Современная наука развивается быстрыми темпами. Не удивительно, что инновационные технологии постепенно проникают в разные сферы и приводят к революционным изменениям. Например, метод многоструйного моделирования MJM (Multi Jet Modeling) – это совершенно новый способ получения моделей, выполненных точно и детализированно. Особенность данной технологии – в возможности получения окрашенных и прозрачных моделей, отличающихся механическими свойствами: мягких, как резина, или твердых, как пластик.
Особенности технологии
Впервые о технологии MJM заговорили в компании 3D Systems, которая внедряла ее на основе профессиональных принтеров ProJet. Суть процесса в том, что при многоструйном моделировании изготавливаются качественные модели и прототипы, которые отличает высокая точность. Полученные изделия используются при проведении экспериментов, функциональных тестирований, производстве основных шаблонов в различных сферах. Технология MJM имеет ряд особенностей:
- универсальность, поскольку для создания изделий используются различные расходные материалы,
- возможность производства объемных моделей, которые будут отличаться большой точностью,
- возможность создания объектов со сложной геометрией, при этом толщина слоя минимальна,
- пользоваться принтером может как любитель, так и профессионал,
разнообразие сфер применения.
Как протекает процесс
Основа технологии многоструйного моделирования – в уникальной печатающей головке. В ней содержатся тонкие сопла в количестве до 448 штук. Принцип действия MJM в послойном нанесении материала на рабочую зону. Количество сопел может варьироваться, от чего зависит подача основного и вспомогательного материалов.
Работа 3D-принтера ведется на основе воска или фотополимерной смолы. Они распыляются в соответствии с заданным алгоритмом послойно, при этом каждый из них закрепляется ультрафиолетовой лампой. Поддерживающий материал необходим для заполнения пустот, помогая сохранить целостность конструкции печатающегося объекта. После того, как моделирование закончилось, поддерживающий материал может быть удален. В некоторых случаях моделирование может выполняться на основе особого прозрачного или полупрозрачного пластика, стойкого к механическим воздействиям и высоким температурам.
При печати в MJM-принтере часто используется медицинский пластик, на основе которого создаются качественные имплантаты. Кстати, в ранних моделях устройств чаще всего применялись обычные термопластики, но благодаря совершенствованию материалов термопластики постепенно заменились воском и фотополимерами. В принтерах ProJet применяются материалы марки VisiJet, которые отличаются различными механическими свойствами. Например, VisiJet DentCast используется в стоматологии при создании коронок, челюстных моделей, протезов, VisiJet X применяется при проектировании сложных технических деталей, а VisiJet Crystal – эластичный и прочный материал, который нужен при создании дизайн-моделей.
По своей сути MJM работает как струйный принтер, при этом позволяет создавать полноценные объекты в трехмерном формате. Они характеризуются отличными физическими свойствами и высоким качеством поверхности.
Методы и особенности печати
Технология MJM – это сочетание методов 3D-печати, струйной трехмерной печати, послойного наплавления и стереолитографии. Если используются вспомогательные восковые структуры, после того, как печать закончилась, готовую модель помещают в печь, где она нагревается до температуры 60 градусов — пока воск не выплавится.
Если используется фотополимерная печать, то сначала на специальную платформу наносится слой жидкого полимера. Платформа слой за слоем опускается, формируется сечение модели лазером или ультрафиолетовым излучением.
Плюсы технологии MJM
- Модели получаются высокой или сверхвысокой четкости в зависимости от режима, в котором работает 3D-принтер.
- Высокое качество детализации, которая отличается выращиваемый объект на выходе.
- Построение модели выполняется точно и прочно (учитывается прочность на разрыв).
- Полное соответствие детали заданным параметрам.
- Наружная поверхность моделей гладкая, а потому простая в обработке.
Единственный недостаток — на 3D-принтер цена довольно высока, а дешевые модели подойдут лишь для непрофессионального использования.
Сфера применения и модели
Технология многоструйного моделирования востребована в тех отраслях, где требуется создание деталей высокого качества и разрешения. Самое широкое применение MJM нашла в стоматологии, ювелирном деле, промышленном и архитектурном дизайне, разработке электронных компонентов.
При создании функциональных моделей для различных тестов используются принтеры марки ProJet. Благодаря этим устройствам получение прототипов и моделей выполняется легко, быстро, экономично с применением пластика – он позволяет получить точные сведения о механических свойствах будущего изделия.
Прототипирование – это возможность корректировки изделий еще на стадии проектирования, что позволяет снизить затраты времени и средств на производство. Дизайн-модель — это уменьшенная копия будущего изделия, которая передает особенности его внешнего вида и оформления. Такие макеты часто используются в учебных целях.
В некоторых моделях ProJet продумана возможность высокого разрешения, что влияет на качество даже самой мелкой детали. Принтеры могут также оснащаться увеличенной рабочей камерой, которая позволяет создавать большие по размеру модели: такие приборы востребованы в сферах, где ведется мелкосерийное производство.
Таким образом, в модельном ряду ProJet можно найти разнообразные модели, которые используются для решения определенных задач. Можно выбрать из персональных моделей (ProJet 1200), профессиональных (ProJet SD 3510, HD 3510, CPX 3510 Plus) или специализированных 3D-принтеров (DP 3510, MP 3510).