Guide d'impression 3D avec HP Multi Jet Fusion

Solution d'impression 3D Multi Jet Fusion de HP [Source :http://www8.hp.com]

La technologie innovante Multi Jet Fusion de HP a fait des vagues dans la fabrication secteur depuis son introduction sur le marché en 2016. Et bien que la technologie soit encore relativement nouvelle, elle a a eu un effet d'entraînement dans toutes les industries, représentant de nouvelles possibilités pour la production de pièces fonctionnelles et de prototypes de qualité industrielle à l'échelle commerciale.

Au fur et à mesure que le nombre d'entreprises utilisant les machines Multi Jet Fusion de HP augmente, nous avons élaboré un guide complet de la technologie. Dans ce guide, nous aborderons le processus d'impression du système, les matériaux, les avantages et les limites et les derniers points à considérer pour décider d'investir ou non dans le système Multi Jet Fusion.

Le processus d'impression

La technologie Multi Jet Fusion appartient à la famille de la fusion sur lit de poudre, bien que, contrairement à la technologie SLS, elle n'utilise pas de laser. Et tandis que Multi Jet Fusion utilise le matériau PA 12 comme le frittage sélectif au laser, son processus d'impression ressemble en fait le plus à celui de la technologie Binder Jetting, où un lit de matériau est sélectivement fusionné par l'ajout d'un liant.

Au cours du processus d'impression Multi Jet Fusion, une couche de poudre est fusionnée à l'aide d'un agent de fusion et, après l'impression, d'une source de chaleur. Le processus est ensuite répété, couche par couche, pour créer la pièce finale.

Guide étape par étape du processus d'impression MJF :

1. Une couche de poudre est uniformément répartie sur le lit de poudre, puis est uniformément préchauffée.
2. La tête d'impression éjecte sélectivement un agent de fusion sur la couche de poudre où les particules doivent être fondues. Un deuxième agent, l'agent détaillant, empêche le frittage et est déposé autour des contours de la pièce pour améliorer sa résolution et garantir que les arêtes vives des pièces sont imprimées.
3. Les lampes à lumière infrarouge se déplacent ensuite sur le lit de poudre, chauffant les zones avec l'agent de fusion. Cela garantit que les poudres dans ces zones sont fondues et fusionnées.
4. Une fois qu'une couche est terminée, la poudre est répartie sur la couche précédente et le processus est répété jusqu'à ce que la pièce soit terminée.
5. Une fois la pièce terminée, elle est encore encapsulée dans de la poudre libre qu'il faut éliminer. De plus, la pièce peut être microbillée et teinte en noir pour obtenir une surface esthétiquement agréable.

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Choix des matériaux

Lorsque le système Multi Jet Fusion a été introduit pour la première fois en 2016, la technologie était limitée à un seul matériau :le Polyamide 12 (PA12) , également connu sous le nom de Nylon. Le PA12 est un matériau thermoplastique solide à grain fin avec une large gamme d'applications - des pièces avec des détails complexes et des formes complexes, comme les connecteurs, les panneaux et les boîtiers, aux pièces fonctionnelles, telles que les engrenages et les joints tournants. Les pièces en nylon se caractérisent par leurs propriétés mécaniques élevées, leur résistance chimique et thermique et sont légères.

Aujourd'hui, HP a élargi son portefeuille de matériaux pour inclure une gamme plus large de thermoplastiques, tels que le polyamide 11 (PA 11) , ainsi que Perles de verre HP 3D PA 12 haute réutilisabilité et Polypropylène (PP) haute réutilisabilité 3D HP . Chacun permet la production de pièces durables et à faible coût, idéales pour le prototypage ainsi que pour les applications industrielles :

• PA 11

Le PA 11 de HP est idéal pour créer des pièces à faible coût, ductiles et fonctionnelles, et offre une résistance aux produits chimiques et aux chocs. Selon HP, le matériau est adapté à la création de prothèses, de semelles, d'articles de sport et de charnières vivantes, entre autres applications.

• Perles de verre PA 12 haute réutilisabilité

Les billes de verre PA 12 à haute réutilisabilité offrent un matériau thermoplastique rempli de billes de verre à 40 % et sont particulièrement adaptées aux pièces nécessitant une rigidité, telles que des boîtiers, des fixations et des outils, ainsi qu'une stabilité dimensionnelle et une répétabilité.

• Polypropylène

Ce troisième nouveau matériau est censé offrir une résistance chimique et une flexibilité élevées, en plus d'être léger et étanche, et sera disponible à partir de la mi-2018.

Le modèle de plate-forme ouverte de HP, qui encourage la collaboration avec les développeurs de matériaux, comprend déjà plus de 50 entreprises, dont Evonik, DSM et Lubrizol. Dans cet esprit, le lancement d'autres thermoplastiques et même de matériaux tels que les métaux pourrait être imminent.

Avantages de Multi Jet Fusion

Alors que Multi Jet Fusion progresse dans divers secteurs industriels, les principaux avantages de la technologie qui ont pris d'assaut l'industrie manufacturière ont été sa vitesse et sa haute qualité d'impression :

• Multi Jet Fusion permet l'impression de pièces en couches ultra-fines (80 microns) . Il en résulte des pièces à faible porosité, haute densité et, en particulier, haute résolution et précision dimensionnelle (qui est également aidé par l'agent détaillant). Cela rend MJF idéal pour les prototypes fonctionnels et les petits lots de pièces finales.
• Multi Jet Fusion offre des délais de livraison plus courts, en particulier par rapport à la technologie SLS. Son système d'impression comprend également une station de post-traitement qui permet d'accélérer le cycle de vie global du produit.
• Le processus d'impression MJF permet d'obtenir des pièces hautement isotropes avec une résistance incroyable.
• Comme pour le SLS, les pièces imprimées avec la technologie Multi Jet Fusion ne nécessitent aucune structure de support, ce qui permet d'imbriquer plusieurs pièces dans un seul lit d'impression — et ainsi de réduire le cycle d'impression moyen.
  

  
  Limites de Multi Jet Fusion

Malgré la gamme d'avantages offerts par la technologie Multi Jet Fusion de HP, son entrée sur le marché relativement récente signifie qu'il existe certaines limites qui doivent être prises en considération au moment de décider d'investir ou non dans la technologie.

• Pour l'instant, Multi Jet Fusion ne propose qu'une gamme limitée de matériaux, et les pièces brutes sont produites dans une couleur grise, car l'agent de fusion est noir. Bien que vos pièces puissent être facilement teintes en noir, une pièce en couleur nécessitera un revêtement supplémentaire, ce qui entraînera bien sûr un coût supplémentaire. Si vous avez besoin d'une plus grande gamme de matériaux, de couleurs et d'options de finition, il peut être intéressant d'envisager une technologie différente, telle que SLS.
• En règle générale, les pièces imprimées avec MJF ont une bonne qualité de surface ; néanmoins il est plus rugueux que l'état de surface des pièces produites par Stéréolithographie ou Polyjet. Bien que les pièces puissent être grenaillées pour améliorer leur apparence esthétique, cela ajoute bien sûr du temps et des coûts au processus global.

Derniers points à considérer

• Grâce à sa vitesse d'impression rapide, Multi Jet Fusion est un choix idéal pour la production de lots faibles à moyens qui nécessitent des délais serrés.
• Si vous avez besoin de pièces avec de grandes propriétés mécaniques, une précision dimensionnelle et une haute résolution, alors MJF est une solution idéale.
• HP a également récemment annoncé la sortie de sa série compacte Jet Fusion 300/500, pour l'impression 3D en couleur. Avec un prix à partir de 50 000 $, cette option peut valoir la peine d'être explorée pour les petites et moyennes entreprises et les universités.