Fusione a getto multiplo vs. sinterizzazione laser selettiva

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi della fusione multigetto (MJF) e della sinterizzazione laser selettiva (SLS)? Non siete gli unici a chiederselo: le ragioni per cui si preferisce l'una all'altra non sono sempre ovvie.

Entrambe le tecnologie di produzione additiva creano componenti altamente complessi e affidabili dai polimeri. Sono metodi convenienti e affidabili per realizzare qualsiasi cosa, dai prototipi funzionali alle parti per uso finale. Tuttavia, le differenze critiche nelle capacità di ciascuna tecnologia possono avere un impatto significativo sul vostro progetto di stampa 3D.

Questa guida vi mostrerà quali sono le tecnologie più adatte al vostro progetto.

Come funzionano le tecnologie MJF e SLS

SLS e MJF sono tecnologie di fusione a letto di polvere che costruiscono i pezzi strato per strato. Come fase fondamentale di entrambe le tecnologie, un sottile strato di polvere viene steso sulla piattaforma di costruzione. Come suggerisce il nome, SLS utilizza un laser per riscaldare la polvere e fondere gli strati. MJF è una tecnologia più recente sviluppata da HP. Utilizza lampade riscaldanti, agenti di fusione e agenti chimici per fondere e dettagliare gli strati.

Tra queste tecnologie ci sono differenze nelle dimensioni, nelle polveri, nelle finiture e, soprattutto, nei casi d'uso migliori.

Il processo di stampa SLS

Il processo di stampa MJF

Polveri MJF e SLS 

Una delle principali differenze tra SLS e MJF è la gamma di materiali in polvere disponibili.

Tecnologia di fusione a letto di polvereLa sinterizzazione laser selettiva (SLS) e la fusione a getto multiplo (MJF) svolgono un ruolo importante nella produzione di pezzi in modo rapido ed efficiente. Entrambi possono produrre pezzi con lo standard polimeri termoplastici, PA 11 e PA 12. Questi polimeri sono popolari per una buona ragione: Sono forti, malleabili e biocompatibili, e sono anche relativamente convenienti.

Tuttavia, SLS offre altre polveri che non sono disponibili in MJF. Alcune di queste includono:

PA 12 Riempito di alluminio: Il riempimento in alluminio conferisce al componente un aspetto metallico. Inoltre, garantisce un'eccellente stabilità dimensionale alle alte temperature, pur mantenendo la leggerezza di un polimero. È quindi ideale per i componenti che operano a temperature elevate o sottoposti a forti sollecitazioni.

PA 12 Ritardante di fiamma: È adatto per i componenti che necessitano di ritardare la fiamma per motivi di sicurezza o di regolamentazione (come nel settore aerospaziale e ferroviario).

PEEK: Il polietereterchetone è un polimero ad alte prestazioni in grado di resistere alle alte temperature e agli ambienti difficili.

Qualità e prestazioni dei componenti

Le tecnologie SLS e MJF sono note per la produzione di pezzi di alta qualità con eccellenti proprietà meccaniche.

I pezzi SLS sono rinomati per le loro robuste proprietà meccaniche, anche se tendono a presentare un comportamento anisotropo, il che significa che la loro resistenza può variare a seconda della direzione del carico applicato.

Al contrario, i pezzi MJF sono caratterizzati da proprietà meccaniche costanti grazie alla loro natura più isotropa, che garantisce resistenza e durata uniformi in tutte le direzioni. La finitura superficiale dei pezzi SLS e MJF è tipicamente ruvida e opaca. Tuttavia, può essere migliorata in modo significativo attraverso tecniche di post-lavorazione come la granigliatura e la burattatura.

Finitura

Come appaiono i pezzi una volta terminata la stampa? I pezzi SLS vengono stampati in bianco, per facilitarne la colorazione, o talvolta in grigio. MJF stampa in grigio scuro.

Un pezzo bianco stampato con SLS contro il grigio scuro di un pezzo creato con MJF.

A causa della limitatezza dei colori e della finitura granulosa dei componenti stampati, i seguenti elementi opzioni di post-elaborazione sono popolari sia per SLS che per MJF.

Esplosione mediatica: Un mezzo abrasivo (sabbia o perle di vetro) viene applicato ad alta pressione. Questo processo rimuove la polvere residua. Inoltre, aiuta a ottenere il risultato desiderato. rugosità della superficie e lucidare la superficie.

Pittura: Un sistema di verniciatura a spruzzo professionale può aggiungere altri colori. Sono disponibili vari colori, ma le opere d'arte possono essere intricate con geometrie complesse.

Tintura: Il colore viene modificato immergendo il pezzo in acqua mista a colorante. Questo processo è ideale per i pezzi con geometrie complesse, poiché il colorante può raggiungere facilmente l'intera superficie.

Lisciatura: Una reazione chimica produce una superficie molto liscia.

Tumbling: I pezzi vengono collocati in un contenitore rotante. Quindi vengono sbavati, macinati finemente e lucidati.

Per ulteriori informazioni sulle opzioni di post-elaborazione di SLS, consultare questa guida.

Considerazioni su costi e tempi di realizzazione

Il costo della produzione di pezzi SLS e MJF è influenzato da diversi fattori, tra cui il materiale utilizzato, la complessità del pezzo e il volume di produzione. In generale, la SLS è più conveniente per i piccoli volumi di produzione, mentre la MJF diventa più economica su scala maggiore. I tempi di realizzazione di entrambe le tecnologie sono relativamente rapidi, anche se la SLS richiede in genere tempi più lunghi a causa del processo di scansione laser.

La MJF, con il suo tempo di raffreddamento più rapido e il tasso di riutilizzo della polvere più elevato, offre un'opzione più efficiente per la produzione di alti volumi, rendendola una scelta preferenziale per la produzione su larga scala.

Considerazioni sulla progettazione e limitazioni

Quando si progettano pezzi per SLS e MJF, è essenziale considerare i limiti specifici di ciascuna tecnologia. Entrambe richiedono uno spessore minimo delle pareti e una dimensione minima degli elementi per garantire il successo della stampa.

I pezzi SLS possono essere soggetti a deformazioni, soprattutto quando si stampano ampie aree piane, con conseguenze sulla precisione del pezzo finale. I pezzi MJF, invece, possono subire un restringimento dovuto all'espansione termica del materiale.

I progettisti devono anche tenere conto delle strutture di supporto necessarie per ciascuna tecnologia e delle tecniche di post-elaborazione necessarie per ottenere la finitura superficiale desiderata.

Quando utilizzare MJF vs. SLS

MJF e SLS sono tecnologie di produzione additiva utili che possono aiutarvi a creare qualsiasi cosa, dai prototipi funzionali ai pezzi per uso finale.

A seconda del caso d'uso o delle esigenze, ha senso scegliere una tecnologia piuttosto che l'altra nei seguenti casi. Rispetto a produzione tradizionale metodi come lo stampaggio a iniezione, l'MJF e l'SLS offrono vantaggi unici nella gestione di geometrie e proprietà meccaniche complesse.

Parti più economiche: MJF

Per i lotti più grandi, la MJF ha solitamente un vantaggio in termini di prezzo. Il processo di stampa è veloce e le polveri inutilizzate sono facilmente riciclabili, quindi i costi sono in genere inferiori a quelli della SLS. Tuttavia, i sistemi SLS sono aperti a una più ampia varietà di polveri, con conseguenti potenziali risparmi sui costi a seconda della polvere utilizzata.

Parti voluminose: SLS

La sinterizzazione laser selettiva può produrre pezzi più spessi rispetto alla MJF. Se questo aspetto è essenziale per la forma e la funzionalità del pezzo, la SLS è in vantaggio. La sinterizzazione laser diretta dei metalli (DMLS) è un'altra tecnologia di produzione additiva che offre vantaggi simili per le parti metalliche.

Dettaglio superiore: MJF

Multi Jet Fusion è in grado di produrre pezzi con livelli di dettaglio più elevati e una risoluzione più alta (1200 dpi). Tuttavia, la SLS offre una precisione dimensionale leggermente superiore. Utilizzando PA 12, SLS offre una precisione dimensionale di .03% per i pezzi superiori a 100 mm. MJF offre invece .05%.

Parti più significative: SLS

Le stampanti SLS possono costruire pezzi di dimensioni superiori a 400 cm. Con SLS, l'altezza massima può raggiungere i 605 mm rispetto ai 380 di MJF.

Per gli avanzati Materiali: SLS

Se il vostro pezzo richiede polveri diverse dai polimeri standard, la SLS offre una selezione più ampia, comprese le polveri ritardanti di fiamma con prestazioni più elevate.

Per i colori: SLS

SLS stampa in bianco rispetto al grigio scuro. Questa tabula rasa rende SLS ideale per il processo di tintura in post-produzione, con più opzioni di colore.