3D DRUCK VERFAHREN
Das HP Multi Jet Fusion ist das aktuell schnellste und wirtschaftlichste 3D Druck Verfahren für äußerst hochwertige Prototypen, Funktionsteile und Kleinserien.
Bauteile, welche im HP MJF Verfahren produziert wurden, kommen in grauer Farbe aus dem 3D Drucker. Ähnlich dem SLS Verfahren nehmen unbehandelte Teile aufgrund der rauen Oberflächenbeschaffenheit leicht Schmutz und im Hautkontakt auch Hautfett auf, was die Teile nach einer gewissen Zeit im Gebrauch speckig erscheinen lässt. Ohne Finish empfehlen wir unbehandelte Bauteile vor allem für Prototypen und Funktionsteile, die keinem starken Hautkontakt ausgesetzt sind.
HP MJF Bauteile lassen sich aufgrund der grauen Grundfarbe nur bedingt in verschiedenen Farben einfärben. Deshalb färben wir HP Teile nur in schwarz. Wird eine andere Farbe gewünscht, sollte auf das selektive Lasersintern ausgewichen werden. Zum Färben wird unbedenkliche Textilfarbe benutzt, welche im Färbeprozess oberflächig in das Bauteil eindringt. Der Färbeprozess ist dabei denkbar einfach. In einem erhitzen Wasserbad werden die notwendigen Farbpigmente aufgelöst und anschließend die grauen HP MJF Bauteile hinzugegeben. Nach einer gewissen Zeit haben die Bauteile die Farbe aufgenommen und können wieder herausgenommen werden. Anschließend folgt eine kurze Trockenphase und schon sind die Teile fertig für den Versand oder eine weitere Veredelung.
Beim Gleitschleifen – auch Trowalisieren genannt – werden die gefertigten Bauteile nach dem Entpulvern zusammen mit verschieden geformten Schleifsteinen in einen Vibrationstrog gegeben. Die darin erzeugten Schwingungen lassen eine Durchlaufbewegung von Steinen und Bauteilen entstehen. Dadurch wird ein gleichmäßiger Abrieb am Bauteil erzeugt, was zu einer homogenen, glatten Oberfläche führt. Für Bauteile, die scharfe Kanten benötigen, ist dieses Veredelungsverfahren jedoch nicht zu empfehlen, da diese im Prozess gebrochen und leicht abgerundet werden.
Durch das sog. Verdichtstrahlen wird die Oberfläche der fertig gedruckten Bauteile noch einmal verdichtet. Dadurch erhält die Oberfläche eine leicht samtige und geglättete Struktur, welche im Gegensatz zu nicht behandelten Oberflächen weniger kratzempfindlich und rau ist.
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Wie funktioniert die 3D Druck Technologie?
Die 3D-Druck-Technologie, insbesondere die Fused Deposition Modeling (FDM) Methode, ermöglicht beeindruckende Ergebnisse. Der Prozess beginnt mit dem Auftragen einer dünnen Schicht feines PA12 Pulver auf die Bauplattform. In einem Video ist zu sehen, wie das Pulver sowohl von hinten nach vorne als auch von vorne nach hinten aufgetragen wird. Anschließend bewegt sich der Druckschlitten von rechts nach links über die vorbereitete Pulverschicht. Im Druckschlitten befinden sich HP Thermo-Inkjet-Druckköpfe sowie zwei Energiequellen. Eine der Energiequellen erwärmt die aufgetragene Pulverschicht, um eine präzise Temperaturkontrolle für jede Schicht sicherzustellen. Die Temperatur der Druckschicht wird an über 900 Messpunkten im gesamten Arbeitsbereich gemessen und überwacht. Direkt nach dem Energieeintrag werden über die Druckköpfe zwei verschiedene Agents aufgetragen, um die jeweiligen Bauteilschichten auf das Pulver zu drucken.Während des eigentlichen Druckprozesses dient der Fusing Agent (schwarz) dazu, die Bereiche zu kennzeichnen, die später zu einem festen Bauteil verschmolzen werden sollen. Der zweite Agent, der Detailing Agent (transparent), wird entlang der Ränder der Bauteile aufgetragen, um den Verschmelzvorgang an den Kanten abzuschwächen. Dies ermöglicht eine hohe Genauigkeit, scharfe Kanten und eine glatte Oberfläche. Nach dem Auftragen der Agents erhitzt die zweite Energiequelle im Druckschlitten erneut die Druckschicht. Aufgrund der physikalischen Eigenschaften absorbiert schwarze Farbe (Energie) mehr Licht als weiße Farbe, wodurch das Pulver nur in den Bereichen verschmilzt, die mit dem schwarzen Fusing Agent bedruckt wurden. Dieser Vorgang wird Schicht für Schicht wiederholt, bis die endgültige Bauteilhöhe erreicht ist. Die nachfolgende Abbildung veranschaulicht die einzelnen Prozessschritte.
Quelle: HP
HP hat mit dem Multi Jet Fusion Verfahren den 3D Druck revolutioniert. Hiermit wurde ein sehr großer Schritt in Richtung einer additiven Serienfertigung gegangen. Dabei ist nicht nur der Druckprozess revolutionär. Auch wurden alle manuellen Tätigkeiten standardisiert und so optimiert, dass eine durchgängige Produktion mit minimaler Fehleranfälligkeit möglich ist. So wird die Pulveraufbereitung, das Recycling und das Befüllen der Druckeinheiten durch die HP Jet Fusion Processing Station übernommen.
