PolyJet против InkJet:ключевые различия и сравнительный анализ

Технология струйной печати была впервые изобретена для использования в 2D-принтерах. Этот метод наносит на страницу небольшие капли чернил разного цвета для создания изображения. Версия струйной технологии 3D-печати мало чем отличается от 2D-версии:она наносит несколько капель разных цветов или фотополимерных материалов на платформу сборки, а затем отверждает «напечатанный» слой с помощью УФ-света. Этот процесс повторяется до тех пор, пока вся деталь не будет напечатана слой за слоем. 

Полиджетная печать – это разновидность струйной печати. Здесь используются те же типы материалов и тот же тип процесса отверждения. Машины Polyjet могут печатать чрезвычайно быстро по сравнению с другими технологиями и создавать сложные многоцветные детали из разных материалов.

В этой статье Polyjet будет сравниваться с базовыми струйными принтерами, а также с технологиями лазерной печати.

Определение Polyjet и сравнение со струйной печатью

Polyjet — торговая марка многоструйной технологии 3D-печати, основанной на моделировании, разработанной Stratasys. Многоструйный процесс был впервые разработан в 1998 году компанией Object Geometries, Ltd., которая позже была приобретена Stratasys. В этом процессе используется печатающая головка, которая может наносить материал на платформу сборки так же, как это делает обычный струйный принтер. Таким образом, полиструйные принтеры представляют собой разновидность струйных принтеров. 

Материалы, печатаемые на полиструйных принтерах, должны быть фотополимерами. Эти полимеры затвердевают под воздействием УФ-излучения. Принтер работает путем нанесения нескольких капель фотополимера на платформу печати и немедленного воздействия источника ультрафиолетового света на нанесенный фотополимер. Ультрафиолетовый свет затвердевает печатный слой, после чего сборочная платформа опускается на высоту одного слоя, а затем наносится следующий слой. Принтеры Polyjet имеют несколько печатающих головок, что позволяет им печатать многоцветные детали из разных материалов. 

По сравнению со струйной печатью, Polyjet является ее разновидностью, ориентированной только на печать фотополимерами. Однако эти фотополимеры могут иметь широкий спектр свойств и цветов. Под струйной печатью понимается процесс выбрасывания чернил, культивируемых клеток или даже проводящих чернил из ряда сопел. 

Чтобы узнать больше, прочтите наше руководство «Что такое Polyjet».

Каковы преимущества Polyjet по сравнению с другими технологиями струйной печати?

Ниже перечислены некоторые преимущества Polyjet по сравнению с другими струйными принтерами: 

1. Polyjet может производить полноцветные детали без необходимости последующей обработки, такой как покраска или окраска.  
2. Polyjet может производить детали из разных материалов. Это связано с тем, что каждое независимое сопло струйной печати может наносить разный материал. Никакая другая технология не способна на такой подвиг. 

Каковы недостатки Polyjet по сравнению с другими технологиями струйной печати?

Ниже перечислены некоторые недостатки Polyjet по сравнению с другими струйными принтерами: 

1. Для снятия опоры требуется водомет, который не является частью машины. Поэтому полиструйный принтер должен быть установлен рядом с водопроводом и иметь собственную специальную станцию ​​очистки. 
2. Хотя полиструйные принтеры могут иметь большие объемы печати, они не могут использовать весь объем, как это возможно при многоструйной печати методом плавления, при которой несколько частей складываются друг на друга.

Определение струйной печати и сравнение с Polyjet

Струйная печать — это технология, первоначально независимо разработанная Ичиро Эндо из Canon и Джоном Вотом из HP для печати чернилами на бумаге. Затем в 1998 году технология была адаптирована для 3D-печати компанией Object Geometries, Ltd., позже приобретенной Stratasys. Существует два основных типа струйных принтеров:струйная печать материала и струйная печать связующего материала. При струйной печати материалов из различных сопел наносится несколько капель фотополимеров для печати многоцветных деталей из разных материалов. Примером этого является полиструйная печать. С другой стороны, струйная обработка связующего наносит связующее на пластиковый порошок, чтобы скрепить частицы пластика вместе. В качестве альтернативы на порошок наносится плавящий агент, который помогает расплавить его, когда для плавления пластика используется источник тепла, как в случае с 3D-принтером HP Multi Jet Fusion. Технология струйной печати также используется для производства мяса путем нанесения культивированных клеток один слой за раз для печати куска мяса.

Каковы преимущества струйной печати по сравнению с другими технологиями 3D-печати?

Ниже перечислены некоторые преимущества струйного метода по сравнению с другими технологиями 3D-печати:

1. В струйных принтерах можно использовать различные материалы, например чернила для печати на пищевых продуктах, культивированном мясе, связующие или плавящие вещества. Другие технологии печати ограничены одним или максимум двумя различными материалами одновременно. 
2. Струйные принтеры могут печатать детали намного быстрее, чем большинство других технологий. Процесс струйной печати был адаптирован для многих других технологий печати, таких как MJF, например, и каждая из этих адаптаций имеет преимущество в скорости.

Каковы недостатки струйной печати по сравнению с другими технологиями 3D-печати?

Ниже перечислены некоторые недостатки струйной печати по сравнению с другими технологиями 3D-печати:

1. Polyjet может использовать только фотополимеры. Несмотря на то, что разработка материалов продолжается, фотополимеры не так эффективны, как другие стандартные термопласты, используемые в принтерах PBF (Powder Bed Fusion) и FDM (Fused Deposition Modeling) с точки зрения механической прочности, усталостной прочности и общей химической стойкости. 
2. Стоимость современных фотополимеров намного выше, чем стоимость стандартной пластиковой нити для FDM или порошка для принтеров PBF. 

Таблица сравнения струйной и других технологий 3D-печати

В таблице 1 ниже сравниваются технологии Polyjet (струйная печать) и SLS (селективное лазерное спекание — технология плавления в порошковом слое):

Таблица 1. Сравнение Polyjet и SLS

Атрибут Полиджет SLS

Атрибут

Разрешение печати

Полиджет

55 микрон

СЛС

100 микрон

Атрибут

Можно печатать большие детали

Полиджет

Да

СЛС

Да

Атрибут

Возможна печать в нескольких цветах одновременно

Полиджет

Да

СЛС

Нет

Атрибут

Возможна печать на нескольких материалах одновременно

Полиджет

Да

СЛС

Нет

Атрибут

Можно печатать эластомерными материалами

Полиджет

Да

СЛС

Да

Атрибут

Минимальный размер объекта

Полиджет

0,2 мм

СЛС

0,75 мм

Атрибут

Детали нуждаются в опорных конструкциях

Полиджет

Да

СЛС

Нет

Атрибут

Самый большой объем печати

Полиджет

1 х 0,8 х 0,5 м

СЛС

0,55 х 0,55 х 0,75 мм

Polyjet производит детали с хорошей отделкой поверхности, различных цветов и типов материалов, тогда как SLS, как правило, имеет грубую матовую поверхность с ограниченным количеством цветов.

Струйная и лазерная технологии:сравнение технологий

Технология струйной 3D-печати основана на технологии печати на бумаге. Он работает путем нанесения нескольких точек пластика на сборочную платформу. Затем используется ультрафиолетовый свет для отверждения пластика перед нанесением следующего слоя. В некоторых случаях валику необходимо разгладить слой перед печатью следующего. С другой стороны, лазерные технологии, такие как SLS (селективное лазерное спекание), используют лазер в качестве источника тепла для плавления пластиковых частиц. В качестве альтернативы в принтерах SLA (стереолитографии) используется УФ-лазер для печати фотополимерами.

Струйная и лазерная технологии:сравнение материалов

В струйных принтерах используются либо только фотополимеры, как в случае с Polyjet, либо пищевые продукты, связующие вещества или даже культивируемые клетки. Эти фотополимеры могут быть жесткими, прозрачными, эластомерными или специально разработанными, имитирующими свойства некоторых термопластов, таких как АБС. В других струйных принтерах используется комбинация фотополимерного связующего с термопластической порошковой основой, обычно нейлоном. Многоструйная печать является примером этого.

Лазерные принтеры обычно печатают термопластическими порошками. Эти принтеры соединяют их, проводя лазером по тонкому слою пластикового порошка, чтобы сплавить частицы по форме слоя детали. 

Струйная и лазерная технологии:сравнение областей применения

Струйные принтеры, в том числе Polyjet, в основном используются для создания функциональных прототипов из нескольких материалов и многоцветных цветов. Детали для струйной печати также используются для более практичных применений, таких как стоматологические формы, линзы, пломбы и хирургические приспособления, но они не подходят для износостойких промышленных применений, таких как, например, шестерни.

Лазерные технологии порошкового синтеза позволяют печатать на более функциональных материалах, таких как нейлон и даже металл. Это позволяет производить детали для конечного использования, а не просто прототипы. Эта технология не позволяет печатать несколькими цветами и материалами. 

Струйная и лазерная технологии:сравнение объема печати

И струйная, и лазерная технологии позволяют печатать большие объемы продукции и предназначены для серийного производства. Самый большой струйный принтер Polyjet имеет рабочий объем 1 х 0,8 х 0,5 м. Машины для селективного лазерного спекания имеют несколько меньший объем сборки — 0,55 х 0,55 х 0,75 м.

Струйная и лазерная технологии:сравнение качества поверхности

Струйные технологии позволяют производить детали с очень гладкой поверхностью. Вот почему они так хорошо подходят для создания одноразовых функциональных прототипов. Технологии лазерной печати позволяют получить детали с матовой поверхностью. Поверхность детали, напечатанной лазером, также трудно поддается последующей обработке, если требуется окраска, и ее можно окрасить только путем окрашивания.

Струйная и лазерная технологии:сравнение затрат

В струйных 3D-принтерах используются специализированные фотополимеры, стоимость которых может достигать 500 долларов за кг. В лазерных технологиях, таких как SLS, используются термопластичные порошки, производство которых намного дешевле и стоит в среднем всего 50 долларов за кг. 

Какие технологии 3D-печати используют струйную печать?

Во многих различных методах 3D-печати используются струйные технологии. Наиболее распространенные перечислены ниже:

1. Полиджет: Распределяет фотополимер на сборочную платформу с помощью нескольких независимых сопел, после чего фотополимер отверждается ультрафиолетовым светом для получения многоцветной детали из нескольких материалов.
2. Многоструйный синтез: Несколько сопел распределяют термопластичный порошок и средство для детализации на термопластичный порошок, чтобы облегчить плавление при прохождении инфракрасного нагревателя по слою пластика. Детейлер обеспечивает сохранение острых краев детали. 
3. Связующее струйное: Распределяет связующее вещество по слою порошка, фактически склеивая частицы вместе, а не плавя их.

Каковы сходства между Polyjet и Inkjet?

Струйная печать — это фундаментальная технология, используемая в полиструйных принтерах. Полиджетная печать — это просто разновидность струйной технологии. 

Какие еще процессы 3D-печати можно сравнить с Polyjet?

Ниже приведен процесс, аналогичный технологии Polyjet:

• Polyjet против стереолитографии (SLA): SLA — это тип технологии 3D-печати, в которой используется УФ-свет для отверждения одного слоя фотополимера за раз. Для нанесения материала не используются форсунки, а вместо этого помещается сборочная платформа в чан с фотополимером и проецируется поперечное сечение детали на сборочную платформу для отверждения всего пластика. Дополнительную информацию см. в нашем руководстве по Polyjet и SLA.

Какие еще процессы 3D-печати можно сравнить со струйной?

Ниже приведен процесс, аналогичный струйной печати:

• Струйная печать или многоструйная сварка (MJF): MJF использует струйные форсунки для нанесения термоплавкого агента на слой пластикового порошка в форме желаемого поперечного сечения текущего слоя. По всем краям слоя наносится средство для детализации, чтобы предотвратить вытекание ванны расплава за пределы границы детали.

Сводка

В этой статье обсуждались различия между технологией струйной печати и процессом полиструйной 3D-печати. Чтобы узнать больше о струйной технологии и полиструйной 3D-печати, свяжитесь с представителем Xometry.

Xometry предоставляет широкий спектр производственных возможностей, включая 3D-печать и другие дополнительные услуги для всех ваших потребностей в прототипировании и производстве. Посетите наш веб-сайт, чтобы узнать больше или запросить бесплатное ценовое предложение без каких-либо обязательств.

Отказ от ответственности

Содержимое этой веб-страницы предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности, полноты или достоверности информации. Любые параметры производительности, геометрические допуски, конкретные конструктивные особенности, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет доставлено сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, желающие получить расценки на детали, несут ответственность за определение конкретных требований к этим деталям. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашими положениями и условиями.

Дин МакКлементс

Дин МакКлементс — дипломированный инженер с отличием в области машиностроения с более чем двадцатилетним опытом работы в обрабатывающей промышленности. Его профессиональный путь включает в себя важные должности в ведущих компаниях, таких как Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace и Hyster-Yale, где он развил глубокое понимание инженерных процессов и инноваций.

Прочтите другие статьи Дина МакКлементса



Мастер-калибровка 3D-принтера:пошаговое руководство для точной печати 10 проверенных приложений для 3D-печати, которые способствуют инновациям