Что такое принтер PolyJet? Это похоже на FDM или SLA?

К настоящему времени все слышали о 3D-печати и о том, как она меняет многие отрасли и каждый день создает новые возможности. Наиболее популярными технологиями, используемыми сообществом производителей, являются принтеры для моделирования методом наплавления (FDM) и стереолитографии (SLA). Тем не менее, более высокие требования часто требуют более дорогих и промышленных машин, таких как принтеры PolyJet.

Нам может быть интересно, что это такое, как они используются и насколько они дороги!

Принтеры PolyJet работают, распыляя капли фотополимера слой за слоем. Каждый слой мгновенно отверждается под воздействием ультрафиолетового излучения, и таким образом объект систематически создается. Принтеры PolyJet позволяют печатать на нескольких материалах, позволяя моделям иметь более одного технического профиля. Благодаря неотъемлемым преимуществам печати PolyJet она используется в аэрокосмической, автомобильной, модной, железнодорожной и медицинской отраслях.

Что такое 3D-принтер PolyJet?

Названия в мире 3D-печати могут сбивать с толку, и часто бывает два или более названий для одной и той же технологии или продукта. Хорошим примером является FDM (моделирование методом наплавления) и FFF (изготовление методом наплавления), которые относятся к печати термопластичным волокном.

PolyJet или Poly Jet ничем не отличаются, когда речь заходит об именах, потому что они работают по тем же принципам, что и принтеры Material Jetting (MJ). Компания Stratasys разработала собственную технологию распыления жидкости и назвала ее Poly Jet, поскольку она связана с этой технологией.

Этот метод печати использует фотополимеры в качестве строительного материала, а технология распыляет капли фотополимера на платформу сборки, которые отверждаются ультрафиолетовым светом. Процесс очень быстрый, а уровень точности один из лучших в 3D-индустрии.

Компания 3D Systems назвали свои принтеры, использующие эту технологию, принтерами MJ или принтерами MultiJet. И здесь название напрямую связано с аспектом технологии, поскольку в ней используются несколько форсунок для распыления или точного нанесения жидкого фотополимерного материала на рабочий стол.

Как видите, названия, используемые в 3D-печати, поначалу могут показаться запутанными, но на самом деле они вполне логичны. Причина, по которой отрасль не соответствует общепринятому названию для конкретного типа технологии, во многом связана с брендингом и маркетингом. Чем больше внимания компания сможет привлечь к своим продуктам, тем лучше будет их итоговая прибыль. Это очень похоже на игру Survivor, где Перехитрить, Перехитрить и Переиграть имеют четвертое измерение:«Перехитрить». ".

Фотополимерная струйная 3D-печать подпадает под класс экструзии/струйной печати материалов или является подклассом. Струйная обработка материалов использует технологии, при которых жидкий фотополимерный материал выбрасывается из печатающей головки, подвергается воздействию и отверждению под действием УФ-излучения. Не все, но большинство процессов струйной обработки материалов используют фотополимеры в качестве строительного материала.

Stratasys считается мировым лидером в технологии печати FDM (FFF), и их приобретение Objet в 2012 году также появились принтеры PolyJet и PolyJet Matrix. Принтеры PolyJet могут печатать на нескольких материалах и в нескольких цветах, обеспечивая высокое качество печати.

Как работает принтер PolyJet?

Во многом 3D-печать PolyJet похожа на струйные принтеры для документов. Разница в том, что принтеры Polyjet печатают 3D-модели, придавая им дополнительное измерение. Это достигается за счет печати слой за слоем, почти так же, как при печати FDM.

Каждый нанесенный слой отверждается под действием УФ-излучения, и таким образом систематически создается отпечаток. После завершения отпечатка его можно сразу брать в руки и использовать без необходимости дальнейшего пост-отверждения, что существенно экономит время.

Поддержки печати по-прежнему необходимы для выступов и других геометрических элементов дизайна, которые требуют поддержки до завершения процесса отверждения. Там, где требуется поддержка, используется специально разработанный гелеобразный материал, и после завершения печати опоры легко снимаются вручную, промываются водой и, наконец, погружаются в химическое вещество для удаления оставшегося материала поддержки.

Печать PolyJet обладает многочисленными преимуществами, включая скорость печати, непревзойденную точность и качество, а также большое разнообразие материалов для печати, которые можно использовать одновременно, как в случае с 3D-принтером Objet Connex от Stratasys. .

Принтеры PolyJet работают по тем же принципам, что и струйные 3D-принтеры. Перед началом печати фотополимерный материал в резервуаре для материала принтера необходимо нагреть до оптимальной температуры, чтобы обеспечить правильную вязкость печати.

Печать начинается с перемещения каретки по оси X платформы сборки. Во время движений печатающая головка выборочно распыляет смолу очень мелкими каплями на платформу для сборки, и они немедленно отверждаются или затвердевают под действием УФ-излучения.

Благодаря технологии нескольких печатающих головок опоры печатаются одновременно с использованием специального вспомогательного материала, который впоследствии легко удаляется. После завершения каждого слоя платформа для сборки опускается на ступеньку ниже, и процесс повторяется до тех пор, пока печать не будет завершена. Биосмолы относятся к широкому спектру материалов.

При использовании технологии PolyJet готовые отпечатки обрызгиваются водой под давлением для удаления поддерживающего материала и погружаются в химический раствор для растворения последних кусочков поддерживающего материала. Принтеры MultiJet используют парафин в качестве вспомогательного материала, который необходимо расплавить в печи.

Всегда интуитивно и приятно увидеть принтер в действии, чтобы полностью понять, как он работает, поэтому посмотрите следующее видео!

Похож ли PolyJet на FDM?

Хотя принтеры PolyJet и FDM строят печать слой за слоем, процесс, используемый в каждом из них, сильно различается. В FMD-принтерах в качестве материала используется термопласт, а в PolyJet — жидкие фотополимеры.

При печати FDM термопластичная нить наматывается на катушку и подается в печатающую головку, где она расплавляется и выдавливается в виде слоя, охлаждается и затвердевает. Каждый слой проходит один и тот же процесс, пока печать не будет завершена. При печати PolyJet каждый слой наносимой струей жидкой смолы отверждается под действием УФ-излучения, после чего слои складываются, образуя готовый отпечаток.

Похож ли PolyJet на SLA?

PolyJet похож на SLA-печать тем, что в обоих случаях используется жидкая смола, отверждаемая УФ-светом, но процессы сильно различаются. SLA печатает дизайн в перевернутом виде, используя ванну для смолы или ванну для печати модели, в то время как принтеры PolyJet распыляют крошечные капли на рабочую пластину и таким образом строят ее.

Оба метода печати печатают слой за слоем, но печать PolyJet имеет явные преимущества перед печатью SLA. Во-первых, он не ограничивается только типом смолы, а вспомогательный материал смывается без необходимости в длительном постпроизводственном процессе. В масштабе объема печати PolyJet может выполнять более высокие объемы печати благодаря высохшему отвержденному покрытию.

Самым большим преимуществом PolyJet по сравнению с SLA является использование нескольких материалов, что позволяет изменить структуру конечного продукта. В то время как SLA производит однородную печать с заданной жесткостью, PolyJet сочетает в печати различные материалы, чтобы одна область была жесткой, а другие области могли быть более гибкими.

Какие материалы используются в принтерах PolyJet?

Диапазон фотополимерных материалов, используемых в принтерах PolyJet, широк и имеет множество различных применений. Ниже перечислены несколько приложений, которые принесли дополнительную пользу медицинской и стоматологической промышленности.

• BoneMatrix:модели, имитирующие пористые костные структуры, фиброзные ткани и связки.
• GelMatrix:подробная структура сосудов.
• Med610:хирургические шаблоны для зубных имплантатов или других ортопедических процедур.
• Med620:точные модели для примерки зубов.
• Med690:создавайте прочные коронки и мостовидные протезы.
• VeroFlex:разработка оправ для очков.

Интересно посмотреть, как различные материалы имитируют реальную функцию созданной детали. В стоматологии можно создать более мягкий каркас зубного протеза, похожий на мягкую резину, ограничивающий прямое давление на фактическую ткань десны под ним. Возможность создавать прочные и долговечные протезы, имитирующие настоящие ткани и костные структуры, просто феноменальна.

Преимущества и недостатки 3D-печати PolyJet

Как и во всем в жизни, есть свои плюсы и минусы. Поскольку 3D-печать является частью жизни, у нее также должны быть свои плюсы и минусы. Оставим занудные формулировки в стороне, давайте пройдемся по ним!

Преимущества

• Отпечатки PolyJet имеют точность до 16 микрон и гладкую поверхность, которая очень хорошо сравнима с литьем под давлением. Процесс печати позволяет печатать несколько деталей одновременно без потери скорости.
• Дизайны можно создавать и печатать в полноцветном режиме, а также использовать разные материалы для одного и того же отпечатка. Это стало возможным благодаря использованию нескольких струйных печатающих головок.
• Процесс отверждения с технологией PolyJet происходит мгновенно, и отпечатки можно использовать сразу же.
• Технология PolyJet обеспечивает превосходную детализацию печати, а подложки для печати легко смываются после завершения печати.
• В настоящее время на выбор предлагается более сотни печатных материалов, и их число постоянно растет.

Недостатки

Несмотря на множество преимуществ, механические свойства, как правило, в некоторой степени ухудшают печать Polyjet, поскольку они часто хуже, чем у печатных деталей FDM и SLA. Отпечатки PolyJet чувствительны к теплу и солнечному свету и со временем теряют свою прочность. Конечно, это зависит от используемых материалов, и, поскольку существует огромный набор вариантов, большинство вариантов использования можно решить, правильно выбрав материал

Другим недостатком является то, что принтеры и материалы для струйной печати материалов могут быть очень дорогими и недоступными для многих энтузиастов 3D.

Дорогая ли компания PolyJet?

Простой ответ:да, PolyJet стоит дорого. Это может быть связано с тем, что струйная обработка материалов является относительно новым дополнением к 3D-печати и преимущественно используется в профессиональных условиях. Это не должно мешать изучению вариантов, которые может предложить струйная обработка материалов по сравнению с вариантами FDM или SLA.

Если вы хотите приобрести принтер PolyJet, вы должны инвестировать не менее 35 000 долларов США. Учитывая это число, вы действительно должны знать, для чего вы собираетесь его использовать, поскольку печать ПолиПикачу высокого качества не будет иметь большого финансового смысла.

Рекомендуемые варианты печати дома

Если вы не готовы раскошелиться на 35 000 долларов, вам, вероятно, придется поискать 3D-принтер в другом месте.

В настоящее время на рынке есть несколько принтеров, которые не опустошат банк и могут создавать действительно красивые модели.

У меня есть Ender 3 Pro, и это фантастический маленький принтер, учитывая, что он стоил мне менее 200 долларов, но вы также можете инвестировать в Prusa MK3S+, который намного лучше, но и стоит немного дороже («немного») .

Наконец, если вы больше любите принтеры из смолы, рассмотрите принтеры Elegoo, такие как Elegoo Mars 3 Ultra 4k, который является прекрасным принтером для создания ваших собственных миниатюр с высокой детализацией.

Применения 3D-печати PolyJet

Как уже говорилось, технология печати PolyJet широко применяется и востребована в профессиональных условиях, поскольку она хорошо справляется со сложными деталями и тонкими элементами независимо от сложности дизайна.

В США печать Polyjet можно найти в автомобильной, архитектурной, промышленной и образовательной сферах. Медицинская промышленность демонстрирует сильную поддержку печати PolyJet для протезов и заменителей суставов, а также в стоматологии. Стоматологические приложения широко распространены в развитых странах, но не так широко в странах с развивающейся экономикой, как Индия, поэтому существует большой потенциал для роста как в США, так и во всем мире.

PolyJet в сфере здравоохранения

Стоматология внедрила технологии струйной обработки материалов, потому что это позволило расширить рынок прозрачных капп. Простота управления принтером и скорость печати означают, что запросы по запросу могут быть удовлетворены.

Аэрокосмическая промышленность

Огромная экономия стала возможной благодаря использованию технологии PolyJet, и одним из таких примеров является экономия 3,8 миллиона долларов США Министерством обороны США, а дальнейшая ожидаемая экономия более 15 миллионов долларов США в следующие 10–15 лет.

В связи с тем, что новые конструкции самолетов постоянно находятся на столе, прототипы деталей необходимы, и нет более простого способа создать их в соответствии со спецификацией, чем использовать технологию струйной обработки материалов.

Автомобилестроение

Автомобильная промышленность извлекла большую выгоду из 3D-технологий, а включение струйной обработки материалов в качестве опции для быстрого прототипирования, инструментов, приспособлений и приспособлений, а также производственных деталей принесло большую пользу отрасли.

Железные дороги

Благодаря технологии PolyJet время производства индивидуальных промышленных деталей сократилось на 95 %, что в любой отрасли означает эффективность и оперативность при представлении решений, отвечающих требованиям безопасности.

Искусство и мода

Искусство и мода стали результатом сотрудничества с технологиями 3D-печати, где такие компании, как Stratasys, соединяют инновации с творчеством, которое охватывает не только технологические достижения, но также отражает философские и культурные аспекты. Одной из таких разработок является струйная печать шоколадом, которая является лишь одним из многих применений технологий PolyJet.

Заключение

К настоящему моменту вы должны не только хорошо разбираться в печати PolyJet, но и сильно захотеть приобрести ее. Хотя вы сэкономите не менее 35 000 долларов, я лично рекомендую приобрести принтер FDM или SLA для хобби, чтобы окунуться в невероятно огромный мир 3D-печати. Вы не только узнаете, интересуетесь ли вы этой отраслью, но также узнаете, что вам не нужна современная машина промышленного класса, соответствующая вашим потребностям.

Ознакомьтесь с разделом рекомендуемых продуктов

Мы создали раздел рекомендуемых продуктов, который позволит вам избавиться от догадок и сократить время, затрачиваемое на поиски того, какой принтер, нить накала или обновления приобрести, поскольку мы знаем, что это может быть очень сложной задачей и обычно приводит к путанице. .

Мы выбрали лишь несколько 3D-принтеров, которые, по нашему мнению, подходят как для начинающих, так и для продвинутых пользователей, и даже для экспертов, что упрощает принятие решения, а нити, а также перечисленные обновления были протестированы нами и тщательно отобраны. , чтобы вы знали, что любой из них будет работать так, как задумано.