PolyJet vs. MultiJet 3D-Druck:Hauptunterschiede und praktische Vergleiche

Sowohl PolyJet- als auch MultiJet (MJP) 3D-Druck sind additive Fertigungsmethoden, bei denen Teile durch Auftragen und Aushärten von Photopolymeren hergestellt werden, die auf ultraviolettes (UV) Licht reagieren. Sie können sowohl für den Machbarkeitsnachweis als auch für funktionale Prototypen verwendet werden und können komplexe Teile herstellen, von denen einige häufig im Dental- und Medizinbereich zu finden sind, insbesondere für Formen für Kronen und Zahnspangen. Trotz dieser Gemeinsamkeiten weisen diese beiden Verfahren einige wesentliche Unterschiede auf, die dazu führen, dass das eine zum Drucken mit Verbundmaterialien geeignet ist und das andere besser für kleine bis mittlere Produktionen geeignet ist. Lesen Sie weiter, um herauszufinden, welche. 

PolyJet-Definition und Vergleich mit Multijet

Der PolyJet-Druck wurde erstmals im Jahr 2000 von Objet Geometries entwickelt und von Stratasys übernommen, das heute die Markenrechte besitzt. Er funktioniert ähnlich wie ein Tintenstrahldrucker. „PolyJet ist ein Verfahren, bei dem Material Schicht für Schicht auf eine Druckplatte gespritzt wird“, sagt Christian Tsu-Raun, Teamleiter bei Xometry’s Manual Quoting. „Es ist relativ langsam, aber sehr genau und gut für kleine, nicht funktionsfähige Prototypen.“ Dabei werden an zuvor programmierten Stellen winzige Photopolymertröpfchen freigesetzt, die zweidimensionale Schichten übereinander bilden. Anschließend werden diese Tropfen mithilfe von UV-Licht gehärtet und die Form jeder Schicht festgelegt. PolyJet ist dafür bekannt, ein hohes Maß an Details beizubehalten und kann in Schichten von bis zu 16 Mikrometern drucken. Xometry druckt jedoch normalerweise mit einer Schichthöhe von 25 Mikrometern.

Das Photopolymer wird erst nach dem Aushärten formstabil. Aus diesem Grund werden Trägermaterialien gleichzeitig mit dem Hauptpolymerteil aufgetragen, was dessen Maßhaltigkeit erhöht und eine Art Rahmen für das Photopolymer bildet, in dem es bis zur Aushärtung gehalten wird. Diese Stützmaterialien ähneln einer leicht starren, gelartigen Substanz, die das Teil am Ende des Prozesses umhüllt. Wenn das Teil fertig ist, wird es mit einem Wasserstrahl gewaschen, in einer chemischen Lösung eingeweicht, um die Träger zu entfernen, und dann trocknen gelassen. Das Folgende ist ein Bild eines Xometry-Regenbogenlogos, das mit PolyJet-Druck erstellt wurde:

Was sind die Vorteile von PolyJet im Vergleich zu Multijet?

Nachfolgend sind die Vorteile von PolyJet gegenüber Multijet aufgeführt:

• Teile aus mehreren verschiedenen Materialien können mit PolyJet in einem Auftrag gedruckt werden.
• PolyJet-gedruckte Teile können ihre Materialeigenschaften nach der Nachbearbeitung beibehalten.

Was sind die Nachteile von PolyJet im Vergleich zu Multijet?

Nachfolgend sind die Nachteile von PolyJet gegenüber Multijet aufgeführt:

1. PolyJet weist in Bereichen, in denen Trägermaterial verwendet wird, eine verringerte Oberflächenqualität auf.
2. Mit PolyJet bedruckte Teile werden an scharfen Kanten ungenau gedruckt, was dazu führt, dass diese Kanten abgerundet werden.

Multijet-Definition und Vergleich mit PolyJet

Die Entwicklung von MultiJet wird der Firma 3D Systems zugeschrieben und es handelt sich um eine andere Art des 3D-Drucks, der ähnlich wie ein Tintenstrahldrucker funktioniert. Wie die erste Methode, die wir besprochen haben, verwendet MJP einen Druckkopf, der Teile Schicht für Schicht erstellt, indem er entweder UV-härtbares Photopolymer oder Gusswachströpfchen verwendet. Es können auch Schichtdicken von bis zu 16 Mikrometern erzeugt werden, aber im Vergleich zu PolyJet verfügt es je nach Maschine nur über begrenzte oder überhaupt keine Multimaterial-Mischfähigkeiten. Stützstrukturen für diese Technik bestehen aus Paraffinwachs. Wenn ein Teil fertig ist, wird es in einen Ofen oder in ein warmes Mineralölbad gelegt, um das Wachs zu schmelzen. Die Nachbearbeitung von MJP-Teilen ist im Allgemeinen einfacher als der PolyJet-Druck, beim Schmelzen des Wachses muss jedoch darauf geachtet werden, dass die Hitze die Eigenschaften des Hauptbaumaterials nicht beeinträchtigt.

Zu den potenziellen Nachteilen der Verwendung von MJP gehört die Tatsache, dass Sie nicht wie beim PolyJet-Druck komplizierte Vollfarbkomponenten herstellen oder eine Reihe von Materialien wie gummiähnliche, starre und transparente Materialien gleichzeitig mischen können, um verschiedene Materialeigenschaften zu simulieren. Außerdem besteht bei MJP-Teilen das Risiko, dass sich ihre Materialeigenschaften während der Nachbearbeitung ändern, wenn nicht die richtigen Verfahren und Sorgfalt angewendet werden.

Sowohl PolyJet als auch Multijet sind in der Lage, komplexe und detaillierte Teile zu drucken – Teile, die mit herkömmlichen Methoden nicht herstellbar wären. Obwohl die beiden Verfahren recht ähnlich sind, sind zwei der drei Hauptunterschiede die zum Drucken verwendeten Materialien und die einfache Nachbearbeitung. PolyJet kann Verbundteile in einem Auftrag drucken, erfordert jedoch mehr Nachbearbeitungsmethoden als Multijet-gedruckte Teile.

PolyJet vs. Multijet:Technologievergleich

PolyJet- und Multijet-Systeme nutzen ähnliche Technologien und Prozesse. Beide verwenden UV-empfindliche Photopolymere und ein UV-Härtungssystem. Die beiden Methoden unterscheiden sich zwar nicht wesentlich, unterscheiden sich jedoch in der Anzahl der im System vorhandenen Druckköpfe. PolyJet kann zwei oder mehr Köpfe haben, während Multijet maximal zwei haben kann.

PolyJet vs. Multijet:Materialvergleich

In PolyJet-Systemen können mehrere Materialien zu einem einzigen Rohstoff kombiniert werden, der die Eigenschaften aller seiner Bestandteile aufweist. Diese Verbundmaterialien werden „digitale Materialien“ genannt. Sie ermöglichen den Druck eines einzelnen Teils mit unterschiedlichen Materialeigenschaften in einem Druckaufbau.

In Multijet-Systemen verwendete Materialien sind Photopolymere. Multijet-gedruckte Teile sind zwangsläufig einfarbig und bestehen aus einem einzigen Material. Wenn Verbundwerkstoffe aus ästhetischen oder funktionellen Gründen benötigt werden, ist PolyJet möglicherweise die bessere Option.

PolyJet vs. Multijet:Vergleich der Produktanwendungen

PolyJet und Multijet produzieren beide außergewöhnlich detaillierte und funktionale Prototypen und Teile. Dieser Detaillierungsgrad macht PolyJet und Multijet ideal für jeden Schritt des Designprozesses. PolyJet- und Multijet-gedruckte Teile werden häufig in der Dental- und Medizinindustrie verwendet, wo sie zur Herstellung von Zahnformen für Kronen und Zahnspangen verwendet werden.

PolyJet vs. Multijet:Vergleich des Druckvolumens

Das Druckvolumen von PolyJet vs. Multijet unterscheidet sich kaum. Abhängig vom verwendeten System können PolyJet-Systeme Volumina bis zu 260 x 200 x 200 mm und Multijet-Systeme Volumina von bis zu 294 x 211 x 144 mm haben. Wenn größere Teile benötigt werden, können die Teile in Einzelteilen gedruckt und anschließend zusammengebaut werden.

PolyJet vs. Multijet:Vergleich der Oberflächenbeschaffenheit

Die Oberflächenbeschaffenheit von PolyJet- und Multijet-gedruckten Teilen unterscheidet sich nicht wesentlich. Aufgrund der präzisen Auflösungen und Schichtdicken sowohl von PolyJet als auch von Multijet sind die Oberflächen fertiger Teile glatt. Gelegentlich können in komplexeren geometrischen Bereichen raue Oberflächen vorhanden sein, die jedoch mit einer geeigneten Nachbearbeitung leicht geglättet werden können.

PolyJet vs. Multijet:Kostenvergleich

PolyJet- und Multijet-Systeme können im Vergleich zu anderen Formen des 3D-Drucks teuer sein. PolyJet-Drucker gibt es bereits ab 6.000 US-Dollar, für fortschrittlichere Systeme sogar bis zu 75.000 US-Dollar. Multijet-Drucker sind ähnlich teuer und liegen im Durchschnitt bei etwa 43.000 US-Dollar.

Was sind die gegenseitigen Alternativen zu PolyJet und Multijet?

Eine Alternative zu PolyJet und Multijet ist 

• DLP: Bei der digitalen Lichtverarbeitung (DLP) werden auch ausgehärtete flüssige Photopolymere zum Bau von Teilen verwendet. Die Aushärtung erfolgt durch einen Projektor in DLP. Der Hauptunterschied zwischen DLP und PolyJet/Multijet besteht darin, dass Teile verkehrt herum gedruckt werden und das flüssige Photopolymer aus einem Tank unter der Bauplattform aufgetragen wird. Trotz dieser Unterschiede konkurriert DLP in puncto Auflösung, Präzision und Kosteneffizienz mit PolyJet und Multijet.

Was sind die Ähnlichkeiten zwischen PolyJet und Multijet?

Zu den Ähnlichkeiten zwischen PolyJet und Multijet gehören:

1. Beide verwenden flüssige Photopolymere, die durch UV-Lampen ausgehärtet werden, um Teile zu bauen.
2. Beide können für Proof-of-Concept und funktionale Prototypen verwendet werden.
3. Beide können komplexe Geometrien drucken, die sonst mit herkömmlichen Methoden nicht herstellbar wären.

Was sind die anderen Vergleiche für PolyJet neben Multijet?.

Eine weitere Alternative zu PolyJet ist neben Multijet:

• PolyJet vs. SLA: SLA ist eine vergleichbare Alternative zu Polyjet, da es sowohl für funktionale Prototypen als auch für Teile verwendet werden kann. Der Unterschied zwischen PolyJet und SLA besteht darin, dass SLA je nach System eine gleichwertige, wenn nicht sogar bessere Auflösung als PolyJet hat. Es bietet die höchste Auflösung aller Formen des 3D-Drucks und kann daher auch für Formen, Werkzeuge, Muster und die Herstellung strukturierter Oberflächen verwendet werden.

Welche anderen Vergleiche zu Multijet gibt es außer PolyJet?

Neben PolyJet ist eine weitere mögliche Alternative zu Multijet:

• Multijet vs. MJF: Multi-Jet Fusion (MJF) ist mit Multijet vergleichbar, da es sich hervorragend für die Herstellung komplexer Geometrien mit außergewöhnlichen Oberflächengüten eignet. Der Unterschied zwischen Multijet und MJF besteht darin, dass MJF ein Polymerpulver und einen Schmelzmechanismus (Tintenmittel und Infrarotfrequenzen) zum Aushärten von Teilen verwendet. 

Häufig gestellte Fragen zu PolyJet vs. MultiJet

Wie viel kosten diese Maschinen?

Da es sich um High-End-Maschinen für den industriellen Einsatz handelt, sind sie nicht billig. PolyJet-Drucker können zwischen 150.000 und 500.000 US-Dollar kosten, und MJP-Drucker sind ziemlich ähnlich und kosten typischerweise zwischen 150.000 und 400.000 US-Dollar. Aus diesem Grund sind Dienste wie die von Xometry nützlich, da Sie die Vorteile dieser High-End-Systeme nutzen können, ohne dass die Vorabinvestitionen für deren Einrichtung und Betrieb anfallen.

Gibt es Alternativen zu PolyJet und MJP?

Carbon DLS™ (Digital Light Synthesis™) ist ein vergleichbares 3D-Druckverfahren, das ebenfalls hochauflösende und präzise Teile produziert. Wie PolyJet und MJP härtet DLS flüssige Photopolymere aus, um neue Teile zu bauen, allerdings erfolgt dies mit projiziertem Licht und einer kontinuierlichen Flüssigkeitsschnittstelle für die Produktion. Darüber hinaus druckt DLS nahtlose Teile kontinuierlich und auf dem Kopf.

Was ist der Unterschied zwischen PolyJet und SLA?

Beim SLA-3D-Druck (Stereolithographie) wird flüssiges Harz mithilfe eines Lasers zu festen Teilen ausgehärtet. Es eignet sich gut für die Herstellung funktionsfähiger Prototypen und Teile und könnte je nach Maschine und Konfiguration eine sogar bessere Auflösung als PolyJet haben. SLA-Drucke sind von hoher Qualität und werden häufig zu Formen und Werkzeugen verarbeitet, beispielsweise zu Urmodellen für Gussanwendungen.

Was ist der Unterschied zwischen MJP und MJF?

Beide Methoden scheinen sich schon vom Namen her zu ähneln, wobei MJF eine Abkürzung für Multi-Jet-Fusion ist. „MJF ist ein Verfahren, bei dem ein Schmelzmittel auf aufeinanderfolgende Schichten aus pulverförmigem Material aufgetragen wird“, erzählt uns Tsu-Raun. „Es ist relativ schnell und produziert Teile aus Produktionsthermoplasten, ist aber weniger genau als PolyJet.“ Die Methode eignet sich auch sehr gut zur Herstellung komplexer Formen und langlebiger Endverbrauchsteile. Einer der Hauptunterschiede besteht darin, dass MJF zur Herstellung von Teilen ein Polymerpulver und ein Schmelzsystem verwendet, wodurch es mit gängigen technischen Materialien wie Nylon, TPU und Polypropylen arbeiten kann.

Kat de Naoum

Kat de Naoum ist eine Autorin, Autorin, Redakteurin und Inhaltsspezialistin aus Großbritannien mit mehr als 20 Jahren Erfahrung als Autorin. Kat hat Erfahrung als Autorin für verschiedene Fertigungs- und Technikunternehmen und liebt die Welt des Ingenieurwesens. Neben ihrer Tätigkeit als Schriftstellerin war Kat fast zehn Jahre lang als Rechtsanwaltsgehilfin tätig, davon sieben Jahre in der Schiffsfinanzierung. Sie hat für zahlreiche Publikationen geschrieben, sowohl in gedruckter Form als auch online. Kat hat einen BA in englischer Literatur und Philosophie sowie einen MA in kreativem Schreiben von der Kingston University.

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