Polyjet: Das Verfahren

Das Polyjet-Verfahren (auch MultiJet-Modeling MJM) ist aufgrund seiner Eigenschaften ein beliebtes Verfahren im Rapid Prototyping. Während des Drucks trägt ein Druckkopf winzig kleine Tröpfchen eines Photopolymers auf eine Plattform auf, welches sofort mittels UV-Licht ausgehärtet wird.
Durch diese Methode weist der Polyjet 3D-Druck zahlreiche Vorteile auf. So wird werden Schichtdicken von leidglich 16 – 32 µm erreicht, was nicht nur zu einer sehr hohen Detailtreue führt, sondern auch Oberflächen erzeugt, welche dem Spritzguss sehr nahe kommen. Weiterhin besteht die Möglichkeit des Materialmixes. Dabei können in einem Werkstück mehrere Materialien gleichzeitig verwendet werden (beispielsweise feste und gummiartige Kunststoffe). Darüber hinaus können die Materialien auch schon während des Druckes vermengt werden, was zu völlig neuen Materialeigenschaften führt (‚digitale Materialien‘).
Der Polyjet Druck ist folglich ein sehr vielfältiges Verfahren, welches ein breites Einsatzspektrum im Prototypenbau bietet.


Stereolithografie
Schnellübersicht

Bauraum
max. 342 x 342 x 200 mm

Produktionszeit
3 – 5 Werktage

Kosten
$$$ (Hoch)

Toleranzen
~0,1 mm bis 10 cm
0,1 % ab 10 cm

Materialien
Festes Material (Vero)
Flexibles Material (Tango)
Digitales ABS
Polypropylenähnliches Material (Durus)

Weitere Rapid-Prototyping Verfahren

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Beim Polyjet 3D-Druck wird ein lichtaushärtendes Polymer durch einen Druckkopf mit mehreren Düsen auf eine Werkplattform aufgetragen. Das noch flüssige Material wird durch UV-Licht sofort ausgehärtet. Danach fährt die Plattform um die Dicke einer Schicht nach unten. Die Schichtdicke beträgt je nach Maschine zwischen 16 – 32 µm. Anschließend wird eine weitere Schicht auf die bereits ausgehärtete Schicht aufgetragen. Dieser Prozess wird so lange wiederholt, bis das Modell vollständig gedruckt wurde. Dadurch, dass das Material in Tropfen durch die Düsen aufgetragen wird, zerläuft es vor dem Härtungsvorgang. Somit sind mit bloßem Auge, nahezu keine Rillen im Werkstück zu erkennen und die Oberfläche ist sehr glatt.
Der Polyjet-Drucker besitzt mehrere Druckköpfe. Der große Vorteil besteht darin, dass mit verschiedenen Materialien oder auch in verschiedenen Farben gedruckt werden kann. Falls das Modell überhängende Bestandteile hat, werden diese mittels Supportstrukturen abgestützt. Diese Supportstrukturen oder auch Stützkonstruktionen müssen nach der Fertigung entfernt werden.



Illustration des Polyjet Prozesses. Quelle: Youtube/3D-Systems


Finishing
  • Schleifen, wenn Geometrie es zulässt
  • Auf Anfrage: Lackieren, Beschichten, Polieren (bei VeroClear)

Hochwertige Prototypen

Polyjet 3D-Druck Prototyp Greifhand

Durch die hohe Detailauflösung, die sehr guten Oberflächeneigenschaften und die Fülle an möglichen Materialien eignen sich Objekte, die mit Polyjet gedruckt werden, hervorragend für realitätsnahe Prototypen. Mit diesen Prototypen können Sie den Eigenschaften des späteren Serienprodukts schon sehr nahe kommen.


Urformen

Polyjet 3D-Druck Urform

Die glatten Oberflächen sowie eine sehr hohe Genauigkeit und Detailauflösung machen Polyjet Materialien wie geschaffen als Urformen zum Abguss für z.B. Vakuumguss-Verfahren. Auch in anderen Industrien, z.B. der Schmuckindustrie kommt Polyjet immer häufiger zum Einsatz bei der Erstellung von Urformen für Prototypen oder fertige Produkte.


Miniaturen

Polyjet 3D-Druck weibliches Modell

Mit Polyjet können auch kleinste Details realistisch dargestellt werden. Daher ist dieses Verfahren auch bei Designern und Modellbauern sehr beliebt.


Prototypen mit Materialkombinationen

Polyjet 3D-Druck Beispiel Materialkombination

Nur mit dem Polyjet-Verfahren ist es zurzeit möglich verschiedene Materialien schon während des Herstellungsprozesses zu kombinieren, z.B. fester Griff mit einer rutschfesten Gummioberfläche. Produkte die später überspritzt werden sollen sind damit ebenfalls machbar.

Vorteile

  • Sehr hohe Genauigkeit und Auflösung
  • Sehr glatte Oberflächen; nahezu keine Schichten sichtbar
  • Kombination verschiedener Materialien

Nachteile

  • Stützkonstuktionen notwendig
  • Lange Druckzeiten
  • Kostenintensiv

Es gibt zahlreiche Polyjet Materialien. Unter diesen befinden sich auch einige Spezialmaterialien, beispielsweise biokompatible Kunststoffe, die in der Medizintechnik zum Einsatz kommen. Weiterhin können Materialien miteinander gemischt werden, um neue Eigenschaften zu erhalten. Sollten Sie einen bestimmten Materialwunsch haben, sprechen Sie uns an. Beispielsweise kann schwarzer Kunststoff in einer transparenten Hülle zur Darstellung innerer Strukturen verwendet werden. Eine weiche Oberfläche kann auf einen festen Griff gedruckt werden. Weiterhin kann beispielsweise durch Mischung von harten und weichen Kunststoffen eine bestimmte Ziel Shore-Härte erreicht werden.

Polyjet Materialbeispiele

Materialbeispiele Polyjet-3D-Druck


Unsere Materialien

Vero

Polyjet Material Veroclear

Fester Kunststoff mit enorm hoher Auflösung. VeroClear (transparentes Vero) ist besonders be­liebt, da nach Politur ein sehr transparentes Er­geb­nis erzielt werden kann.

Farben: Transparent, Weiß, Schwarz
Bauraum: max. 342 x 342 x 200 mm
Kosten: Anfrage stellen
Materialdatenblatt: Herunterladen
Materialseite: Vero

Tango (weich bzw. gummiartig)

Polyjet flexibles Material Tango

Gummiartiger Kunststoff mit einstellbarer Shore-Härte (ca. A20 – A95).

Farben: Grau, Schwarz, Transparent
Bauraum: max. 342 x 342 x 200 mm
Kosten: Anfrage stellen
Materialdatenblatt: Herunterladen
Materialseite: Tango

Digitales ABS

Polyjet digitales ABS Beispiel

Material mit ABS-­ähnlichen Eigen­schaften, einer sehr hohen Auflösung und guter mechanischen & ther­mischen Belastbarkeit.

Farben: Hellgrün
Bauraum: max. 342 x 342 x 200 mm
Kosten: Anfrage stellen
Materialdatenblatt: Herunterladen
Materialseite: Digitales ABS

Polypropylenähnliches Material

Polyjet MJM - polypropylen-aehnliches Material

Dieses Material (Durus) simuliert Polypropylen und erreicht eine ver­gleichbare Stoß­elastizität und Bruchdehnung.

Farben: Weiß
Bauraum: max. 342 x 342 x 200 mm
Kosten: Anfrage stellen
Materialdatenblatt: Herunterladen
Materialseite: Durus – Polypropylen-ähnliches Material

Das Polyjet oder auch Multijet-Verfahren wurde von der Firma Objet entwickelt. Objet Ltd. wurde von verschiedenen Unternehmern der Druckerei-Branche im Jahre 1998 durch Rami Bonen, Gershon Miller and Hanan Gotaiit gegründet. 2012 wurde durch die Firma Objet Ltd. der erste 3D-Drucker mit über 100 kombinierbaren Materialien vorgestellt. Im selben Jahr erfolgte eine Fusion mit dem Branchenriesen Stratasys.
Im Laufe der Firmengeschichte der Objet Ltd. wurden insgesamt über 50 Patente angemeldet unter anderem für den ersten Drucker, den sog. „Rapid Prototyping Apparatus“ oder auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Härten abfallhaltiger Photopolymerkomponenten. Beide Patente wurden im Jahr 2009 angemeldet.
Die Marke Objet ist weiterhin am Markt präsent, da ein Teil der Design Series oder auch der Dental Series von Stratasys weiterhin den Namen Objet als Modellreihe beeinhaltet.

Patentzeichnung Objet LtdPatentzeichnung von Objet über die Polyjettechnologie. Abbildung: www.patentsencyclopedia.com.



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