Drukowanie PolyJet

Druk PolyJet to jedna z najbardziej zaawansowanych dostępnych obecnie technologii produkcji addytywnej, zaprojektowana specjalnie do zastosowań wymagających bardzo dokładnej rozdzielczości, gładkiego wykończenia powierzchni i możliwości wykorzystania wielu materiałów. Opracowany przez firmę Stratasys, PolyJet jest często uważany za odpowiednik druku 3D w wysokiej klasy drukarkach atramentowych – ale zamiast natryskiwać atrament na papier, natryskuje płynne materiały fotopolimerowe na platformę roboczą i utwardza je światłem UV.

Proces ten doskonale sprawdza się tam, gdzie estetyka, dokładność i realizm wizualny mają większe znaczenie niż wydajność mechaniczna, co czyni go idealnym narzędziem do weryfikacji projektu, modelowania medycznego i rozwoju produktów konsumenckich.

Czym jest druk 3D PolyJet?

PolyJet to technologia strumieniowania materiału, która działa poprzez precyzyjne osadzanie mikroskopijnych kropel ciekłego fotopolimeru przez wiele dysz na tacy roboczej. Każda kropla jest natychmiast utwardzana światłem ultrafioletowym (UV), dzięki czemu obiekt zestala się warstwa po warstwie z niezwykle wysoką rozdzielczością – często do 16 mikronów na warstwę.

Cechą wyróżniającą PolyJet jest możliwość druku wielomateriałowego i wielokolorowego. Głowica drukująca może łączyć kilka materiałów i kolorów w jednym przebiegu, umożliwiając uzyskanie tekstur takich jak guma, sztywny plastik i półprzezroczyste powierzchnie – nawet w jednym wydruku.

Proces drukowania PolyJet

Proces ten przebiega według spójnej, precyzyjnie kontrolowanej sekwencji:

Rozpylanie materiału: kilka głowic drukujących umieszcza ultracienkie warstwy fotopolimeru na tacy wydruku.
Natychmiastowe utwardzanie: źródło światła UV zamontowane na głowicy drukującej utwardza każdą kroplę.
Konstrukcje nośne: oddzielny żelowy materiał nośny jest wtryskiwany tam, gdzie jest to potrzebne do podparcia zwisów i złożonych geometrii.
Obróbka końcowa: po wydrukowaniu część jest usuwana, a materiał nośny jest zmywany – zazwyczaj za pomocą strumienia wody lub kąpieli rozpuszczającej.

Ten wysoce wyrafinowany proces wytwarza części, które są gotowe do obróbki przy minimalnym wykończeniu, często nie wymagając szlifowania ani wygładzania.

Możliwości materiałowe i wydajność

Materiały PolyJet to przede wszystkim fotopolimery, oferujące szeroki zakres właściwości wizualnych i dotykowych:

sztywne nieprzezroczyste materiały – do symulacji ABS lub polipropylenu
Elastomery gumopodobne – do testowania elastycznych lub obtryskiwanych komponentów
przezroczyste żywice – przydatne do soczewek lub wizualizacji przepływu płynów
materiały klasy medycznej – odpowiednie do modeli dentystycznych lub anatomicznych
materiały kolorowe – umożliwiające wydruki w pełnym kolorze CMYK

Niemniej jednak, wytrzymałość mechaniczna i odporność na ciepło części PolyJet są generalnie niższe niż tych produkowanych metodą SLS, MJF lub FDM. PolyJet specjalizuje się w walidacji projektów, a nie funkcjonalnych częściach nośnych.

Kluczowe aplikacje

Dzięki połączeniu dokładności, gładkiego wykończenia powierzchni i elastyczności estetycznej, PolyJet jest szeroko stosowany:

projektowanie i prototypowanie produktów,
modelowanie medyczne (zwłaszcza planowanie stomatologiczne i chirurgiczne),
wizualizacja edukacji i badań,
makiety opakowań,
testowanie kolorów i tekstur w towarach konsumpcyjnych,
mikroprzepływowość i koncepcje inżynierii precyzyjnej.

Aplikacje te często wymagają przedstawienia koncepcji w niemal ostatecznej formie przed rozpoczęciem produkcji narzędzi lub produkcji masowej.

Rozważania dotyczące kosztów

Druk PolyJet jest stosunkowo drogi, zarówno pod względem inwestycji w maszynę, jak i kosztów materiałów. Materiały są dostarczane w szczelnie zamkniętych kartridżach, a ich cena jest wyższa niż w przypadku typowych tworzyw termoplastycznych, zwłaszcza w przypadku korzystania z opcji kolorowych lub elastycznych. Dodatkowo, odpady z oczyszczania lub niewykorzystanego materiału nośnego przyczyniają się do wzrostu kosztów operacyjnych. Jednak w przypadku zastosowań, w których walidacja wizualna pozwala zaoszczędzić czas i koszty narzędzi, zwrot z inwestycji może być znaczny.

PolyJet a inne technologie

W porównaniu do FDM, SLA lub SLS, PolyJet wypełnia bardzo specyficzną niszę.

Lepsze niż FDM/SLA pod względem gładkości powierzchni i druku wielomateriałowego.
Gorsze niż SLS/MJF pod względem wytrzymałości mechanicznej lub testów funkcjonalnych.
Bardziej wszechstronny niż SLA, jeśli chodzi o realizm dotykowy i wizualny.
Droższe w przeliczeniu na część, ale z niezrównaną szczegółowością wizualną.

Krótko mówiąc, nie jest to technologia uniwersalna – ale we właściwym kontekście zapewnia niezrównane wyniki.

Podsumowanie

Druk PolyJet to potężna metoda produkcji addytywnej, która umożliwia tworzenie realistycznych prototypów, modeli medycznych i gotowych do prezentacji części o poziomie dopracowania niespotykanym w większości innych technologii. Chociaż nie jest to idealne rozwiązanie do zastosowań funkcjonalnych wymagających wytrzymałości lub odporności na ciepło, jego zdolność do drukowania wielu materiałów, kolorów i tekstur w jednej części czyni go niezbędnym w branżach skoncentrowanych na projektowaniu, walidacji wizualnej i rozwoju produktu. Gdy dokładność i estetyka mają najwyższy priorytet, PolyJet wyznacza standardy.

← Poprzedni

Rozpylanie materiału

Następny →

Nowa technologia druku 3D

Zobacz również