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

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.

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.

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.

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.

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.

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: