همه چیز درباره چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن (MJF)

مقدمه

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن (MJF) به انگلیسی Multi jet fusion یک فناوری پیشرفته تولید افزایشی است که توسط شرکت HP Additive توسعه یافته و توانایی تولید قطعات با حجم بالا و دقت بسیار بالا را داراست. HP در سال ۲۰۱۶ چاپگر MJF را برای استفاده تجاری معرفی کرد. در مقایسه با فناوری‌های تولید افزایشی قدیمی‌تر مانند SLA (استریولیتوگرافی)، FDM (مدل‌سازی رسوبی ذوب شده) و SLS (سینترینگ لیزری انتخابی)، چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن یکی از فناوری‌های نسبتاً جدید و نوآورانه در این حوزه محسوب می‌شود.

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن با اعمال یک عامل فیوژن و جزئیات‌دهی به لایه نازک پودری که به شکل مقطع عرضی قطعه در ارتفاع لایه مشخص قرار گرفته است، عمل می‌کند. سپس یک منبع حرارتی پودر را به قطعه نهایی فیوژن می‌کند. بستر چاپ به اندازه ضخامت یک لایه، معمولاً ۸۰ میکرون، به پایین حرکت کرده و این فرآیند به طور مکرر تکرار می‌شود تا قطعه نهایی شکل گیرد. این روش امکان تولید سریع و دقیق قطعات پیچیده را فراهم می‌آورد.

این فناوری در تولید نمونه‌های اولیه عملکردی و همچنین قطعات نهایی در صنایع مختلفی همچون هوافضا، پزشکی و محصولات مصرفی کاربرد دارد. چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن می‌تواند برای تولید محفظه‌های الکترونیکی ضد آب، سخت‌افزارهای زیر کاپوت خودروها و تجهیزات پزشکی سفارشی مانند پروتزها و مدل‌های دندان‌پزشکی به کار گرفته شود. این قابلیت‌ها نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری و کاربرد گسترده چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن در پاسخ به نیازهای متنوع بازارهای صنعتی است.

در این مقاله، به تفصیل به بررسی نحوه کارکرد چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن، مواد مورد استفاده، مزایا و حداقل اندازه ویژگی‌های قابل تولید با این فناوری خواهیم پرداخت. هدف ما ارائه‌ی یک راهنمای جامع برای درک بهتر این فناوری نوین و کمک به تصمیم‌گیری‌های آگاهانه در زمینه انتخاب روش‌های تولید سه‌بعدی مناسب است.

درک چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن (MJF) یک فناوری پیشرفته در حوزه تولید افزایشی است که توسط شرکت HP Additive توسعه یافته است. این فناوری با استفاده از پودرهای نایلون، پلی‌پروپیلن یا TPU (پلی‌یورتان ترموپلاستیک) به عنوان ماده اولیه، امکان تولید قطعات پیچیده با دقت و کیفیت بالا را فراهم می‌کند. در این بخش، به تفصیل به بررسی نحوه عملکرد و جزئیات فرآیند چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن خواهیم پرداخت.

نحوه عملکرد چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن (MJF) از چندین مرحله کلیدی برای تولید قطعات سه‌بعدی استفاده می‌کند. در ادامه به شرح این مراحل می‌پردازیم:

1. اعمال لایه پودر

در اولین مرحله، یک لایه نازک از ماده پودری (نایلون، پلی‌پروپیلن یا TPU) بر روی بستر چاپ به کمک یک ری‌کوتر (recoater) توزیع می‌شود. ضخامت هر لایه معمولاً حدود ۸۰ میکرون است. توزیع یکنواخت پودر بر روی بستر چاپ یکی از کلیدهای موفقیت در فرآیند MJF است که تضمین می‌کند لایه‌های بعدی به درستی و با کیفیت بالا ایجاد شوند.

2. اعمال عوامل فیوژن و جزئیات‌دهی

با استفاده از نازل‌های متعدد، دو عامل مختلف به پودر اعمال می‌شود:

• عامل فیوژن: این عامل به شکل مقطع عرضی قطعه طراحی شده و به پودر اعمال می‌شود. نقش آن جذب حرارت در مراحل بعدی فرآیند است. عامل فیوژن نقاطی را مشخص می‌کند که در آن‌ها ذرات پلاستیک باید فیوژن (ترکیب) شوند.
• عامل جزئیات‌دهی: این عامل به لبه‌های قطعه اعمال می‌شود تا از نفوذ پلاستیک مذاب فراتر از لبه‌های قطعه جلوگیری کرده و لبه‌های تیزتر و واضح‌تری ایجاد کند. این امر به بهبود دقت ابعادی و کیفیت سطح قطعه کمک می‌کند.

3. فیوژن پودر

پس از اعمال عوامل فیوژن و جزئیات‌دهی، یک منبع حرارتی مادون قرمز بر روی ماده عبور می‌کند. این منبع حرارتی باعث سینترینگ (ترکیب) ذرات پلاستیک در جاهایی که عامل فیوژن اعمال شده است، می‌شود. پودرهایی که تحت تأثیر عامل فیوژن قرار گرفته‌اند، ذوب شده و به هم متصل می‌شوند، در حالی که پودرهای اطراف به عنوان پشتیبان عمل می‌کنند. کنترل دقیق دما در این مرحله اهمیت بالایی دارد تا از فیوژن ناصحیح یا سوختگی پودر جلوگیری شود.

4. حرکت بستر چاپ

بستر چاپ به اندازه ضخامت یک لایه، معمولاً ۸۰ میکرون، به پایین حرکت می‌کند و فرآیند توزیع پودر و اعمال عوامل فیوژن و جزئیات‌دهی تکرار می‌شود تا قطعه نهایی به تدریج شکل بگیرد. این حرکت مرحله‌ای به تولید سریع و دقیق قطعات پیچیده کمک می‌کند.

جزئیات فرآیند چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن

توزیع یکنواخت پودر

توزیع یکنواخت پودر بر روی بستر چاپ یکی از کلیدهای موفقیت در فرآیند چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن است. این امر تضمین می‌کند که لایه‌های بعدی به درستی و با کیفیت بالا ایجاد شوند و از ایجاد نقص‌های ساختاری جلوگیری شود.

کنترل دقیق حرارت

کنترل دقیق دما در فرآیند MJF اهمیت بالایی دارد. دمای مناسب اطمینان می‌دهد که پودرها به درستی فیوژن می‌شوند بدون اینکه دچار سوختگی یا خرابی شوند. این کنترل دقیق حرارتی به تولید قطعات با کیفیت و دوام بالا کمک می‌کند.

استفاده مجدد از پودر

یکی از مزایای بزرگ چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن قابلیت استفاده مجدد از پودرهای غیرفیوز شده است. این امر هزینه‌های تولید را کاهش داده و به حفظ محیط زیست کمک می‌کند. حدود ۸۰٪ از پودرهای استفاده نشده قابل بازیابی و استفاده مجدد هستند، در حالی که ۲۰٪ باقی‌مانده ممکن است به دلیل اکسیداسیون و تخریب حرارتی غیرقابل استفاده باشند.

تضمین کیفیت و دقت ابعادی

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن با دقت بالا و کنترل دقیق فرآیند، امکان تولید قطعات با دقت ابعادی بالا و ویژگی‌های جزئی کوچک را فراهم می‌کند. این ویژگی به ویژه در صنایع حساس مانند پزشکی و هوافضا بسیار ارزشمند است. دقت ابعادی این فناوری تنها با انحراف ±۰.۱۵٪ از ابعاد اسمی محدود می‌شود که این امر تضمین می‌کند قطعات تولید شده با استانداردهای بالا مطابقت دارند.

مواد موجود برای چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن (MJF) با استفاده از انواع خاصی از پودرهای پلاستیکی، امکان تولید قطعات با ویژگی‌ها و کاربردهای متنوع را فراهم می‌آورد. انتخاب ماده اولیه مناسب نقش حیاتی در کیفیت و عملکرد نهایی قطعه تولید شده دارد. در این بخش، به بررسی جامع و دقیق مواد مورد استفاده در فناوری چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن می‌پردازیم و ویژگی‌ها، مزایا و کاربردهای هر یک را به تفصیل توضیح می‌دهیم.

1. نایلون (PA11 و PA12)

PA11 (نایلون 11):

• ویژگی‌ها: PA11 نسبت به PA12 انعطاف‌پذیرتر و مقاوم‌تر است. این ماده دارای مقاومت بالایی در برابر سایش و ضربه است و قابلیت انعطاف‌پذیری مطلوبی دارد.
• مزایا: انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت مکانیکی قوی آن را برای قطعات نهایی که نیاز به دوام و تحمل بالا دارند، ایده‌آل می‌سازد.
• کاربردها: تولید قطعات نهایی در صنایع خودروسازی برای قطعات تحت فشار، اتصالات انعطاف‌پذیر و قطعاتی که نیاز به مقاومت در برابر سایش دارند.

PA12 (نایلون 12):

• ویژگی‌ها: PA12 دارای مقاومت عالی در برابر ترک‌خوردگی و کمترین جذب رطوبت از بین پلی‌آمیدها است. همچنین دارای خواص مکانیکی مطلوب و سطحی صاف است.
• مزایا: مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی و جذب رطوبت کم آن را برای نمونه‌های اولیه عملکردی و قطعات دقیق بسیار مناسب می‌سازد. انواع پرشده با شیشه نیز برای افزایش مقاومت مکانیکی موجود هستند.
• کاربردها: تولید نمونه‌های اولیه در صنایع هوافضا و پزشکی، قطعات دقیق مکانیکی و قطعاتی که نیاز به دقت ابعادی بالا دارند.

2. پلی‌پروپیلن (PP)

پلی‌پروپیلن (PP):

• ویژگی‌ها: پلی‌پروپیلن دارای مقاومت بالا در برابر شوک و انعطاف‌پذیری خوبی است. این ماده دارای وزن کم و مقاومت شیمیایی مناسبی است.
• مزایا: مناسب برای تولید قطعاتی که نیاز به تحمل ضربه و فشار دارند. هزینه تولید نسبتاً پایین و قابلیت بازیافت بالا نیز از دیگر مزایای آن است.
• کاربردها: تولید قطعات نمونه اولیه عملکردی که می‌توانند عملکرد پلی‌پروپیلن تزریقی را تقلید کنند، مانند قطعات محافظ، پوشش‌های مقاوم در برابر مواد شیمیایی و قطعات قابل انعطاف.

3. پلی‌یورتان ترموپلاستیک (TPU)

TPU01 (پلی‌یورتان ترموپلاستیک 01):

• ویژگی‌ها: TPU01 تعادل خوبی بین انعطاف‌پذیری و جذب ضربه ارائه می‌دهد. این ماده دارای قابلیت انبساط و انعطاف‌پذیری بالایی است.
• مزایا: امکان ایجاد ویژگی‌های با وضوح بالا و قابلیت انعطاف‌پذیری مناسب برای قطعاتی که نیاز به کشش و انبساط دارند.
• کاربردها: تولید قطعات با قابلیت انعطاف‌پذیری بالا مانند پوشش‌های حفاظتی، تسمه‌های انعطاف‌پذیر و قطعات ورزشی.

TPU M95A (پلی‌یورتان ترموپلاستیک M95A):

• ویژگی‌ها: TPU M95A دارای مقاومت عالی در برابر سایش و کشش بالا در نقطه شکست است. این ماده الاستومری است که قابلیت انبساط و بازگشت به شکل اولیه را حفظ می‌کند.
• مزایا: مقاومت بالا در برابر سایش و قابلیت کشش بالا آن را برای تولید قطعات نهایی با دوام مناسب می‌سازد.
• کاربردها: تولید قطعات نهایی مانند مهر و موم‌ها، کفی‌های کفش، قطعات خودرو و تجهیزات پزشکی که نیاز به مقاومت بالا و انعطاف‌پذیری دارند.

4. پلی‌آمید ترموپلاستیک (TPA)

TPA (پلی‌آمید ترموپلاستیک):

• ویژگی‌ها: TPA یک ماده الاستومری سبک وزن و بسیار انعطاف‌پذیر است که در محیط‌های با دمای پایین کشش بالایی دارد. این ماده ترکیبی از پلی‌آمید و الاستومر است که ویژگی‌های مکانیکی مطلوبی را ارائه می‌دهد.
• مزایا: انعطاف‌پذیری بالا و مقاومت در برابر ترک‌خوردگی در دماهای پایین، همراه با وزن سبک آن را برای کاربردهای متنوع مناسب می‌سازد.
• کاربردها: تولید قطعاتی که نیاز به انعطاف‌پذیری بالا و وزن کم دارند، مانند پوشش‌های محافظ، قطعات ورزشی و تجهیزات الکترونیکی که در شرایط محیطی سخت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

فناوری چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن عمدتاً از مواد PA12، PA11 و TPU استفاده می‌کند که هر کدام ویژگی‌ها و مزایای خاص خود را دارند. این مواد به تولید قطعات با دقت بالا، مقاومت مکانیکی مناسب و قابلیت انعطاف‌پذیری مناسب کمک می‌کنند. انتخاب ماده مناسب بستگی به نیازهای خاص پروژه و کاربرد نهایی قطعه دارد.

کاربردهای رایج چاپ سه‌ بعدی MJF

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن (MJF) با توانایی تولید قطعات با دقت بالا، مقاومت مکانیکی مناسب و قابلیت تولید سریع، در صنایع مختلفی کاربردهای گسترده‌ای دارد. این فناوری به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و کیفیت بالای قطعات تولید شده، هم برای نمونه‌های اولیه عملکردی و هم برای تولید قطعات نهایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ادامه به بررسی برخی از کاربردهای قابل توجه چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن می‌پردازیم:

1. سیستم‌های تنظیم دریچه فرمان هواپیما

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن در صنعت هوافضا برای تولید سیستم‌های تنظیم دریچه فرمان هواپیما استفاده می‌شود. این قطعات نیازمند دقت بالا، مقاومت در برابر فشار و وزن سبک هستند. با استفاده از MJF، می‌توان قطعات پیچیده‌ای با هندسه‌های دقیق و ویژگی‌های مکانیکی مطلوب تولید کرد که به بهبود عملکرد و کاهش وزن هواپیما کمک می‌کند. همچنین، قابلیت تولید سری‌های کوچک تا متوسط با کیفیت بالا، این فناوری را برای قطعات سفارشی و پیچیده در هوافضا ایده‌آل می‌سازد.

2. پروتزهای سفارشی

در حوزه پزشکی، چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن نقش مهمی در تولید پروتزهای سفارشی ایفا می‌کند. این فناوری امکان تولید پروتزهایی با اندازه و شکل دقیق متناسب با نیازهای هر بیمار را فراهم می‌کند. پروتزهای تولید شده با MJF دارای مقاومت بالا و دوام مناسب هستند و می‌توانند به راحتی با سایر قطعات پزشکی ترکیب شوند. این امر به بهبود کیفیت زندگی بیماران و کاهش زمان تولید پروتزهای سفارشی کمک می‌کند.

3. قالب‌های ایمپلنت دندان

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن در تولید قالب‌های دقیق برای ایمپلنت‌های دندان نیز کاربرد دارد. این قالب‌ها باید با دقت بالا و سازگاری کامل با ساختارهای دندانی بیمار ساخته شوند. با استفاده از MJF، می‌توان قالب‌هایی با جزئیات دقیق و مقاومت مناسب تولید کرد که فرآیند نصب ایمپلنت را ساده‌تر و سریع‌تر می‌سازد. این فناوری همچنین امکان تولید سریع قالب‌های متعدد برای آزمایش و اصلاح طراحی‌های مختلف را فراهم می‌کند.

4. ابزارهای بازوی انتهایی ربات

در صنعت رباتیک، چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن برای تولید ابزارهای بازوی انتهایی ربات‌ها به کار می‌رود. این ابزارها نیازمند دقت بالا، مقاومت مکانیکی و قابلیت انعطاف‌پذیری هستند تا بتوانند وظایف مختلفی مانند جابه‌جایی اجسام، مونتاژ قطعات و تعامل با محیط‌های پیچیده را انجام دهند. با استفاده از MJF، می‌توان ابزارهایی با هندسه‌های پیچیده و ویژگی‌های مکانیکی مطلوب تولید کرد که عملکرد ربات‌ها را بهبود می‌بخشند.

5. قاب‌های پهپاد

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن در تولید قاب‌های پهپاد نیز کاربرد فراوانی دارد. قاب‌های پهپاد باید سبک، مقاوم و با هندسه‌های پیچیده باشند تا عملکرد بهینه و پایداری پهپاد را تضمین کنند. با استفاده از MJF، می‌توان قاب‌هایی با طراحی‌های بهینه و مقاومت مکانیکی بالا تولید کرد که وزن کلی پهپاد را کاهش داده و عمر باتری را افزایش می‌دهد. این فناوری همچنین امکان تولید سری‌های کوچک و سفارشی از قاب‌ها را فراهم می‌کند که برای توسعه و تست پهپادهای جدید بسیار مفید است.

6. لولاهای پشتیبانی درب خودرو

در صنعت خودروسازی، چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن برای تولید لولاهای پشتیبانی درب خودرو استفاده می‌شود. این لولاها باید دارای مقاومت بالا در برابر سایش و فشار باشند و در عین حال وزن سبک داشته باشند تا مصرف سوخت خودرو را کاهش دهند. با استفاده از MJF، می‌توان لولاهایی با طراحی‌های بهینه و ویژگی‌های مکانیکی مطلوب تولید کرد که دوام و عملکرد بهتری را در طول زمان ارائه می‌دهند. این فناوری همچنین امکان تولید سریع قطعات جایگزین و سفارشی برای مدل‌های مختلف خودرو را فراهم می‌کند.

7. ساختارهای شبکه انعطاف‌پذیر

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن برای تولید ساختارهای شبکه انعطاف‌پذیر نیز به کار می‌رود. این ساختارها در صنایع مختلفی مانند هوافضا، پزشکی و خودروسازی کاربرد دارند و نیازمند دقت بالا و قابلیت انعطاف‌پذیری هستند. با استفاده از MJF، می‌توان شبکه‌هایی با طراحی‌های پیچیده و ویژگی‌های مکانیکی مطلوب تولید کرد که مقاومت و انعطاف‌پذیری مناسبی دارند. این ساختارها می‌توانند در سیستم‌های جذب ضربه، قطعات تعلیق خودرو و تجهیزات پزشکی استفاده شوند.

8. قطعات الکترونیکی ضد آب

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن برای تولید قطعات الکترونیکی ضد آب نیز بسیار مناسب است. این قطعات باید دارای مقاومت بالا در برابر آب و رطوبت باشند و در عین حال قابلیت تولید دقیق و سریع را داشته باشند. با استفاده از MJF، می‌توان قطعاتی با هندسه‌های پیچیده و مقاومت بالا در برابر آب تولید کرد که در تجهیزات الکترونیکی مختلف مانند محفظه‌های محافظ، سنسورها و قطعات اتصال‌دهنده کاربرد دارند. این فناوری همچنین امکان تولید سری‌های کوچک و سفارشی از قطعات الکترونیکی را فراهم می‌کند که برای پروژه‌های تحقیقاتی و توسعه محصولات جدید بسیار مفید است.

9. قطعات خودرو

در صنعت خودروسازی، چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن برای تولید قطعات مختلف خودرو به کار می‌رود. از جمله این قطعات می‌توان به قطعات تحت فشار، قطعات تزئینی و قطعات عملکردی اشاره کرد. با استفاده از MJF، می‌توان قطعاتی با دقت بالا، مقاومت مکانیکی مطلوب و وزن سبک تولید کرد که عملکرد و ایمنی خودرو را بهبود می‌بخشند. این فناوری همچنین امکان تولید سری‌های کوچک و قطعات سفارشی را فراهم می‌کند که برای توسعه و تست مدل‌های جدید خودرو بسیار مفید است.

10. تجهیزات پزشکی سفارشی

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن در تولید تجهیزات پزشکی سفارشی نیز کاربرد فراوانی دارد. این تجهیزات شامل ابزارهای جراحی، اسکلت‌های مصنوعی و دیگر قطعات پزشکی هستند که نیازمند دقت بالا و سازگاری کامل با بدن بیمار هستند. با استفاده از MJF، می‌توان تجهیزات پزشکی سفارشی با دقت بالا و ویژگی‌های مکانیکی مطلوب تولید کرد که عملکرد بهتری را در طول زمان ارائه می‌دهند. این فناوری همچنین امکان تولید سریع و هزینه‌موثر تجهیزات پزشکی سفارشی را فراهم می‌کند که به بهبود کیفیت مراقبت‌های پزشکی کمک می‌کند.

مزایای چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن (MJF) به دلیل ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصر به فرد خود، جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف به دست آورده است. این فناوری با ترکیب سرعت بالا، دقت ابعادی، و انعطاف‌پذیری در طراحی، مزایای متعددی را ارائه می‌دهد که در ادامه به تفصیل به آن‌ها می‌پردازیم:

1. سرعت بالا در تولید قطعات

یکی از برجسته‌ترین مزایای چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن، سرعت بالای تولید قطعات است. چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن با توانایی تولید سریع لایه‌های پودر و فرآیند فیوژن مؤثر، زمان تولید را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد. این امر به ویژه در تولید قطعات نمونه اولیه و تولید انبوه قطعات نهایی بسیار موثر است و به شرکت‌ها امکان می‌دهد تا محصولات خود را سریع‌تر به بازار عرضه کنند.

2. دقت ابعادی و جزئیات بالا

فناوری MJF توانایی ایجاد قطعات با دقت ابعادی بالا و جزئیات پیچیده را داراست. این دقت باعث می‌شود که قطعات تولید شده به طور دقیق با طراحی‌های اولیه مطابقت داشته باشند و نیاز به اصلاحات کمتری باشد. این ویژگی برای صنایع حساس مانند هوافضا و پزشکی که نیاز به دقت بسیار بالا دارند، بسیار حائز اهمیت است.

3. استفاده بهینه از مواد

یکی از مزایای اصلی MJF قابلیت بازیافت پودرهای استفاده نشده است. تا ۸۰٪ از پودرهای غیرفیوز شده می‌توانند مجدداً استفاده شوند، که این امر به کاهش هزینه‌های تولید و حفاظت از محیط زیست کمک می‌کند. این بازدهی بالا در استفاده از مواد اولیه، MJF را به گزینه‌ای اقتصادی برای تولید قطعات تبدیل کرده است.

4. خواص مکانیکی ایزوتروپیک

قطعات تولید شده با MJF دارای خواص مکانیکی یکنواخت در تمام جهات هستند. این ویژگی باعث می‌شود که قطعات دارای مقاومت بالا و یکنواخت در برابر نیروها و بارهای مختلف باشند، که در برخی از فناوری‌های دیگر چاپ سه‌بعدی ممکن است به طور کامل حاصل نشود. این ایزوتروپی باعث افزایش قابلیت اطمینان و دوام قطعات می‌شود.

5. نیازی به ساختارهای پشتیبانی

برخلاف برخی از فناوری‌های دیگر چاپ سه‌بعدی، MJF نیاز به ساختارهای پشتیبانی پیچیده ندارد. پودر نارس به عنوان پشتیبان قطعه عمل می‌کند، که این امر فرآیند چاپ را ساده‌تر و زمان تولید را کاهش می‌دهد. حذف نیاز به پشتیبانی‌های پیچیده همچنین هزینه‌های تولید را کاهش داده و باعث افزایش بهره‌وری می‌شود.

6. توانایی تولید قطعات بزرگ و پیچیده

MJF قابلیت تولید قطعات با اندازه‌های بزرگ و پیچیدگی‌های هندسی بالا را داراست. این امر برای صنایع هوافضا، خودروسازی و سایر صنایعی که به قطعات بزرگ و پیچیده نیاز دارند، بسیار مفید است. با MJF می‌توان قطعاتی با طراحی‌های بهینه و ویژگی‌های مکانیکی مطلوب تولید کرد که در سایر روش‌های تولید ممکن است دشوار باشد.

7. سطح صاف و کیفیت بالای سطح

قطعات تولید شده با MJF دارای سطحی صاف و کیفیت بالای سطح هستند که نیاز به پردازش‌های نهایی کمتری دارند. این ویژگی به کاهش زمان و هزینه‌های پردازش نهایی کمک می‌کند و باعث می‌شود که قطعات آماده برای استفاده باشند بدون نیاز به اضافات فرآیندی.

8. انعطاف‌پذیری در طراحی

MJF به طراحان امکان می‌دهد تا طرح‌های پیچیده و هندسه‌های غیرمعمول را بدون نگرانی از محدودیت‌های تولید چاپ کنند. این انعطاف‌پذیری باعث می‌شود که قابلیت خلاقیت و نوآوری در طراحی‌ها افزایش یابد و طراحان بتوانند ایده‌های خود را به شکل دقیق‌تری به واقعیت تبدیل کنند.

9. اقتصادی بودن برای تولید انبوه

به دلیل سرعت بالا و قابلیت بازیافت مواد، MJF گزینه‌ای اقتصادی برای تولید قطعات در حجم‌های بزرگ است. این امر مخصوصاً برای صنایع تولیدی که نیاز به تولید انبوه قطعات مشابه دارند، بسیار مناسب است. کاهش هزینه‌های مواد اولیه و زمان تولید، MJF را به گزینه‌ای مقرون به صرفه تبدیل می‌کند.

10. پایداری و مقاومت در برابر شرایط محیطی

قطعات تولید شده با MJF دارای مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی مختلف مانند رطوبت، حرارت و مواد شیمیایی هستند. این ویژگی به افزایش عمر مفید قطعات و کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری کمک می‌کند. مقاومت بالا در برابر شرایط سخت محیطی، MJF را برای کاربردهای صنعتی و خارج از منزل مناسب می‌سازد.

11. تضمین کیفیت و استانداردهای بالا

فناوری MJF با کنترل دقیق فرآیند چاپ، امکان تولید قطعات با کیفیت بالا و مطابق با استانداردهای صنعتی را فراهم می‌کند. این تضمین کیفیت، برای صنایع حساس مانند پزشکی و هوافضا که نیاز به قطعات مطمئن و استاندارد دارند، بسیار اهمیت دارد.

12. پشتیبانی از تولید سریع و سفارشی‌سازی

MJF به شرکت‌ها امکان می‌دهد تا به سرعت به تغییرات نیاز بازار پاسخ دهند و قطعات سفارشی تولید کنند. این قابلیت برای شرکت‌هایی که نیاز به تولید سریع محصولات جدید یا سفارشی دارند، بسیار حیاتی است و به آن‌ها امکان می‌دهد تا رقابتی‌تر باقی بمانند.

چرا MJF برای تولید قطعات نهایی عالی است

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن برای تولید قطعات نهایی عالی است زیرا یک فناوری تولید افزایشی با حجم بالا است که به ویژه برای این منظور توسعه یافته است. MJF از پودرهای نایلون و پلی‌پروپیلن به عنوان مواد اولیه استفاده می‌کند. هر دو پلی‌یورتان ترموپلاستیک مهندسی شده‌ای هستند که در تعداد زیادی از کاربردهای صنعتی به کار می‌روند. قطعات MJF همچنین دارای خواص ایزوتروپیک هستند که همیشه در سایر فناوری‌های چاپ مانند FDM (مدل‌سازی رسوبی ذوب شده) و SLS (سینترینگ لیزری انتخابی) صادق نیست. MJF قادر به تولید ویژگی‌های کوچک با جزئیات بالا است. استفاده از عامل جزئیات‌دهی نیز سطح بیرونی صاف، هرچند مات، را تضمین می‌کند.

دقت ابعادی MJF

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن می‌تواند قطعاتی تولید کند که تنها ±۰.۱۵٪ از ابعاد اسمی انحراف دارند و با حداقل اندازه ۰.۳ میلی‌متر، که پس از آن دقت ابعادی توسط تولیدکنندگان دستگاه تعریف یا تضمین نمی‌شود.

حداکثر اندازه ساخت MJF

بزرگترین چاپگر سه‌بعدی MJF از HP سری HP Jet Fusion 5200 است. این دستگاه دارای حجم ساخت قابل استفاده ۳۸۰ در ۲۸۴ در ۳۸۰ میلی‌متر است. برخلاف بسیاری از فناوری‌های دیگر چاپ سه‌ بعدی، MJF می‌تواند قطعات را در کل حجم چاپگر لایه‌گذاری کند و حداکثر استفاده از فضای موجود را فراهم می‌کند. این به این دلیل است که قطعات MJF نیازی به ساختارهای پشتیبانی پیچیده ندارند. خود پودر نقش پشتیبانی از قطعه را ایفا می‌کند. در مورد قطعات توخالی بزرگ، ممکن است مفید باشد که از پشتیبانی‌های داخلی دائمی برای استحکام مکانیکی استفاده شود.

MJF و قطعات کوچک

چاپگرهای MJF می‌توانند قطعاتی با ویژگی‌هایی به عرض ۰.۱ میلی‌متر چاپ کنند. جدول ۱ زیر برخی از حداقل اندازه‌های ویژگی‌های اضافی که با چاپ MJF امکان‌پذیر است را فهرست می‌کند:

جدول ۱: حداقل اندازه‌های ویژگی‌های MJF

ویژگی	حداقل اندازه
ارتفاع لایه	۸۰ میکرون
حداقل شکاف بین دیواره‌ها	۰.۵ میلی‌متر
حداقل قطر سوراخ (ضخامت قطعه ۱ میلی‌متر)	۰.۵ میلی‌متر
حداقل قطر شفت (ارتفاع قطعه ۱۰ میلی‌متر)	۰.۵ میلی‌متر
حداقل اندازه ویژگی	۰.۱ میلی‌متر

منبع جدول: دفترچه راهنمای HP MJF

مقاومت در برابر آب چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن

قطعات مولتی جت فیوژن می‌توانند در صورت طراحی صحیح، مقاوم در برابر آب باشند. HP درجه‌بندی IP (حفاظت در برابر نفوذ) مواد اولیه معمول استفاده شده خود را آزمایش کرده و به درجه‌بندی‌های ضد آب IP66 و IP67 دست یافته است.

رقم اول در شماره درجه‌بندی IP نشان می‌دهد که قطعات MJF حفاظت کامل در برابر نفوذ گرد و غبار دارند. رقم دوم، که در این مورد ۶ است، به این معناست که قطعات MJF در برابر نفوذ آب مقاومت می‌کنند، در حالی که مقدار ۷ به این معناست که قطعات حتی در هنگام غوطه‌ور شدن آب را جذب نمی‌کنند.

MJF در مقابل SLS چاپ سه‌ بعدی

هر دو MJF و SLS روش‌های چاپ با فیوژن بستر پودر هستند. با این حال، در فرآیند MJF، یک هد چاپگر یک عامل فیوژن و جزئیات‌دهی را به پودر پایه اعمال می‌کند؛ سپس پودر با منبع انرژی مادون قرمز در جاهایی که عامل فیوژن اعمال شده است، سینتر می‌شود. از سوی دیگر، SLS از لیزر برای فیوژن پودر استفاده می‌کند. فرآیند چاپ SLS نیاز به مواد پشتیبانی برای تثبیت قطعه در طول چاپ دارد، در حالی که MJF این نیاز را ندارد. برای اطلاعات بیشتر، راهنمای ما درباره SLS در مقابل چاپ سه‌ بعدی MJF را مشاهده کنید.

سوالات متداول(FAQ)

خلاصه

چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن (MJF) یک فناوری پیشرفته تولید افزایشی است که توسط شرکت HP Additive توسعه یافته و امکان تولید قطعات پیچیده با دقت و کیفیت بالا را فراهم می‌کند. این فناوری با استفاده از پودرهای نایلون، پلی‌پروپیلن و TPU، قابلیت تولید قطعات نهایی و نمونه‌های اولیه عملکردی را در صنایع مختلفی همچون هوافضا، پزشکی و خودروسازی ارائه می‌دهد.

مواد مورد استفاده در MJF شامل انواع نایلون مانند PA11 و PA12، پلی‌پروپیلن (PP) و پلی‌یورتان ترموپلاستیک (TPU) می‌باشد که هر کدام ویژگی‌ها و مزایای خاص خود را دارند. انتخاب ماده مناسب بستگی به نیازهای خاص پروژه و کاربرد نهایی قطعه دارد.

کاربردهای رایج MJF گسترده و متنوع است. از تولید سیستم‌های تنظیم دریچه فرمان هواپیما گرفته تا پروتزهای سفارشی، قالب‌های ایمپلنت دندان، ابزارهای بازوی انتهایی ربات، قاب‌های پهپاد، لولاهای پشتیبانی درب خودرو و ساختارهای شبکه انعطاف‌پذیر از جمله این کاربردها می‌باشند. این فناوری با ارائه دقت بالا و مقاومت مکانیکی مطلوب، نقش مهمی در بهبود و تسریع فرآیندهای تولیدی ایفا می‌کند.

مزایای چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن شامل سرعت بالا در تولید قطعات، دقت ابعادی و جزئیات پیچیده، استفاده بهینه از مواد از طریق قابلیت بازیافت پودرهای استفاده نشده، خواص مکانیکی ایزوتروپیک، عدم نیاز به ساختارهای پشتیبانی پیچیده، توانایی تولید قطعات بزرگ و پیچیده، سطح صاف و کیفیت بالای سطح، انعطاف‌پذیری در طراحی و اقتصادی بودن برای تولید انبوه می‌باشد. این مزایا باعث شده‌اند که MJF یکی از گزینه‌های برجسته برای تولید قطعات دقیق و مقاوم در صنایع مختلف باشد.

با درک عمیق‌تر از چاپ سه‌ بعدی مولتی جت فیوژن و بهره‌گیری از مزایای آن، می‌توان به تولید قطعات با کیفیت بالا و هزینه مناسب دست یافت و فرآیندهای تولیدی را بهینه‌سازی کرد. پیشرفت‌های مداوم در این فناوری و توسعه مواد جدید، آینده‌ای روشن برای کاربردهای گسترده‌تر MJF در صنایع مختلف پیش‌بینی می‌شود.

این پست توسط اوبین بار در سایت بازارگاه الکترونیکی ساخت و تولید ایران به نشانی digimfg.ir منتشر شده است.

منابع

xometry.com/resources/3d-printing/multi-jet-fusion

سلب مسئولیت

محتوای ارائه شده در این صفحه وب صرفا جنبه اطلاع رسانی دارد. DIGIMFG هیچگونه ضمانت یا مسئولیتی، چه به صورت صریح یا ضمنی، در خصوص صحت، کامل بودن یا اعتبار اطلاعات بر عهده نمی گیرد. پارامترهای عملکرد، تلرانس های هندسی، ویژگی‌های طراحی خاص، کیفیت یا نوع مواد، یا فرایندها را نباید نمایانگر آنچه توسط تأمین کنندگان یا تولیدکنندگان شخص ثالث در شبکه DIGIMFG ارائه می‌شود، دانست. خریدارانی که به دنبال دریافت قیمت هستند موظفند تا الزامات فنی ویژه موردنیاز برای قطعات را تعریف کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر، لطفاً به شرایط و ضوابط ما مراجعه کنید.