Swój dynamiczny wzrost popularności, przemysłowy druk 3D zawdzięcza w dużej mierze temu, że spełnia rygorystyczne wymagania dotyczące jakości czy precyzji drukowanych części. Najważniejszym rozwiązaniem tego typu jest technologia HP Multi Jet Fusion, która pozwala na seryjny druk nawet kilkuset części w ramach jednego procesu.
Krótka odpowiedź na to pytanie o tolerancje wymiarowe, oparta na materiałach HP brzmi:
±0,3 mm dla elementów poniżej 100 mm
±0,3% wymiaru nominalnego dla większych elementów (powyżej 100 mm)
Parametry te w wielu przypadkach rozwiewają wątpliwości firm odnośnie tego, czy technologia ta odpowie na ich potrzeby. W poniższym artykule pochylimy się jednak nieco głębiej nad tematem, możliwościami i potencjałem tego nowoczesnego rozwiązania.
Opowiemy też nieco więcej o dodatkowych zabiegach, które stosujemy w Cubic Inch, by zadbać o doskonałą powtarzalność dla klientów wymagających dodatkowego poziomu precyzji. Opierając się na nich, jesteśmy w stanie dostarczać klientom części z dokładnością nawet do 0,1 mm.
Multi Jet Fusion jako docelowa metoda produkcji części dla nowoczesnych firm
Wśród największych zalet rozwiązania HP MJF zawsze w pierwszej kolejności wymienia się opłacalność. W przeciwieństwie do klasycznego formowania wtryskowego, które wymaga kosztownych form i długiego czasu przygotowania produkcji, MJF pozwala na wytwarzanie części z tworzywa w kilka dni bez żadnych kosztów początkowych.
Precyzja i jakość detalu to zazwyczaj drugi argument, chociaż dla wielu firm jest warunkiem koniecznym. Nasze doświadczenie pokazuje jednak, że dla tych urządzeń praktycznie nie ma rzeczy niemożliwych – od części stosowanych w mechanizmach, elementy medyczne, obudowy elektroniki użytkowej, a nawet protezy.
Co więcej, technologia pozwala także na szybkie tworzenie w pełni funkcjonalnych prototypów, co rewolucjonizuje procesy tworzenia innowacyjnych produktów.
Podsumowując, drukujące proszkowo drukarki Multi Jet Fusion pojawiły się na rynku niespełna 10 lat temu i otworzyły tym samym zupełnie nowe horyzonty zarówno dla specjalistycznych firm technologicznych, jak i dużych fabryk, potrzebujących szybkiego i pewnego dostępu – np. do części formatowych. A jednym z głównych powodów sukcesu rozwiązania, są właśnie ich możliwości pod względem precyzji i jakości druku.
Podstawowa specyfikacja technologii Multi Jet Fusion
Poniższa tabela przedstawia szereg podstawowych specyfikacji i wskazówek projektowych do technologii Multi Jet Fusion.
|
Typowe tolerancje ogólne: |
±0,3 mm dla elementów poniżej 100 mm ±0,3% wymiaru nominalnego dla większych elementów (powyżej 100 mm) |
|
Minimalna grubość ścianki: |
ok. 0,5–0,7 mm (dla PA12), ale zaleca się minimum 1 mm dla elementów funkcjonalnych |
|
Wielkość najmniejszego szczegółu: |
ok. 0,3–0,5 mm |
|
Minimalny rozstaw między elementami ruchomymi: |
ok. 0,5 mm, ale preferowane 0,7–1,0 mm |
|
Minimalna średnica kanału o grubości 10 mm |
ok. 0,5 mm |
Jeśli spojrzymy na te wyniki w kontekście starszych drukarek 3D – np. FDM (±0,5 mm lub więcej), jasnym staje się, że mamy do czynienia ze znacznie bardziej zaawansowaną technologią. Nic w tym jednak dziwnego. Drukarki Multi Jet Fusion powstały z myślą o produkcji seryjnej wysokiej jakości, izotropowych części, a nie tylko pojedynczych elementów czy prototypów do podstawowych testów.
Sama specyfikacja to jednak nie wszystko. Dzięki zasadzie działania opartej na proszkowym druku bez podpór, projektanci i konstruktorzy pracujący z MJF mają zdecydowanie większe możliwości odnośnie rozwiązań pozwalających na zwiększenie wytrzymałości części, nawet przy jednoczesnym zmniejszeniu masy. Mowa tutaj m.in. o:
- Rozmaitych metodach odchudzania części
- Tworzeniu żeber, plastrów miodu i innych struktur wewnętrznych
- Możliwościach łączenia elementów
- Zastosowaniu insertów
- Optymalizacji topologicznej.
Dodatkowe procesy pozwalające nam osiągnąć wyższą precyzję
Niektóre projekty wymagają szczególnej uwagi, a także włączenia dodatkowych procesów, które zapewniają maksymalną powtarzalność, która wychodzi nawet poza standard.
Nasze wieloletnie doświadczenie z technologią Multi Jet Fusion pomogło nam wdrożyć procesy, które pozwalają osiągnąć ten dodatkowy poziom dokładności.
Konsultacja i druk testowy
Pierwszym etapem jest szczegółowa konsultacja, by w pełni zrozumieć potrzeby i rolę danego elementu w danym projekcie, a następnie wykonanie projektu testowego.
Brak kosztów początkowych jest tutaj olbrzymią wartością. MJF pozwala nam szybko dostarczyć klientowi w pełni prototyp o jakości zbliżonej do wtrysku. Zamiast inwestować w formę lub ryzykować testy na niskiej jakości częściach, zespoły R&D mogą więc na wczesnych etapach rozwoju produktu testować części, które będą mieć takie same funkcjonalności, co te wytwarzane seryjnie.
W takim samym procesie możemy przeprowadzić dodatkową rundę testową i feedbackową, aż do osiągnięcia zadowalającego efektu.
System kontroli jakości
W szczególnych przypadkach, gdy wymagana jest bardzo wysoka precyzja, możemy wdrożyć dodatkowe elementy procesu kontroli jakości, takie jak:
- Testy wymiarów części, powierzchni, kruchości
- Wytworzenie i wykorzystanie specjalnych narzędzi
- Nadprodukcja i ścisła selekcja części
Oczywiście, w zależności od specyficznych potrzeb, proces ten może się różnić. Ostatecznym celem jest zapewnienie, by każda sztuka trafiająca do klienta odpowiadała założonym wymaganiom.
Jak pokazują owocne, wieloletnie współprace z takimi firmami, jak Imago czy Proteo, procesy te doskonale się sprawdzają. W obu przypadkach kluczowymi wymaganiami klientów była właśnie niezawodno precyzja.
Miejsce technologii MJF we współczesnej produkcji
Technologia HP Multi Jet Fusion, mimo że stosunkowo młoda, już dziś oferuje niezwykle atrakcyjną precyzję i powtarzalność wymiarową przy braku kosztów początkowych, co sprawia, że wykorzystuje się ją w niemal każdej branży – od produkcji urządzeń po automotive i FMCG.
Należy przy tym jednak pamiętać, że jest to wciąż bardzo młoda technologia.
Jej dynamiczny rozwój — zarówno pod względem sprzętu, jak i materiałów — sprawia, że z każdą kolejną generacją urządzeń firma HP jeszcze bardziej szlifuje tolerancje, jakość powierzchni oraz stabilność procesu.
Jeśli więc Twoja firma potrzebuje doskonałej jakości części w produkcji jednostkowej lub krótkoseryjnej – napisz do nas.
