Qual ​​é a diferença entre a impressão 3D Selective Laser Sintering (SLS) e Multi Jet Fusion (MJF)?

Multi Jet Fusion (MJF) e Sinterização seletiva a laser (SLS) são impressão 3D industrial tecnologias que pertencem à família de fusão em leito de pó. Ambos os processos constroem peças por fusão térmica (ou sinterização) de partículas de pó de polímero camada por camada.

A principal diferença entre essas duas tecnologias é sua fonte de calor. O SLS usa um laser para escanear e sinterizar em cada seção transversal. O MJF, por outro lado, dispensa uma tinta (agente de fusão) no pó para absorver a luz infravermelha. A impressora então passa uma fonte de energia infravermelha sobre a plataforma de construção para fundir as áreas com tinta. Essencialmente, o MJF combina SLS e Jato de ligantes tecnologias.

Como o SLS e o MJF criam peças muito semelhantes, é importante que um designer entenda as diferenças entre os dois processos. Neste artigo, comparamos SLS e MJF em termos de fluxo de trabalho, precisão, materiais, custo e lead time.

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Como funcionam os processos de impressão 3D SLS e MJF?

A impressão 3D SLS e MJF têm processos de fabricação e fluxos de trabalho semelhantes, no entanto, existem algumas diferenças importantes entre as duas tecnologias. Vamos começar com o processo de fabricação.

Sinterização seletiva a laser (SLS)

Uma impressora SLS primeiro espalha uma fina camada de pó sobre a plataforma de construção. Um laser de CO2 então varre cada seção transversal, sinterizando o pó. A plataforma então desce uma camada e o processo se repete até que a construção seja concluída. A caixa inteira deve esfriar antes que você possa remover a parte do pó.

Para uma explicação mais detalhada desses mecanismos, leia nosso artigo detalhado O que é impressão 3D SLS? .

Uma peça SLS, impressa em náilon

Multi Jet Fusion

Para imprimir usando MJF, a máquina primeiro espalha uma fina camada de pó sobre a plataforma de construção. A impressora aquece essa camada a uma temperatura próxima à sinterização. Um carro com bicos de jato de tinta (que são semelhantes aos bicos usados ​​em impressoras 2D de mesa) passa sobre a cama, depositando um agente de fusão no pó. Ao mesmo tempo, a máquina imprime um agente de detalhamento que inibe a sinterização próximo à borda da peça.

Uma poderosa fonte de energia IR passa então sobre o leito de construção e sinteriza as áreas onde o agente de fusão foi depositado, deixando o restante do pó inalterado. O processo se repete até que todas as peças estejam completas.

Semelhante ao SLS, as peças impressas são incorporadas em pó e precisam esfriar antes de serem removidas para processamento adicional. Para mais detalhes sobre MJF, leia nosso detalhamento da tecnologia em O que é Multi Jet Fusion (MJF)? Explicado pelos hubs .

Uma peça MJF, impressa em nylon

Comparando fluxos de trabalho para SLS e MJF

Ao imprimir com SLS, você funde cada seção transversal ponto a ponto, enquanto a fusão em MJF é mais linear. No entanto, isso não altera significativamente o tempo de impressão, pois a etapa de recobrimento (e o número total de camadas) determina principalmente o tempo total de impressão. Esta etapa leva a mesma quantidade de tempo com SLS e MJF.

No entanto, o resfriamento do compartimento e o pós-processamento são muito mais rápidos ao trabalhar com o MJF. A HP oferece uma estação de pós-processamento dedicada que acelera a taxa de resfriamento da bandeja impressa e ajuda na remoção do pó. Com o MJF, você pode usar 80-85% do pó reciclado e recuperado após cada construção, enquanto apenas 50% do pó de cada construção SLS é reciclável.

Tempos de resfriamento mais rápidos e mudanças aumentadas para reciclar e reutilizar o pó tornam os operadores de MJF menos hesitantes em iniciar os trabalhos, mesmo quando a caixa está parcialmente cheia. Os operadores de máquinas SLS, por outro lado, geralmente esperam que a bandeja fique cheia antes de iniciar um trabalho de impressão. Essa diferença fundamental no fluxo de trabalho resulta em prazos de entrega mais curtos.

Qual ​​é a precisão dimensional de SLS e MJF?

SLS e MJF são tecnologias industriais que oferecem alta precisão dimensional para peças personalizadas. No entanto, o MJF tem uma pequena vantagem sobre o SLS.

Isso ocorre principalmente porque os cabeçotes de impressão MJF depositam material a 1200 DPI (ou aproximadamente 1 ponto a cada 0,022 mm), enquanto o tamanho típico do ponto de laser SLS é de aproximadamente 0,3 e 0,4 mm de diâmetro. Além disso, o agente de detalhamento usado no MJF ajuda na impressão de pequenos recursos e bordas afiadas.

É importante observar que SLS e MJF não requerem estruturas de suporte. Isso permite que você crie modelos de forma livre sem marcas de remoção de suporte. No entanto, ambas as tecnologias são suscetíveis a deformações, portanto, evite grandes áreas planas em seu projeto. Ao testar extensivamente ambas as tecnologias, descobrimos que as peças impressas em MJF eram mais propensas a deformar do que aquelas impressas com SLS.

	MFJ	SLS
Precisão dimensional	± 0,3% (com limite inferior em ± 0,2 mm)	± 0,3% (limite inferior de ± 0,3 mm)
Tamanho de compilação típico	380 x 285 x 380	300 x 300 x 300 mm(até 750 x 550 x 550 mm)
Espessura de camada comum	70 - 100 mícrons	100 - 120 mícrons
Espessura mínima da parede *	0,6 mm	0,7 mm
Detalhe mínimo	0,25 mm	0,30 mm

Lembre-se de que a espessura mínima recomendada das paredes das áreas estruturais para ambas as tecnologias é de 1 mm.

Que qualidade de superfície você pode obter com a impressão 3D SLS e MJF?

As peças de impressão 3D com tecnologia SLS e MJF levam a acabamentos de superfície granulados que podem ser pós-processados ​​com um alto padrão. Se um dos seus principais requisitos para sua peça é o apelo estético, recomendamos a morte como parte de seu pós-processamento.

Em termos de cor, os sistemas MJF atualmente usam um agente de fusão preto, pois os materiais escuros absorvem a radiação de forma mais eficaz. Como resultado, as peças impressas com MJF têm uma aparência cinza claro. Você pode optar por uma etapa de tingimento adicional para obter um acabamento preto uniforme.

As peças SLS, por outro lado, geralmente são impressas em branco e podem ser tingidas em qualquer cor . O pó de nylon SLS cinza também está disponível, e as peças impressas neste material serão semelhantes às peças MJF, mas mais suaves ao toque.

Uma peça MJF, conforme impresso

Uma peça MJF, depois de tingida de preto

Uma peça SLS, impressa em nylon branco

Uma peça SLS em nylon cinza

Quais são as propriedades do material de SLS e MJF?

PA 12 (nylon) é o principal material usado para SLS e MJF. Ao imprimir com este material, as peças MJF apresentam resistência e flexibilidade superiores e propriedades mecânicas mais homogêneas em comparação com as peças SLS. Mas, embora o MJF ofereça melhor qualidade de impressão com nylon, as impressoras SLS oferecem mais opções de materiais, como preenchido com carbono PA , preenchido com alumínio PA (alumida) e TPU flexível .

A limitação material do MJF é definitivamente uma desvantagem ao escolher entre as duas tecnologias. No entanto, o MJF é uma plataforma de materiais aberta e uma tecnologia de rápido amadurecimento, que dará início ao rápido desenvolvimento de materiais à medida que mais designers e engenheiros descobrirem seus inúmeros benefícios.

	HP PA 12	SLS PA 12
Resistência à tração	XY:48 MPa Z:48 MPa	XY:48 MPa Z:42 MPa
Módulo de tração	XY:1700 MPa Z:1800 MPa	XY:1650 MPa Z:1650 MPa
Alongamento na ruptura	XY:20% Z:15%	XY:18% Z:4%

Quais são os custos e prazos para impressão 3D SLS e MJF?

Custo e prazo de entrega são dois fatores essenciais para escolher entre SLS e MJF. Para avaliar os dois elementos, realizamos um pequeno experimento na plataforma Hubs para cada uma dessas duas tecnologias de impressão 3D.

Usando um design de suporte (foto abaixo) como modelo de teste, solicitamos duas cotações de serviços de impressão 3D nos Estados Unidos para cada tecnologia. Uma cotação era para um pedido de prototipagem (uma peça) e a outra era para uma produção em pequenos lotes (dez a 100 peças).

O modelo utilizado tem volume de 28,8 cm3 e dimensões da caixa delimitadora de 101,9 x 45,0 x 18,0 mm.

O suporte de teste impresso em nylon SLS cinza

Em termos de preço, a impressão com MJF foi consistentemente mais econômica do que com SLS em aproximadamente 15% a 30%. A diferença de preço foi menor para quantidades maiores de peças, provavelmente devido ao fluxo de trabalho de pós-processamento simplificado da tecnologia (resfriamento, remoção de pó, etc.). Além disso, o MJF tende a ter um lead time mais rápido que o SLS em cerca de três dias.

Isso não significa que o MJF seja o processo superior universalmente. Apesar de ser menos econômico, o SLS oferece uma seleção muito mais ampla de materiais, incluindo carbono e nylon com fibra de vidro, bem como TPU e PP.

Para avaliar melhor os preços e os prazos de entrega para SLS e MJF, entre em contato com [email protected] e um representante entrará em mais detalhes.

	HP PA 12	SLS PA 12
Resistência à tração	XY:48 MPa Z:48 MPa	XY:48 MPa Z:42 MPa
Módulo de tração	XY:1700 MPa Z:1800 MPa	XY:1650 MPa Z:1650 MPa
Alongamento na ruptura	XY:20% Z:15%	XY:18% Z:4%

Como o SLS e o MJF se desenvolverão no futuro?

Enquanto as máquinas SLS sempre serão capazes de produzir peças de um único material por construção, as peças MJF podem ter propriedades de material diferentes. Você pode conseguir isso alterando o tipo ou a concentração do agente de fusão. A HP afirmou que o MJF permite controlar as propriedades mecânicas, térmicas, ópticas e até elétricas de uma peça.

No entanto, essa funcionalidade ainda não está disponível nas impressoras MJF de primeira geração. Espera-se que as impressoras HP de segunda geração suportem impressão multimaterial e multicolorida.

Do lado do SLS, uma atualização notável é o desenvolvimento de uma solução de desktop com preço competitivo para impressão SLS em casa ou no escritório. Esses sistemas são muito promissores, embora máquinas viáveis ​​para essa aplicação exata ainda não tenham entrado no mercado.

Perguntas frequentes

O MJF é mais forte que o SLS?

As peças produzidas com MJF são mais resistentes e flexíveis do que as peças SLS. Eles também têm propriedades mecânicas mais homogêneas em comparação com as peças SLS, que são mais fracas ao longo da direção de impressão.

O MJF é mais econômico do que o SLS?

Em geral, o MJF custa menos para peças de menor densidade e o SLS é uma opção melhor para peças mais sólidas. O MJF é uma opção mais econômica para imprimir itens únicos, enquanto o SLS é mais barato para itens aninhados.

O MJF é mais preciso que o SLS?

SLS e MJF imprimem peças com precisão semelhante. Isso geralmente depende mais da experiência que os fabricantes têm com cada uma das tecnologias do que dos próprios sistemas.

O SLS é melhor que o MJF para materiais e cores?

Com o SLS, você obtém uma ampla gama de opções de materiais com vários nylons e um TPU de prototipagem elastomérica. O SLS também oferece mais variedade de cores. A MJF imprime peças cinza que podem ser tingidas de preto quando saem, enquanto as peças SLS saem brancas e podem ser tingidas de qualquer cor. Para ambos os processos, os materiais disponíveis são Nylon 12 (PA 12) e Nylon com enchimento de vidro (PA 12 GF).

O MJF é melhor que o SLS para grandes quantidades de peças?

No geral, o MJF cria peças mais rapidamente que o SLS, para que você possa criar mais peças em um período mais curto.

As peças MJF têm melhores propriedades mecânicas do que as peças SLS?

As peças impressas em MJF geralmente têm propriedades mecânicas mais consistentes em toda a sua geometria.