HP Jet Fusion:
PA 12 (Polyamid 12)
PA 12 (Polyamid12 oder kurz ‚Nylon 12‚) ein vielseitig einsetzbarer Kunststoff. Das Material ist für anspruchsvolle, technische Verwendungen gut geeignet und wird daher in vielen Industriebranchen verwendet. HP Jet Fusion PA 12 ist mechanisch belastbar, hitzeresistent und kann in sehr hoher Geschwindigkeiten gedruckt werden. Daher eignet sich das Verfahren hervorragend für die Herstellung von funktionellen Bauteilen, als Prototyp oder in Kleinserien.
Übersicht
Farben
Grau, Schwarz
Bauraum
380 × 284 × 380 mm
Kosten
$$$
(Niedrig)
Produktionszeit
6 – 8 Werktage
Genauigkeit
± 0,2 %, mit einer unteren Grenze von 0,2 mm
Material-Details
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Funktions- und Serienbauteile
HP Jet Fusion eignet sich hervorragend auch für die Herstellung von funktionellen Bauteilen aus Kunststoff. Im Vergleich mit den meisten anderen additiven Herstellungsverfahren, ist das Jet Fusion – PA 12 genauer, stabiler, hat eine höhere Auflösung und besticht durch signifikant schnellere Produktionszeiten. Anders als das Lasersinter – PA 12, ist das Jet Fusion – PA 12 nahezu 100%ig dicht und die mechanischen Eigenschaften lassen sich mit denen von Spritzguss-Kunststoffen vergleichen.
Die wesentlichen Vorteile sind:
- Auflösung: Mit 1,200 dpi (x-y) und 80 µm Schichtstärke, setzt HP Jet Fusion 3D-gedrucktes Nylon die neuen Standards für additiv gefertigte Kunststofffunktionsteile.
- Physische Eigenschaften: Durch die hohe Materialdichte ist die mechanische Belastbarkeit der Objekte besser als bei den meisten anderen 3D-Druckverfahren (siehe technische Daten unten). Im Gegensatz zu den meisten anderen 3D-Druckverfahren sind die Jet Fusion Objekte nahezu isotropisch. (Die Festigkeit in der X-Y-Ebene ähnlich hoch, wie in der Z-Richtung.)
- Genauigkeit: Mit einer Abweichung von 0,2 % (untere Grenze 0,2 mm), sind Jet Fusion – PA 12 Objekte im Allgemeinen genauer als SLS- oder FDM-gedruckte Funktionsteile.
- Designfreiheit: Es werden keine Stützstrukturen benötigt, daher sind nahezu alle Geometrien möglich. Sogar sehr filigrane Strukturen (ca. 0,6 mm) sind möglich.
- Druchsatz: Die Druckzeiten, insobesondere für größere Stückzahlen, sind deutlich kürzer als bei vergleichbaren 3D-Drucktechnologien (z. B. SLS, FDM).
Wegen der beeindruckenden Eigenschaften der Objekte, die mit HP Jet Fusion gedruckt werden, ist das Verfahren sowohl für das Prototyping als auch für die Kleinserienfertigung interessant.
Kunststoff Kleinserienfertigung:
Aufgrund des hohen Durchsatzes und der guten Eigenschaften der Objekte, ist Jet Fusion gut geeignet für die Kleinserienfertigung mit dem Material PA 12. Bei einer Stückzahl von 300 – 1500 pro Los, ist Jet Fusion meist wirtschaftlicher als das Spritzgussverfahren (für kleine bis mittelgroße Objekte).
Selbst bei relativ geringen Losgrößen (50 – 150 Stück) können schon wirtschaftliche Stückpreise erreicht werden. Dies, in Verbindung mit den sehr kurzen Produktionszeiten (wenige Tage), reduziert die Notwendigkeit einer teueren Lagerhaltung. Dabei ist die additive Fertigung weiterhin sehr flexibel. Änderungen an dem Produkt können problemlos, ohne wesentliche Eingriffe in den Produktionsprozess, implementiert werden.
Rapid Prototyping:
HP Jet Fusion – PA 12 ist hervorragend dafür geeignet funktionsfähige Prototypen herzustellen. Die Materialeigenschaften sind vergleichbar mit denen von Spritzguss-Bauteilen. Die hohe Genauigkeit der Technologie erlaubt ein Design, das schon sehr nahe an dem des Originals sein kann und das kaum noch Nachbearbeitung benötig.
Die Kosten beim Jet Fusion – PA 12 setzen sich aus Materialverbrauch und benötigtem Maschinenraum zusammen. Der Materialverbrauch ist der entscheidende Faktor bei der Berechnung der Kosten für diese 3D-Druck Technologie.
Die Preise variieren meist zwischen EUR 0,40 – 2,00 (zzgl. 19 % MwSt.) oder EUR 0,48 – 2,40 (inkl. 19 % MwSt.) pro g Material (Richtwerte). Bitte beachten Sie, dass die Preise, in Abhängigkeit der Geometrie und der gewünschten Stückzahlen, variieren können.
Look & Feel
- Die Oberfläche ist leicht rau.
- PA 12 ist recht leicht (Dichte ~ 1,01 g/cm³).
- Der unbearbeitete Druck hat ein inhomogenes Grau, welches aber sehr einfach durch uns schwarz gefärbt werden kann.
- Ähnlich wie bei anderen 3D-Druckverfahren, können die Druckschichten (80 µm) wahrnehmbar sein.
Wesentliche Eigenschaften
- Dünne Strukturen sind flexibel, während dickere Strukturen steif sind.
- Sehr widerstandsfähiges Material (chemische Resistenz, mechanisch stabil, hitzbeständig bis ~ 100 °C).
- Eines der langlebigsten Materialien unter den 3D-Druckmaterialien.
Zugfestigkeit
48 MPa
Bruchdehnung
15 – 20 %
Elastizitätsmodul
1.700 – 1.800 MPa
Biegefestigkeit
N/A
Vicat A
175 °C
Shore-Härte
N/A
Minimale Wandstärken
Die minimale Wandstärke sollte nicht geringer als 0,6 mm sein. Bei längeren Objekten/Flächen oder für Objekte, die mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, sollten Sie die Wandstärke erhöhen.
Hohlräume
Ausgehöhlte Objekte können gedruckt werden, es müssen allerdings Öffnungen (min. 5 mm Durchmesser) eingefügt werden, damit überschüssiges Material entfernt werden kann. Bei größeren Hohlräumen sollten Sie mehrere Öffnungen einplanen.
Das Ausgangsmaterial wird während des Druckvorganges verdichtet, dies macht es etwas komplizierter überschüssiges Material zu entfernen. Es kann vorkommen, dass feine Kanäle/Rillen mit dem Materialpulver versehen sind, welches dann nicht mehr entfernt werden kann.
Abstände
Falls Sie mehrere Objekte gleichzeitig drucken wollen, sollten Sie beachten, dass min. 0,5 mm Abstand zwischen den einzelnen Objekten gelassen wird. Sonst laufen Sie Gefahr, dass die Objekte sich miteinander verbinden.
Auflösung
Details bis zu einer Größe von 0,3 mm können dargestellt werden.
Verzahnte Objekte
Ineinander verzahnte Objekte können gedruckt werden. Beachten Sie bitte den Mindestabstand zwischen den Objekten von min. 0,5 mm. Beachten Sie auch, dass die entsprechenden Bereiche zugänglich sind, um überschüssiges Materialpulver entfernen zu können.
Größe
Das Objekt sollte nicht größer als 380 x 280 × 380 mm sein.
Standard-Finishing
- Reinigung des Objekts von überschüssigem Materialpulver.
- Glasperlenstrahlen
Optionales Finishing
- Polieren von Hand
- Verdichtungsstrahlen („Shot Peening“)
- Einfärben (Schwarz oder andere dunkle Farben)
Hier finden Sie eine kurze Zusammenfassung des Druckvorgangs, für eine ausführliche Beschreibung besuchen Sie bitte die Verfahrensseite HP Jet Fusion.
Eine dünne Schicht (80 µm) des Materialpulvers wird auf eine bewegliche Bauplattform aufgetragen. Der Druckkopf sprüht nun eine wärmeleitende Flüssigkeit, den „Fusion Agent“, auf die vorgesehenen Stellen. Direkt anschließend wird das Pulver einer starken Wärmequelle (Infrarotlicht) bestrahlt. Die Bereiche, die mit dem „Fusion Agent“ besprüht wurden, erhitzen sich stärker als der Rest des Pulvers und verschmelzen miteinander. Danach kühlt das verschmolzene Material ab und wird fest.
Gleichzeitig mit dem „Fusion Agent“ wird der isolierende „Detailing Agent“ aufgetragen. Dieser sorgt für eine klare Abgrenzung zwischen Druckobjekt und dem Rest des Materialpulvers, indem er die Wärmleitfähigkeit des angrenzenden Pulvers so weit reduziert, dass es nicht schmilzt.
Dieser Prozess wiederholt sich, wie bei allen Druckverfahren, solange bis alle Druckschichten verfestigt sind. Nach dem 3D-Druck wird die gesamte Bauplattform für mehrere Stunden abgekühlt. Anschließend werden die Objekte von dem übrigen Materialpulver befreit und gereinigt.
Schematische Dartstellung: HP Multi Jet Fusion. Quelle: Youtube, Hewlett Packard Inc.