La bonne technologie pour votre application - MJF vs. SAF™
S'il était relativement facile de choisir la bonne technologie au début du développement de l'impression 3D, comme il n'y avait tout simplement pas beaucoup de choix, les choses sont différentes aujourd'hui. En raison du développement et de la recherche constants dans le domaine de la fabrication additive, il existe désormais d'innombrables technologies différentes, toutes avec leurs propres avantages et particularités, ce qui peut rendre le choix de la bonne technologie quelque peu opaque.
Cette série de blogs vise à apporter de la transparence au processus de choix de la bonne technologie pour vos composants. L'objectif est de comparer deux technologies, d'expliquer leurs avantages et inconvénients et enfin de présenter l'application idéale pour les deux technologies.
Nous commencerons cette série de blogs avec deux technologies à base de poudre. D'une part, la Fusion par Absorption Sélective, ou SAF™ en abrégé, qui a été développée par la société américano-israélienne Stratasys®, et d'autre part, Multi Jet Fusion, ou MJF en abrégé, qui a été inventée par la société américaine HP Inc, anciennement Hewlett-Packard Company.
Fonctionnalité des technologies
Avant de procéder à une comparaison directe, nous devons d'abord établir comment fonctionnent exactement les technologies pour produire des composants à partir de poudre de polymère libre.
Multi Jet Fusion
Dans MJF, une fine couche de poudre blanche est d'abord appliquée sur la plaque de construction et chauffée à l'aide de sources infrarouges situées sur la tête d'impression. Dès que la température requise est atteinte, un liquide thermoconducteur (agent de fusion) est appliqué sur la partie de la poudre libre à imprimer.
En plus de cet agent de fusion, un agent inhibiteur de chaleur (agent de détail) est également appliqué, mais pas sur la zone à fusionner comme l'agent de fusion, mais autour de cette zone.
Une fois les deux agents appliqués, la source de chaleur est retirée quelque temps plus tard. En raison de la couleur noire de l'agent de fusion, il a absorbé plus d'énergie et assure désormais que la poudre blanche se solidifie et fond. L'agent de détail, quant à lui, agit comme une sorte d'isolant thermique à ce stade, gardant l'énergie de l'agent de fusion dans les zones désignées.
Une fois que la couche appliquée a complètement fondu, tout le processus recommence - jusqu'à ce que le composant soit terminé. Selon le composant, les composants doivent maintenant être refroidis pendant 48 à 72 heures, retirés du gâteau de poudre et nettoyés de la poudre fondue. Des étapes de post-traitement facultatives telles que le polissage, la coloration ou le lissage peuvent alors également être effectuées.
Fusion par Absorption Sélective
Le procédé SAF™, que l'on retrouve à ce jour uniquement dans le H350 de Stratasys®, démarre de la même manière que la technologie MJF, à savoir par l'application d'une fine couche de poudre sur le plateau de construction. Cependant, au lieu de chauffer directement la poudre, le fluide dit à haute absorption (HAF™) est d'abord appliqué sur les zones qui doivent être fusionnées.
Un deuxième liquide n'est pas nécessaire pour ce processus. Le HAF™ joue à la fois le rôle d’agent de fusion et de détail. Comme avec le MJF, ce liquide absorbe une plus grande partie de la chaleur infrarouge qui est maintenant appliquée, provoquant la fusion de la poudre environnante une fois la source de chaleur retirée.
Le processus de recouvrement ultérieur dans le processus SAF™ est pris en charge par la technologie brevetée Big Wave™. Cela optimise l'alimentation en poudre en garantissant, entre autres, que la poudre est toujours répartie uniformément sur le plateau de fabrication et que la poudre qui déborde est immédiatement renvoyée.
Une fois le processus d'impression terminé, la procédure est identique au processus MJF. Refroidissement, déballage, nettoyage et enfin ajout d'étapes de post-traitement facultatives si nécessaire.
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Comparaison des technologies
Les explications des technologies auraient dû révéler que les deux technologies ne sont pas différentes. Les plus grandes différences résident dans les fluides utilisés lors de l'impression, le processus de recouvrement et dans le fait que les chariots de revêtement en poudre et d'application de fluides se déplacent de manière bidirectionnelle avec MJF et unidirectionnellement avec SAF™.
Néanmoins, les deux technologies offrent des avantages différents et excellent l'une dans l'autre dans différents domaines. Nous allons maintenant aborder le plus important de ces domaines et comparer les deux technologies.
Qualité de surface
Comme d'habitude avec les technologies de poudre, la qualité de surface est plus rugueuse avec les deux technologies qu'avec l'impression 3D en résine, par exemple. Néanmoins, la qualité de la surface est un critère important, car en fonction de la qualité, le temps de post-traitement des composants à polir peut être considérablement réduit.
Contrairement à d'autres procédés d'impression à base de poudre, les deux technologies fonctionnent très bien dans cette catégorie, mais SAF™ est légèrement en avance. Cela est principalement dû au fait que SAF™ n'utilise qu'un seul liquide et que les diapositives se déplacent de manière unidirectionnelle, ce qui garantit une meilleure uniformité des propriétés thermiques lors de l'impression.
Vitesse d'impression
Dans de nombreux secteurs, le temps est plus qu'un simple argent. La réputation, la satisfaction des clients et les engagements de commande peuvent tous dépendre d'un délai de production rapide, c'est pourquoi la vitesse d'impression est considérée comme si importante dans de nombreux secteurs.
Ici, les avantages évoqués dans le dernier point sont inversés pour le processus SAF™, donnant ainsi l'avantage à MJF. Le mouvement bidirectionnel des lames et la séparation des liquides garantissent que la poudre peut fondre plus rapidement et que le composant est donc terminé plus rapidement.
Précision
La mise en œuvre de modèles numériques aussi précisément que possible est une discipline suprême au sein de la fabrication additive. Une production imprécise peut sonner le glas d'un composant, en particulier pour les projets spécifiques d'un client ou les pièces individuelles d'un assemblage.
La technologie SAF™ a clairement jeté son dévolu sur cette discipline suprême. Avec son architecture en ligne unidirectionnelle et l'utilisation d'une caméra thermique qui capture chaque couche avec des données thermiques haute résolution en temps réel, la technologie SAF™ surpasse clairement ses concurrents.
Répétabilité
Si les composants doivent être produits en série, une répétabilité exceptionnelle est un facteur inévitable - après tout, les composants d'une série ne doivent pas avoir de propriétés différentes ni différer en apparence.
Les technologies basées sur les poudres démontrent généralement un haut niveau de performance dans cette discipline - cependant, en raison de la plus grande précision du processus SAF™ qui vient d'être expliqué, il peut également surpasser le MJF ici.
Effort de post-traitement
Le post-traitement des composants en poudre peut prendre un temps considérable et nécessite un nombre relativement important d'étapes de traitement. Il est donc essentiel pour de nombreuses applications de maintenir le temps et les efforts nécessaires aussi bas que possible.
L'agent de détail spécialement conçu à cet effet dans le MJF garantit en moyenne moins de poudre fondue, ce qui permet d'économiser du temps et de la main d'œuvre, en particulier lors de l'étape de sablage. Dans les autres étapes de post-traitement obligatoires, les deux technologies sont très comparables, ce qui signifie que le procédé MJF est globalement en avance sur ce facteur.
Il est également important de noter que les composants ont toujours une couleur grise après impression avec les deux procédés. Le procédé MJF ne peut même pas traiter les poudres de couleur foncée, car l'agent de fusion tire sa capacité de conduction thermique de sa couleur plus foncée. Ergo, afin d'obtenir des composants colorés, un composant doit toujours être teint dans les deux processus.
Rapport qualité-prix
En raison de la possibilité de réutiliser la poudre inutilisée après une impression, l'impression 3D avec des poudres obtient toujours de très bons résultats en termes de rapport coût-efficacité. Néanmoins, il n'y a jamais une trop petite différence en termes de coûts, c'est pourquoi ces deux technologies doivent également être comparées entre elles.
Cependant, les coûts d'acquisition et les coûts de l'électricité, par exemple, sont assez difficiles à comparer en termes de technologie, car il peut y avoir des différences considérables entre différentes machines - malgré la même technologie.
Le procédé SAF™ présente cependant un avantage fondamental en termes de rentabilité car il n'utilise qu'un seul fluide dans le processus d'impression. Cela élimine le besoin d'acheter, de livrer et de stocker deux fluides, ce qui réduira les coûts d'exploitation à long terme.
SAF™ se distingue également par la densité d'imbrication la plus élevée de toutes les technologies de poudre. Cela signifie que davantage de pièces peuvent être produites en un seul travail d'impression, ce qui est extrêmement rentable à long terme, en particulier dans la production en série.
Applications idéales des technologies
En comparant directement les deux technologies, nous avons désormais mis en évidence les différences, malgré la similitude fondamentale du processus d'impression, et les avantages de chaque méthode. La dernière question à laquelle il reste encore à répondre est la suivante : pour quelles applications chaque technologie est-elle idéalement adaptée ?
Multi Jet Fusion
MJF est pratiquement prédestiné à l'une des étapes les plus essentielles du développement de produits : le prototypage. La vitesse d'impression plus élevée, le moindre effort de post-traitement et la rentabilité grâce au recyclage de la poudre permettent des cycles d'itération rapides à faible coût.
Bien sûr, cela ne signifie pas que MJF ne peut pas être utilisé pour les pièces finales, bien au contraire. L'utilisation du MJF peut s'avérer plus que rentable, en particulier lorsque des composants sont nécessaires rapidement, par exemple une pièce de rechange d'urgence.
Comme les technologies d'impression à base de poudre en général, le MJF peut être utilisé dans tous les secteurs. Que ce soit pour les biens de consommation, la technologie médicale, la défense ou l'industrie automobile, MJF est idéal pour le prototypage rapide et la production rapide de composants.
Fusion par absorption sélective
La qualité plutôt que la quantité : cela pourrait être considéré comme le mantra du processus SAF™ dans cette comparaison. Il brille vraiment lorsqu'il s'agit de composants individuels, complexes et détaillés et offre la plus haute qualité et finition de surface dans les technologies de poudre - à la fois pour le prototypage et pour les pièces d'utilisation finale.
Grâce à son extraordinaire répétabilité, SAF™ n'est pas seulement adapté à la production de pièces individuelles - la production en série en particulier bénéficie massivement de la précision unique de la technologie SAF™.
Les nombreux avantages du processus SAF™, allant d'une rentabilité accrue à une qualité exceptionnelle, peuvent également être utilisés dans toutes les industries et répondre systématiquement aux exigences. exigences les plus élevées. Si vous souhaitez tester si les composants du processus SAF™ répondent également à vos exigences, vous pouvez obtenir un échantillon gratuit ici.
Conclusion
Il serait certainement inapproprié de déclarer qu'une technologie est clairement gagnante de cette comparaison. Les deux processus ont leurs domaines d'application dans lesquels ils excellent et sont moins susceptibles de se gêner mutuellement.
Néanmoins, il n'est pas inapproprié de considérer la technologie SAF™ comme un développement ultérieur de MJF. Une technologie créée spécifiquement pour le prototypage rapide est devenue, avec quelques modifications, une technologie qui peut facilement répondre aux exigences industrielles en matière de pièces d'utilisation finale.
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J'espère avoir pu présenter et comparer les deux technologies de manière adéquate et j'espère que vous lirez également la prochaine comparaison de deux technologies. Merci de votre attention !
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