Mô hình hóa lắng đọng hợp nhất (FDM) và PolyJet là hai công nghệ in 3D tiên tiến và hiệu quả nhất. Chúng bao gồm từ thiết bị mô hình máy tính để bàn tiết kiệm đến thiết bị nhà máy quy mô lớn với ngân sách tốt. Và nó có thể sản xuất hàng hóa lâu bền thông qua các mô hình chính xác và chi tiết. Mặc dù hai nền tảng công nghệ này có những ứng dụng và ưu điểm xuyên suốt nhưng hai nền tảng công nghệ này vẫn độc lập và có thể mang lại những lợi ích khác nhau. Hiểu được sự khác biệt giữa cả hai là tiêu chuẩn để lựa chọn công nghệ phù hợp cho ứng dụng.
Công nghệ
Mô hình lắng đọng hợp nhất (FDM):
Đầu gia nhiệt làm nóng vật liệu nhiệt dẻo (nhựa ABS, nylon, sáp, v.v.) đến trạng thái tới hạn, thể hiện tính chất bán lỏng. Dưới sự điều khiển của máy tính, dọc theo quỹ đạo thông tin hình học hai chiều được xác định bởi CAD, vòi phun ép ra vật liệu bán lỏng. , Đông đặc để tạo thành một lớp mỏng hình dạng đường viền. Khi lớp đầu tiên được hoàn thành, cambium mới được hạ xuống thông qua hệ thống nâng thẳng đứng để đóng rắn. Bằng cách này, các lớp được xếp chồng lên nhau và liên kết với nhau để tạo thành một thực thể ba chiều của một phần từ dưới lên trên.
In 3D Polyjet:
Đầu in phản lực của PolyJet di chuyển qua lại dọc theo trục X để tạo phản lực photopolymer. Khi vật liệu polyme cảm quang được phun lên bàn làm việc, đèn UV sẽ phát ra tia cực tím UV dọc theo hướng làm việc của đầu phun để chữa cháy vật liệu polyme cảm quang. Sau khi hoàn thành quá trình in phản lực và đóng rắn một lớp, quá trình này sẽ được lặp lại, từng lớp một, cho đến khi toàn bộ vật thể 3D được hình thành.
Những công nghệ trưởng thành này có thể tạo ra các mô hình hoặc thành phẩm cho các ngành công nghiệp trang sức và xây dựng cũng như các ngành công nghiệp sản xuất hàng không vũ trụ và điện tử tiêu dùng. Để hoàn thành việc cài đặt hệ thống sử dụng các công nghệ này, chi phí sẽ từ 99 đến 600, 000 đô la Mỹ. Đúng là có những thứ hữu ích cho mọi người và mọi ứng dụng trong các công nghệ này, vì vậy nhiều công ty sử dụng máy FDM và Polyjet cùng lúc để tận dụng thế mạnh của từng hệ thống. Tuy nhiên, đối với những người có ngân sách hạn chế đến mức họ chỉ có thể chọn một trong các hệ thống, thì hoạt động, đặc tính thành phần và lựa chọn vật liệu phải được xem xét.
So
Việc so sánh giữa ba loại FDM và Polyjet sẽ dựa trên các tiêu chí ra quyết định chung. "Hoạt động" sẽ được so sánh với môi trường hoạt động, quy trình làm việc và thời gian; đặc điểm thành phần sẽ bao hàm chất lượng đầu ra của mặt hàng; và lựa chọn vật liệu sẽ xem xét các đặc tính vật lý có được từ quá trình xử lý FDM và Polyjet.
Tốc độ vận hành
Mặc dù hiệu suất có thể có sai sót, nhưng tốc độ thường là một ưu tiên. Đôi khi, Polyjet sẽ nhanh hơn, nhưng điều này không phải luôn luôn như vậy. Khi chúng tôi đánh giá thời gian từ khi chuẩn bị tài liệu đến khi giao các bộ phận hoàn thiện, chúng tôi sẽ thấy rằng trung bình, tổng thời gian tiêu thụ của FDM và Polyjet là như nhau.
Đối với bước tiền xử lý, cả hai công nghệ đều cung cấp quá trình xử lý tập tin front-end rất đơn giản, chỉ cần vài cú nhấp chuột, một tập tin in sẵn có thể được tạo ra trong vòng năm phút. Một trong những điểm khác biệt là máy in 3D được FDM sử dụng có thêm bộ điều khiển người dùng nâng cao có thể điều chỉnh chương trình xây dựng bộ phận để đáp ứng nhu cầu của ứng dụng. Tất cả các thông số xây dựng đều được công khai cho người dùng.
Trong quá trình xử lý hậu kỳ, khi nói đến việc hỗ trợ tháo rời và làm sạch các bộ phận, những điểm tương đồng giữa FDM và Polyjet bắt đầu biến mất. Polyjet sử dụng tia nước để loại bỏ các vật liệu in dạng thạch thông qua một bước thủ công nhanh chóng; trong khi đối với FDM, người dùng hoặc chọn tự động hóa hoàn toàn bước tháo stent hòa tan bằng cách ngâm trong bể nước, mất nhiều thời gian hơn; hoặc sử dụng các phương pháp thủ công đơn giản. Dụng cụ để tháo giá đỡ.
Khi lựa chọn một công nghệ, cần phải đánh giá các yêu cầu hoạt động đối với doanh nghiệp. Ví dụ, nếu trình độ của nhân viên không cao, tốt nhất nên chọn tự động hóa hoàn toàn của FDM. Nếu quay vòng nhanh là quan trọng nhất, hãy chọn Polyjet.
Môi trường văn phòng
Không giống như một số công nghệ AM khác, FDM và Polyjet không yêu cầu phòng thí nghiệm khép kín hoặc đeo thiết bị bảo vệ đường hô hấp. Trong quá trình sử dụng, sẽ không có bột phát tán trong không khí và nhạy cảm với độ ẩm và nhiệt độ, và tất cả các hệ thống chỉ cần đường ống hoặc nguồn điện tối thiểu. Đường ống cấp điện, cấp thoát nước (cần thiết cho công tác xử lý sau) đã đáp ứng đủ nhu cầu.
Dễ sử dụng
Ngoài sự đơn giản của cài đặt tệp, có những yếu tố khác giúp FDM và Polyjet dễ sử dụng.
● Chuyển đổi vật liệu: Chỉ cần lấy một vật liệu ra và đưa hộp vật liệu mới vào máy in 3D.
● Cài đặt thiết lập: Chèn một tấm xây dựng (chỉ FDM), để hệ thống đạt đến nhiệt độ làm việc và nhấn "Bắt đầu".
● Sau khi hoàn thành: Sau khi hoàn thành công việc, mở cửa / nắp và tháo các bộ phận.
Chi phí vận hành
Chi phí vận hành của Polyjet cao hơn một chút so với FDM, vì vậy nếu ngân sách là sự cân nhắc chính của bạn, FDM có thể là lựa chọn tốt hơn.
Yếu tố chính quyết định chi phí vận hành là vật tư tiêu hao, cho dù đó là phần cứng hay vật liệu. Với FDM, bạn sẽ thường xuyên thay đổi tấm xây dựng (hoặc tấm) và vòi phun đùn. Tuy nhiên, chúng rẻ hơn so với các đầu phun phức tạp mà Polyjet phải thay thế.
Ngoài ra, tổng chi phí vật liệu trên mỗi inch khối của các thành phần FDM có giá thấp hơn. Nếu tính giá thành dựa trên trọng lượng của vật liệu thì trên thực tế, giá thành của hai công nghệ gần như tương đương nhau. Tuy nhiên, chi phí của mỗi phần của FDM thấp hơn vì nó yêu cầu vật liệu hỗ trợ tối thiểu. Hệ thống Polyjet yêu cầu nhiều vật liệu hỗ trợ hơn để hạn chế các hạt nhỏ li ti.
Đặc điểm bộ phận:
1. Hoàn thiện bề mặt
Polyjet có thể tạo ra bề mặt nhẵn, sáng bóng, ngay cả những khuyết tật nhỏ trên bề mặt cũng sẽ lộ ra. FDM không phải là trường hợp. Quá trình đùn của FDM tạo ra các đường lớp có thể nhìn thấy trên các thành bên hoặc bề mặt trên và dưới. Những dòng này có thể được loại bỏ, nhưng cần phải xử lý thêm. 2. Độ phân giải và chi tiết
Độ phân giải cao và các chi tiết tốt là điểm nổi bật của quy trình Polyjet. In polyjet ở các lớp từ 16 đến 32 micron ở 600x 600 dpi để tái tạo các chi tiết phức tạp và kết cấu đẹp. Vì vậy, nếu độ phân giải là sự cân nhắc chính của bạn, thì PolyJet là lựa chọn tốt nhất.
3. Độ chính xác
Về độ chính xác của kích thước, các thông số kỹ thuật được công bố chỉ ra rằng kết quả thu được bởi nền tảng FDM và PolyJet là tương tự nhau khi các bộ phận được gỡ bỏ khỏi hệ thống. Tuy nhiên, với thời gian trôi qua và mối quan hệ tải trọng, kích thước của vật liệu FDM ổn định hơn, điều này rất quan trọng đối với việc sản xuất các bộ phận.
kích thước
(Lưu ý: Các thông số kỹ thuật sau đây đã được làm tròn để đơn giản hóa.) Máy PolyJet và FDM có thể in từ 5 × 5 × 5 inch (127 × 127 × 127 mm) đến 39 × 31 × 20 inch (1000 × 800 × 500 mm). Đối tượng, chúng đều có các tùy chọn kích thước vừa và lớn tương tự nhau. Sự khác biệt duy nhất là loại kích thước nhỏ. FDM cấp nhập cảnh có kích thước 5 × 5 × 5 inch, đủ nhỏ để đặt trên máy tính để bàn. PolyJet nhỏ nhất là 9 × 8 × 6 inch (240 × 200 × 150 mm).
Vật chất
Đối với nhiều người, sự khác biệt lớn nhất giữa FDM và PolyJet đến từ chất liệu. Tổng cộng có gần 600 loại vật liệu, từ nhựa nhiệt dẻo đến nhựa nhiệt dẻo, từ cứng đến dẻo, và từ đục đến trong suốt.
PolyJet kết hợp các vật liệu in 3D khác nhau vào cùng một mô hình bằng cách phun nhiều vật liệu cùng một lúc. Điều này có nghĩa là bạn có thể đặt có chọn lọc nhiều vật liệu trong một nguyên mẫu in, hoặc thậm chí kết hợp hai hoặc ba vật liệu để tạo ra vật liệu kỹ thuật số tổng hợp với các đặc tính khác nhau, có thể đoán trước được. Kết hợp các vật liệu cứng và giống như cao su để mô phỏng nhiều giá trị độ cứng Shore A; trộn màu lục lam, đỏ tươi và vàng để tạo ra nhiều tông màu hỗn hợp; thậm chí kết hợp các vật liệu giống như cao su với màu sắc để tạo ra các nguyên mẫu tươi sáng và linh hoạt trông gần gũi hơn với các sản phẩm trong tương lai. Nếu bề rộng của hiệu suất vật liệu là những gì bạn cần, thì PolyJet là nền tảng tốt nhất của bạn.
Mặt khác, nếu ứng dụng của bạn yêu cầu nhựa nhiệt dẻo có chức năng và bền, FDM là lựa chọn phù hợp. Các vật liệu được sử dụng trong FDM bao gồm từ nhựa ABS thường được sử dụng đến nhựa ULTEM ™ 9085 cực kỳ cao cấp. Vật liệu FDM có nhiều đặc tính chuyên biệt, chẳng hạn như tản tĩnh, độ trong mờ, tương hợp sinh học, khả năng bắt lửa VO và xếp hạng FST, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các nhà thiết kế và kỹ sư khắt khe trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô và y tế.
Cả FDM và PolyJet đều cung cấp các vật liệu tương thích sinh học từ nhựa USP VI đến ISO10993. Chúng có thể được sử dụng trong máy trợ thính, hướng dẫn nha khoa và phẫu thuật và đồ đạc, cũng như xử lý thực phẩm và thuốc.
Sản xuất phụ gia (AM) bao gồm một loạt các sản phẩm từ các ứng dụng y tế đến các sản phẩm công nghiệp. Mỗi ứng dụng đều có những yêu cầu giống nhau cũng như những yêu cầu khác nhau. Chính những yêu cầu dành riêng cho ứng dụng này sẽ quyết định công nghệ nào là công cụ tốt nhất để sản xuất các ứng dụng, FDM hoặc PolyJet in 3D.
Đối với các ứng dụng y tế, cả hai công nghệ đều có thể cung cấp vật liệu tương thích sinh học, do đó, khả năng mở rộng và khả năng tích hợp của in 3D có thể được sử dụng đầy đủ cho việc chăm sóc bệnh nhân và các thí nghiệm nâng cao. Trong lĩnh vực y tế, in 3D sẽ cải thiện đáng kể hiệu quả công việc của các bác sĩ, nhà nghiên cứu và nhà sản xuất thiết bị y tế, đồng thời trở thành nền tảng lý tưởng để tạo ra các sản phẩm y tế sáng tạo. (chấm dứt)