3D DRUCK VERFAHREN

HP Multi Jet Fusion (HP MJF)

Das HP Multi Jet Fusion ist das aktuell schnellste und wirtschaftlichste 3D Druck Verfahren für äußerst hochwertige Prototypen, Funktionsteile und Kleinserien!

Übersicht HP MJF

Mit dem HP Multi Jet Fusion Verfahren erhält man qualitativ hochwertige und robuste Bauteile. Es besticht durch schnelle Produzierbarkeit und eine zuverlässig wiederholbare Bauteilqualität.

Anwendungen

Materialien

Durch die einzigartige MJF Technologie lassen sich Bauteile hoher Dichte mit geringer Porosität herstellen. Mithilfe der passenden Materialien werden so verwendbare Endprodukte und funktionale Prototypen realisierbar.

PA12

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

Stabilität

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Steifigkeit

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UV-/Chemiebeständigkeit

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Temperaturbeständigkeit

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PA12-GB

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

Stabilität

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Steifigkeit

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UV-/Chemiebeständigkeit

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Temperaturbeständigkeit

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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.

Stabilität

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Steifigkeit

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UV-/Chemiebeständigkeit

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Temperaturbeständigkeit

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Finish

Bauteile, die im HP Multi Jet Fusion Verfahren gefertigt wurden, sind in der Grundfarbe grau. Im direkten Vergleich zum selektiven Lasersintern ist die mögliche Auswahl an Veredelungsmethoden geringer.

Eine Kombination zwischen einer schwarzen Färbung und Keramikstrahlen ist die bei uns am häufigst eingesetzte Veredelung.

Unbehandelt

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.

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.

Keramikstrahlen

Durch das sog. Keramikstrahlen 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.

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 homogen, 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.

Lackieren

Auch durch Lackieren lassen sich HP MJF Bauteile farblich gestalten. Nach gründlicher Entfernung der ggf. sichtbaren Baustufen und anschließender Grundierung ist eine Lackierung mit zwei bis drei Deckschichten umsetzbar. Hochwertige Sichtflächen an Funktionsbauteile sind somit kein Problem.

Dichtol-Infiltrieren

HP MJF Bauteile sind bedingt durch den Herstellungsprozess bereits druckdicht. Dennoch kann es für Bauteile notwendig sein – insbesondere bei kleineren Wandstärken – eine Dichtol-Infiltrierung vorzunehmen, um das Bauteil vollständig abzudichten. Dabei wird das Bauteil in ein mit Dichtol gefülltes Bad getaucht. Die Imprägnierung dringt in die offenen Poren des Bauteils ein und verschließt diese zuverlässig.

Chemisches Glätten

Mittels des chemischen Glättens können Oberflächen auf 3D gedruckten Bauteilen so veredelt werden, dass sie den Oberflächen von Spritzgussbauteilen nahe kommen. Das Bauteil wird hierzu in eine geschlossene Apparatur gehängt, in der Lösemittel verdampft wird. Ein feiner Lösemitteldampf greift die raue Oberflächenstruktur des Bauteils an, welche dadurch geglättet wird und ein gleichmäßigeres Oberflächenfinish entsteht.

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Das Verfahren

Wie funktioniert die HP Multi Jet Fusion 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.

Quelle: HP

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 sowie 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.

Im folgenden Video wird der bereits beschriebene 3D Druck Prozess sowie die einzelnen Systemkomponenten der HP Jet Fusion Technologie nochmals genauer erklärt: