¿Qué nivel de precisión dimensional pueden alcanzar las piezas MJF?
Desde una perspectiva de ingeniería de fabricación y calidad, la precisión dimensional alcanzable con Multi Jet Fusion (MJF) se encuentra entre las mejores dentro de los procesos de fusión de lecho de polvo polimérico, aunque está sujeta a una variabilidad bien definida y predecible influenciada por la geometría de la pieza, el material y la orientación de construcción. Como regla general, las piezas fabricadas mediante MJF pueden alcanzar de forma consistente una precisión dimensional de ±0,3%, con un límite inferior de ±0,2 mm (±0,008").
Tolerancia Dimensional Típica
Esto significa que, para una característica en una pieza MJF:
Una dimensión de 100 mm se esperaría entre 99,7 mm y 100,3 mm.
Una característica pequeña de 10 mm se mantendría dentro de una tolerancia absoluta más ajustada de 9,8 mm a 10,2 mm (respetando el límite inferior de ±0,2 mm).
Este nivel de precisión es suficiente para una amplia gama de aplicaciones funcionales, incluidas carcasas, envolventes, utillajes, fijaciones y muchas piezas finales en equipos industriales y productos de consumo.
Factores Clave que Influyen en la Precisión de MJF
Varios aspectos intrínsecos del proceso MJF determinan su precisión:
Curvatura Térmica Uniforme: A diferencia de los procesos que utilizan un láser puntual, el fusionado por áreas del MJF con agentes de detalle minimiza las tensiones térmicas diferenciales. Esto reduce la deformación y el alabeo, generando una contracción más uniforme y predecible, que es la principal causa de desviación dimensional.
Contracción Isotrópica: Las piezas MJF se contraen de manera relativamente uniforme en los ejes X, Y y Z tras el enfriamiento. Este comportamiento isotrópico hace que la compensación dimensional en el modelo CAD sea más sencilla y fiable en comparación con procesos más anisotrópicos como FDM.
Tamaño de Partícula del Polvo: El polvo fino de poliamida utilizado permite la creación de características definidas y paredes delgadas, contribuyendo al alto potencial de precisión.
Guías Prácticas y Consideraciones de Diseño
Para alcanzar la mejor precisión posible, las prácticas de diseño y fabricación son fundamentales:
Características Críticas: Para características que requieren tolerancias más estrictas que la estándar de ±0,3% (por ejemplo, agujeros de ajuste a presión o interfaces de acoplamiento), se emplea frecuentemente el mecanizado CNC como operación secundaria para llevar esas áreas específicas a la especificación final. Este enfoque híbrido es común en aplicaciones de alto rendimiento.
Agujeros y Ejes: Los agujeros pequeños tienden a cerrarse ligeramente debido a la sinterización del polvo, mientras que los pasadores o ejes pequeños pueden aumentar levemente de tamaño. Se recomienda diseñar con pequeñas compensaciones o planificar un taladrado o escariado posterior para diámetros críticos.
Espesor de Pared: Las paredes muy delgadas (menores de 1 mm) pueden ser difíciles de producir con precisión y consistencia. Mantener espesores adecuados garantiza que la pieza resista el proceso de eliminación de polvo y presente una contracción predecible.
Acabado Superficial: La superficie tal como se imprime tiene un acabado mate y ligeramente granulado. Aunque esto no afecta significativamente la precisión dimensional, una superficie lisa para aplicaciones de sellado o cojinetes puede lograrse mediante pulido por vibración o “tumbling”, con un impacto mínimo en las dimensiones críticas.
Comparación con Otros Procesos
MJF ofrece un equilibrio convincente entre precisión, velocidad y coste:
Vs. FDM: MJF es significativamente más preciso y no presenta debilidades anisotrópicas (dependientes de la dirección) ni líneas de capa visibles.
Vs. SLA: Aunque la SLA puede alcanzar mayor precisión y un acabado más suave, sus piezas suelen ser más frágiles y menos adecuadas para aplicaciones funcionales y duraderas que las piezas de nailon producidas mediante MJF.
Vs. SLS: MJF y SLS son comparables en precisión, pero MJF suele ofrecer propiedades mecánicas más consistentes y un mejor acabado superficial directamente desde la máquina, gracias a su agente de detalle.
En resumen, MJF proporciona un alto nivel de precisión dimensional adecuado para la mayoría de las aplicaciones de prototipado funcional y producción de piezas finales. Comprendiendo y diseñando teniendo en cuenta su contracción característica y sus limitaciones, los ingenieros pueden producir piezas que cumplan con exigentes requisitos de ajuste y funcionalidad, recurriendo al mecanizado secundario solo para las características más críticas.
