Directives de conception HP Multi‑Jet Fusion :liste de contrôle d'experts pour les pièces optimales

Publié le 30 novembre 2023

Publié initialement sur fastradius.com le 20 octobre 2021

HP Multi‑Jet Fusion (MJF) fournit rapidement des pièces en nylon de haute qualité qui rivalisent avec les composants moulés par injection en termes de résistance et de finition. Cette liste de contrôle fournit aux équipes de conception les meilleures pratiques éprouvées pour optimiser les performances des pièces, réduire les coûts et rationaliser la production.

Présentation

Qu'est-ce que Multi‑Jet Fusion ?

MJF est un procédé de fabrication additive industrielle de premier plan qui produit des prototypes fonctionnels en nylon et des pièces de production en grand volume avec une liberté de conception et des propriétés mécaniques inégalées. Contrairement au frittage sélectif au laser, qui fusionne la poudre avec un laser, MJF utilise des buses à jet d'encre pour déposer des agents de fusion et de détail sur un lit de poudre de nylon. Un mouvement de balayage continu applique de la chaleur couche par couche, permettant des constructions à grande vitesse sans avoir recours à des structures de support. Le résultat est une pièce qui peut inclure des canaux internes complexes et des assemblages co-imprimés, tout en atteignant des performances mécaniques comparables au moulage par injection mais sans outillage coûteux.

La conception axée sur la fabricabilité garantit une qualité de pièce, des rendements et une rentabilité optimaux. Utilisez cette liste de contrôle pour aligner vos conceptions sur les capacités de MJF.

1. MJF est-il le bon processus pour mon projet ?

Vérifiez que MJF répond à toutes les exigences du produit avant de procéder à une nouvelle conception :

Les matériaux disponibles satisfont-ils ma candidature ?

Alors que MJF propose une gamme de matériaux limitée mais robuste, le PA12 et sa variante à billes de verre répondent à la plupart des besoins en plastique rigide. Le TPU offre une option élastomère flexible. Si votre spécification exige un matériau en dehors de cette plage, envisagez un processus alternatif.

Ma pièce rentre-t-elle dans le volume de fabrication ?

L'enveloppe de construction du Jet Fusion4200 est de 380 × 380 × 284 mm. Les composants de grande taille peuvent être divisés en sous-ensembles et assemblés avec des attaches adhésives ou mécaniques. Les caractéristiques de conception telles que les joints en queue d'aronde peuvent faciliter l'alignement et l'adhérence.

Les tolérances sont-elles dans des limites acceptables ?

Bien que les tolérances de fabrication additive se rétrécissent, confirmez que la précision de MJF correspond à vos exigences d’assemblage. L'exemple suivant illustre un joint en queue d'aronde conçu pour une liaison adhésive sécurisée.

Exemple de joint en queue d'aronde utilisé pour coller des sous-composants

2. Puis-je réduire la consommation de matériaux ?

Les gradients thermiques provoquent souvent des déformations, en particulier dans les sections longues et minces ou des changements brusques de section. Atténuez les défauts en supprimant l’excès de matériau via des poches, des coques, des treillis ou une optimisation de la topologie. Les transitions progressives (via des chanfreins ou des congés) réduisent encore davantage le risque de retrait.

Exemples de modifications DFM pour une pièce qui se déformerait en raison d'un changement brusque de section ; (a) treillis (b) coque (c) transition chanfreinée / progressive

3. Mes fonctionnalités dépassent-elles la taille du seuil minimum ?

Les épaisseurs de paroi standard doivent être d'au moins 1,5 mm. Les petits détails ne doivent pas être inférieurs à 1,5 mm, à l'exception des fentes, des gaufrages, des gravures ou des diamètres de tige, qui peuvent atteindre 0,5 mm. Le texte doit mesurer au moins 6 pts (≈2 mm) et avoir une profondeur de 0,3 mm. Les filetages des vis doivent être M6 ou plus ; pour des filetages plus serrés ou plus durables, utilisez des inserts filetés.

Les filetages de vis imprimés doivent être M6 ou plus ; des inserts peuvent être utilisés là où des filetages plus petits ou plus robustes sont nécessaires.

4. Ai-je pris en compte les tolérances d'assemblage ?

La co-impression d’assemblages nécessite une planification minutieuse des dégagements. Les faces d'accouplement nécessitent généralement un jeu de 0,4 à 0,6 mm pour s'adapter aux tolérances. Lorsque vous imprimez plusieurs pièces ensemble, prévoyez un jeu d'au moins 0,5 mm, et plus s'il existe de grandes sections transversales ou des zones de contact élevées.

Vues en coupe de (a) la vis et (b) du pied sphérique co-imprimés. Ces conceptions nécessiteront plus d'espace pour éviter la fusion en raison d'une surface de contact plus élevée.

5. La conception de ma pièce est-elle optimisée pour le post-traitement ?

Lorsqu'un post-traitement est nécessaire, assurez-vous que la conception facilite l'élimination efficace de la poudre et la finition de surface :

1. Aucun volume ventilé ou piégé.
2. Préférez les trous débouchants plutôt que les trous borgnes pour éviter les gâteaux de poudre.
3. Ajoutez des congés aux coins internes pointus pour faciliter le culbutage et le microbillage.

Le chemin d'écoulement de cette géométrie rendra très difficile l'extraction de la poudre de la section inférieure. Il est facile pour la poudre de s'agglutiner dans les coins internes pointus. L'ajout de filets facilitera considérablement le dépoudrage. Les trous borgnes sont difficiles à dépoudre, car il n'y a nulle part où la poudre peut sortir lorsqu'elle est projetée depuis l'entrée du trou. Pensez à passer par le trou ou à ajouter des canaux d'évacuation.

6. Ai-je saisi toutes les opportunités de réduire les coûts des pièces ?

Les changements stratégiques en matière de DFM peuvent réduire le gaspillage de matériaux et améliorer la rentabilité de la construction. L'allègement réduit le risque de défauts et le coût des matériaux. L'optimisation de l'imbrication (en ajoutant des ébauches ou en repositionnant des pièces) maximise le nombre de pièces par construction, répartissant ainsi les coûts fixes. Par exemple, l'introduction d'un angle de dépouille peut ajouter deux pièces supplémentaires à une seule construction.

La conception axée sur l'emboîtement augmentera le nombre de pièces pouvant tenir dans une construction, réduisant ainsi le coût par pièce. Dans cet exemple, l'ajout d'une dépouille permet de regrouper deux pièces supplémentaires.

D'autres facteurs de réduction des coûts incluent la finition de surface, la couleur et le post-traitement. Les pièces MJF sont intrinsèquement grises mais peuvent être teintes en noir avec un minimum d'effort. Si une finition plus lisse est requise, des options telles que le ponçage, le culbutage ou le lissage à la vapeur sont disponibles. La texturation peut améliorer l'esthétique sans étapes de traitement supplémentaires.

Premiers pas avec un expert DFM

Le respect des principes DFM est essentiel pour garantir de faibles coûts d’exploitation, une détection précoce des problèmes et une qualité supérieure des pièces. Cette liste de contrôle fournit un cadre pratique pour affiner les conceptions MJF avant la production.

Le partenariat avec SyBridge donne à votre équipe l'accès à des outils de conception numérique de pointe et à des conseils expérimentés, de la conception à la réalisation, garantissant une livraison dans les délais et au juste prix.

Contactez-nous dès aujourd'hui pour commencer votre voyage MJF.