Какую размерную точность могут обеспечить детали, изготовленные по технологии MJF?

С точки зрения производственного и инженерного контроля качества, точность размеров, достижимая при использовании технологии Multi Jet Fusion (MJF), является одной из лучших среди процессов спекания полимерных порошков, однако она подвержена предсказуемым отклонениям, зависящим от геометрии детали, материала и ориентации при построении. В общем случае детали MJF стабильно достигают точности ±0,3% при минимальном абсолютном отклонении ±0,2 мм (±0,008").

Типичные допуски размеров

Это означает, что для детали, напечатанной методом MJF:

• Размер 100 мм будет находиться в диапазоне от 99,7 мм до 100,3 мм.

• Малый элемент длиной 10 мм будет иметь более узкий допуск — от 9,8 мм до 10,2 мм (при соблюдении нижнего предела ±0,2 мм).

Такой уровень точности достаточен для большинства функциональных применений, включая корпуса, кожухи, приспособления, оснастку и готовые изделия для промышленного оборудования и потребительских товаров.

Ключевые факторы, влияющие на точность MJF

На точность MJF влияют несколько фундаментальных факторов процесса:

1. Равномерное термическое коробление: В отличие от лазерных технологий с точечным нагревом, MJF использует зонное спекание с применением связывающих и детализирующих агентов, что минимизирует термические напряжения. Это снижает деформацию и коробление, обеспечивая предсказуемую и равномерную усадку — основной источник отклонений размеров.

2. Изотропная усадка: Детали MJF усаживаются относительно равномерно по осям X, Y и Z. Это делает компенсацию усадки в CAD-модели более простой и надёжной по сравнению с анизотропными процессами, такими как FDM.

3. Размер частиц порошка: Мелкодисперсный полиамидный порошок позволяет создавать чёткие контуры и тонкие стенки, что способствует достижению высокой точности.

Практические рекомендации и особенности проектирования

Для достижения максимальной точности важны корректные проектные и производственные подходы:

• Критические элементы: Для участков, требующих более жёстких допусков, чем стандартные ±0,3% (например, отверстия под посадку или сопрягаемые поверхности), часто применяется механическая обработка на ЧПУ в качестве вторичной операции. Такой гибридный подход широко используется для высокоточных изделий.

• Отверстия и валы: Малые отверстия имеют тенденцию к частичному «закрытию» из-за спекания порошка, а тонкие штыри или оси — к незначительному увеличению диаметра. Рекомендуется закладывать небольшие компенсации в модели или планировать последующее сверление или развертывание для точных размеров.

• Толщина стенок: Очень тонкие стенки (менее 1 мм) трудно воспроизводимы с высокой точностью. Сохранение достаточной толщины обеспечивает предсказуемую усадку и устойчивость детали при очистке от порошка.

• Качество поверхности: Поверхность в «как напечатанном» состоянии слегка зернистая и матовая. Хотя это незначительно влияет на геометрию, для уплотнительных или подшипниковых зон можно достичь гладкости с помощью виброабразивной обработки (tumbling), что практически не изменяет размеры.

Сравнение с другими технологиями

MJF предлагает оптимальный баланс между точностью, скоростью и стоимостью:

• По сравнению с FDM: MJF значительно точнее и не страдает от анизотропии свойств или выраженных слоёв на поверхности.

• По сравнению с SLA: SLA обеспечивает более высокую точность и гладкость, но изделия из этого процесса обычно более хрупкие и менее пригодны для функциональных применений, чем нейлоновые детали MJF.

• По сравнению с SLS: MJF и SLS сопоставимы по точности, однако MJF обеспечивает более однородные механические свойства и лучшее качество поверхности благодаря использованию детализирующего агента.

В итоге, технология MJF обеспечивает высокий уровень точности размеров, достаточный для большинства задач функционального прототипирования и серийного производства. При учёте характерной усадки и ограничений процесса инженеры могут уверенно получать детали, удовлетворяющие строгим требованиям по посадке и функциональности, прибегая к дополнительной механической обработке только для наиболее критичных элементов.