Метод многоструйного моделирования (Multi Jet Modeling, MJM)

Принтеры, основанные на данной технологии, выпускаются компанией 3D Systems. В связи с патентными ограничениями есть и названия, используемые другими производителями принтеров: PolyJet (Photopolymer Jetting, компания Stratasys), DODJet (Drop-On-Demand Jet, компания Solidscape). Конечно, отличия не только в названиях, но базовые принципы похожи.

Процесс очень напоминает обычную струйную печать: материал подается через сопла малого диаметра, расположенные рядами на печатающей головке. Количество сопел может быть от нескольких штук до нескольких сотен. Конечно, материал не является жидким при комнатной температуре: сначала он нагревается до температуры плавления (как правило, не очень высокой), затем подается в головку, наносится послойно и застывает. Слои формируются перемещением головки в горизонтальной плоскости, а вертикальное смещение при переходе к следующему слою, как и в предыдущих случаях, обеспечивается опусканием рабочего стола. В варианте DODJet добавляется этап обработки слоя фрезерной головкой.

В качестве материала для MJM-принтеров используют пластики, фотополимеры, специальный воск, а также материалы для медицинских имплантов, зубных слепков и протезов. Возможна и комбинация разных материалов: в отличие от предыдущих двух технологий, выступающие под большим углом элементы моделей или горизонтальные перемычки во избежание провисаний требуют применения поддерживающих структур, которые при финишной обработке приходится удалять. Чтобы не делать это вручную, можно применить для поддержек материал с меньшей температурой плавления, чем для собственно модели, и потом удалить его расплавлением в специальной печи. Другой вариант — использование для поддержек материала, который удаляется растворением в специализированном растворе, а порой и просто в воде.

Использование фотополимера, как и в стереолитографии, потребует отверждения ультрафиолетом, поэтому напечатанный слой засвечивается УФ-лампой. Воск же затвердевает при естественном охлаждении. Конечно, восковые модели не отличаются особой прочностью, но их очень легко использовать при изготовлении форм для литья.

Как и в обычной струйной печати, использование материалов разного цвета позволит создавать за один цикл многоцветные модели, а смешение базовых цветов даст возможность получать множество оттенков. Кроме этого, можно сочетать в одной модели материалы с разными свойствами — например, твердые и эластичные.

Перейдем к примерам.

Компактный принтер Solidscape 3Z max при собственных размерах 56Ч50Ч42 см и весе 34 кг позволяет создавать модели размерами до 152Ч152Ч101 мм, обеспечивая разрешение 5000Ч5000 dpi (197Ч197 точек/мм) по осям X, Y и 8000 dpi (158 точек/мм) по оси Z. Его цена около $ 50?000, но в линейке 3Z есть и более дешевые модели.

В этих принтерах как раз и используется воск двух типов: более тугоплавкий (95−115?°С) для собственно моделей и легкоплавкий (50−72?°С) для поддерживающих структур, которые потом удаляются при низких температурах с помощью специального раствора.

Приблизительная стоимость: воск для моделей 3Z LabCast — $ 260−270 за 360 г, воск для поддержек $ 200−210 за 230 г. Как видите, к очень уж дешевым такие расходные материалы не отнесешь.

Плюсы:

• · достижимы очень малая толщина слоя (от 16 мкм) и разрешение построения поверхности (до 8000 dpi);
• · возможность многоцветной печати и сочетания материалов с разными свойствами;
• · принтеры могут быть достаточно компактными, особенно в сравнении с предыдущими двумя технологиями.

Минусы:

• · для моделей с нависающими или горизонтально выступающими элементами требуются поддержки, которые приходится тем или иным способом удалять;
• · ограниченный выбор материалов для работы.