3D-печать PolyJet и MultiJet:ключевые различия и практическое сравнение

3D-печать PolyJet и MultiJet (MJP) представляют собой методы аддитивного производства, при которых детали создаются путем нанесения и отверждения фотополимеров, реагирующих на ультрафиолетовый (УФ) свет. Их можно использовать как для проверки концепции и функциональных прототипов, так и для изготовления сложных деталей, некоторые из которых часто встречаются в стоматологическом и медицинском секторах, особенно для таких вещей, как формы для коронок и брекетов. Несмотря на эти общие черты, эти два процесса имеют некоторые ключевые различия, которые делают один из них пригодным для печати композитными материалами, а другой — более подходящим для малого и среднего производства. Читайте дальше, чтобы узнать, какие именно. 

Определение PolyJet и сравнение с Multijet

Технология печати PolyJet, впервые разработанная в 2000 году компанией Objet Geometries и приобретенная компанией Stratasys, которая теперь владеет правами на ее товарный знак, работает аналогично струйному принтеру. «PolyJet — это процесс, при котором материал слой за слоем наносится на печатную форму», — говорит Кристиан Цу-Раун, руководитель группы руководства по цитированию Xometry. «Он относительно медленный, но очень точный и хорош для небольших нефункциональных прототипов». При этом крошечные капли фотополимеров высвобождаются в областях, которые были заранее запрограммированы для создания 2D-слоев друг над другом. Затем он использует ультрафиолетовый свет, чтобы затвердеть эти капли и задать форму каждого слоя. PolyJet известен тем, что сохраняет высокий уровень детализации и может печатать слоями толщиной до 16 микрон; однако Xometry обычно печатает с высотой слоя 25 микрон.

Фотополимер станет стабильным по размерам только после отверждения. Вот почему опорные материалы укладываются одновременно с основной полимерной частью, что повышает точность размеров и обеспечивает своего рода каркас, в котором фотополимер будет удерживаться до тех пор, пока он не затвердеет. Эти опорные материалы напоминают слегка жесткое гелеобразное вещество, покрывающее деталь к концу процесса. Когда деталь готова, ее промывают струей воды, замачивают в химическом растворе для удаления опор и оставляют сушиться. Ниже приведено изображение радужного логотипа Xometry, выполненное с помощью печати PolyJet:

Каковы преимущества PolyJet по сравнению с Multijet?

Ниже перечислены преимущества PolyJet по сравнению с Multijet:

• Детали, состоящие из нескольких разных материалов, можно напечатать за одно задание с помощью PolyJet.
• Детали, напечатанные PolyJet, могут сохранять свойства материала после постобработки.

Каковы недостатки PolyJet по сравнению с Multijet?

Ниже перечислены недостатки PolyJet по сравнению с Multijet:

1. PolyJet снизил качество поверхности в тех местах, где используется опорный материал.
2. Детали, напечатанные PolyJet, имеют неточную печать на острых краях, в результате чего эти края становятся закругленными.

Определение Multijet и сравнение с PolyJet

Создание MultiJet приписывают компании 3D Systems, и это еще один тип 3D-печати, который работает как струйный принтер. Как и первый метод, который мы обсуждали, MJP использует печатающую головку, которая создает детали слой за слоем с использованием либо фотополимера, отверждаемого УФ-излучением, либо отливки капель воска. Он также может создавать слои толщиной всего 16 микрон, но по сравнению с PolyJet он имеет ограниченные возможности смешивания нескольких материалов, если таковые вообще имеются, в зависимости от машины. Опорные конструкции для этой техники изготавливаются из парафина, поэтому, когда деталь готова, ее помещают в духовку или в теплую ванну с минеральным маслом, чтобы расплавить воск. Последующая обработка деталей MJP, как правило, проще, чем печать PolyJet, но при плавлении воска необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить влияние тепла на свойства основного строительного материала.

Потенциальные недостатки использования MJP включают тот факт, что вы не можете производить сложные полноцветные компоненты или одновременно смешивать ряд материалов, таких как резиноподобные, жесткие и прозрачные материалы, для имитации различных свойств материала, как это можно сделать с помощью печати PolyJet. Кроме того, детали MJP подвергаются риску изменения свойств материала во время постобработки, если не соблюдать надлежащие процедуры и не соблюдать меры предосторожности.

И PolyJet, и Multijet способны печатать сложные и детализированные детали, которые невозможно изготовить традиционными методами. Хотя эти два процесса очень похожи, два из трех основных отличий — это материалы, используемые для печати, и простота последующей обработки. PolyJet может печатать составные детали за одно задание, но требует больше методов постобработки, чем детали, напечатанные Multijet.

PolyJet и Multijet:сравнение технологий

В системах PolyJet и Multijet используются схожие технологии и процессы. Оба используют фотополимеры, чувствительные к УФ-излучению, и систему УФ-отверждения. Хотя эти два метода не имеют существенных различий, они различаются количеством печатающих головок, присутствующих в системе. PolyJet может иметь две и более головок, а Multijet — максимум две.

PolyJet и Multijet:сравнение материалов

В системах PolyJet несколько материалов можно объединить в один сырьевой материал, обладающий характеристиками всех составляющих его материалов. Эти композиционные материалы называются «цифровыми материалами». Они позволяют печатать одну деталь с разными свойствами материала за одну сборку.

Материалы, используемые в системах Multijet, представляют собой фотополимеры. Детали, напечатанные методом мультиструйной печати, обязательно имеют один цвет и состоят из одного материала. Если необходимы композитные материалы, будь то по эстетическим или функциональным причинам, PolyJet может быть лучшим вариантом.

PolyJet и Multijet:сравнение областей применения

PolyJet и Multijet производят исключительно детализированные и функциональные прототипы и детали. Такой уровень детализации делает PolyJet и Multijet идеальными на каждом этапе процесса проектирования. Детали, напечатанные на PolyJet и Multijet, обычно встречаются в стоматологической и медицинской промышленности, где они используются для создания зубных форм для коронок и брекетов.

PolyJet и Multijet:сравнение объема печати

Объемы печати PolyJet и Multijet не сильно отличаются. В зависимости от используемой системы PolyJet может иметь объемы до 260 x 200 x 200 мм, а системы Multijet могут иметь объемы до 294 x 211 x 144 мм. Если необходимы более крупные детали, их можно распечатать по частям, а затем собрать.

PolyJet и Multijet:сравнение качества поверхности

Поверхностная обработка деталей, напечатанных PolyJet, и деталей, напечатанных Multijet, существенно не отличаются. Благодаря точному разрешению и толщине слоев PolyJet и Multijet поверхности готовых деталей получаются гладкими. Иногда шероховатые поверхности могут присутствовать в более сложных геометрических областях, но их можно легко сгладить с помощью соответствующей постобработки.

PolyJet и Multijet:сравнение затрат

Системы PolyJet и Multijet могут быть дорогими по сравнению с другими формами 3D-печати. Цена на принтеры PolyJet начинается от 6000 долларов, а за более продвинутые системы — до 75 000 долларов. Принтеры Multijet стоят аналогично и составляют в среднем около 43 000 долларов США.

Каковы взаимные альтернативы PolyJet и Multijet?

Альтернативой PolyJet и Multijet является 

• DLP: Цифровая обработка света (DLP) также использует отвержденные жидкие фотополимеры для изготовления деталей. Отверждение осуществляется проектором в DLP. Основное различие между DLP и PolyJet/Multijet заключается в том, что детали печатаются в перевернутом виде, а жидкий фотополимер наносится из резервуара под рабочей платформой. Несмотря на эти различия, DLP конкурирует с PolyJet и Multijet с точки зрения разрешения, точности и экономической эффективности.

В чем сходство между PolyJet и Multijet?

Сходства между PolyJet и Multijet включают:

1. В обоих случаях для изготовления деталей используются жидкие фотополимеры, отверждаемые УФ-лампами.
2. И то, и другое можно использовать для проверки концепции и функциональных прототипов.
3. Оба устройства позволяют печатать изделия сложной геометрии, которые в противном случае невозможно было бы изготовить традиционными методами.

Каковы другие сравнения PolyJet и Multijet?

Помимо Multijet, существует еще одна альтернатива PolyJet:

• PolyJet или SLA: SLA является сопоставимой альтернативой Polyjet, поскольку его можно использовать как для функциональных прототипов, так и для деталей. Разница между PolyJet и SLA заключается в том, что SLA имеет эквивалентное, если не лучшее, разрешение, чем PolyJet, в зависимости от системы. Он обеспечивает самое высокое разрешение среди всех форм 3D-печати и поэтому может также использоваться для форм, инструментов, узоров и производства текстурированных поверхностей.

Каковы другие сравнения Multijet, кроме PolyJet?

Помимо PolyJet, еще одна потенциальная альтернатива multijet:

• Multijet против MJF: Multi-Jet Fusion (MJF) можно сравнить с Multijet, поскольку он превосходно подходит для изготовления изделий сложной геометрии с исключительной чистотой поверхности. Разница между Multijet и MJF заключается в том, что MJF работает, используя полимерный порошок и механизм плавления (красочные вещества и инфракрасные частоты) для отверждения деталей. 

Часто задаваемые вопросы о PolyJet и MultiJet

Сколько стоят эти машины?

Поскольку это машины высокого класса, предназначенные для промышленных условий, они стоят недешево. Принтеры PolyJet могут стоить от 150 000 до 500 000 долларов, а машины MJP очень похожи, обычно от 150 000 до 400 000 долларов. Вот почему такие услуги, как те, что предлагает Xometry, полезны, поскольку вы можете воспользоваться преимуществами этих высокопроизводительных систем без первоначальных инвестиций в их настройку и эксплуатацию.

Есть ли альтернативы PolyJet и MJP?

Carbon DLS™ (Digital Light Synthesis™) — это аналогичный метод 3D-печати, который также позволяет производить точные детали с высоким разрешением. Подобно PolyJet и MJP, DLS отверждает жидкие фотополимеры для создания новых деталей, но делает это с помощью проецируемого света и непрерывного интерфейса с жидкостью для производства. Кроме того, DLS непрерывно печатает бесшовные детали в перевернутом виде.

В чем разница между PolyJet и SLA?

SLA (стереолитография) 3D-печать использует лазер для отверждения жидкой смолы в твердые детали. Он хорош для создания функциональных прототипов и деталей и, в зависимости от конкретной машины и настроек, может иметь даже лучшее разрешение, чем PolyJet. Отпечатки SLA отличаются высоким качеством и часто используются в формах и инструментах, например в шаблонах для литья.

В чем разница между MJP и MJF?

Оба метода кажутся похожими даже по названию:MJF — это аббревиатура от многоструйного синтеза. «MJF — это процесс, при котором термоплавкий агент наносится на последовательные слои порошкообразного материала», — говорит нам Цу-Раун. «Он относительно быстр и производит детали из промышленного термопласта, но менее точен, чем PolyJet». Этот метод также очень хорош для изготовления сложных форм и долговечных деталей конечного использования. Одним из основных отличий является то, что MJF использует полимерный порошок и систему плавления для производства деталей, что позволяет работать с популярными конструкционными материалами, такими как нейлон, ТПУ и полипропилен.

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



Преобразование DXF в STL:пошаговое руководство по точной 3D-печати SLA против DLP:ключевые различия и как выбрать правильную технологию 3D-печати