MJF-3D-Druck

MJF-3D-Druck (Multi Jet Fusion) ist ein von HP entwickeltes pulverbasiertes 3D-Druckverfahren, das wie der SLS-3D-Druck zum Pulverbettschmelzen (Powder Bed Fusion) gehört. Statt eines Lasers, der die Schicht Punkt für Punkt abfährt, bearbeiten Druckköpfe und eine Infrarotquelle die ganze Schicht auf einmal.

Eine Beschichterwalze trägt zunächst eine dünne Pulverschicht auf, meist rund 0,08 mm. Die Druckköpfe bringen dann ein Fixiermittel (Fusing Agent) in den Bauteilquerschnitt ein und an dessen Rändern ein Detaillierungsmittel (Detailing Agent), das das Anschmelzen des umgebenden Pulvers verhindert und die Kanten schärft. Fährt die Infrarotquelle darüber, schmelzen nur die bedruckten Stellen, weil das Fixiermittel die Strahlung viel besser absorbiert als reines Pulver. Das übrige Pulver stützt die Bauteile, sie brauchen daher keine Stützstrukturen und lassen sich im Bauraum neben- und übereinander anordnen.

Meistverwendeter Werkstoff ist Polyamid PA12, daneben PA11, glaskugelgefülltes PA12, Polypropylen und flexibles TPU. Wegen des Fixiermittels sind die Teile dunkelgrau und werden meist schwarz eingefärbt. PA12 ist in allen Richtungen ähnlich fest (Zugfestigkeit typischerweise etwa 45 bis 50 MPa), die Bruchdehnung in Z-Richtung ist meist geringer. Die Maßgenauigkeit liegt bei Teilen bis etwa 100 mm meist bei ±0,2 bis 0,3 mm, bei größeren Teilen wird sie in Prozent der Abmessung angegeben (rund 0,3 %). Der Bauraum der verbreitetsten Maschinen misst etwa 380 × 284 × 380 mm.

Gegenüber dem SLS-3D-Druck ist MJF bei vollem Bauraum meist schneller und liefert etwas feinere Details und eine glattere Oberfläche. SLS bietet dagegen mehr Werkstoffe und weiße Teile, die sich in verschiedenen Farbtönen einfärben lassen. Nach dem Druck muss die Baueinheit samt Pulver kontrolliert abkühlen, erst dann werden die Teile entpackt und gestrahlt. Der Großteil des übrigen Pulvers lässt sich, mit Neupulver gemischt, wiederverwenden.

Wählen Sie den MJF-3D-Druck für Funktionsprototypen und Endbauteile aus Polyamid, die echten Belastungen standhalten sollen: Gehäuse, Abdeckungen, Halter, Schnappverbindungen, Luftführungen, Kabeldurchführungen oder Montagevorrichtungen. Ohne Stützstrukturen gelingen auch komplexe Formen mit inneren Kanälen, Gitterstrukturen und in einem Stück gedruckte bewegliche Baugruppen.

Stark ist das Verfahren in der Kleinserienfertigung von einigen Dutzend bis zu mehreren Tausend Stück. Der Bauraum lässt sich mit vielen Teilen gleichzeitig füllen, und die Qualität bleibt über Teile und Aufträge hinweg stabil. MJF dient deshalb als Überbrückung, bis das Spritzgusswerkzeug fertig ist, oder dauerhaft bei Produkten, bei denen sich ein Werkzeug nicht amortisiert.

Massive Bereiche verteuern das Teil, verlängern die Abkühlung und erhöhen das Risiko von Einfallstellen und Verzug. Konstruieren Sie gleichmäßige Wandstärken von meist mindestens etwa 1 mm, höhlen Sie dicke Volumen aus und versehen Sie geschlossene Hohlräume mit Öffnungen zum Entleeren des Pulvers. Große flache Teile können sich verziehen, versteifen Sie sie mit Rippen.

Rechnen Sie mit dunkelgrauer Farbe und einer leicht porösen Oberfläche, die Flüssigkeiten und Schmutz aufnimmt. Brauchen Sie eine andere Farbe als Grau oder Schwarz, Wasserdichtheit oder leichte Reinigung, vereinbaren Sie Lackieren, Imprägnieren oder chemisches Glätten. Sehen Sie bei Verbindungen und beweglichen, in einem Stück gedruckten Teilen ein Spiel von einigen Zehntelmillimetern vor. Nennen Sie in der Anfrage Werkstoff, Oberflächenbehandlung, kritische Maße mit Toleranzen und Stückzahl, denn der Preis hängt vom Bauteilvolumen ab und davon, wie viele Teile in den Bauraum passen.