FDM против MJF:наглядное сравнение 3D-печати — методы, преимущества и ограничения

FDM, что означает «Моделирование наплавлением», и MJF, сокращение от Multi-Jet Fusion, представляют собой оба типа 3D-печати, но они имеют некоторые различия. В этой статье мы узнаем о них немного больше, сравним их плюсы и минусы и ответим на некоторые часто задаваемые вопросы.

Определение FDM и сравнение с MJF

Первоначально разработанное и коммерчески доступное в 1988 году Скоттом Крампом, моделирование методом наплавления является сегодня одним из самых популярных методов 3D-печати. Он работает путем прокачивания тонкой термопластической нити через нагретое сопло и нанесения ее слой за слоем для изготовления детали. Это относительно дешево по сравнению с печатью MJF, которая более популярна в промышленных условиях, и ее обычно легче достать. 

Прелесть принтеров FDM в том, что они совместимы с нитями разных компаний, но принтеры MJF ограничены материалами HP. У FDM также есть несколько недостатков, особенно по сравнению с MJF, о которых мы поговорим позже. Во-первых, здесь производятся детали с некачественной отделкой поверхности. Еще одним недостатком является то, что детали, напечатанные FDM, имеют тенденцию быть анизотропными, то есть они не так прочны в направлении Z из-за плохого межслоевого соединения. У нас есть статья о 3D-печати FDM, которую мы рекомендуем вам прочитать для получения дополнительной информации. Это изображение детали, изготовленной с помощью FDM-печати:

Каковы преимущества FDM по сравнению с MJF?

Ниже перечислены некоторые ключевые преимущества FDM по сравнению с MJF:

• Принтеры FDM значительно дешевле принтеров MJF.
• Принтеры FDM могут использовать материалы от разных поставщиков. С другой стороны, материалы MJF можно приобрести только у HP (Hewlett Packard).

Каковы недостатки FDM по сравнению с MJF?

Ниже перечислены некоторые ключевые недостатки FDM по сравнению с MJF:

• Принтеры FDM производят детали с плохой отделкой поверхности.
• Детали, напечатанные методом FDM, обладают анизотропными свойствами материала в направлении z. Это происходит из-за плохого межслоевого соединения.

Определение MJF и сравнение с FDM

Многоструйная сварка — это еще один тип 3D-печати, созданный компанией HP в 2016 году. Он сильно отличается от FDM тем, что требует нескольких этапов, прежде чем деталь будет завершена, первый из которых — добавление тонкого слоя порошка на печатный стол и нагрев его до температуры чуть ниже температуры спекания. Следующий этап – добавление в порошок плавителя по форме поперечного сечения детали. Затем к внешним краям добавляется средство для детализации, чтобы сделать их более острыми и четкими. 

Когда это будет сделано, над пластиком подается источник тепла, который спекает частицы вместе, где бы ни находился термоплавкий агент. Совершенно очевидно, что MJF более продвинут, чем такие методы, как FDM, и именно поэтому он часто используется в больших объемах производства. MJF имеет некоторые дополнительные преимущества по сравнению с FDM, в том числе то, что его детали получаются очень точными и быстрыми, отчасти потому, что вы можете печатать более одной детали за раз. Кроме того, в отличие от FDM, детали MJF изотропны, что делает их однородными с точки зрения механических свойств независимо от направления. 

Однако с другой стороны, принтеры MJF являются одними из самых дорогих типов 3D-принтеров, доступных сегодня, — намного дороже, чем самые совершенные принтеры FDM. Они также имеют очень ограниченное количество цветовых вариантов и могут быть окрашены только в черный цвет, тогда как принтеры FDM могут печатать множеством разных цветов. Вы можете прочитать нашу статью о MJF, чтобы узнать больше об этом. На следующем изображении показана деталь, напечатанная на принтере MJF:

FDM и MJF:сравнение технологий

Технологии FDM и MJF сильно отличаются. Первая машина FDM была разработана в 1980-х годах, и фундаментальная технология не изменилась. Принтеры MJF были разработаны в 2016 году и используют некоторые передовые технологии. Принтеры FDM просто выдавливают расплавленный термопластик на рабочую пластину. В то время как MJF использует многоэтапный процесс, который начинается с нанесения тонкого слоя пластикового порошка. Затем наносится деталирующий и закрепляющий агент. Наконец, источник тепла сплавляет материал вместе. 

FDM и MJF:сравнение материалов

Принтеры FDM могут использовать широкий спектр жестких и гибких многоцветных термопластов. С другой стороны, принтер MJF может использовать только несколько материалов, таких как нейлон, полипропилен и ТПУ (термопластичный полиуретан). Следует отметить, что MJF может производить более прочные детали, чем принтеры FDM.  

FDM и MJF:сравнение приложений

Детали, напечатанные FDM, можно успешно использовать для широкого спектра применений. Примеры включают:функциональные и визуальные прототипы, а также ограниченное производство механических компонентов. Детали MJF прочнее и жестче, чем аналоги FDM. Эти изделия можно использовать для изготовления функциональных деталей небольшого объема в качестве альтернативы литью под давлением, которое зачастую слишком дорого, чтобы оправдать низкие объемы производства. 

FDM и MJF:сравнение объема печати

Принтеры FDM могут иметь гораздо большие объемы печати, чем принтеры MJF. Однако следует отметить, что принтеры MJF более эффективно используют доступный объем печати. Этого можно добиться, эффективно укладывая детали по всему объему. 

FDM и MJF:сравнение качества поверхности

Детали FDM имеют плохую поверхность и требуют последующей обработки для ее улучшения. Детали MJF имеют слегка шероховатую матовую поверхность, напоминающую деталь, отлитую в песчаную форму. Детали MJF можно покрасить черной краской для получения однородной поверхности, поскольку детали выходят из принтера с неравномерным серым цветом. 

FDM и MJF:сравнение затрат

Принтеры MJF представляют собой промышленное производственное решение и поэтому на несколько порядков дороже, чем даже самый мощный принтер FDM. Принтер FDM высшего класса может стоить примерно 6950 долларов США, тогда как принтеры MJF начинаются с 270 000 долларов США.

Каковы взаимные альтернативы FDM и MJF?

Несмотря на преимущества FDM и MJF, существуют альтернативные технологии, позволяющие достичь аналогичных результатов:

• Полиджет: Печать Polyjet осуществляется путем распыления капель фотополимера на рабочую пластину. Затем ультрафиолетовый свет проходит через эти капли, чтобы затвердеть слой. Затем следующий слой наносится поверх предыдущего до тех пор, пока деталь не будет завершена. Принтеры Polyjet имеют чрезвычайно высокое разрешение. Они могут печатать детали из разных материалов с разными свойствами и цветами в одной и той же детали. В принтерах MJF вместо порошкообразных исходных материалов используются жидкие фотополимеры. Головка струйного типа наносит эти капли фотополимера аналогично тому, как принтер MJF наносит термозакрепляющие и детализирующие вещества.  

Каковы сходства между FDM и MJF?

Ниже перечислены некоторые сходства между FDM и MJF.

• И MJF, и FDM могут производить только пластиковые детали. Однако специализированные нити FDM содержат металлический порошок в полимерной матрице, которую необходимо подвергнуть последующей обработке в печи, чтобы получить по-настоящему металлическую деталь.
• И MJF, и FDM используют тепло для соединения пластика для изготовления готовых деталей.

Каковы другие сравнения FDM помимо MJF?

Ниже перечислены сравнения FDM и MJF.

• FDM против SLS: Селективное лазерное спекание также позволяет производить детали из термопластов с использованием тепла. SLS печатает почти исключительно из полиамидов, тогда как FDM предлагает гораздо более широкий выбор материалов. SLS также плавит пластик с помощью лазера вместо нагретого сопла. Принтеры SLS могут производить детали гораздо более высокого качества по сравнению с принтерами FDM. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с нашим полным руководством по сравнению SLS и FDM.

Каковы другие сравнения MJF помимо FDM?

Ниже перечислены сравнения MJF и FDM.

• MJF против SLA: Стереолитография — это процесс печати, в котором также используется источник ультрафиолетового света для полимеризации фотополимера. SLA позволяет производить детали с поверхностями более высокого качества по сравнению с деталями, изготовленными с использованием MJF.

Часто задаваемые вопросы о FDM и MJF

В чем разница в используемых материалах?

Принтеры FDM могут работать с целым спектром материалов, включая как жесткие, так и гибкие термопласты разных цветов. С другой стороны, принтеры MJF ограничены использованием таких материалов, как нейлон, полипропилен и термопластичный полиуретан, но они могут создавать более прочные отпечатки, чем принтеры FDM.

Какая разница в использовании продуктов?

Детали, изготовленные с помощью принтера FDM, могут быть довольно универсальными, поэтому их можно использовать для таких вещей, как функциональные и визуальные прототипы, а также механические компоненты при ограниченном производстве. Детали MJF обычно прочнее и жестче, поэтому они отлично подходят для функциональных деталей небольшого объема в качестве альтернативы литью под давлением, которое намного дороже при небольших объемах производства.

Насколько дороже MJF?

Что ж, вы можете купить первоклассный FDM-принтер примерно за 7000 долларов, но принтеры MJF обычно начинаются с 270 000 долларов. Ответ до боли очевиден. Однако, если вам нужно напечатать детали FDM или MJF, вы можете использовать нашу систему онлайн-предложения прямо сегодня и получить их непосредственно из Xometry!

Кэт де Наум

Кэт де Наум — писатель, автор, редактор и специалист по контенту из Великобритании с более чем 20-летним писательским опытом. Кэт имеет опыт написания статей для различных производственных и технических организаций и любит мир техники. Помимо писательской деятельности, Кэт почти 10 лет работала помощником юриста, семь из которых занималась финансированием судов. Она писала для многих изданий, как печатных, так и онлайн. Кэт имеет степень бакалавра английской литературы и философии, а также степень магистра писательского мастерства в Кингстонском университете.

Прочтите другие статьи Кэт де Наум