SLS vs. MJF:Hauptunterschiede und Vergleich

Vergleiche zwischen SLS und MJF

Beim Vergleich von SLS und MJF fallen mir einige gemeinsame Eigenschaften ein. Matt Schmidt, Senior Solutions Engineer hier bei Xometry, erklärt:„Die SLS- und MJF-Plattformen sind sehr ähnlich und können gängige Materialien wie Nylon 11 und 12 verarbeiten. Es gibt jedoch einige Unterschiede in der Art und Weise, wie jede Plattform die Materialien verarbeitet, die zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Das SLS-System nutzt eine Laser-Wärmequelle zum Schmelzen von Pulverbettmaterialien, die größere und lokalisiertere Erwärmungseffekte hat. Der höhere Wärmegradient führt häufig zu niedrigeren mechanischen Eigenschaftswerten für Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung. Andererseits verwendet MJF eine Infrarot-Wärmelampe, die ein breiteres Spektrum aufweist und die Materialien im gesamten Pulverbett gleichmäßiger schmilzt. Dadurch werden die mechanischen Eigenschaften einer SLS-Laserplattform geringfügig verbessert. Die Materialeigenschaften und die Genauigkeit werden jedoch zu Faktoren im Entscheidungsprozess Die insgesamt niedrigen Betriebskosten von MJF begünstigen den täglichen Prototypenbau und die Herstellung von Kleinserienteilen.

Attribut SLS MJF

Attribut

Druckauflösung

SLS

120 Mikrometer

MJF

80 Mikrometer

Attribut

Kann in mehreren Farben eingefärbt werden

SLS

Ja

MJF

Nein

Attribut

Empfohlene Mindestelementgröße

SLS

0,75 mm

MJF

0,75 mm

Attribut

Kann mehr als 80 % des ungenutzten Pulvers recyceln

SLS

Nein

MJF

Ja

Attribut

Teile müssen nach dem Drucken abgekühlt werden

SLS

Ja

MJF

Nein

Attribut

Teile benötigen Stützstrukturen

SLS

Nein

MJF

Nein

Attribut

Größtes Druckvolumen

SLS

660 x 380 x 580 mm

MJF

380 x 280 x 380 mm

Tabelle 1. SLS vs. MJF-Vergleich

Von beiden kann MJF Teile mit höherer Auflösung herstellen und sein Rohmaterial ist deutlich isotroper und recycelbarer. SLS-Maschinen sind jedoch mit größeren Bauvolumina erhältlich.

SLS vs. MJF:Technologievergleich

SLS und MJF sind beides Pulverbett-Fusionstechnologien. Beim Pulverbettschmelzen (PBF) werden Teile durch das Verschmelzen von pulverförmigen Thermoplasten kumulativ Schicht für Schicht aufgebaut. SLS verwendet eine beheizte Kammer und einen CO2-Laser zum Sintern der Partikel. Der MJF-Prozess hingegen basiert auf einer Infrarot-Wärmequelle, vorgewärmtem Pulver und einem speziellen Fixiermittel, das von einem Druckkopf aufgetragen wird und alle zusammenarbeiten, um die Partikel zu verschmelzen. 

SLS vs. MJF:Materialvergleich

SLS und MJF verwenden in großem Umfang Polyamide wie Nylon 12 und 11, TPU (thermoplastisches Polyurethan), TPA (thermoplastisches Polyamid) und Polypropylen. SLS ist auch in der Lage, mit kohlenstoff- und aluminiumgefülltem Nylon zu drucken. Insgesamt funktioniert SLS mit einer breiteren Palette von Nylons, während MJF andere Materialoptionen wie Polypropylen und flexibles TPU anbietet.

SLS vs. MJF:Vergleich der Produktanwendungen

SLS und MJF werden zur Herstellung von Funktionsteilen wie Gussmodellen, medizinischen Geräten und Elastomerteilen verwendet. SLS wird häufig für die Prototypenherstellung von Bauteilen verwendet, die später im Spritzgussverfahren hergestellt werden, da die Konstruktionen in der Regel ähnlich auf den Fertigungsprozess reagieren, sodass Ingenieure die Konstruktionen verfeinern können, bevor sie sich auf die Herstellung von Gusswerkzeugen verlassen, was kostspielig sein kann. Was die Ästhetik betrifft, haben MJF-Produkte eine matte, ungleichmäßige graue Farbe und können nur schwarze Farbe annehmen. Allerdings sind SLS-Teile von Natur aus cremefarben und können mit vielen Farben eingefärbt werden, was sie idealer für visuelle Prototypen macht.

SLS vs. MJF:Vergleich des Druckvolumens

SLS-Maschinen haben ein größeres Bauvolumen als MJF-Maschinen, insbesondere für bestimmte Materialvarianten, wie beispielsweise glasfaserverstärktes Nylon. Dank der größeren Baufläche kann SLS mehr verschachtelte Teile in einem einzigen Durchgang drucken. Große 3D-gedruckte Teile können sich oft verziehen, aber das ist bei MJF-Prozessen ein größeres Problem als bei SLS. Beim SLS-Druck nutzen Bauplaner so viel Bauvolumen wie möglich aus, da ungenutztes Pulver beim SLS-Druck weniger recycelbar ist als beim MJF.

SLS vs. MJF:Vergleich der Oberflächenbeschaffenheit

SLS- und MJF-Teile haben beide eine charakteristische raue/matte Oberflächenbeschaffenheit. In beiden Fällen können Techniker die Oberflächen jedoch durch Kugelstrahlen oder Trommelwirbel glätten. Durch die chemische Dampfglättung konnten sowohl SLS- als auch MJF-Teile kürzlich zu geringen Kosten eine versiegelte, halbglänzende Oberfläche erzielen.

SLS vs. MJF:Kostenvergleich

SLS und MJF haben ähnliche Druckkosten bei geringeren Mengen. Bei größeren Mengen ist die Skalenökonomie von MJF jedoch besser als die von SLS. MJF ist wettbewerbsfähiger, weil der Druckvorgang etwas schneller ist und das nicht verwendete Material besser recycelbar ist.

Produzierte Menge SLS MJF

Produzierte Menge

1

SLS

101,64 $

MJF

45,13 $

Produzierte Menge

100

SLS

40,93 $

MJF

37,12 $

Tabelle 2. Preisunterschied zwischen SLS und MJF

Was sind die gegenseitigen Alternativen zu SLS und MJF?

Trotz der Vorteile von SLS und MJF finden Sie unten eine alternative Technologie, mit der ähnliche Ergebnisse erzielt werden können:

• Stereolithographie (SLA): Stereolithographie ist kein pulverbasiertes Druckverfahren, sondern eine der wenigen Technologien, mit denen eine ähnliche oder bessere Druckauflösung und -qualität erreicht werden kann. SLA nutzt ein flüssiges Photopolymer und baut Teile durch Aushärten aufeinanderfolgender Schichten dieser Flüssigkeit.

Was sind die Ähnlichkeiten zwischen SLS und MJF?

1. Beide Technologien nutzen Pulverbettschmelzverfahren zur Herstellung von Teilen.
2. Die Druckkosten sind vergleichbar, wenn man sie hochskaliert.
3. Teile haben eine raue/matte Oberfläche.
4. Beide Drucker verwenden am häufigsten Nylon-12-Pulver.

Was sind die anderen Vergleiche für SLS neben MJF?

Zu den weiteren 3D-Druckverfahren, die SLS ähneln, gehören neben MJF:

• SLS vs. DMLS: DMLS-Systeme (Direct Laser Metal Sintering) stellen Metallteile auf ähnliche Weise wie SLS her. Anstelle von Kunststoffpulver wird ein Metallpulver verwendet. Ein leistungsstärkerer Laser ermöglicht es, höhere Temperaturen zu erreichen und so das Metall zu sintern. Weitere Informationen finden Sie in unserem vollständigen Leitfaden zu SLS vs. DMLS.

Was sind die anderen Vergleiche für MJF neben SLS?

Zu den weiteren 3D-Druckverfahren, die MJF ähneln, gehören neben SLS:

• MJF vs. Binder Jetting: Die Funktion des Binder-Jetting ähnelt MJF, das Material wird jedoch während des Druckvorgangs nicht vollständig gesintert. Ein ähnlicher Druckkopf im Tintenstrahlstil trägt ein Bindemittel in Form jeder Schicht auf das Pulver auf. Der Wirkstoff verbindet die Partikel miteinander und verbindet auch Schichten untereinander. Der eigentliche Sinterschritt erfolgt in einem Sinterofen, nachdem die gesamte Struktur aufgebaut und das ungebundene Pulver entfernt wurde.

Zusammenfassung

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Dean McClements

Dean McClements hat einen Bachelor-Abschluss in Maschinenbau mit Auszeichnung und über zwei Jahrzehnte Erfahrung in der Fertigungsindustrie. Sein beruflicher Werdegang umfasst wichtige Positionen bei führenden Unternehmen wie Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace und Hyster-Yale, wo er ein tiefes Verständnis für technische Prozesse und Innovationen entwickelte.

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