17/08/2023

Comparaison entre la fusion multijet et le frittage sélectif par laser

Par Protolabs
fusion multijet et pièces imprimées en sls 3d
Les pièces obtenues par fusion multijet (à gauche) présentent généralement un meilleur état de surface et de meilleures propriétés mécaniques que les pièces obtenues par SLS (à droite).

La technologie MJF de HP adopte une approche unique pour résister à la fabrication de pièces à partir de poudre de nylon thermoplastique, ce qui se traduit par des temps de fabrication rapides, une précision améliorée et des propriétés mécaniques constantes sur l'ensemble de la pièce.

Si vous pensez que ce process ressemble étrangement au SLS vous n'avez pas tort. Mais il existe des différences entre les deux technologies qu'il convient de comprendre avant de faire votre choix de fabrication.

Comment la MJF et le SLS résistent-ils à la fabrication de pièces ?

La fusion multijet utilise un réseau de type jet d'encre pour appliquer de manière sélective des agents de fusion et de finition sur un lit de poudre de nylon. Des éléments chauffants fusionnent la poudre en un solide. Une fois qu'une couche a résisté, une nouvelle couche de poudre est répartie sur la couche précédente et la phase suivante se poursuit jusqu'à ce que la pièce soit complète.

La première matière utilisée par le process était une poudre de nylon de qualité technique, le PA 12. Les pièces produites sont durables et adaptées aux essais fonctionnels et à l'utilisation finale. Ensuite, il y a eu l'option de la poudre noire remplie de verre à 40 % de PA 12 pour renforcer davantage vos pièces. Aujourd'hui, les matières se sont encore élargies pour offrir des matériaux tels que le PA11 et les TPU. La vitesse de résistance accélérée du MJF permet de réduire les coûts de fabrication.

Si le MJF et la SLS utilisent tous deux de la matière en poudre comme point de départ, la grande différence réside dans la manière dont la matière est fusionnée pour former des couches. Le MJF utilise un agent de fusion. Le SLS utilise un laser pour faire fondre la matière avant de passer à la couche suivante, et il offre également quelques autres choix de matières. Les deux procédés vous permettent d'améliorer la finition de vos pièces en nylon et de les rendre moins rugueuses.

 
 

Une comparaison détaillée

Bien que le MJF et la SLS soient comparables à bien des égards, il existe des différences importantes. Les exigences de votre pièce, telles que la résolution des caractéristiques, la finition de surface, les matières, les propriétés mécaniques et la couleur, détermineront en fin de compte le meilleur process pour votre application.

MJF vs. SLS : Comparaison chiffrée
  Taille max. des pièces Taille min. des caractéristiques Tolérances Matériaux disponibles Épaisseur de couche
MJF 284mm x 380mm x 380mm 0,5mm Pour des pièces bien conçues, des tolérances de ±0,25mm (Ultrasint™ TPU-01 : ±0,30mm) plus ±0,002mm/mm peuvent typiquement être atteintes. Notez que les tolérances peuvent changer selon la géométrie de la pièce. PA 11, PA 12, PA 12 GB, UltrasintTM TPU-01 0,08mm
SLS Les tailles varient en fonction du matériau, consultez notre dimensions maximales pour plus d'informations. 0,75mm* / 0,80mm** / 1,0mm*** En général, les tolérances attendues sur des pièces bien conçues sont de ±0,2mm, plus ±0,002mm/mm **** PA 12, PA 12 CF, PA 12 F, PA 12 GF, PAx, TPU-88A 0,1 mm

 

*PA 12 Blanc Lisse
**PA 12 Rempli de Carbone Noir Lisse, PA 12 Flex Noir Pur
***PA 12 Rempli de Verre, TPU-88A Noir Pur, PAx Naturel Lisse
****Pour le TPU-88A Noir, une tolérance de ± 0,3mm plus ± 0,002mm/mm peut être attendue (pour des pièces de plus de 100 mm dans ce matériau, la tolérance sera de ± 0,3% de la dimension nominale)
Pour le PAx Naturel (à la fois lisse et lissé par vapeur), des tolérances de ± 0,3mm plus ±0,002mm/mm peuvent être attendues (pour des pièces de plus de 200mm dans ce matériau, les tolérances ne peuvent être garanties)
Pour le PA 12 Flex Noir Pur, une tolérance de ± 0,35mm plus ± 0,002mm/mm peut être attendue (ou, pour des pièces plus grandes, ± 0,2% de la dimension nominale)

Résolution des caractéristiques

Les pièces produites par fusion multijet ont une résolution plus fine de 0,5 mm contre 0,75 mm pour le SLS. Toutefois, il convient de noter que la SLS offre une meilleure précision des petites caractéristiques de ±0,025 mm contre ±0,10 pour la MJF. Si une finition de surface lisse est requise, le MJF sera un meilleur choix que le SLS. Des opérations secondaires sont souvent recommandées pour les deux process si les finitions de surface sont cruciales pour votre application.

Matières et couleurs

Il n'y a pas si longtemps, le procédé SLS offrait une plus large gamme de matières, mais aujourd'hui, les règles du jeu sont plus équitables. SLS et MJF vous offrent tous deux de multiples options en nylon ainsi qu'en TPU pour le prototypage élastomère afin d'obtenir des pièces flexibles et plus légères pour les environnements exigeants.

Comparaison des matériaux courants en nylon
Propriété du matériau SLS PA 12 MJF PA 12 MJF PA 11
Résistance à la traction 50 +/- 4 MPa 49 +/- 4 MPa 52 MPa +/- 4 MPa
Module E 2000 +/- 200 MPa 1900 +/- 200 MPa 1800 +/- 200 MPa
Allongement à la rupture 11% +/- 4% 12% +/- 4% 30% +/- 5%

 

Propriétés mécaniques

Les deux process permettent de résister à des propriétés mécaniques très cohérentes dans toutes les directions de la géométrie de la pièce (isotropisme). La différence dans le processus de fusion signifie que les pièces SLS ont tendance à être plus solides et plus durables que les pièces MJF, mais elles ont également une finition de surface plus rugueuse que les pièces MJF.

Taille des pièces

La taille des pièces est un autre élément important à prendre en compte. SLS vous offre une plus grande enveloppe de construction pour les pièces en PA, bien que les tailles varient selon les matières, voir notre page sur les extensions maximales pour plus de détails. L'enveloppe de construction du MJF est légèrement plus petite (284 mm x 380 mm x 380 mm).

Quantités de pièces

Comme nous l'avons déjà mentionné, le MJF permet de résister plus rapidement, ce qui signifie qu'il peut prendre en charge des quantités plus importantes dans un délai plus court. Cependant, avec l'un ou l'autre des process, vous pouvez obtenir des pièces en un jour seulement.

Nos pages sur les lignes directrices de conception pour la fusion multijet et la SLS contiennent de nombreuses informations utiles, tout comme nos ingénieurs d'application ! Vous pouvez les contacter sur : [email protected]