Guía completa sobre la tecnología de impresión 3D Multi Jet Fusion
La tecnología de impresión 3D HP Multi Jet Fusion (MJF), utilizada con impresoras 3D profesionales, permite a ingenieros y diseñadores, así como a usuarios ocasionales, crear piezas, componentes y prototipos con una mecánica robusta, precisión en los detalles, alta precisión y formas complejas. Es la mejor técnica de impresión 3D para la producción industrial y la creación rápida de prototipos: las nuevas funciones y personalizaciones, los numerosos materiales utilizados, las posibilidades de coloración y acabado, el ahorro económico y la velocidad de producción se han convertido en activos fundamentales para los profesionales del diseño, la ingeniería y la creación de prototipos.
Antes de profundizar en la explicación de la impresión 3D MJF, describamos los aspectos que abordaremos en esta página:
1. Cómo funciona la tecnología Multi Jet Fusion de HP;
2. ¿Qué ventajas ofrece la MJF sobre otras técnicas de impresión 3D?
3. ¿Cuáles son las características, los principales materiales utilizados, los colores y acabados aplicables a esta técnica de impresión?
4. ¿Por qué es tan rápida y qué beneficios aporta?
5. Conclusiones.
1. ¿QUÉ ES LA IMPRESIÓN 3D MULTI JET FUSION Y CÓMO FUNCIONA?
Multi Jet Fusion, también conocido como MJF, es un sistema de impresión por lecho de polvo desarrollado por HP. Los pasos son los siguientes:
- Distribución del polvo: una fina capa de partículas de polvo de polímero precalentado se extiende uniformemente sobre el área de impresión de las piezas.
- Activación del proceso: la máquina distribuye agentes de fusión y detallado sobre el polvo, según las partes (definidas por el archivo de impresión) que componen la pieza.
Los agentes químicos no son aglutinantes, sino sustancias que reaccionan al calor:
- El agente de fusión absorbe la energía emitida por las lámparas de la impresora; su función es calentar el polvo y permitir que se funda.
- El agente de detallado se aplica a los bordes del objeto. El agente se evapora y enfría el polvo, provocando una transición brusca de temperatura, dando como resultado una pieza fundida con bordes definidos y precisos, y superficies lisas.
El proceso de fusión requiere un control minucioso de la temperatura para garantizar que el calor actúe con precisión en las áreas objetivo. Por esta razón, el control de temperatura se realiza constantemente durante todo el proceso de impresión, en cientos de puntos diferentes de la capa de polvo, capa tras capa.
Si desea obtener más información, lea nuestros artículos y episodios de nuestra serie de televisión sobre la tecnología de impresión 3D Multi Jet Fusion de HP:
- Diseño de la construcción;
- Impresión;
- Enfriamiento, desembalaje, arenado;
- Coloración y barnizado.
2. VENTAJAS DE LA FUSIÓN MULTIJET SOBRE OTRAS TECNOLOGÍAS DE IMPRESIÓN 3D
La llegada de las tecnologías de impresión 3D también ha facilitado el auge del prototipado rápido, es decir, la creación rápida de prototipos funcionales a partir de un modelo digital 3D.
Existen varios métodos para la impresión 3D de objetos, piezas y prototipos:
- Modelado por Deposición Fundida (FDM);
- Sinterización Láser Selectiva (SLS);
- Moldeo por Inyección;
- Fusión MultiJet (MJF).
MODELADO POR DEPOSICIÓN FUNDIDA (FDM)
El FDM es una de las técnicas de impresión 3D más populares en el mercado de consumo. Se conoce como Modelado por Deposición Fundida (FDM), ya que extruye filamentos de material y los deposita uno sobre otro, capa a capa, sobre la superficie. Esta tecnología utiliza impresoras 3D de escritorio. Sus ventajas incluyen la asequibilidad de los materiales y las impresoras; sus desventajas, la precisión y los tiempos de impresión.
SINTERIZACIÓN LÁSER SELECTIVA O SLS
La sinterización láser selectiva (SLS) es una técnica de fabricación aditiva: partículas de polvo de polímero o compuesto (SLS) se sinterizan mediante un rayo láser. A diferencia de la impresión FDM, que crea objetos mediante extrusión de filamentos, la impresión SLS utiliza polvo.
Las principales diferencias entre MJF y SLS son:
- Ambas utilizan nailon como polímero.
- Tanto SLS como MJF fusionan térmicamente el polvo de nailon capa a capa.
- Utilizan diferentes fuentes de calor: MJF utiliza luz infrarroja generada por lámparas, mientras que SLS utiliza un láser.
- El polvo resultante de la impresión con MJF es reciclable en un 80 %, lo que hace que esta técnica sea más rentable, hasta el punto de que, en algunos casos, compite con el moldeo por inyección.
- La precisión de impresión de la tecnología MJF alcanza los ±0,3 mm y la velocidad de impresión es aproximadamente 10 veces mayor que la del mismo volumen impreso con SLS.
MOLDEO POR INYECCIÓN
El moldeo por inyección consiste en inyectar material plástico fundido en un molde cerrado a alta presión. Posteriormente, el molde se abre para permitir que el objeto se solidifique.
Las ventajas del moldeo por inyección incluyen:
- costo, al ser la tecnología más económica;
- la gama de materiales disponibles;
- la calidad de los objetos producidos.
Entre las desventajas se encuentran los altos costos de creación del molde inicial, así como los tiempos de producción y la imposibilidad de realizar modificaciones posteriores.
IMPRESIÓN 3D MJF
En resumen, la tecnología HP MJF permite producir piezas y prototipos que no se pueden producir con otras técnicas de impresión. Podemos identificar las siguientes ventajas de la tecnología MJF sobre otras tecnologías de impresión 3D:
- Tolerancia de impresión: la precisión dimensional varía desde ±0,3 mm hasta 100 mm y un 0,3 % por encima de ese valor;
- Detalle de impresión: por ejemplo, se puede generar un panal de abejas con una dimensión de 2 mm;
- Acabado y resistencia de las piezas: tienen un acabado perfecto y son mecánicamente robustas;
- Tiempos de producción: a partir de un mínimo de 3 días;
- Capacidad para producir geometrías y objetos complejos sin soportes, así como objetos personalizados con datos variables;
- Costo: las piezas impresas en 3D, además de ser precisas, tienen costes de producción comparables al moldeo por inyección.
Para obtener más información sobre FDM, SLS y moldeo por inyección, lea los artículos de nuestro blog:
3. CARACTERÍSTICAS, MATERIALES, COLORES Y ACABADOS DE LA IMPRESIÓN 3D MULTI JET FUSION
Puede comprobar nuestras capacidades de impresión 3D poniéndonos a prueba y solicitando presupuestos a través de nuestra herramienta de estimador en línea.
CARACTERÍSTICAS
Estas son algunas de las características de los componentes mecánicos industriales impresos en 3D con tecnología MJF: estructuras ligeras, detalles detallados de las piezas individuales, roscas, piezas con formas ilimitadas, diseño meticuloso, una sola impresión para múltiples objetos y descripciones y datos de piezas variables.
Experimente algunos ejemplos técnicos de lo que podemos hacer: solicite la Black Box, nuestra muestra de características.
MATERIALES
¿Cuáles son los principales materiales utilizados en la tecnología de impresión MJF?
- Nylon PA12 Top Mechanical (MJF);
- Nylon PA12 Top (MJF);
- Nylon PA12 Standard (MJF);
- Nylon PA12 Fast;
- Nylon PA12GB Glass Filled Top (MJF);
- TPU Rubber-Like Top (MJF);
- Poliamida PA11 Top (MJF);
- Fibra de carbono de nailon (FDM)
Lea nuestro artículo sobre la impresión con PA12 Fast o PA12 Top Mechanical.
COLORES Y ACABADOS
Los colores y acabados que utilizamos son extremadamente resistentes a la humedad, la luz y los arañazos, además de garantizar una durabilidad y una adhesión perfecta. Existen dos tipos de coloración:
Por impregnación:
- Gris rugoso, solo arenado
- Negro estándar;
- Negro resistente a los rayos UV;
Con pintura de dos componentes en colores RAL:
- 1021 - amarillo marino;
- 2004 - naranja puro;
- 3000 - rojo fuego;
- 5013 - azul cobalto;
- 5015 - azul cielo;
- 7001 - gris plata;
- 9005 - negro intenso;
- 9010 - blanco puro;
- Ral personalizado: cualquier color bajo pedido.
Lea el artículo en nuestro blog sobre "Pintura y coloreado para impresión 3D".
4. ¿POR QUÉ ES TAN RÁPIDA LA IMPRESIÓN 3D MULTIJET FUSION?
La producción de piezas impresas en 3D se puede dividir en tres fases:
- El diseño del prototipo o pieza;
- El proceso de impresión 3D;
- El acabado.
Tras la fase de diseño, la velocidad de impresión depende de:
- La técnica de impresión utilizada: como hemos visto en los puntos anteriores, la tecnología MJF es 10 veces más rápida que la SLS;
- Las geometrías y características de las piezas: el tiempo de impresión de un componente no se puede predefinir, ya que cada pieza tiene una geometría diferente;
- El trabajo de posproducción y acabado: la impresión aditiva produce un producto semiacabado que requiere un acabado específico para lograr las características dimensionales y de rugosidad requeridas.
¿Esta velocidad siempre tiene ventajas?
La velocidad es importante, pero se debe tener cuidado para garantizar que no afecte:
- los parámetros mecánicos;
- las tensiones internas del material;
- la deformación de la pieza.
Una vez finalizado el proceso de impresión, la pieza sigue siendo maleable y deformable debido al calor absorbido. Por lo tanto, las piezas deben enfriarse, y este proceso puede realizarse en:
- enfriamiento rápido, que dura de 6 a 4 horas y no debe confundirse con el modo de impresión rápida. En este caso, el ciclo de producción requiere 2 días, pero presenta desventajas en términos de tensiones y deformación de las piezas, degradación de las propiedades mecánicas y pérdida de calidad;
- enfriamiento natural: el ciclo requiere 48 horas, y se minimizan las deformaciones, las propiedades mecánicas se mantienen inalteradas y la producción tarda 3 días.
¿Es posible producir una pieza de calidad con la tecnología de impresión 3D MJF en menos de 3 días?
En nuestra opinión, la respuesta es no. Los riesgos técnicos asociados con el enfriamiento rápido son demasiado altos para garantizar un alto nivel de calidad. En PolyD, recomendamos un tiempo mínimo de producción de 3 días, lo que permite el mejor rendimiento con la tecnología de impresión 3D MJF.
Obtenga más información sobre este tema en nuestro artículo "¿Enfriamiento natural o enfriamiento rápido?"
5. CONCLUSIONES
La tecnología de impresión 3D HP Multi Jet Fusion (MJF) permite imprimir piezas, componentes y prototipos industriales mecánicamente robustos con alta precisión y detalles intrincados. Estas piezas, componentes y prototipos no requieren estructuras de soporte y son difíciles de producir con otras técnicas de impresión. Los tiempos de producción son de 3, 5 o 7 días, los costes de producción son competitivos, comparables a los del moldeo por inyección, y disponemos de una amplia gama de materiales y acabados.
Nuestros clientes se dedican principalmente a los siguientes sectores:
- fabricación;
- automatización y diseño industrial;
- bienes de consumo y electrónica;
- prototipado y diseño rápido;
- servicios de impresión 3D;
- educación y formación;
- movilidad.
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