摘要
多射流熔融(MJF)是惠普开发的3D打印技术,通过多喷头协同喷射熔融剂与细化剂,结合热源实现尼龙粉末的分层成型。该技术具有成型速度较快、精度良好和材料利用率较高的特点,适用于汽车、飞行器及医疗等领域的小批量复杂部件制造。在厦门和福建地区,依托"3D梦想城镇"等平台,MJF技术为本地产业升级与个性化定制提供了新的发展机遇,助力区域制造业创新。
产品介绍
3D打印技术正以显著的速度改变制造业格局,在众多3D打印技术中,多射流熔融(MJF) 由惠普公司开发,凭借高精度的特点,成为工业级应用的重要选择。这项技术正逐步重塑从原型制作到批量生产的制造流程,甚至有望与传统注塑成型技术形成互补。在福建厦门及周边地区,随着"3D梦想城镇"等项目的落地,MJF等增材制造技术也为区域产业升级与科技创新带来了新的活力。
MJF技术原理与特点
多射流熔融(MJF)技术的核心在于其独特的多喷头工作和精细的能量控制。其工作流程主要包含几个关键步骤:
铺设成型粉末:在打印平台上均匀铺设一层薄薄的尼龙粉末材料。
喷射熔融辅助剂:喷头在需要成型的区域喷射熔融辅助剂(Fusing agent)。
喷射细化剂:同时在成型区域的边缘喷射细化剂(Detailing agent),用于保证成型件的精细度。
施加能量熔融:利用热源对整个成型区域加热,喷射了熔融辅助剂的粉末吸收能量后熔融并结合,而喷射了细化剂的区域则能防止粉末过度熔融,确保边界清晰。
此过程逐层重复,直至零件完成。
MJF技术的特点明显。其打印速度较快,比传统选择性激光烧结(SLS)技术快约10倍,比熔融沉积成型(FDM)技术也有明显提升。例如,打印1000个齿轮,FDM技术需83小时,SLS需38小时,而MJF仅需3小时。在精度方面,MJF的喷头可达1200 dpi,XY方向精度可达约40微米。此外,MJF技术材料利用率较高,粉末回收率可达80%,这降低了材料成本和对环境的影响。
应用领域广泛
MJF技术的特性使其在多个行业展现出应用潜力:
汽车制造:斯巴鲁公司利用MJF技术为概念车制造了轮眉部件等组件,不仅克服了传统模具制造周期长、成本高、设计受限的挑战,还实现了快速部件生产的可能性。
飞行器与航空航天:Blueflite公司采用MJF制造飞行器部件,包括外壳、电子设备安装支架等,使得飞行器机身减轻了25%的重量,提升了飞行效率和飞行距离。MJF制造的部件具有较好的材料强度和稳定的质量。
医疗与消费品:惠普MJF技术能够制造具备传导型、韧性、内嵌数据和半透明特性的复杂物体,其在医疗导板制造等领域也有应用。
MJF在厦门福建地区的发展
福建省及厦门市对3D打印等新兴产业给予了关注和培育。厦门市已将3D打印纳入培育的新兴产业范畴。位于厦门龙山文创园的福建省"3D梦想城镇"项目,是一个以3D打印技术为核心的综合性创客中心,集展示、体验、研发于一体。该项目旨在推动3D打印技术普及,降低传统技术应用门槛,让市民和创业者能近距离接触这一技术,为区域产业升级提供支持。
这类平台的建立,为厦门及福建周边地区的企业、设计师和创客提供了体验和采用如MJF等3D打印技术的便利条件,有望促进本地在文创产品开发、个性化定制、小批量精密制造等领域的发展。虽然目前MJF工业级设备主要集中于大型制造企业或专业服务商,但通过此类公共服务平台,更多的本地企业可以接触到这项技术,从而加速技术创新和产业应用。
挑战与未来展望
尽管MJF优势明显,但也面临一些挑战。目前设备和技术主要由惠普公司提供,设备和使用成本相对较高。此外,在打印颜色方面目前还存在一些局限性。
然而,其未来依然具有潜力。随着材料科学的进步,适用于MJF的材料种类将越来越丰富,可能涵盖更多性能较好的塑料甚至金属复合材料,进一步拓展其应用范围。MJF技术本身也在不断演进,向着较快速度、较高精度和较丰富的色彩表现力发展。
多射流熔融(MJF)3D打印技术以其较快速度、较高精度、较高材料利用率和良好零件性能,正在影响传统制造模式,为小批量生产、复杂结构件制造和个性化定制提供了实用且经济可行的解决方案。对于厦门及福建周边的制造业和创意产业而言,了解此类增材制造技术,无疑是抓住产业升级机遇、提升创新能力和竞争力的重要一环。随着"3D梦想城镇"这类平台的发展和技术本身的不断普及,未来有望看到更多源自本地的创新应用走向更广阔的市场