HP MJF 3D-Druck Design-Richtlinien: Präzision durch optimierte Bauteilkonstruktion

HP Multi Jet Fusion (HP MJF) ist eine pulverbasierte 3D-Drucktechnologie von HP. Sie ermöglicht die Fertigung hochkomplexer Teile mit hoher Präzision. Um Funktionalität und Genauigkeit von HP MJF voll auszuschöpfen, muss das 3D-Modell den Design-Empfehlungen folgen. Hier finden Sie die offiziellen Design-Richtlinien von Hewlett Packard.

Größenbeschränkungen

Das maximale Bauvolumen beträgt 380 × 284 × 380 mm, die empfohlene Maximalgröße liegt bei 356 × 280 × 356 mm.

MJF kann sehr kleine Teile drucken, es gibt jedoch Untergrenzen. Minimal druckbare Feature-Größen in X-, Y- und Z-Ebene:

• Bohrungsdurchmesser bei 1 mm Wandstärke: 0,5 mm
• Wellendurchmesser bei 10 mm Höhe: 0,5 mm
• Schriftgröße für Erhebungen und Gravuren: 6 pt
• Mindestfreiraum bei 1 mm Wandstärke: 0,5 mm
• Mindestspalt zwischen Wänden: 0,5 mm

Erhabene und gravierte Details

Mit MJF lassen sich hochauflösende Texte, Zahlen und Zeichnungen drucken. Jedes in ein Bauteil integrierte Feature sollte eine Mindesttiefe oder -höhe von 1 mm aufweisen, um Sichtbarkeit zu gewährleisten und Abrieb bei der Nachbearbeitung zu vermeiden.

Die beste Auflösung wird bei erhabenen Details durch kopfüber-Orientierung und bei Gravuren durch nach oben gerichtete Ausrichtung erzielt.

Toleranzen

HP MJF erreicht eine dimensionsale Genauigkeit von ±0,2 mm bis 100 mm und 0,2 % darüber. Diese Werte gelten nach Sandstrahlen.

Massive Teile und Strukturfüllung

Kleine Gitterstrukturen und topologieoptimierte, generative Designs sind mit MJF realisierbar. Solche Designs reduzieren Materialverbrauch und Bauteilgewicht – was besonders bei gewichtsensitiven Anwendungen signifikante Kosteneinsparungen bringt.

Der empfohlene Mindestspalt in Gitterstrukturen beträgt 1 mm, um die Entfernung von Restmaterial im Bauteilinneren zu ermöglichen.

Wände und Kragträger

Die Mindestwandstärke eines Kragträgers hängt von seinem Aspektverhältnis (Länge zu Breite) ab. Für Kragträger unter 1 mm Breite sollte das Aspektverhältnis kleiner als 1 sein.

Empfohlene Mindestdicke für kurze Wände in der XY-Ebene: 0,3 mm; in Z-Ebene: 0,4 mm. Ist ein hohes Aspektverhältnis kritisch, sollte die Wandstärke erhöht oder durch Rippen und Radien verstärkt werden. Zu dicke Wände neigen zur Wärmeakkumulation und verursachen Schwindstellen.

Baugruppen

Dank hoher Präzision kann HP MJF voll funktionsfähige Baugruppen drucken. Zusammen zu druckende Baugruppenteile benötigen einen Mindestfreiraum von 0,7 mm, um Verschmelzen zu verhindern. Bei Wandstärken über 50 mm sollte dieser Wert erhöht werden.

Für nachträglich zu montierende Teile ist ein Mindestfreiraum von 0,4 mm erforderlich (0,2 mm pro Fügeseite).

Hohle geschlossene Teile

Hohle Vollkörper lassen sich drucken, um Gewicht und Material zu sparen. Sie erfordern mindestens zwei Entleerungsbohrungen für Restmaterial nach dem Druck. Empfohlener Bohrdurchmesser: 2 mm.

Klebefuge (Glue Line)

Zu große Teile können in Segmente aufgeteilt, separat gedruckt und verklebt werden. Dabei sollten Verriegelungsmerkmale (Interlocking Features) an den Klebeflächen eingeplant werden, um eine sichere Verbindung zu gewährleisten. Zusätzlich 0,1–0,2 mm Platz für Klebstoff sowie der Mindestfreiraum für Fügeverbindungen einplanen.

Kanäle (Ducts)

Beim Design von Kanälen sollte ein herausziehbarer Streifen (Strip-through) eingeplant werden. Nach dem Druck lässt sich dieser ziehen, um Restpulver leichter zu entfernen.

Bauteilausrichtung

Die optimale Ausrichtung hängt von mehreren Faktoren ab:

• Treppeneffekt (Stepping): Durch den schichtweisen Aufbau können Stufen an gekrümmten oder geneigten Flächen sichtbar werden. Um dies zu vermeiden, sollten solche Flächen nicht in Winkel positioniert werden, die unter bestimmten Schwellenwerten liegen (abhängig von der Wandstärke).
• Genauigkeit: Features mit hohen Genauigkeitsanforderungen sollten in der XY-Ebene platziert werden, da hier die Feature-Genauigkeit besser ist.
• Verzug (Warping): Lange flache Flächen sollten horizontal im Bauraum ausgerichtet und so tief wie möglich positioniert werden, um Verzug zu minimieren.
• Glätte: Gekrümmte Flächen mit hohen Glätteanforderungen sollten nach unten (upside down) zeigen, scharfe Kanten nach oben.
• Belastung: Lasttragende Features wie Clips oder Stifte sollten horizontal ausgerichtet werden. Die besten mechanischen Eigenschaften werden in der XY-Ebene erreicht.

Weitere Informationen und Tipps finden Sie in der erweiterten Version der Design- und Druckrichtlinien, die HP freundlicherweise Xometry zur Verfügung gestellt hat.

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