HP 多噴氣融合和沃克斯噴氣高速燒結(jié)比較

除了選擇性激光熔化（SLS）外，另外兩種基于噴墨的3D打印工藝現(xiàn)已牢固確立在添加劑制造技術(shù)”粉床融合”中。一種是惠普的多噴氣融合技術(shù)，另一種是沃克斯噴氣高速燒結(jié)技術(shù)（HSS）。但是，這兩個(gè)過程到底有什么區(qū)別呢？這些技術(shù)在哪里可以經(jīng)濟(jì)地使用？是什么讓 HSS 成為多噴氣融合的有吸引力的替代方案？

這兩種活頁夾噴射技術(shù)都顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如在打印速度、安裝空間量和相關(guān)部分成本方面。然而，一個(gè)嚴(yán)重的區(qū)別在于工藝技術(shù)的適應(yīng)性和可加工材料的多樣性。但有一點(diǎn)是清楚的，這兩個(gè)過程都可以用來實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用——快速和經(jīng)濟(jì)上。

應(yīng)用中的兩個(gè) 3D 打印過程

惠普無疑是世界領(lǐng)先的打印機(jī)制造商之一。憑借豐富的噴墨技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，公司決定在2017年憑借其多噴氣融合（MJF）技術(shù)進(jìn)入3D打印業(yè)務(wù)也就不足為奇了。如今，3D 打印的多噴氣融合部件（打印在 PA 12 中）由于具有良好的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度，在廣泛的領(lǐng)域找到了應(yīng)用。其中包括汽車工程、機(jī)械工程以及體育和休閑產(chǎn)業(yè)。聚合物高速燒結(jié) （HSS）技術(shù)與 voxeljet 僅與多噴射融合過程略有不同。在 HSS 中，也使用能量吸收器引入白色粉床，其中紅十字能量也通過打印頭引入。

與 MJF 工藝一樣，粉床的彩色部分融合在一起，而未打印的粉末則保持松動(dòng)。HSS 不需要第二個(gè)冷卻液，因?yàn)榇蛴『臀创蛴》勰┎牧系臏囟瓤梢酝ㄟ^兩個(gè)具有不同波長(zhǎng)的不同波長(zhǎng)的不同 IR 發(fā)射器與吸收器相互獨(dú)立控制。未打印的粉末可以回收、再處理并反饋回工藝周期，就像 MJF 一樣。

在部分質(zhì)量和應(yīng)用可能性方面，HSS 技術(shù)絕不遜色于多噴氣融合。然而，Voxeljet VX1000 HSS的尺寸使其更適合工業(yè)用途，在消費(fèi)成本方面比惠普目前的打印機(jī)便宜，從而顯著降低了每個(gè)部分的成本。此外，voxeljet 允許客戶不受限制地使用自己的材料，并允許最終用戶完全訪問打印參數(shù)，以優(yōu)化特定材料和應(yīng)用程序的生產(chǎn)。這是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，特別適用于大容量組件或批量尺寸的系列生產(chǎn)。這意味著 HSS 打印組件也可用于建筑、汽車和體育等各種行業(yè)。

3D 打印系統(tǒng)多噴射融合和高速燒結(jié)比較

HSS

MJF

后處理

與大多數(shù)可用的后處理解決方案兼容。

自動(dòng)混合
篩接和灌裝
半手動(dòng)卸載
快速冷卻
外部存儲(chǔ)罐

冷卻時(shí)間

無快速冷卻： 14h***

無快速冷卻： 48
h* 快速冷卻：n.一。

強(qiáng)項(xiàng)（PA12）

VX200 HSS
方法：ISO 527–2：93=1A

彈性模塊（XY）： 1716 MPa
彈性模塊（Z）： 1725 MPa
張力（XY）： 52 MPa
拉伸強(qiáng)度（Z）： 46 MPa
在中斷時(shí)延長(zhǎng) （XY）：10
在中斷時(shí)延長(zhǎng) （Z）： 5

MJF 4200
方法： ASTM D3418

電子模組（XY）： 1700 MPa
楊的模組（Z）： 1800 MPa
緊張強(qiáng)度（XY）： 48 MPa
緊張強(qiáng)度（Z）：48 MPa
在中斷時(shí)延長(zhǎng)（XY）： 20
在中斷時(shí)拉長(zhǎng) （Z）： 15

最小層厚度

80 μm

精度

±0.3%（下限為±0.3毫米

±0.3%（下限為±0.3毫米）

材料

PA12
TPU
PP
佩巴
伊娃

PA12
PA11
TPA
TPU

分辨率

360 dpi

1200 dpi

速度

VX200 HSS： 580
厘米/小時(shí)
VX1000 HSS： 6，500 厘米/小時(shí)

MJF 540/580: 1,817 cm3/h
MJF 540/580： 1，817 厘米/小時(shí)
MJF 4200： 4115 厘米/小時(shí)
MJF 5200： 5058 厘米/小時(shí)

建筑體積

VX200 HSS： 290 x 140 x 180 mm
VX1000 HSS： 1，000 x 540 x 400* mm

MJF 540/580： 322 x 190 x 248 毫米
MJF 4200： 380 x 285 x 380 毫米
MJF 5200： 380 x 294 x 380 毫米

應(yīng)用領(lǐng)域

材料開發(fā)與研究
原型制作
生產(chǎn)應(yīng)用
服務(wù)中心
制造
注塑公司

原型
服務(wù)中心和生產(chǎn)應(yīng)用。

*根據(jù)材料和顆粒大小
**voxeljet允許客戶自行使用任何材料，并可以就材料選擇提供建議。
***取決于施工高度

MJF和HSS之間有何區(qū)別？

多噴射融合過程使用兩種類型的流體打印組件。能量吸收劑，也稱為融合劑，是一種水性、輻射吸收性墨水，將粉末床的相應(yīng)區(qū)域涂成黑色。為了實(shí)現(xiàn)精確的邊緣定義，還將第二種液體（稱為細(xì)節(jié)代理）添加到要打印的組件的外邊緣區(qū)域，以便在燒結(jié)過程之前冷卻組件的邊緣，從而確保提高精度。此外，氣泡噴射打印頭技術(shù)的特點(diǎn)是高，理論分辨率為1200 dpi。

與 HSS 技術(shù)和”即插即用”解決方案相比，MJF 的構(gòu)建量更大，換班時(shí)間更快，非常適合用于原型、服務(wù)中心和生產(chǎn)應(yīng)用。多噴氣融合已經(jīng)可用的材料包括幾個(gè) PA12 變種，以及 TPA、TPU、PP 和 PA11。

與多噴氣融合不同，HSS 技術(shù)使用壓子打印頭和只有一個(gè)能量吸收器。能量吸收器是一種油基墨水，用于給粉床涂上顏色。通過特別精確的光波控制和波長(zhǎng)定義，IR能量可以選擇性地引入粉末床，并且只有在形成組件的地方。這種精確的控制會(huì)導(dǎo)致極其銳利的邊緣細(xì)節(jié)。

比較邊緣細(xì)節(jié)MJF和HSS

打印頭的工作分辨率為 360 dpi。但是，由于要打印的粉末的顆粒大小是粉末床融合技術(shù)分辨率的決定性變量，則不需要更高的打印頭分辨率，而是與熱管理的相互作用對(duì)細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確性具有決定性意義。工業(yè)噴墨打印頭與墨水最匹配，從而提高了打印頭的耐用性。除了油基流體外，噴墨打印頭還可以處理水和溶劑基流體。

比較分辨率 MJF 和 HSS 技術(shù)

多噴氣融合的另一個(gè)區(qū)別是 HSS 技術(shù)的開源方法。使用 HSS 3D 打印系統(tǒng)，用戶可以使用打開的 3D 打印機(jī)，可以自由訪問所有過程參數(shù)并單獨(dú)適應(yīng)自己的材料。這使得 HSS 技術(shù)非常適合單獨(dú)開發(fā)具有最佳部分性能的新型 3D 打印聚合物。開發(fā)的過程參數(shù)可以放大，用于更大的 voxeljet 3D 打印系統(tǒng)，如 VX1000 HSS，以便經(jīng)濟(jì)地打印更大的生產(chǎn)量和數(shù)量。開源方法的優(yōu)勢(shì)以及單個(gè)吸收器的使用也反映在運(yùn)行成本中。雖然系統(tǒng)在考慮初始成本時(shí)價(jià)格范圍相似，但 HSS 系統(tǒng)也可以使用客戶自己的粉末運(yùn)行，而單個(gè)吸收器的消耗進(jìn)一步降低了運(yùn)行成本。

材料的選擇還有進(jìn)一步的差異。例如，HSS 可用于處理聚合物，如 PA12、PA6、PP、PEBA、EVA 和 TPU，因?yàn)槟軌蜢`活地使系統(tǒng)適應(yīng)所需的材料，并且僅使用一種油基油墨。到目前為止，30μm至1 mm的粉末顆粒尺寸已經(jīng)成功處理。