4. Materialstrahlen
△Materialinjektion
Beim Material Jetting handelt es sich um ein 3D-Druckverfahren, bei dem winzige Materialtröpfchen abgeschieden und anschließend auf einer Bauplatte verfestigt bzw. verfestigt werden. Bauen Sie Objekte Schicht für Schicht mit Photopolymer- oder Wachstropfen auf, die unter Lichteinwirkung aushärten. Durch die Art des Material-Jetting-Verfahrens können unterschiedliche Materialien auf dasselbe Objekt gedruckt werden. Eine Anwendung dieser Technik ist die Herstellung von Teilen in verschiedenen Farben und Texturen.
Arten der 3D-Drucktechnologie: Material Jetting (MJ), Nanopartikel Jetting (NPJ)
●Material: lichtempfindliches Harz (Standard, gießbar, transparent, hochtemperaturbeständig), Wachs
●Maßgenauigkeit: ±0,1 mm
Häufige Anwendungen: Vollfarb-Produktprototypen, spritzgussähnliche Prototypen, Kleinserien-Spritzgussformen, medizinische Modelle, Mode
Vorteile: Strukturierte Oberfläche, Vollfarbe und verschiedene verfügbare Materialien
Nachteile: Begrenzte Materialien, nicht für mechanische Präzisionsteile geeignet, die Kosten sind aus visuellen Gründen höher als bei anderen Harztechnologien
1. Materialstrahlen (M-Jet)
△Materialspritzen von 3D-gedruckten Teilen von Stratasys
Das Materialstrahlen von Polymeren (M-Jet) ist ein 3D-Druckverfahren, bei dem eine Schicht aus lichtempfindlichem Harz selektiv auf einer Bauplatte abgeschieden und mit ultraviolettem (UV) Licht ausgehärtet wird. Nachdem eine Schicht aufgetragen und ausgehärtet ist, wird die Bauplattform um eine Schichtdicke abgesenkt und der Vorgang wird wiederholt, um das 3D-Objekt zu bauen. Der M-Jet kombiniert die hohe Präzision des Harz-3D-Drucks mit der Geschwindigkeit des Filament-3D-Drucks (FDM), um Teile und Prototypen mit realistischen Farben und Texturen zu erstellen.
Nicht alle Material-Jetting-3D-Drucktechnologien sind gleich. Es gibt Unterschiede zwischen Druckerherstellern und proprietären Materialien. M-Jet-Maschinen tragen Baumaterial Reihe für Reihe aus mehreren Reihen von Druckköpfen auf. Dieser Ansatz ermöglicht es dem Drucker, mehrere Objekte auf einer einzigen Linie herzustellen, ohne die Baugeschwindigkeit zu beeinträchtigen. Solange die Modelle richtig auf der Bauplattform ausgerichtet sind und der Platz innerhalb jeder Baulinie optimiert ist, kann der M-Jet Teile schneller produzieren als viele andere Arten von Harz-3D-Druckern.
△Materialstrahl-3D-Drucker von Stratasys, DP Polar / 3D Systems und Mimaki
Mit dem M-Jet hergestellte Objekte erfordern Stützen, die während des Bauprozesses gleichzeitig aus einem auflösbaren Material gedruckt werden, das in einer Nachbearbeitungsphase entfernt wird. M-Jet ist eine der wenigen 3D-Drucktechnologien, die Objekte aus Multimaterialdruck und Vollfarbe anbietet. Es gibt keine Hobbyversion der Materialstrahlmaschinen. Diese Maschinen eignen sich eher für Profis in Automobilherstellern, Industriedesignfirmen, Kunststudios, Krankenhäusern und allen Arten von Produktherstellern, die genaue Prototypen erstellen möchten, um Konzepte zu testen und schneller umzusetzen Produkt auf den Markt bringen. Im Gegensatz zur Trommelpolymerisationstechnologie erfordert der M-Jet keine Nachhärtung, da das UV-Licht im Drucker jede Schicht vollständig aushärtet.
a.Aerosolstrahl
Aerosol Jet ist eine einzigartige Technologie, die von einem Unternehmen namens Optomec hauptsächlich für den 3D-Druck von Elektronik entwickelt wurde. Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren, Antennen, Sensoren und Dünnschichttransistoren werden alle im Aerosolstrahlverfahren gedruckt. Es lässt sich grob mit Sprühfarbe vergleichen, unterscheidet sich jedoch von industriellen Beschichtungsverfahren dadurch, dass damit komplette 3D-Objekte gedruckt werden können.
E-Tinte wird in einen Zerstäuber gegeben, der Tröpfchen mit einem Durchmesser zwischen 1 und 5 Mikrometern erzeugt. Der Aerosolnebel wird dann zum Abscheidungskopf transportiert, wo er durch das Hüllgas fokussiert wird, um einen Partikelspray mit hoher Geschwindigkeit zu erzeugen. Aufgrund der während des gesamten Prozesses verbrauchten Energie wird diese Technik manchmal als gerichtete Energieabscheidung bezeichnet. Da das Material in diesem Fall jedoch in Tröpfchenform vorliegt, beziehen wir es in den Materialstrahl ein.
b.Freiform aus Kunststoff
Das deutsche Unternehmen Arburg hat eine Technologie namens Plastic Free Forming (APF) entwickelt, eine Kombination aus Extrusion und Materialstrahlen. Dabei werden handelsübliche Kunststoffpellets verwendet, die im Spritzgussprozess geschmolzen und zur Austragseinheit gefördert werden. Durch das Hochfrequenz-Düsenschließen werden schnelle Öffnungs- und Schließbewegungen von bis zu 200 kleinen Kunststofftröpfchen pro Sekunde mit Durchmessern zwischen 0,2 und 0,4 mm erzeugt. Beim Abkühlen verbinden sich die Tröpfchen mit dem ausgehärteten Material. Im Allgemeinen ist keine Nachbearbeitung erforderlich. Falls Stützmaterial verwendet wird, muss dieses entfernt werden.
2. Nanopartikel-Jetting (NPJ)
△Metallteile, hergestellt mit Nanopartikel-Jetting-Technologie und einem XJet 3D-Drucker
NanoParticle Jetting (NPJ), eine der wenigen proprietären Technologien, die schwer zu klassifizieren ist, wurde von einem Unternehmen namens XJet entwickelt und verwendet eine Reihe von Druckköpfen mit Tausenden von Tintenstrahldüsen, um gleichzeitig Millionen ultrafeiner Materialtröpfchen auf die Oberfläche zu spritzen Die Bauplattform in hauchdünnen Schichten auftragen und gleichzeitig das Stützmaterial aufspritzen. In der Flüssigkeit sind Metall- oder Keramikpartikel suspendiert. Der Prozess findet bei hohen Temperaturen statt, beim Versprühen verdampft die Flüssigkeit und zurück bleibt meist nur das metallische oder keramische Material. Die resultierenden 3D-Teile enthalten nur eine geringe Menge Bindemittel, das bei der Nachbearbeitung nach dem Sintern entfernt wird.
