Pelajaran 8.6MembentukBab 8 · Manufaktur aditif

Material jetting (PolyJet)

Menyemburkan tetesan resin dan men-cure-nya dengan cahaya UV (material jetting)

Material jetting bekerja seperti printer inkjet, tetapi “tinta”-nya adalah plastik cair yang mengeras di bawah sinar ultraviolet (UV). Ribuan lapisan tipis tetesan menumpuk menjadi benda padat. PolyJet, versi paling terkenal, membuat prototipe yang tampak dan terasa seperti produk sungguhan: berwarna, bening, dan soft-touch dalam satu cetakan.

Foto: Varinex, CC BY-SA 4.0, melalui Wikimedia Commons

Printer PolyJet · tampak samping, 5 langkahBlok cetak ditampilkan di tengah lintasan; angka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah.

Cara kerjanya

Semburkan tetesan. Blok cetak menyapu melintasi tray cetak. Printhead-nya (kepala inkjet dengan ratusan nosel) menembakkan tetesan fotopolimer (resin yang mengeras di bawah cahaya) di tempat lapisan butuh material. Kepala berbeda bisa menembakkan resin berbeda dalam satu lintasan.
Ratakan lapisan. Rol menyapu tetesan basah hingga rata, sehingga setiap lapisan memiliki ketebalan yang persis sama.
Cure dengan cahaya UV. Lampu UV ikut bergerak di kedua ujung blok. Mereka membanjiri lapisan baru dengan sinar ultraviolet, yang mengerasnya hampir seketika.
Turunkan dan ulangi. Tray turun satu lapisan, sekitar 0,016–0,03 mm, dan blok melakukan lintasan berikutnya. Komponen butuh ribuan lintasan, sehingga komponen kecil pun butuh berjam-jam.
Cuci penyangga. Di bawah overhang, nosel lain menyemburkan penyangga gel lunak (material sementara yang menopang komponen). Setelah pencetakan, Anda menyemprotnya dengan semburan air atau merendamnya hingga lepas.

Fakta kunci

Material: Fotopolimer berbasis akrilik: resin kaku, mirip karet, transparan, dan berwarna penuh, plus penyangga gel. Dua resin bisa dicampur tetes demi tetes untuk kekakuan di antaranya
Komponen khas: Prototipe look-and-feel, gagang soft-grip, rumah bening, model anatomi dan gigi
Ukuran komponen: Dari beberapa milimeter hingga sekitar 0,5 m pada sebagian besar mesin; yang terbesar mencapai sekitar 1 m
Presisi: Sekitar ±0,1 mm pada fitur kecil, hingga sekitar ±0,2 mm pada komponen besar
Hasil permukaan: Sangat halus dengan lapisan nyaris tak terlihat; mengilap atau doff tergantung tempat penyangga menyentuh
Ukuran batch yang cocok: Satuan dan batch kecil, kira-kira 1 hingga 100 komponen
Biaya perkakas dan mesin: Tanpa perkakas. Printer berharga puluhan ribu hingga beberapa ratus ribu dolar; resin jauh lebih mahal per kilogram daripada filamen FDM
Kecepatan: Komponen seukuran telapak tangan butuh beberapa jam; satu tray penuh biasanya berjalan semalam

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Material kaku, mirip karet, bening, dan berwarna dalam satu cetakan
Detail sangat halus dan permukaan halus langsung dari printer
Tanpa perkakas: desain yang berubah hanyalah file baru
Banyak komponen kecil bisa berbagi satu tray dan satu proses

Batasan

Komponen lebih lemah dan lebih getas daripada plastik cetak
Resin menguning dan menjadi getas di bawah sinar matahari dan seiring usia
Printer dan resin mahal, dan gel penyangga adalah material yang terbuang
Tidak cocok untuk komponen penahan beban atau panas

Di mana dipakai

Produk konsumenPrototipe look-and-feel ponsel, remote, dan sikat gigi dengan pegangan lembut
MedisModel anatomi untuk perencanaan operasi, dengan jaringan lunak dan keras dalam material berbeda
GigiModel gigi dan pemandu bedah
OtomotifPrototipe dasbor dan interior dengan warna dan tekstur nyata
ManufakturInsert cetakan injeksi seri pendek, jig dan fixture
Fesyen dan desainPrototipe kacamata dan alas kaki; cetakan langsung pada kain

Cara mengenalinya

Beberapa material dalam satu bagian tanpa sambungan: bodi kaku menjadi mirip karet atau transparan tanpa sambungan atau garis perekat.
Permukaan sangat halus; garis lapisan sulit terlihat, bahkan pada lengkungan.
Zona mengilap dan doff pada komponen yang sama: area doff adalah tempat gel penyangga menyentuhnya.
Komponen berwarna penuh dengan tekstur, label, atau gradasi warna tercetak.

Bandingkan dengan

Stereolithography8.2juga mengeraskan resin cair dengan cahaya, tetapi men-cure-nya dalam vat; jetting menempatkan setiap tetesan, sehingga bisa mencampur material dan warna.Binder jetting8.5juga memakai kepala inkjet, tetapi menyemburkan perekat ke bed serbuk, bukan material komponen itu sendiri.FDM8.1jauh lebih murah dan menghasilkan komponen plastik yang lebih tangguh, tetapi dengan lapisan kasar yang terlihat dan biasanya satu atau dua material.

Tonton

Stratasys · Pembuat PolyJet menjelaskan tetesan, curing UV, dan penyangga

Protolabs · Animasi printhead, lampu UV, dan penyangga gel yang bekerja

TriMech · Mesin PolyJet sungguhan dan jenis komponen yang dibuatnya

Proto3000 · Close-up komponen cetak bening, lunak, dan berwarna penuh

Lihat foto asli

Wikipedia: 3D printing processes — ikhtisar setiap keluarga pencetakan, termasuk material jetting
Wikipedia: Objet Geometries — perusahaan yang menemukan PolyJet dan lini printernya
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Material jetting membangun komponen dari tetesan resin cair, dikeraskan lapis demi lapis dengan cahaya UV.
Kekuatan supernya adalah mencampur material kaku, mirip karet, bening, dan berwarna dalam satu cetakan.
Pakai untuk prototipe dan model yang realistis, bukan untuk komponen yang kuat dan tahan lama.