Diretrizes de Design HP Multi Jet Fusion: Dicas de Especialistas para Peças de Nylon de Alta Qualidade

A tecnologia Multi Jet Fusion permite a produção eficiente de peças finais de nylon usando tecnologias aditivas. Aqui está uma lista de verificação para equipes de design.

Introdução

O que é Multi Jet Fusion?

Multi Jet Fusion (MJF) é uma forma industrial de impressão 3D que pode produzir protótipos funcionais de nylon até peças de produção em volumes mais altos, com excepcional liberdade de design e propriedades mecânicas. O processo MJF funciona usando bicos de jato de tinta para distribuir seletivamente agentes de fusão e detalhamento sobre uma cama revestida com pó de nylon. Diferente da sinterização seletiva a laser, que usa lasers para fundir o pó em material sólido, a impressora MJF usa um movimento de varredura contínuo para distribuir agentes e aplicar calor sobre a cama de impressão camada por camada até a peça ser finalizada, permitindo produzir peças de alta qualidade em alta velocidade.

Este processo de manufatura também não requer estruturas de suporte para produzir peças, tornando possível criar geometrias complexas como canais internos ou conjuntos co-impressos. Peças MJF têm propriedades mecânicas comparáveis às de peças injetadas, mas sem a necessidade de ferramentas caras.

Projetar para manufaturabilidade ajudará muito a garantir qualidade e rendimento ideais, minimizar necessidades de pós-processamento e reduzir custos. Aqui está uma lista de verificação rápida para ajudar sua equipe a garantir que está seguindo as melhores práticas de design para MJF.

1. O MJF é um processo adequado para meu projeto?

Antes de mergulhar em mudanças de design, é importante garantir que o processo MJF atenderá a todos os requisitos do produto. Aqui estão algumas perguntas a fazer:

Alguma das ofertas de materiais atende aos meus requisitos de produto?

Embora o MJF tenha muitas forças, tem uma lista limitada de materiais aprovados. PA12 e sua contrapartida com esferas de vidro são bastante versáteis para aplicações de plásticos rígidos. TPA, uma poliamida flexível, pode ser usada onde um material elastomérico é necessário. Se os materiais disponíveis não atendem a um requisito específico, pode ser necessário considerar um processo diferente.

Minha peça cabe no volume de construção?

Um fator limitante chave é o volume de construção da máquina, que é 380 x 380 x 284 mm para a Jet Fusion 4200. Em alguns casos, peças grandes podem ser impressas como subcomponentes menores e montadas usando adesivo ou juntas mecânicas. Neste caso, recursos de design como juntas de cauda de andorinha podem facilitar alinhamento e adesão.

Tenho tolerâncias apertadas que preciso atingir?

Embora a lacuna entre tolerâncias de manufatura aditiva e moldagem por injeção esteja diminuindo, é importante garantir que as tolerâncias do MJF sejam suficientes no contexto de sua montagem.

2. Existem áreas onde posso usar menos material?

Na maioria dos casos, defeitos do MJF são causados por gradientes térmicos que se desenvolvem durante a construção. Se o material resfria de forma desigual, a peça pode empenar ou desenvolver afundamentos. Peças longas e finas, com mudanças abruptas de seção transversal ou superfícies curvas finas são especialmente propensas a empenamento por contração.

Remover material dos designs de peças sempre que possível através do uso de bolsões, escavação (shelling), treliças e otimização topológica é fundamental para mitigar e prevenir esses defeitos. Evitar grandes mudanças nas seções transversais é outra forma de limitar o empenamento. Garanta que chanfros e filetes sejam incorporados onde necessário ao longo do design da peça para tornar as transições entre diferentes recursos mais graduais.

3. Meus recursos estão acima do tamanho mínimo?

Em geral, a espessura de parede de peças impressas em MJF deve ser no mínimo 1,5 mm. Pequenos recursos de design também não devem ser menores que 1,5 mm, embora alguns recursos como fendas, relevos, gravações ou diâmetros de furos e eixos possam ser tão pequenos quanto 0,5 mm. Para texto em relevo ou baixo-relevo, a fonte não deve ser menor que 6pt (aproximadamente 2 mm) e deve ter no mínimo 0,3 mm de profundidade.

Se uma peça incluir roscas, elas devem ser M6 ou maiores. Onde roscas menores, mais precisas ou mais duráveis são necessárias, considere usar inserts roscados. Além da resolução de recursos, você também deve considerar como recursos pequenos e esguios podem quebrar no pós-processamento.

4. Levei em conta as tolerâncias de montagem?

Mesmo com a maior flexibilidade geométrica do processo MJF, algumas aplicações ainda podem exigir que uma peça seja montada a partir de múltiplos componentes. Em geral, faces de acoplamento devem ter 0,4–0,6 mm de folga para garantir que os componentes se encaixem corretamente.

Se seu projeto envolve co-impressão de conjuntos, os componentes impressos juntos devem ter pelo menos 0,5 mm de folga, mas podem exigir mais, particularmente quando há seções transversais grossas ou área de contato significativa.

5. Meu design de peça está otimizado para pós-processamento?

Se sua peça requer pós-processamento, há algumas coisas a verificar no design para ajudar a tornar operações secundárias mais eficazes.

1. Garanta que não haja volumes não ventilados ou aprisionados no design.
2. Evite furos cegos sempre que possível — são difíceis de limpar, o que pode aumentar custos rapidamente.
3. Adicione filetes aos cantos onde o pó pode se acumular e tornar-se difícil de remover através de tumbagem e jateamento de esferas padrão.

6. Aproveitei toda oportunidade para reduzir custos da peça?

Além de melhorar a qualidade da peça, mudanças inteligentes de DFM podem gerar economia. Aliviar o peso da peça, por exemplo, reduz o risco de defeitos e diminui o custo de material por peça. A outra consideração principal ao projetar para MJF e custo é otimizar a capacidade de aninhamento (nestability) em uma construção. Adicionar draft ou alterar a posição de conjuntos impressos pode aumentar o número de peças que cabem por construção e distribuir custos fixos sobre mais peças, reduzindo o custo geral por peça.

Além de otimizar designs para manufaturabilidade, fatores adicionais a considerar incluem a estética da peça, acabamento superficial e facilidade de armazenamento e transporte. Peças MJF são naturalmente cinza, mas podem ser tingidas de preto facilmente. Se pintura, primer ou outros processos não são essenciais à função da peça, podem ser dispensados para reduzir despesas. A maioria das peças impressas em MJF terá acabamento de 125–250 micropolegadas RA — se uma superfície mais lisa for necessária, a peça pode passar por vários tratamentos superficiais, incluindo lixamento, tumbagem ou alisamento a vapor. Texturização pode ser uma técnica de design eficaz para melhorar a estética da peça sem pós-processamento adicional.

Começando com um Especialista em DFM

Aderir aos princípios de DFM é chave para o sucesso de processos de manufatura por várias razões. Ajuda a manter despesas operacionais o mais baixo possível, permite detectar e resolver problemas de design cedo, e melhora a qualidade geral da peça. Esta lista de verificação é um recurso valioso para garantir que suas peças MJF estão otimizadas e refinadas antes do início da produção.

A vantagem adicional de parceria com a Fast Radius é que sua equipe ganha acesso às mais recentes tecnologias de design digital e conselhos especializados. Nossa equipe está à disposição para guiar cada projeto do design e prototipagem até a entrega, garantindo que você receba peças de qualidade superior no prazo e no preço certo.

Entre em contato conosco hoje para saber mais e começar.

Para mais informações sobre MJF e nossas capacidades de manufatura aditiva, visite o centro de aprendizado da Fast Radius.

Baixe as diretrizes de design HP Multi Jet Fusion.

Pronto para fabricar suas peças com a Fast Radius?

Inicie seu orçamento