 3D, która używa piezoelektrycznych dysz umieszczonych w głowicy drukującej do napylenia cienkiej warstwy światłoutwardzalnej żywicy oraz wosku (materiału podporowego). MJP jest stosowana przy tworzeniu części, wzorów i form posiadających dużą ilość szczegółów oraz skomplikowaną geometrie. Dzięki bardzo wysokiej jakości wykonania drukowanego elementu stosuje się ją w wielu dziedzinach przemysłu. Ogromną zaletą tej metody jest materiał podporowy - wosk, który po wydruku 3D rozpuszcza się w temperaturze 60 stopni, nie pozostawiając żadnych śladów podpór na detalu.

MJP Najważniejsze zalety:

Bardzo wysoka dokładność wykonania elementów

Prototypy tworzone z wytrzymałej żywicy utwardzanej światłem UV

Brak śladów podpór na detalu

Możliwość drukowania 3D elementów o bardzo skomplikowanej geometrii

Jednoczesny druk 3D kilku / kilkunastu detali na jednej platformie roboczej




Wycena usługi druku 3D



W celu otrzymania wyceny na usługę druku 3D niezbędne jest przesłanie modelu 3D ( zapisanego w formacie .stl) na adres: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.. Wyceny dokonujemy indywidualnie biorąc pod uwagę czas pracy maszyny i ilość materiału użytego do stworzenia prototypu. Na cenę nie wpływa stopień skomplikowania elementu.

Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie obsługi JavaScript.




Multi Jet Printing - zasada działania



Zasada działania technologii MJP (Multi Jet Printing) zostanie zaprezentowana na przykładzie modelu poglądowego drukarki z serii ProJet. Model ukazuje zgrubnie najważniejsze cechy drukarki, jednakże jest wystarczający do przestawienia zasady działania. Maszyna ProJet jest profesjonalną, przemysłową drukarką 3D, której sercem jest mocne FPGA Altera MAX. Na modelu pokazane zostaną: stolik poruszający się w osi Y, głowica drukująca( poruszająca się w osi Z oraz X) i wysoko- napięciowa lampa UV utwardzająca wydruk 3D.

Proces druku 3D w technologii MJP jest całkowicie zautomatyzowany a rola operatora maszyny ogranicza się do ułożenie na wirtualnej platformie modeli i wgrania ich do drukarki 3D.

Multi jet printing platforma
Foto 1. Elementy rozmieszczone na platformie - gotowe do wgrania do drukarki 3D




Na platformie mogą być umieszczone elementy wczytane z różnych plików, o kompletnie oddzielnej geometrii. Jedynymi ograniczeniami jakimi musi kierować się operator podczas rozmieszczania elementów to ilość wolnego miejsca na platformie oraz ograniczenie całkowitej ilości trójkątów wczytanych na platformę do 6 milionów. (Każdy plik .stl składa się z siatki trójkątów, im dokładniejszy jest model tym gęstszą siatkę trójkątów posiada).

Od momentu wgrania platformy drukarka rozpoczyna automatyczny proces druku 3D. Pierwszą fazą jest bazowanie głowicy w osi Z oraz jej wyczyszczenie. Proces ten trwa około 30 minut i po jego zakończeniu drukarka przechodzi do właściwej fazy druku 3D.

Multi jet printing pozycja poczatkowa
Foto 2. Stolik i głowica ustawione w pozycji początkowej - rozpoczęcie druku 3D




Po zakończeniu fazy czyszczenia, stolik ustawia się w skrajnej pozycji osi Y a głowica zjeżdża w osi Z na odległość około 1mm powyżej powierzchni stołu inicjując proces druku 3D. Od tego momentu stolik zaczyna poruszać się w osi Y, a jego przejazd przez cały zakres (ruch na całą długość osi Y i z powrotem do pozycji 0mm ) trwa około 4s. Stolik przez cały proces druku 3D wykonuje tylko ruchy po osi Y, a jego aktualna pozycja odczytywana i przesyłana jest do głównej jednostki obliczeniowej w czasie rzeczywistym poprzez magnetyczny enkoder liniowy firmy Renishaw.

Multi jet printing ruch głowicy
Foto 3. Głowica wykonuje ruchy w osi X




Między każdym przejazdem stolika, głowica przesuwa się o kilka milimetrów w osi X umożliwiając precyzyjne nałożenie materiału w każdym punkcie płaszczyzny XY. Dzięki takiej zasadzie działania, otrzymujemy bardzo dokładny wydruk 3D ( Głowica i stolik pozycjonowane są z duża dokładnością), ale nałożenie każdej warstwy materiału wymaga kilku przejazdów stolika pod głowicą. Sama głowica składa się z około 600 dysz( 300 dysz na materiał budulcowy - fotopolimer oraz 300 dysz na materiał podporowy - wosk) i umożliwia wykonanie elementów z rozdzielczością do 750 DPI w osiach X i Y. Sama głowica i stolik natomiast nie gwarantują utrzymania zadanej grubości warstwy w osi Z, by uzyskać odpowiednią grubość warstwy za głowicą zamontowana jest obracająca się wokół własnej osi rolka, która zbiera nadmiar nałożonego przez głowicę materiału, ustalając ostateczną grubość warstwy druku 3D. Domyślnie użytkownik ma do wyboru 3 tryby pracy (grubość warstwy 32um, 29um, 16um), aczkolwiek sama maszyna umożliwia zmianę jej parametrów i pracę z grubością warstwy nawet 1um. Ostatnim kluczowym elementem jest lampa UV utwardzająca każdą warstwę nałożonego fotopolimeru. Znajduje się ona pod koniec osi Y drukarki, za głowicą drukującą i rolką ustalającą grubość warstwy. Emituję ona światło UV za każdym razem gdy stolik z drukowanymi elementami przemieszcza się pod nią. W nowszych wersjach lampa ta występuje w wersji ledowej. Wydłuża to znacznie żywotność i obniża koszty ewentualnej wymiany.

Multi jet printing
Foto 4. Nakładanie warstwy materiału - MJP




Powyższa animacja ukazuje w widoku od boku proces nakładania materiału podczas przejazdu stolika pod głowicą drukującą. Gdy stolik jest w odpowiedniej pozycji pod głowicą, ta uaktywnia swoje dyszę i nakłada materiał budulcowy oraz podporowy tylko w tych miejscach gdzie jest on niezbędny, następnie gdy stolik przemieści się pod rolkę, ta usuwa nadmiar materiału ustalając odpowiednią grubość warstwy. W końcowym etapie nowo nałożony materiał utwardzany jest błyskiem z lampy UV.


Multi Jet Printing - materiał



Materiały dedykowane dla technologi Multi Jet Printing noszą nazwę VisiJet M3 Materials. Materiały te oferują różne właściwości fizyczne i chemiczne tak by dobór odpowiedniej odmiany materiału mógł jak najlepiej spełnić wymagania stawiane przez daną aplikację. Materiały z serii VisiJet idealnie nadają się do tworzenia dokładnych, precyzyjnych i skomplikowanych modeli prototypów, wykonywania na nich funkcjonalnych testów wytrzymałościowych. Ogromną zaletą jest odporność cieplna i wytrzymałościowa, którą posiadają wydrukowane tą metodą elementy. Ponadto materiał podatny jest na dalszą obróbkę: frezowanie, wiercenie, malowanie oraz klejenie. W tabeli poniżej zaprezentowane są właściwości poszczególnych odmian materiałów.

Właściwości

VisiJet M3 X

VisiJet M3 Black

VisiJet M3 Crystal

VisiJet M3 Proplast

VisiJet M3 Navy

VisiJet M3 Techplast

VisiJet M3 Procast

VisiJet S300

Kolor

Biały

Czarny

Transparentny

Transparentny

Niebieski

Szary

Niebieski

Biały

Waga butelki materiału

2kg

2kg

2kg

2kg

2kg

2kg

2kg

2kg

Gęstość w 80°C

1.04 g/cm³

1.02 g/cm³

1.02 g/cm³

1.02 g/cm³

1.02 g/cm³

1.02 g/cm³

1.02 g/cm³

---

Wytrzymałość na rozciąganie

49 MPa

35 MPa

42 MPa

26 MPa

20 MPa

22 MPa

32 MPa

---

Moduł sprężystości

2168 MPa

1594 MPa

1463 MPa

1108 MPa

735 MPa

866 MPa

1724 MPa

---

Wydłużenie przy zerwaniu

8.3 %

19.7 %

6.8 %

8.9 %

8.0 %

6.1 %

12.3 %

---

Wytrzymałość na zginanie

65 MPa

44 MPa

49 MPa

26 MPa

28 MPa

28 MPa

45 MPa

---

Temperatura zniekształcenia

88 °C

57 °C

56 °C

46 °C

46 °C

46 °C

---

---



Multi Jet Printing - Rozdzielczość druku 3D



Druk 3D w technologii Multi Jet Printing możliwy jest w 3 różnych rozdzielczościach: HD, UHD oraz XHD. W zależności od wersji drukarki 3D nie każda z rozdzielczości może być dostępna lub wymiary platformy mogą być zmienione. Standardowe rozdzielczości dla technologii Multi Jet Printing (MJP) pokazane są w tabeli:

Tryb

Rozdzielczość w osi X

Rozdzielczość w osi Y

Rozdzielczość w osi Z

Grubość warstwy

Obszar druku 3D

HD

375 DPI

375 DPI

790 DPI

32 μm

298 x 185 203 mm

UHD

750 DPI

750 DPI

890 DPI

29 μm

203 x 178 152 mm

XHD

750 DPI

750 DPI

1600 DPI

16 μm

203 x 178 152 mm