Material Jetting – 3D-print de mest præcise og realistiske prototyper

Material Jetting er en helt oplagt 3D-print teknologi, hvis man ønsker prototyper med farver og høj detaljeringsgrad. Faktisk bliver teknologien i dag anset for at være den mest præcise form for 3D-print, og derfor er den velegnet for virksomheder, der tidligt i udviklingsprocessen ønsker at have realistiske prototyper.  

Material Jetting teknologien fungerer ved, at et printhoved bestående af flere små dyser drypper resin ud på en byggeplatform. Lige efter at resin-dråberne har ramt byggeplatformen, bliver resinen hærdet med UV-lys, hvorefter byggeplatformen bliver sænket. Dernæst påføres et nyt lag resin, som hærdes, og denne proces gentager sig, indtil det givne emne er printet færdigt.
​​ Prøv vores online kursus om Material Jetting

- Når dysen drypper materialet ned, kører det i nogle lange baner alt efter, hvor emnet skal ligge. Derfor handler det også meget om placeringen af emnerne på banen. Det har nemlig betydning for, hvor hurtigt maskinen printer emnet, forklarer Sigurd Vigen Pedersen, konsulent på Teknologisk Institut.

Høj præcision og nøjagtighed  

I og med at printningen foregår ved, at en dyse kører i lange baner, er printprocessen heller ikke den mest effektive, når der kommer til tidsforbrug. Til gengæld sikrer dryppemetoden, at man får emner med høj opløsning og stor nøjagtighed – desuden er det muligt at lave emner med farver samt meget små og fine detaljer. Derfor bliver Material Jetting i dag betragtet som den 3D-print teknologi, der har den højeste præcision.

En anden fordel er i øvrigt, at selve printprocessen foregår ved lave temperaturer. Det har en positiv indvirkning på emnernes præcision.

- Sammenlignet med andre 3D-print teknologier er der ved Material Jetting en meget lav temperatur i byggekammeret, som ligger på omkring 30-60 grader. Det betyder, at der ikke er særlig stor risiko for, at emnerne får spændinger, kryber eller slår sig undervejs. Samtidig er det også noget, der har stor indflydelse på både præcisionen og tolerancerne, lyder det fra Sigurd Vigen Pedersen.

Supportmateriale afgør overfladefinish

Når man printer med Material Jetting, er der i lighed med de fleste andre 3D-print teknologier behov for at printe med supportmateriale. Inden man tilføjer supportmateriale på sit emne, skal man dog være opmærksom på, at brugen af supportmateriale giver en mat overflade finish.

- Man kan enten få en helt glat og blank overflade eller en mat overflade, når man printer med Material Jetting. Overfladen afhænger af, om der har været supportmateriale eller ej: Så vil man gerne have den matte overflade, så tager man supportmateriale på alle de ydre overflader og opløser det bagefter. Vil man derimod gerne have en blank overflade, kan man kun få det der, hvor der ikke har været supportmateriale, lyder det fra Sigurd Vigen Pedersen.

Videoen herunder fra Hubs viser Material Jetting printprocessen

Bør man tilvælge mere supportmateriale? 

Før man vælger, om man vil bruge support eller ej, kan det være væsentligt at overveje de forskellige fordele og ulemper. En af fordelene ved at printe med support er, at det giver mulighed for at lave komplekse emner. Endnu et plus ved supportmateriale er, at det uden problemer kan fjernes.

- I og med at man med Material Jetting kan printe med flere typer af materialer, så tillader teknologien også et opløseligt supportmateriale, som let kan opløses efter print, fortæller Sigurd Vigen Pedersen.

Inden man sætter gang i det helt store supportforbrug, er det dog værd at tilføje, at materialet bliver printet solidt. Det betyder, at der bliver brugt mere materiale, som i forvejen er meget dyrt – og af samme grund vil omkostningerne i printprocessen også stige væsentligt.

En sikker vinder på den visuelle fremtoning

Inden for 3D-print skelner man ofte mellem visuel fremtoning og funktionalitet – og her er Material Jetting er en sikker vinder på den visuelle fremtoning.

Der, hvor teknologien virkelig adskiller fra andre 3D-print teknologier, er, at man kan få mixet materialer i en part samtidig med, at det er en meget præcis teknologi. Desuden kan man lave gennemsigtige emner og printe med elastomerer, som er fleksible og gummilignede materialer

- Sigurd Vigen Pedersen, Teknologisk Institut

Derudover er det muligt at printe forskellige emner med forskellige materialer samtidigt på platformen, ligesom teknologien også kan printe ’digitale’ materialer. Digitale materialer betyder, at forskellige typer resin bliver kombineret i ét emne. Det er også muligt at printe mixede parter, dvs. parter, der består af forskellige komponenter. På den måde undgår man at skulle samle flere komponenter efter print.

Hurtigere udviklingsproces med præcise prototyper

Teknologiens potentiale for at kombinere materialer i ét print åbner samtidig op for at kombinere forskellige hårdheder og farver – og det kan især være en væsentlig fordel for virksomheder, der laver forbrugerprodukter. Virksomhederne har nemlig ofte brug for at se det visuelle produkt og eventuelt identificere og korrigere fejl eller lave forbedringer inden produktet sættes i produktion.

- Det kunne for eksempel være med en fjernbetjening, der har både bløde knapper og et hårdt plastmateriale udenom. Ofte vil der i udviklingsprocessen og designfasen af en ny fjernbetjening være brug for at lave en prototype for at se, hvordan den føles i hånden, og hvordan det føles at trykke på den. Så kan man printe den i de helt rigtige farver og materialer med Material Jetting, så det vil ligne det produkt, man skal bruge i sidste ende, lyder det fra Sigurd Vigen Pedersen.

Materialeegenskaberne halter efter

Selvom Materiale Jetting virkelig performer på den visuelle fremtoning, halter teknologien, når det kommer til funktionalitet. Grunden hertil ligger i materialegenskaberne, fordi emnerne ofte ikke er stærke eller holdbare nok til brug som slutkomponenter. Det skyldes blandt andet, at teknologien printer med hærdeplast.  

- Da vi har gøre med hærdeplast, er det ofte mere sprøde materialer. Selvfølgelig kan man få nogle materialer, der har gode egenskaber, men de er ofte mere udsatte. Udsætter man dem for UV-lys, vil ens emne fx ændre sig over tid, lyder det fra Sigurd Vigen Pedersen.
​​​ Læs om alle AM teknologierne

Selvom emnerne er UV-sensitive og bliver dårligere over tid, hvis de udsættes for sollys, er det muligt gøre et par forbedrende tiltag: Fx er det muligt at give emnerne efterbehandling i form af enten en lak eller coating, hvis man skal bruge sit emne funktionelt eller ønsker at anvende det til udendørs brug.

Fremtiden for Material Jetting

I forhold til hvad fremtiden for Material Jetting byder på, så vurderer Sigurd Vigen Pedersen, at flere virksomheder fortsat vil bruge teknologien til prototypestadiet, hvor den allerede nu bliver anvendt i høj grad.

I forhold til udviklingen tror jeg, at den vil ske på materialefronten, hvor der vil komme endnu flere og bedre materialer

- Sigurd Vigen Pedersen, Teknologisk Institut

- På nuværende tidspunkt er det ikke den 3D-print teknologi, hvor der sker mest. Det skyldes, at de fleste virksomheder overvejende fokuserer på andre 3D-print teknologier, der er bedre egnet til industrielt brug. Her ligger det store potentiale i pulver-baseret 3Dprint, hvor der sker rigtig meget på udviklingsfronten.

Teknologisk Institut tilbyder virksomheder indblik i Material Jetting

Sidder man som virksomhed og er interesseret i at høre mere om Material Jetting, så har Teknologisk Institut et bredt og fagligt indblik i teknologien. Derudover tilbyder Teknologisk Institut et onlinekursus om Material Jetting og flere andre 3D-print teknologier, hvor blandt andet printeregenskaber, materialetyper samt fordele og ulemper bliver gennemgået.