MJF vs FDM : Comparatif Complet pour Professionnels de l'Impression 3D

L'industrie de la fabrication additive est plus vieille que beaucoup ne le pensent. En fait, environ les 40 dernières années sont parsemées d'avancées significatives en impression 3D. Les ingénieurs ont commencé à utiliser la technologie de stéréolithographie (SLA) pour le prototypage dans les années 1980 et l'utilisation du modélage par dépôt de fil fondu (FDM) a rapidement suivi au début des années 1990. Avance rapide jusqu'en 2016, le Multi Jet Fusion (MJF) est arrivé sur le marché et a transformé l'industrie de la fabrication additive une fois de plus.

Le FDM est l'une des plus vieilles technologies d'impression 3D, et le MJF est parmi les plus récentes, mais les deux peuvent produire rapidement des pièces précises. Lequel est le meilleur pour votre prochain projet ? Voici ce qu'il faut considérer avant de prendre une décision finale.

Qu'est-ce que l'impression 3D MJF ?

L'expertise de HP en technologie d'impression jet d'encre et mécanique de précision a informé l'incursion de l'entreprise dans le secteur de l'impression 3D en 2016. La technologie MJF construit les pièces couche par couche dans un lit de matériau en poudre pour créer des composants robustes et précis avec des détails fins, propriétés mécaniques cohérentes et finitions de surface de qualité.

Capable de produire des pièces 100 % pleines, fonctionnelles et détaillées qui ne nécessitent pas de structures de support, le MJF est adapté pour créer des prototypes robustes ou des séries de production de faible volume. Applications populaires incluent gabarits, fixations, boîtiers électroniques et assemblages mécaniques.

Comment fonctionne le Multi Jet Fusion ?

Au début du processus d'impression 3D Multi Jet Fusion, votre ingénieur placera l'unité de construction mobile dans l'imprimante, et l'imprimante déposera une couche de matériau en poudre, comme le polyamide 11 (PA 11), polyamide 12 (PA 12) ou TPA. Ensuite, le chariot d'impression et de fusion se déplacera sur la zone de construction, et les buses à jet d'encre appliqueront des agents de fusion. Une fois la couche complète, l'unité de construction se rétractera, la machine déposera une autre couche de poudre, et le processus se répétera. Une fois l'impression terminée, l'opérateur retirera alors la boîte de construction, refroidira et séparera la pièce de la poudre libre, et utilisera un sableur à billes, air ou eau pour enlever toute poudre résiduelle.

Quels sont les avantages et inconvénients de l'impression 3D MJF ?

Le MJF est jusqu'à 10 fois plus rapide que les autres technologies d'impression 3D, le rendant bien adapté pour le prototypage rapide et les lots de taille moyenne de pièces d'usage final. Les structures de support ne sont pas requises, ce qui signifie que vous pouvez économiser sur les matériaux et réduire le temps de production. De plus, comme les imprimantes MJF peuvent imprimer des couches ultra-fines, vous pouvez produire des pièces denses avec faible porosité, haute résolution, bonnes propriétés mécaniques et résistance cohérente dans toutes les directions.

Cependant, la technologie est plus chère que certaines autres technologies de fabrication additive, et elle n'est compatible qu'avec quelques matériaux.

Qu'est-ce que l'impression 3D FDM ?

Le FDM est rentable et offre une gamme de tailles d'imprimantes. Il est idéal pour l'impression pendant les phases de développement de concept initial et prototypage de fidélité moyenne pour avoir une idée générale de l'apparence, sensation et ajustement de votre pièce finale avec d'autres composants. Le FDM peut aussi être utilisé pour les produits d'usage final.

Comment fonctionne l'impression FDM ?

Créer une pièce avec le FDM nécessite une imprimante, un modèle numérique, et une bobine de filament. L'acrylonitrile butadiène styrène (ABS), l'acrylonitrile styrène acrylate (ASA), le polycarbonate (PC) et le nylon (PA) sont parmi les matériaux de filament les plus populaires.

Après avoir tranché votre modèle numérique 3D, votre imprimante fera fondre et extrudera le filament plastique d'une buse pendant qu'elle se déplace le long des axes X, Y et Z. La plateforme de construction descendra (ou la tête d'extrusion montera) après chaque couche, et le processus recommencera. La plupart des couches font 0,1 mm à 0,5 mm de haut, mais vous devrez peut-être utiliser des tailles de couche plus petites si vous avez besoin de surfaces plus lisses, d'une impression courbe, ou d'un haut niveau de détail.

Quels sont les avantages et inconvénients de l'impression 3D FDM ?

Le FDM a beaucoup à offrir, des délais rapides à la compatibilité avec une large gamme de matériaux et couleurs. En utilisant une imprimante FDM, vous pouvez utiliser de l'ABS, du nylon et plus pour créer des prototypes robustes et fonctionnels ou des pièces d'usage final. Les machines FDM industrielles ont des tailles de construction aussi grandes que 1000 mm x 1000 mm x 1000 mm, et vous pouvez tout aussi facilement imprimer une pièce personnalisée qu'une pièce de série.

Le FDM a aussi quelques inconvénients. Pour un, il n'offre pas la même qualité, fiabilité ou précision dimensionnelle que les autres technologies d'impression 3D. Les buses peuvent se boucher, ou les plateaux d'impression peuvent se décalibrer, causant des impressions ratées. Comme avec le MJF, si votre pièce refroidit à des taux différents, vous pourriez remarquer du gauchissement. Vous pourriez aussi voir des lignes de couches visibles et des résolutions plus basses.

De plus, les pièces FDM sont anisotropes et nécessitent souvent du support, donc vous devrez considérer l'orientation et le placement des structures de support pendant la conception de votre pièce. Vous pourriez aussi avoir besoin de post-traiter vos pièces via ponçage, polissage, lissage vapeur d'acétone, ou revêtement époxy ou choisir un matériau de support soluble plus cher.

Multi Jet Fusion vs Modélage par Dépôt de Fil Fondu

En comparant FDM vs MJF, chaque processus a ses avantages et inconvénients, et il y a certaines situations où il est logique d'utiliser l'un plutôt que l'autre. Vous devez considérer :

• La qualité de votre pièce : Si vous créez un prototype simple, vous devriez utiliser le FDM. Cependant, si vous avez besoin d'une pièce d'usage final avec une finition lisse, de haute qualité et cohérente, optez pour le MJF et évitez le post-traitement additionnel.
• La résistance, durabilité et autres propriétés souhaitées de votre pièce : Alors que les impressions MJF sont presque isotropes, les impressions FDM sont plus faibles dans la dimension Z à cause de la chaleur et l'étirement du processus d'extrusion. De plus, les pièces MJF sont souvent plus rigides, denses et durables que les pièces FDM, donc si vous avez besoin d'une pièce fonctionnelle durable, envisagez le MJF. Si vous avez besoin d'un prototype conceptuel, utilisez le FDM pour réduire les coûts.
• La complexité de votre design : Le MJF ne nécessite pas de structures de support et utilise des couches plus petites, donc vous avez plus de flexibilité de design et la capacité d'imprimer des structures plus complexes.
• Le matériau de votre pièce : Le MJF n'est compatible qu'avec quelques matériaux, donc vous devriez opter pour le FDM si vous voulez une sélection plus large de matériaux et couleurs.
• Vos exigences de production : Si vous devez produire plusieurs pièces fonctionnelles ou avez un délai serré, vous devriez considérer le MJF. Les machines MJF peuvent imprimer environ 300 cm³ par heure, comparé à la vitesse de production moyenne du FDM de 10 cm³ par heure. De plus, vous pouvez utiliser plus efficacement votre volume d'impression pour mettre à l'échelle la production.
• Votre impact environnemental : Puisqu'une impression FDM peut utiliser 20 % de son matériau dans ses structures de support, le FDM a le plus grand gaspillage de toutes les technologies d'impression 3D. Le MJF a un impact environnemental relativement faible car environ 85 % de la poudre MJF peut être recyclée.

Impression 3D avec Fast Radius

Le MJF et le FDM offrent tous deux des délais relativement courts et des pièces de qualité. En décidant entre les deux, vous devez considérer les exigences de production, objectifs environnementaux, et la qualité, complexité, matériau et propriétés souhaitées de la pièce.

Si vous n'êtes pas sûr si vous devriez utiliser le MJF ou le FDM, les experts de Fast Radius peuvent vous aider à choisir la technologie qui convient le mieux à votre projet. Nous pouvons aussi optimiser votre design et produire vos pièces en utilisant des imprimantes et matériaux de grade industriel. Contactez-nous dès aujourd'hui pour commencer.