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La Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS) e Multi Jet Fusion (MJF) sono le due tecnologie di stampa 3D più diffuse per polimeri ed elastomeri. Sebbene condividano delle somiglianze, ci sono alcune differenze tra queste tecnologie che rendono ciascuna più adatta dell’altra in diverse situazioni.
Descrizione delle tecnologie di stampa 3D
Sinterizzazione Laser Selettiva
Nella tecnologia SLS, una stampante, utilizzando le sezioni trasversali di un modello CAD 3D come guida, deposita uno strato di polvere di materiale su una base di stampa. Un laser CO2 ad alta potenza sinterizza questo strato secondo la forma richiesta dal modello CAD. Un altro strato di materiale viene depositato sullo strato precedente e nuovamente sinterizzato. Questo processo di stratificazione e sinterizzazione viene ripetuto fino alla formazione della parte.
Multi Jet Fusion
L’MJF (Multi Jet Fusion), noto anche come HP MJF, è simile al SLS. Tuttavia, in MJF, dopo che ogni strato di polvere è stato depositato e riscaldato a una temperatura prossima alla sinterizzazione, una matrice a getto d’inchiostro spruzza un agente di fusione liquido sullo strato. Questo agente di fusione favorisce l’assorbimento dei raggi infrarossi. Un agente di dettaglio viene inoltre depositato lungo i bordi esterni della parte. Una sorgente a infrarossi quindi sinterizza tutto insieme prima che un nuovo strato di polvere venga depositato sullo strato precedente. Questi processi vengono ripetuti fino alla creazione della parte.
Somiglianze tra SLS e HP MJF
Le principali somiglianze tra le tecnologie sono:
- Sono entrambe tecnologie di fusione della polvere che comportano l’uso di materiale in polvere
- Entrambi richiedono una fonte di calore per la sinterizzazione
- Nessuno dei due richiede strutture di supporto durante la stampa, consentendo così la costruzione di geometrie complesse
- Entrambi lavorano a strati
- Funzionano principalmente con termoplastici ed elastomeri
Differenze tra SLS e HP MJF
Materiali
L’SLS è sul mercato da un periodo molto più lungo, essendo stato originariamente brevettato nel 1997. Questa tecnologia ha attraversato diversi progressi che le consentono di lavorare in modo soddisfacente con diversi materiali come PA 11, PA 12, PA 12 caricato al vetro, PEBA 2301 3D, Alumide, TPU, ecc. Questo offre la flessibilità di scelta per il processo SLS.
L’MJF, d’altra parte, è relativamente nuovo poiché è stato reso disponibile in commercio solo di recente nel 2017. Pertanto, questa tecnologia può funzionare solo con pochi materiali come il PA 12, il PA 11 e il TPU.
Precisione dimensionale e risoluzione delle lavorazioni
Entrambe le tecnologie offrono un’elevata precisione dimensionale. Mettendo tuttavia a confronto MJF e SLS, le parti in SLS hanno una risoluzione delle lavorazioni leggermente più dettagliata rispetto a MJF. Tuttavia, poiché entrambe le tecnologie sono suscettibili alla deformazione, è necessario evitare di avere grandi superfici piatte per la stampa.
Tempo di elaborazione
SLS e MJF hanno all’incirca lo stesso tempo di stampa per la produzione di una parte. Tuttavia, per il tempo impiegato nell’intero processo, compreso il settaggio della macchina, la stampa e il raffreddamento,la tecnica di MJF richiede un tempo più breve. Questo perché le stampanti MJF hanno una base di stampa rimovibile che consente di raffreddare la parte stampata all’esterno della macchina. Inoltre, per la produzione di molte parti, MJF è più veloce poiché questa tecnologia può stampare dozzine di parti contemporaneamente.
Per quanto riguarda la riciclabilità, l’80% della polvere recuperata dalle parti stampate MJF è riciclabile, rispetto a SLS con riciclabilità del 30 – 50%.
Finitura superficiale
La finitura superficiale delle parti di entrambe le tecnologie è granulosa, con le parti MJF che hanno una finitura leggermente più liscia. Le parti in SLS sono generalmente bianche o grigie e possono essere tinte in un’ampia varietà di colori. L’agente di fusione utilizzato in MJF è nero per migliorare l’assorbimento dei raggi infrarossi. Per via di questo colore nero, le parti MJF di solito hanno un aspetto grigiastro e vengono solitamente tinte di nero.
Proprietà delle parti stampate in 3D
Le parti MJF e SLS hanno proprietà meccaniche e fisiche leggermente variabili. Il confronto delle proprietà di SLS e MJF sono riportate nella tabella seguente.
| Proprietà | MJF | SLS |
| Carico di rottura (Mpa) | 1700 (X,Y) 1800(Z) | 1650 (X,Y) 1650 (Z) |
| Modulo a trazione (Mpa) | 48 (X,Y) 48 (Z) | 48 (X,Y) 42(Z) |
| Deformazione a rottura (%) | 20 (X,Y) 15 (Z) | 18 (X,Y) 24(Z) |
| Punto di fusione (°C) | 187 | 176 |
Dimensione della parte
La stampa SLS è in grado di produrre parti più grandi (fino a 600 x 350 x 560 mm) rispetto alla stampa MJF (fino a 380 x 284 x 380 mm). D’altra parte, MJF può stampare dettagli fino a 0,5 mm, mentre SLS può stampare dettagli con dimensioni minime di 0,8 mm.
Costo
I costi di produzione delle singole parti in MJF e SLS sono approssimativamente gli stessi, ma le parti MJF diventano più economiche su larga scala. Ciò è dovuto alla capacità della stampante HP MJF di stampare più parti contemporaneamente.
Come scegliere la tecnologia di stampa 3D corretta
| Proprietà | SLS | MJF |
| Materiali | Può stampare diversi materiali tra cui PA 11, PA 12, PA 12 caricati con fibra di vetro, TPU, PEBA 2301 3D e Alumide | Attualmente può stampare solo PA 11, PA 12, PA 12 caricato al vetro e TPU |
| Precisione dimensionale | Produce parti con precisioni dimensionali leggermente superiori rispetto a MJF | Produce parti con precisioni dimensionali molto elevate |
| Tempo di lavorazione | Richiede più tempo per produrre parti rispetto a MJF, soprattutto per quantità maggiori | Richiede un tempo più breve rispetto a SLS per produrre parti. Ciò è dovuto alla presenza di una base di stampa rimovibile nelle stampanti MJF che consente alle parti di raffreddarsi all’esterno della macchina. Queste stampanti possono anche stampare molte parti contemporaneamente |
| Finitura | Le parti prodotte hanno una finitura superficiale granulosa | Le parti prodotte hanno anche una finitura superficiale granulosa ma sono leggermente più lisce delle loro controparti stampate in SLS |
| Dimensione della parte | Può produrre parti grandi fino a 600 x 350 x 560 mm e lavorazioni fino a 0,5 mm | Può produrre parti di dimensioni fino a 380 x 284 x 380 mm e fino a 0,5 mm |
| Costo | I costi di produzione delle singole parti in MJF e SLS sono approssimativamente gli stessi, ma le parti in MJF diventano più economiche su larga scala |
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