PolyJet vs. InkJet:Principais diferenças e análise comparativa

A tecnologia jato de tinta foi inventada pela primeira vez para uso em impressoras 2D. Este método deposita pequenas gotas de tintas de cores diferentes em uma página para criar uma imagem. A versão de impressão 3D da tecnologia de jato de tinta não é muito diferente da versão 2D:ela deposita múltiplas gotas de cores diferentes ou materiais fotopolímeros em uma plataforma de construção e depois cura a camada “impressa” usando luz UV. Este processo é repetido até que toda a peça seja impressa, camada por camada. 

A impressão Polyjet é um tipo de impressão a jato de tinta. Utiliza os mesmos tipos de materiais e o mesmo tipo de processo de cura. As máquinas Polyjet podem imprimir com extrema rapidez em comparação com outras tecnologias e podem criar peças complexas multimateriais e multicoloridas.

Este artigo comparará o polyjet com impressoras jato de tinta básicas, bem como com tecnologias de impressão baseadas em laser.

Definição de Polyjet e comparação com Inkjet

Polyjet é uma marca registrada de uma tecnologia de impressão 3D multijato baseada em modelagem desenvolvida pela Stratasys. O processo multijato foi desenvolvido pela primeira vez em 1998 pela Object Geometries, Ltd., que mais tarde foi adquirida pela Stratasys. O processo utiliza um cabeçote de impressão que pode depositar material na plataforma de construção, da mesma forma que uma impressora jato de tinta normal faria. Assim, as impressoras polyjet são um subconjunto das impressoras jato de tinta. 

Os materiais impressos pelas impressoras Polyjet devem ser fotopolímeros. Esses polímeros solidificarão quando expostos à luz UV. A impressora funciona dispensando múltiplas gotas de fotopolímero na plataforma de construção e passando imediatamente uma fonte de luz UV sobre o fotopolímero depositado. A luz UV solidifica a camada de impressão, após a qual a plataforma de construção desce uma altura de camada e a próxima camada é então depositada. As impressoras Polyjet possuem vários cabeçotes de impressão, o que permite imprimir peças multicoloridas e multimateriais. 

Quando comparado ao inkjet, o polyjet é o seu subconjunto focado apenas na impressão com fotopolímeros. No entanto, estes fotopolímeros podem ter uma ampla gama de propriedades e cores. Jato de tinta refere-se ao processo de jato de tinta, células cultivadas ou até mesmo tinta condutora de uma variedade de bicos. 

Para saber mais, consulte nosso guia O que é Polyjet.

Quais são as vantagens do Polyjet em comparação com outras tecnologias de jato de tinta?

Listadas abaixo estão algumas vantagens da Polyjet em comparação com outras impressoras do tipo jato de tinta: 

1. A Polyjet pode produzir peças coloridas sem qualquer necessidade de pós-processamento, como pintura ou tingimento.  
2. A Polyjet pode produzir peças multimateriais. Isso ocorre porque cada bico jato de tinta independente pode depositar um material diferente. Nenhuma outra tecnologia é capaz desse feito. 

Quais são as desvantagens do Polyjet em comparação com outras tecnologias de jato de tinta?

Listadas abaixo estão algumas desvantagens da Polyjet em comparação com outras impressoras do tipo jato de tinta: 

1. A remoção do suporte requer um jato de água que não faz parte da máquina. Portanto, uma impressora Polyjet deve ser instalada próxima ao encanamento e ter sua própria estação de limpeza dedicada. 
2. Embora as impressoras Polyjet possam ter grandes volumes de construção, elas não podem utilizar todo o volume da mesma forma que a impressão por fusão multijato, que empilha várias peças umas sobre as outras.

Definição de jato de tinta e comparação com Polyjet

Inkjet é uma tecnologia originalmente desenvolvida de forma independente por Ichiro Endo na Canon e Jon Vaught na HP para imprimir tinta em papel. A tecnologia foi então adaptada para impressão 3D em 1998 pela Object Geometries, Ltd., posteriormente adquirida pela Stratasys. Existem dois estilos principais de impressoras jato de tinta:jato de material e jato de ligante. O jateamento de material deposita múltiplas gotas de fotopolímeros de uma variedade de bicos para imprimir peças multicoloridas e multimateriais – a impressão polyjet é um exemplo disso. O jateamento de aglutinante, por outro lado, deposita um aglutinante em um pó plástico para unir as partículas plásticas. Alternativamente, um agente de fusão é depositado no pó para ajudar a derretê-lo quando uma fonte de calor é usada para derreter o plástico, como acontece com a impressora 3D HP Multi Jet Fusion. A tecnologia de jato de tinta também é usada para produzir carne, depositando células cultivadas, uma camada de cada vez, para imprimir um pedaço de carne.

Quais são as vantagens do jato de tinta em comparação com outras tecnologias de impressão 3D?

Listadas abaixo estão algumas das vantagens do método jato de tinta em comparação com outras tecnologias de impressão 3D:

1. As impressoras jato de tinta podem usar vários materiais, como tintas para impressão em alimentos, carne cultivada, agentes de ligação ou agentes de fusão. Outras tecnologias de impressão estão limitadas a um ou no máximo dois materiais diferentes por vez. 
2. As impressoras jato de tinta podem imprimir peças muito mais rapidamente do que a maioria das outras tecnologias. O processo de jateamento foi adaptado por muitas outras tecnologias de impressão, como MJF, por exemplo, e cada uma dessas adaptações tem a vantagem da velocidade.

Quais são as desvantagens do jato de tinta em comparação com outras tecnologias de impressão 3D?

Listadas abaixo estão algumas das desvantagens do jato de tinta em comparação com outras tecnologias de impressão 3D:

1. A Polyjet só pode fazer uso de fotopolímeros. Embora o desenvolvimento do material esteja em andamento, os fotopolímeros não são tão capazes quanto outros termoplásticos padrão usados ​​em impressoras PBF (Powder Bed Fusion) e FDM (Fused Deposition Modeling) em termos de resistência mecânica, resistência à fadiga e resistência química geral. 
2. O custo dos fotopolímeros avançados é muito superior ao do filamento plástico padrão para FDM ou do pó para impressoras PBF. 

Tabela de comparação entre jato de tinta e outras tecnologias de impressão 3D

A Tabela 1 abaixo compara Polyjet (jato de tinta) e SLS (Sinterização Seletiva a Laser - uma tecnologia de fusão em leito de pó):

Tabela 1:Comparação Polyjet vs. SLS
Atributo Polyjet SLS
Atributo

Resolução de impressão

Polijato

55 mícrons

SLS

100 mícrons

Atributo

Pode imprimir peças grandes

Polijato

Sim

SLS

Sim

Atributo

Pode imprimir em várias cores simultaneamente

Polijato

Sim

SLS

Não

Atributo

Pode imprimir em vários materiais simultaneamente

Polijato

Sim

SLS

Não

Atributo

Pode imprimir materiais elastoméricos

Polijato

Sim

SLS

Sim

Atributo

Tamanho mínimo do recurso

Polijato

0,2 mm

SLS

0,75 milímetros

Atributo

As peças precisam de estruturas de suporte

Polijato

Sim

SLS

Não

Atributo

Maior volume de impressão

Polijato

1x0,8x0,5m

SLS

0,55x0,55x0,75mm

A Polyjet produz peças com bons acabamentos superficiais em uma variedade de cores e tipos de materiais diferentes, enquanto o SLS tende a ter acabamentos foscos ásperos com cores limitadas.

Tecnologia jato de tinta x laser:comparação de tecnologias

A tecnologia de impressão 3D a jato de tinta é baseada na tecnologia de impressão em papel. Funciona depositando vários pontos de plástico em uma plataforma de construção. Uma luz UV é então usada para curar o plástico antes da aplicação da próxima camada. Em alguns casos, um rolo precisa nivelar a camada antes que a próxima seja impressa. A tecnologia laser como SLS (Selective Laser Sintering), por outro lado, usa um laser como fonte de calor para fundir partículas de plástico. Alternativamente, um laser UV é usado em impressoras SLA (estereolitografia) para imprimir com fotopolímeros.

Tecnologia jato de tinta versus tecnologia laser:comparação de materiais

As impressoras jato de tinta usam apenas fotopolímeros, como é o caso do polyjet, ou podem usar alimentos, agentes aglutinantes ou até mesmo células cultivadas. Esses fotopolímeros podem ser rígidos, transparentes, elastoméricos ou especialmente formulados para imitar as propriedades de alguns termoplásticos como o ABS. Outras impressoras tipo jato de tinta usam uma combinação de um aglutinante de fotopolímero com uma base de pó termoplástico, normalmente náilon. A impressão multijato é um exemplo disso.

As impressoras a laser normalmente imprimem com pós termoplásticos. Essas impressoras os fundem passando um laser por uma fina camada de pó plástico para fundir as partículas no formato da camada da peça. 

Tecnologia jato de tinta versus tecnologia laser:comparação de aplicações de produtos

As impressoras jato de tinta, incluindo polyjet, são usadas principalmente para protótipos funcionais multimateriais e multicoloridos. As peças para jato de tinta também são usadas para aplicações mais práticas, como moldes dentários, lentes, vedações e auxiliares cirúrgicos, mas não são adequadas para aplicações industriais resistentes, como engrenagens, por exemplo.

As tecnologias de laser de leito de fusão de pó podem imprimir em materiais mais funcionais, como náilon e até mesmo metal. Isso permite a fabricação de peças de uso final, em vez de apenas protótipos. Esta tecnologia não pode imprimir em várias cores ou materiais. 

Tecnologia jato de tinta x laser:comparação de volumes de impressão 

As tecnologias de jato de tinta e laser podem imprimir grandes volumes e são destinadas à produção em série. A maior impressora jato de tinta polyjet tem um volume de construção de 1 x 0,8 x 0,5 m. As máquinas de sinterização seletiva a laser têm volumes de construção um pouco menores, 0,55 x 0,55 x 0,75 m.

Tecnologia jato de tinta x laser:comparação de acabamento de superfície

As tecnologias de jato de tinta podem produzir peças com acabamentos superficiais muito lisos. É por isso que eles são tão adequados para protótipos funcionais únicos. As tecnologias de impressão baseadas em laser produzem peças com acabamento fosco. A superfície de uma peça impressa a laser também é difícil de pós-processar se for necessária coloração e só pode ser colorida tingindo-a.

Tecnologia jato de tinta x laser:comparação de custos

As impressoras 3D a jato de tinta utilizam fotopolímeros especializados que podem custar até US$ 500 por kg. A tecnologia laser como a SLS utiliza pós termoplásticos, que são muito mais baratos de produzir e custam apenas US$ 50 por kg, em média. 

Quais são as tecnologias de impressão 3D que usam jato de tinta?

Muitas técnicas diferentes de impressão 3D utilizam tecnologias de jato de tinta. Os mais comuns estão listados abaixo:

1. Polyjet: Distribui o fotopolímero em uma plataforma de construção usando vários bicos independentes e, em seguida, uma luz UV cura o fotopolímero para produzir uma peça multimaterial e multicolorida.
2. Multi Jet Fusion: Vários bicos distribuem um agente de fusão e um agente de detalhamento sobre um pó termoplástico para facilitar a fusão quando um aquecedor infravermelho é passado sobre a camada de plástico. O agente de detalhamento garante a manutenção das bordas afiadas das peças. 
3. Jateamento de fichário: Distribui um agente aglutinante sobre uma camada de pó para basicamente colar as partículas, em vez de derretê-las.

Quais são as semelhanças entre Polyjet e Inkjet?

O jato de tinta é a tecnologia fundamental empregada pelas impressoras polyjet. A impressão Polyjet é simplesmente um tipo de tecnologia de jato de tinta. 

Quais outros processos de impressão 3D são comparáveis ao Polyjet?

Abaixo está um processo comparável ao polyjet:

• Polyjet vs. Estereolitografia (SLA): SLA é um tipo de tecnologia de impressão 3D que utiliza luz UV para curar uma única camada de fotopolímero por vez. Não utiliza jatos para depositar o material, mas sim coloca a plataforma de construção em uma cuba de fotopolímero e projeta a seção transversal da peça na plataforma de construção para curar todo o plástico. Para obter mais informações, consulte nosso guia sobre Polyjet vs. SLA.

Quais outros processos de impressão 3D são comparáveis ao jato de tinta?

Abaixo está um processo comparável ao Inkjet:

• Jato de tinta versus fusão multijato (MJF): MJF utiliza bicos de jato para aplicar um agente de fusão sobre uma camada de pó plástico no formato da seção transversal desejada da camada atual. Um agente de detalhamento é aplicado em todas as bordas da camada para evitar que a poça de fusão vaze para fora dos limites da peça.

Resumo

Este artigo discutiu as diferenças entre a tecnologia jato de tinta e o processo de impressão 3D polyjet. Para saber mais sobre a tecnologia de jato de tinta e impressão 3D polyjet, entre em contato com um representante da Xometry.

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Dean McClements

Dean McClements é graduado em Engenharia Mecânica com mais de duas décadas de experiência na indústria de manufatura. Sua jornada profissional inclui funções significativas em empresas líderes como Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace e Hyster-Yale, onde desenvolveu um profundo conhecimento de processos e inovações de engenharia.

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