HP Multi Jet Fusion

Wie beim Lasersintern, wird bei diesem Verfahren mit PA 12 (Polyamid 12) gedruckt. Das HP Jet Fusion Verfahren ist allerdings nicht nur ein neuer Weg PA 12 zu drucken, es ist eine Technologie, welche den gesamten 3D-Druck Markt revolutionieren kann.
Im Vergleich mit dem Lasersinterverfahren kann man mittels Jet Fusion festere Bauteile herstellen. Weiterhin werden eine höhere Genauigkeit, eine höhere Auflösung und ein deutlich schnellerer Druck möglich. In den meisten Fällen sind die Kosten entweder gleich hoch oder sogar niedriger als beim selektiven Lasersintern. Durch Jet Fusion gedruckte Bauteile sind zu annährend 100 % dicht und können für Funktions- und fertige Bauteile verwendet werden.
Dank der hohen Effizienz und der besonderen Materialeigenschaften, erhöht Jet Fusion die Möglichkeiten von additiven Verfahren. Nicht nur die Herstellung von Prototypen, sondern auch die additive Herstellung von bis zu 5.000 Stück (oder mehr), ist nun wirtschaftlich.


HP Jet Fusion Schnellübersicht

Bauraum
380 x 380 x 284 mm

Produktionszeit
7 Werktage (Standard)
4 Werktage (Express)

Kosten
$$$ (Niedrig)

Genauigkeit
~0,3 % mit einer unteren Grenze von 0,3 mm

Materialien
PA 12
Ultrasint TPU 90A

Weitere Rapid-Prototyping Verfahren

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Bei dieser Technologie spritzt der Druckkopf eine wärmeleitende Flüssigkeit (genannt „Fusing Agent“) auf eine Schicht des Materialpulvers. Sofort nach dem Druck wird eine Hitzequelle (Infrarotlicht) eingesetzt. Die Bereiche, auf welche der „Fusing Agent“ aufgetragen wurde, werden stärker erhitzt als das Pulver ohne diese Flüssigkeit. Somit werden die erforderlichen Bereiche zusammengeschmolzen. Um es einfacher auszudrücken, der „Fusing Agent“ (Farbe: Schwarz) absorbiert mehr Energie als das überschüssige (weiße) Pulver.

Ein weiterer „Agent“ (Wirkstoff), der sogenannte „Detailing Agent“, wird zum isolieren genutzt. Er wird um die Bereiche herum aufgetragen, auf welchen der „Fusing Agent“ angebracht wurde. Dieser „Agent“ ist erforderlich um scharfe Kanten herzustellen. Dieses Ziel wird erreicht durch die Temperaturunterschiede zwischen bedruckten und ungenutzten Pulver, welches es umgibt. Ohne diesen „Detailing Agent“ würden die Kanten rund und die Details verschwimmen.
Das Leistungsvermögen dieses Systems ist erstaunlich. Jede Sekunde werden 300 Millionen Tropfen Flüssigkeit mit einer Genauigkeit von 21 µm abgegeben. Diese Genauigkeit entspricht in etwa der Hälfte von Polyjet, welches unsere genauste Rapid Prototyping Technologie ist.

Obwohl diese Technologie sehr komplex ist, hat sie signifikante Vorteile:

  • Bauteil-Dichte: Die „Agents“ decken den gesamten Modelbereich ab und verschmelzen gleichmäßig. Nach dem Verschmelzen sind die Bauteile wasserdicht.
  • Isotropie: Im Gegensatz zu den meisten anderen additiven Fertigungsverfahren sind mit Jet Fusion gedruckte Objekte weitgehend isotrop. Das bedeutet, die Festigkeit eines Bauteils ist unabhängig von seiner Richtung.
  • Geschwindigkeit: Dank der hohen Anzahl an Druckköpfen brauchen die einzelnen Schichten nur ein paar Sekunden, um gedruckt und verbunden zu werden. Der Verbindungsprozess ist in den Druckprozess eingebunden, deshalb ist auch kein zeitraubender, weiterer Schritt mehr nötig. Alles in allem ist Jet Fusion deutlich schneller als FDM oder Selektives Lasersintern. Mehr als 3 cm pro Stunde können gedruckt werden (Lasersintern ca. 1 cm/h), das macht Jet Fusion zu einer der schnellsten 3D-Druck Technologien.
  • Auflösung: Durch die kleinen Tropfen hat das Jet Fusion System eine Auflösung von 1.200 dpi entlang der X-Y-Achse, welche jede andere additive Fertigungsmethode übersteigt. Weiterhin können, dank des schnellen Druckprozesses, kleinere Schichthöhen wirtschaftlich verwendet werden. Dadurch erhöht sich die Detailauflösung und die Oberflächenqualitiät noch einmal. Wir bei 3Faktur drucken Ihre Multi Jet Fusion Objekte mit einer Schichthöhe von 80 µm.

hp multi jet fusion Druck Verfahren Schema

Bild: HP; HP’s White Paper über die Multi Jet Fusion Technologie können Sie hier herunterladen.

Fertigung von funktionellen (Klein-) Serien-Bauteilen

HP Multi Jet Fusion PA12 - Filter
HP Multi Jet Fusion PA12 - Knopf
HP Multi Jet Fusion PA12 - Stecker
HP Multi Jet Fusion PA12 - Drehknopf

Die HP Jet Fusion Technologie verlagert den 3D-Druck von der Prototypenherstellung zur Fertigung von funktionalen Bauteilen. Diese Technologie ermöglicht die Fertigung von hohen Stückzahlen bei extrem geringen Umlaufzeiten. Die Genauigkeit, die Auflösung und die Festigkeit bleiben auf dem gleichen Level wie bei den traditionellen Fertigungsverfahren. Verglichen mit konventionellen Fertigungsverfahren, besitzt Jet Fusion Vorteile bei den Durchlaufzeiten, der Wirtschaftlichkeit und der Flexibilität:

  • Durchlaufzeiten: Für kleine bis mittel große Kunststoffteile kann eine Anzahl von 100 – 5.000 Stück pro Woche ohne Probleme produziert werden. Werkzeuge sind dafür nicht notwendig.
  • Wirtschaftlichkeit: Durch die hohe Geschwindigkeit und die geringen Materialkosten ist es eines der günstigsten additiven Fertigungsverfahren.
  • Flexibilität: Wenn es um die Flexibilität geht, hat die additive Fertigung deutliche Vorteile gegenüber der traditionellen Fertigung:
    • Änderungen: Veränderungen an den Bauteilen sind kein Problem, es gibt keine Werkzeuge oder Programme, welche angepasst werden müssen, die CAD-Datei ist ausreichend. Da bei dieser Technologie der Komplexität kaum Grenzen mehr gesetzt sind, ist es nicht wichtig, welche Änderungen erfolgen sollen. Selbst hochkomplexe Geometrien können produziert werden.
    • On-Demand Fertigung: Die Bauteile können produziert werden, wann immer sie benötigt werden, es gibt kein Werkzeug oder Prozessschritt, der geändert werden muss. Das hilft, den Lagerbestand zu minimieren.

Falls Sie Fragen zu Ihrem Projekt haben, kontaktieren Sie uns.


Funktionelle Prototypen

HP Multi Jet Fusion PA12 - Zahnrad
HP Multi Jet Fusion - cover
HP Multi Jet Fusion PA12 mechanisches Bauteil
HP Multi Jet Fusion PA12 Flexible Strukturen

Im Multi Jet Fusion Verfahren erstellte Prototypen zeichnen sich durch eine hohe Stabilität und Belastbarkeit aus. Auch in Punkto Maßhaltigkeit und Oberflächeneigenschaften überzeugen die Bauteile.

Vorteile:

  • Sehr haltbare Teile: MJF Bauteile in PA 12 und TPU sind langlebig, belastbar und (im Falle von PA 12) weitgehend isotrop.
  • Hohe Genauigkeit: Mit einer Toleranz von 0,3 % (untere Grenze 0,3 mm) erreicht das MJF-Verfahren eine ähnliche Genauigkeit wie bei der Stereolithografie oder beim Polyjet-Verfahren.
  • Hohe Auflösung: HP Multi Jet Fusion druckt mit einer Auflösung von 1.200 dpi und mit einer Schichthöhe von 80 µm. Damit weißt es deutlich bessere Werte auf als die meisten anderen additiven Fertigungsverfahren.

Objekte mit komplexen Geometrien

HP Multi Jet Fusion PA12 - Skelett

Jet Fusion ist eine der wenigen 3D-Druck Technologien, welche keine Supportstrukturen benötigt. Somit können die meisten komplexen Formen und Hinterschneidungen ohne extra Kosten produziert werden. Einschränkungen gibt es bei dieser Technologie nur bei sehr filigranen Strukturen (man benötigt eine minimale Wandstärke von 0,7 mm), bei kleinen Röhrchen oder bei internen Strukturen in denen überschüssiges Pulver schwer entfernt werden kann.

Vorteile
  • Sehr hohe Genauigkeit und Auflösung.
  • Sehr stabil und nahezu isotrop.
  • Sehr schnell und kosteneffizient.
Nachteile
  • Die Oberflächenqualität ist gut, aber rauer als bei photopolymerbasierten Verfahren (Polyjet, SLA).
  • Die gedruckten Teile sind grau. Eine Schwarzfärbung ist möglich, andere Farben können mit einer Lackierung realsiert werden.
  • Die Oberseite in Z-Richtung kann eine Grat (~0,1 mm) und eine abgesenkte, rauere Oberfläche aufweisen, welcher durch das Auftragen der Flüssigkeit hervorgerufen wird (genannt ‚Sink-Effekt‘).

PA 12 (Polyamid 12, ‚Nylon‘)

HP Multi Jet Fusion PA12 material

Jet Fusion PA 12 ist ein sehr homogener und fester Kunststoff für Prototypen und Serien-Bauteile.

Farben: Grau (unbearbeitet), Schwarz (gefärbt)
Max. Größe: 380 x 284 x 380 mm
Preise: Sofortangebote erhalten sie bei unserem Online 3D-Druck Service.
Material Datenblatt: Herunterladen
Material Details: PA 12 (HP Fusion Jet)


BASF UltrasintTPU 90A

MJF BASF Ultrasint TPU90A Musterteil

TPU ist ein sehr flexibles Material mit einer Shore-Härte von 90A. Das Material kann für Prototypen oder Serien-Bauteile verwendet werden.

Farben: Grau
Max. Größe: 380 x 284 x 380 mm
Preise: Sofortangebote erhalten sie bei unserem Online 3D-Druck Service.
Material Datenblatt: Herunterladen
Material Details: Ultrasint TPU 90A

Unsere Nachbearbeitungsoptionen für Multi Jet Fusion:

  • Standard bei allen Bauteilen und Materialien: Glasperlenstrahlen
  • Optional für PA 12:
    • Gleitschliff (Oberflächenglättung)
    • Einfärben (Schwarz)
    • Nasslackierung (RAL-Farben in unteschiedlichen Glanzgraden)

Mehr Informationen: Finishing von Multi Jet Fusion PA 12 Bauteilen

HP Jet Fusion 4210 Anlagen bei 3Faktur

Anlagentyp
HP Jet Fusion 4210

Material
PA 12

Anzahl Anlagen
2

HP Jet Fusion 5210 Anlage

Anlagentyp
HP Jet Fusion 5210

Material
BASF Ultrasint™ TPU 90A

Anzahl Anlagen
1

Hewlett-Packard Inc. begann die Entwicklung von 3D-Druckern schon vor einigen Jahren. Die erste offizielle Vorstellung war im Jahr 2014. Zu diesem Zeitpunkt kündigte HP die Entwicklung von 3D-Druckern an und stellte einige Besonderheiten, wie die sehr hohe Geschwindigkeit oder die gute Auflösung, ihrer neuen Technologie vor. Damit gelang es der Firma, eine hohe Aufmerksamkeit zu gewinnen. Gründe hierfür waren, dass die Möglichkeiten, welche diese Technologie bietet, industrieweit als bahnbrechend eingeschätzt wurden. Man sah die Chance mit additiver Fertigung nicht nur Prototypen effizient zu produzieren, sondern auch Kleinserien.
2014 sicherte sich HP die Unterstützung von anderen Industrieriesen (bspw. Nike, BMW, Johnson & Johnson). Mit deren Hilfe wurde die Entwicklung und die Funktionalität des Druckers vorangetrieben. Nach mehreren Verzögerungen wurde im Jahr 2016 der 3D-Drucker HP Multi Jet Fusion 4200 offiziell für den nordamerikanischen Markt eingeführt. Ab Anfang 2017 gab es die ersten Maschinen auch in Europa.

Einführungsvideo von HP; Quelle: YouTube/HP Graphic Arts.



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