HP Multi Jet Fusion (HP MJF)

3D DRUCK VERFAHREN

HP MJF - Anwendungen

Kleinserien

Das HP MJF ist prädestiniert für die Produktion von kleinen Losgrößen (100 - 5.000 Stk.). Dabei sind die Lieferzeiten extrem kurz und die Bauteilqualität in Bezug auf ausgewogenen mechanischen Eigenschaften unangefochten.

Funktionsteile

Die Technologie bietet mit nahezu isotropen Materialeigenschaften ein Alleinstellungsmerkal im Bereich der additiven Kunststofffertigung. Zusätzlich sind die Bauteile druckdicht, was die Technologie perfekt für Funktionsteile macht.

Prototypen

Prototypen, die späteren Spritzgussbauteilen sehr stark ähneln, sind mit dem HP MJF Verfahren möglich. Sie können so Ihre Bauteilgeometrie mit Einbaumustern kontrollieren oder sich direkt für eine 3D gedruckte Vorserie entscheiden.

PA12

Das HP-PA12 hat ein sehr ausgeglichenes Eigenschaftsprofil und eignet sich aufgrund der hohen Stabilität und Stoßfestigkeit für funktionale Bauteile und Prototypen.

Mehr zu MJF - PA12

PA12GB

Speziell für Bauteile, welche eine hohe Steifigkeit und Formstabilität benötigen, wie zum Beispiel bei Gehäusen, wird dieses mit 40% Glasperlen gefüllte PA12 verwendet.

Datenblatt PA12GB

PA11

Das Polyamid 11 von HP ist zäher als PA12 und reißt bei Krafteinwirkung anstatt zu splittern. Vor allem in der Automobilindustrie ist das ein entscheidender Sicherheitsfaktor.

Datenblatt PA11

Färben

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.

Gleitschleifen

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.

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Das Verfahren

Wie funktioniert die 3D Druck Technologie?

Zu Beginn wird eine dünne Schicht feines PA12 Pulver auf die Bauplatform aufgetragen. Wie im Video zu sehen ist, wird das Pulver von hinten nach vorne und von vorne nach hinten aufgetragen. Im nächsten Schritt überfährt der Druckschlitten die vorbereitete Pulverschicht von rechts nach links. Im Druckschlitten sind zum einen die HP Thermo-Inkjet-Druckköpfe sowie zwei Energiequellen angeordnet. Dabei wärmt die führende Energiequelle die aufgetragene Pulverschicht vor, um eine perfekte Temperaturkontrolle für jede Schicht gewährleisten zu können. Die Temperatur der Druckschicht wird dabei an über 900 Messpunkten im gesamten Arbeitsbereich gemessen und kontrolliert. Direkt nach dem Energieeintrag werden über die Druckköpfe zwei verschiedene Agents aufgetragen, um die jeweiligen Bauteilschichten auf das Pulver zu drucken.

Im eigentlichen Druckprozess wird der Fusing Agent (schwarz) dazu verwendet, die Bereiche zu markieren, welche später zu einem festen Bauteil verschmolzen werden sollen. Der zweite sog. Detailing Agent (transparent) wird an den Rändern der Bauteile aufgetragen, um den Verschmelzvorgang an den Kanten abzuschwächen. Dadurch können eine sehr hohe Genauigkeit, scharfe Kanten und eine glatte Oberflächen erzielt werden. Nach dem Aufdruck der Agents bringt die zweite Energiequelle im Druckschlitten erneut Wärme auf die Druckschicht. Aufgrund der physikalischen Gegebenheit, dass schwarze Flächen Licht (Energie) stärker absorbiert als eine weiße, wird das Pulver nur an den mit dem schwarzen Fusing Agent bedruckten Bereichen verschmolzen. Dieser Vorgang wird nun Schicht für Schicht wiederholt, bis die finale Bauteilhöhe erreicht wird. In der nachfolgenden Abbildung werden die einzelnen Prozessschritte bildlich dargestellt:

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.