Was ist ein PolyJet-Drucker? Ist es FDM oder SLA ähnlich?

Inzwischen hat jeder vom 3D-Druck gehört und wie er mehrere Branchen revolutioniert und jeden Tag neue Möglichkeiten schafft. Die beliebtesten Technologien, die von der Maker-Community verwendet werden, sind Fused Deposition Modeling (FDM) und Stereolithographie (SLA)-Drucker. Nichtsdestotrotz erfordern anspruchsvollere Anforderungen oft teurere und industrietauglichere Maschinen, wie z. B. PolyJet-Drucker.

Wir fragen uns vielleicht, was sie sind, wie sie verwendet werden und wie teuer sie sind!

PolyJet-Drucker arbeiten, indem sie Tröpfchen aus Photopolymeren Schicht für Schicht ausstoßen. Jede Schicht wird sofort unter UV-Licht ausgehärtet und so das Objekt systematisch aufgebaut. PolyJet-Drucker ermöglichen den Multimaterialdruck, sodass Modelle mehr als ein technisches Profil haben können. Aufgrund der inhärenten Vorteile des PolyJet-Drucks wird er in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Mode-, Eisenbahn- und medizinischen Industrie eingesetzt.

Was ist ein PolyJet 3D-Drucker?

Namen in der Welt des 3D-Drucks können verwirrend sein, und oft gibt es zwei oder mehr Namen für genau dieselbe Technologie oder dasselbe Produkt. Ein gutes Beispiel ist FDM (Fused Deposition Modeling) und FFF (Fused Filament Fabrication), die sich auf das Drucken mit thermoplastischem Filament beziehen.

PolyJet oder Poly Jet unterscheiden sich in Bezug auf die Namen nicht, da sie nach denselben Prinzipien wie die Material Jetting (MJ)-Drucker funktionieren. Die Firma Stratasys hat ihre eigene Flüssigkeitsstrahltechnologie entwickelt und sie Poly Jet genannt, weil sie mit dieser Technologie verknüpft ist.

Dieses Druckverfahren verwendet Photopolymere als Baumaterial, und die Technologie spritzt Photopolymertröpfchen auf die Bauplattform, die durch UV-Licht ausgehärtet werden. Der Prozess ist extrem schnell und die Genauigkeitsniveaus sind die besten in der 3D-Branche.

Das Unternehmen 3D Systems nannten ihre Drucker, die diese Technologie verwenden, MJ-Drucker oder MultiJet-Drucker. Auch hier ist der Name direkt mit einem Aspekt der Technologie verbunden, da sie mehrere Düsen verwendet, um das flüssige Photopolymermaterial auf die Bauplatte zu sprühen oder genau auf diese aufzutragen.

Wie Sie sehen, klingen die im 3D-Druck verwendeten Bezeichnungen zunächst verwirrend, sind aber eigentlich ganz logisch. Der Grund dafür, dass sich die Branche nicht an einen gemeinsamen Namen für einen bestimmten Technologietyp hält, hat viel mit Markenassoziation und Marketing zu tun. Je mehr Aufmerksamkeit ein Unternehmen auf seine Produkte lenken kann, desto besser wird sein Endergebnis sein. Es ist einem Survivor-Spiel sehr ähnlich, bei dem Outwit, Outsmart und Outplay eine vierte Dimension haben, „Outname “.

Photopolymer Jetting 3D-Druck fällt unter oder ist eine Unterklasse der Materialextrusions-/Jetting-Kategorie. Material Jetting verwendet Technologien, die flüssiges Fotopolymermaterial aus einem Druckkopf spritzen, der UV-Licht ausgesetzt und durch UV-Licht ausgehärtet wird. Nicht alle, aber die meisten Material-Jetting-Prozesse verwenden Photopolymere als Baumaterial.

Stratasys gilt als weltweit führend in der FDM (FFF)-Drucktechnologie und der Übernahme von Objet führte 2012 auch zu PolyJet- und PolyJet-Matrixdruckern. PolyJet-Drucker sind in der Lage, auf mehreren Materialien und in mehreren Farben zu drucken, was qualitativ hochwertige Drucke liefert.

Wie funktioniert ein PolyJet-Drucker?

In vielerlei Hinsicht ähnelt der PolyJet-3D-Druck Tintenstrahl-Dokumentendruckern. Der Unterschied besteht darin, dass Polyjet-Drucker 3D-Modelle drucken und ihnen diese zusätzliche Dimension verleihen. Dies wird erreicht, indem Schicht für Schicht gedruckt wird, ähnlich wie beim FDM-Druck.

Jede aufgetragene Schicht wird unter UV-Licht ausgehärtet und so der Druck systematisch aufgebaut. Nach Fertigstellung eines Drucks kann dieser sofort ohne weiteres Nachhärten gehandhabt und verwendet werden, was eine große Zeitersparnis darstellt.

Für Überhänge und andere geometrische Gestaltungselemente, die eine Stütze benötigen, bis der Aushärtungsprozess abgeschlossen ist, sind weiterhin Druckstützen erforderlich. Ein speziell entwickeltes gelartiges Material wird dort verwendet, wo eine Stütze benötigt wird, und sobald der Druck abgeschlossen ist, werden die Stützen einfach von Hand entfernt, mit Wasser gewaschen und schließlich in eine Chemikalie getaucht, um das verbleibende Stützmaterial zu entfernen.

Der PolyJet-Druck bietet zahlreiche Vorteile, darunter Druckgeschwindigkeit, hervorragende Präzision und Qualität sowie eine große Vielfalt an Druckmaterialien, die gleichzeitig verwendet werden können, wie im Fall des Objet Connex 3D-Druckers von Stratasys .

PolyJet-Drucker arbeiten nach den gleichen Prinzipien wie Materialstrahl-3D-Drucker. Vor Druckbeginn muss das Photopolymer-Material im Materialbehälter des Druckers auf die optimale Temperatur erhitzt werden, um die richtige Druckviskosität zu gewährleisten.

Der Druck beginnt damit, dass sich der Schlitten über die X-Achse der Bauplattform bewegt. Während der Bewegungen spritzt der Druckkopf das Harz selektiv in sehr feinen Tröpfchen auf die Konstruktionsplattform, die sofort mit UV-Licht ausgehärtet oder gehärtet werden.

Mit der Technologie mehrerer Druckköpfe werden Träger gleichzeitig mit speziellem Trägermaterial bedruckt, das anschließend leicht entfernt werden kann. Nachdem jede Schicht abgeschlossen ist, bewegt sich die Bauplattform eine Stufe nach unten, und der Vorgang wird wiederholt, bis der Druck abgeschlossen ist. Bioharze gehören zu der großen Auswahl an Materialien.

Bei der PolyJet-Technologie werden fertige Drucke mit Druckwasser besprüht, um Trägermaterial zu entfernen, und in eine chemische Lösung getaucht, um die letzten Reste des Trägermaterials aufzulösen. MultiJet-Drucker verwenden Paraffinwachs als Stützmaterial, das in einem Ofen weggeschmolzen werden muss.

Es ist immer intuitiv und schön, einen Drucker in Aktion zu sehen, um seine Funktionsweise vollständig zu verstehen, also schauen Sie sich das folgende Video an!

Ist PolyJet FDM ähnlich?

Obwohl sowohl PolyJet- als auch FDM-Drucker einen Druck Schicht für Schicht aufbauen, unterscheidet sich der jeweils verwendete Prozess stark. FMD-Drucker verwenden Thermoplaste als Material, während PolyJet flüssige Photopolymere verwendet.

Beim FDM-Druck wird das thermoplastische Filament auf eine Spule gewickelt und in den Druckkopf geführt, wo es geschmolzen und als Schicht extrudiert wird und abkühlt und sich verfestigt. Jede Schicht durchläuft den gleichen Prozess, bis der Druck abgeschlossen ist. Beim PolyJet-Druck wird jede Schicht aus ausgespritztem Flüssigharz durch UV-Licht ausgehärtet, und die Schichten bauen sich zu einem fertigen Druck auf.

Ist PolyJet ähnlich wie SLA?

PolyJet ähnelt dem SLA-Druck, da beide ein flüssiges Harz verwenden, das durch UV-Licht ausgehärtet wird, aber die Prozesse sind sehr unterschiedlich. SLA druckt das Design verkehrt herum mit einem Harzbehälter oder -bad, aus dem das Modell gedruckt wird, während PolyJet-Drucker winzige Tröpfchen auf eine Bauplatte sprühen und sie so aufbauen.

Beide Druckverfahren drucken Schicht für Schicht, aber der PolyJet-Druck hat deutliche Vorteile gegenüber dem SLA-Druck. Für den Anfang ist es nicht nur auf den Harztyp beschränkt, und das Trägermaterial wird abgewaschen, ohne dass ein zeitaufwändiger Nachbearbeitungsprozess erforderlich ist. In Bezug auf das Druckvolumen ist PolyJet aufgrund der getrockneten, ausgehärteten Oberfläche in der Lage, höhere Druckvolumen zu erzielen.

Der größte Vorteil, den PolyJet gegenüber SLA hat, ist die Verwendung mehrerer Materialien, die die Fähigkeit haben, die Struktur des Endprodukts zu verändern. Wo SLA einen einheitlichen Druck erzeugt, der in seiner Steifigkeit festgelegt ist, kombiniert PolyJet verschiedene Materialien im Druck, um zu ermöglichen, dass ein bestimmter Bereich starr ist, während andere Bereiche flexibler sein können.

Welche Materialien verwenden PolyJet-Drucker?

Die Palette der mit PolyJet-Druckern verwendeten Photopolymermaterialien ist breit gefächert und bietet viele verschiedene Anwendungen. Nachfolgend sind einige Anwendungen aufgeführt, die einen Mehrwert für die medizinische und zahnmedizinische Industrie darstellen.

• BoneMatrix:Modelle, die poröse Knochenstrukturen, fibrotische Gewebe und Bänder nachahmen.
• GelMatrix:Detaillierte Gefäßstrukturen.
• Med610:Bohrschablonen für Zahnimplantate oder andere orthopädische Eingriffe.
• Med620:Präzise Einprobemodelle für zahnärztliche Arbeiten
• Med690:Gestalten Sie langlebige Kronen und Brücken.
• VeroFlex:Design-Brillenfassungen.

Es ist interessant zu sehen, wie die verschiedenen Materialien die reale Funktion des hergestellten Teils nachahmen. In der Zahnmedizin ist es möglich, ein weicheres Prothesengerüst zu schaffen, das wie weiches Gummi ist und den direkten Druck auf das eigentliche Zahnfleischgewebe darunter begrenzt. Die Fähigkeit, starke, haltbare Prothesen herzustellen, die sich wie echte Gewebe- und Knochenstrukturen anfühlen, ist phänomenal.

Vor- und Nachteile des PolyJet-3D-Drucks

Wie bei allem im Leben gibt es Vor- und Nachteile. Da der 3D-Druck eine Teilmenge des Lebens ist, sollte er daher auch seine Vor- und Nachteile haben. Lassen Sie die nerdige Formulierung beiseite, gehen wir sie durch!

Vorteile

• PolyJet-Drucke sind bis zu 16 Mikrometer genau und haben eine glatte Oberflächenbeschaffenheit, die sich sehr gut mit Spritzgussverfahren vergleichen lässt. Der Druckprozess ermöglicht das gleichzeitige Drucken mehrerer Teile ohne Geschwindigkeitsverlust.
• Designs können in Vollfarbe erstellt und gedruckt werden, und es können auch verschiedene Materialien für denselben Druck verwendet werden. Möglich wird dies durch die Verwendung von Mehrfachdruckköpfen.
• Der Aushärtungsprozess mit der PolyJet-Technologie erfolgt sofort und die Drucke können sofort verwendet werden.
• Die PolyJet-Technologie ermöglicht hervorragende Druckdetails, und die Druckträger lassen sich nach Abschluss des Drucks leicht abwaschen.
• Aktuell stehen mehr als einhundert Printmaterialien zur Auswahl, Tendenz steigend.

Nachteile

Trotz der vielen Vorteile neigen die mechanischen Eigenschaften dazu, den Polyjet-Druck bis zu einem gewissen Grad zu versagen, da sie oft schlechter sind als FDM- und SLA-gedruckte Teile. PolyJet-Drucke sind empfindlich gegenüber Hitze und Sonnenlicht und verlieren mit der Zeit ihre Festigkeit. Dies hängt natürlich von den verwendeten Materialien ab und da es ein enormes Repertoire an Optionen gibt, können die meisten Anwendungsfälle durch die richtige Auswahl des Materials richtig adressiert werden

Der andere Nachteil ist, dass Material Jetting-Drucker und -Materialien sehr teuer und für viele 3D-Enthusiasten unerschwinglich sein können.

Ist PolyJet teuer?

Die einfache Antwort lautet:Ja, PolyJet ist teuer. Dies könnte daran liegen, dass Material Jetting eine relativ neue Ergänzung des 3D-Drucks ist und überwiegend im professionellen Umfeld eingesetzt wird. Dies sollte die Erforschung der Optionen, die Material Jetting im Vergleich zu FDM- oder SLA-Optionen zu bieten hat, nicht beeinträchtigen.

Wenn Sie einen PolyJet-Drucker erwerben möchten, sollten Sie mit einer Investition von mindestens 35.000 US-Dollar rechnen. Angesichts dieser Zahl sollten Sie wirklich wissen, wofür Sie es verwenden werden, da das Drucken von PolyPikachus in hoher Qualität finanziell nicht sinnvoll ist.

Empfohlene Alternativen zum Drucken zu Hause

Wenn Sie nicht bereit sind, 35.000 US-Dollar auszugeben, müssen Sie sich wahrscheinlich woanders umsehen, um einen 3D-Drucker in die Hände zu bekommen.

Es gibt derzeit mehrere Drucker auf dem Markt, die die Bank nicht sprengen und die wirklich gut aussehende Modelle produzieren können.

Ich besitze einen Ender 3 Pro und es ist ein fantastischer kleiner Drucker, wenn man bedenkt, dass er mich weniger als 200 Dollar gekostet hat, aber Sie können auch in einen Prusa MK3S+ investieren, der ein viel besserer Drucker ist, aber er kostet auch nur ein bisschen mehr (ein „wenig“) .

Wenn Sie eher ein Fan von Resin-Druckern sind, ziehen Sie schließlich die Elegoo-Drucker in Betracht, z. B. den Elegoo Mars 3 Ultra 4k, der ein erstaunlicher Drucker zum Erstellen Ihrer eigenen detailreichen Miniaturen ist.

Anwendungen des PolyJet-3D-Drucks

Wie bereits erwähnt, ist die Anwendung der PolyJet-Drucktechnologie weitreichend und in professionellen Umgebungen gefragt, da sie unabhängig von der Komplexität des Designs gut mit komplizierten Details und filigranen Merkmalen zurechtkommt.

In den USA ist Polyjet-Druck im Automobil-, Architektur-, Industrie- und Bildungssektor zu finden. Die medizinische Industrie zeigt starke Unterstützung für den PolyJet-Druck von Prothesen und Gelenkersatz sowie in der Zahnmedizin. Zahnärztliche Anwendungen sind in Industrieländern weit verbreitet, aber nicht so sehr in Schwellenländern wie Indien, sodass sowohl in den USA als auch weltweit ein großes Wachstumspotenzial besteht.

PolyJet in der Gesundheitsbranche

Die Zahnmedizin hat sich Material-Jetting-Technologien zu eigen gemacht, weil sie eine Aufwärtsskalierung des Clear Aligner-Marktes ermöglicht haben. Die einfache Bedienung des Druckers und die Druckgeschwindigkeit bedeuten, dass On-Demand-Anforderungen erfüllt werden können.

Luft- und Raumfahrt

Durch den Einsatz der PolyJet-Technologie wurden enorme Einsparungen ermöglicht, und ein solches Beispiel ist die Einsparung von 3,8 Millionen US-Dollar durch das US-Verteidigungsministerium mit einer weiteren erwarteten Einsparung von über 15 Millionen US-Dollar in den nächsten 10 bis 15 Jahren>

Da ständig neue Flugzeugdesigns auf dem Tisch liegen, sind Prototypenteile unerlässlich, und es gibt keinen einfacheren Weg, sie nach Spezifikation zu erstellen, als mit der Materialstrahltechnologie.

Automobil

Die Automobilindustrie hat stark von 3D-Technologien profitiert, und die Einbeziehung von Material Jetting als Option für Rapid Prototyping, Werkzeuge, Vorrichtungen und Produktionsteile hat der Branche große Vorteile gebracht.

Eisenbahnen

Mit der PolyJet-Technologie wurde die Produktionszeit für kundenspezifische Teile in Produktionsqualität um bis zu 95 % reduziert, was in jeder Branche Effizienz und effektive Reaktion bei der Präsentation von sicherheitskonformen Lösungen bedeutet.

Kunst &Mode

Kunst und Mode sind zu einer Zusammenarbeit mit 3D-Drucktechnologien geworden, bei der Unternehmen wie Stratasys Innovation mit einer Kreation verbinden, die nicht nur technologische Fortschritte umfasst, sondern auch philosophische und kulturelle Dimensionen widerspiegelt. Eine dieser Entwicklungen ist der Jet-Druck mit Schokolade, der nur eine von vielen Anwendungen für PolyJet-Technologien ist.

Schlussfolgerung

Inzwischen sollten Sie nicht nur ein gutes Verständnis für den PolyJet-Druck haben, sondern auch den aggressiven Wunsch haben, einen zu besitzen. Während Sie mindestens 35.000 US-Dollar sparen, empfehle ich persönlich, sich einen Hobby-FDM- oder SLA-Drucker zuzulegen, um Ihre Zehen in der überwältigend großen 3D-Druckwelt nass zu machen. Sie werden nicht nur herausfinden, ob Sie an dieser Branche interessiert sind, sondern vielleicht auch erfahren, dass Sie keine hochmoderne Maschine in Industriequalität benötigen, um Ihren Anforderungen gerecht zu werden.

Sehen Sie sich unseren Bereich mit empfohlenen Produkten an

Wir haben einen Abschnitt mit empfohlenen Produkten erstellt, der es Ihnen ermöglicht, das Rätselraten zu beseitigen und den Zeitaufwand für die Suche nach Druckern, Filamenten oder Upgrades zu reduzieren, da wir wissen, dass dies eine sehr entmutigende Aufgabe sein kann und im Allgemeinen zu viel Verwirrung führt .

Wir haben nur eine Handvoll 3D-Drucker ausgewählt, die unserer Meinung nach sowohl für Anfänger als auch für Fortgeschrittene und sogar Experten geeignet sind, um die Entscheidung zu erleichtern, und die Filamente sowie die aufgeführten Upgrades wurden alle von uns getestet und sorgfältig ausgewählt , damit Sie wissen, dass die von Ihnen gewählte Methode wie beabsichtigt funktioniert.