Översikt/summering
Multi Jet Fusion är en teknik för 3D-utskrift uppfunnen av HP. Det är den mest kostnadseffektiva 3D-skrivartekniken hittills för produktion av slutprodukter och prototyper med additiv tillverkning. Tekniken är utvecklad för produktion av hållbara, slitstarka och åldersbeständiga produkter med en stor bredd inom många olika branscher. Materialen som finns tillgängliga är termoplaster med stor fokus kring Polyamid. Materialutbudet växer hela tiden men det vanligaste materialet är PA12.
Vid jämförelse med formsprutning kan multi jet fusion vara konkurrenskraftigt vid serier ända upp till över 100000 st/år. Men den största fördelen finns genom att designa sin produkt för additiv tillverkning och på så sätt kunna dra fördelar genom exempelvis viktoptimering, volymoptimering eller färre men mer komplexa komponenter till sin slutprodukt.
Design
Precis som vid all tillverkning är det viktigt att ta produktionsmetoden i beaktande i designarbetet. Additiv tillverkning ger unika möjligheter där många produkter idag kan utvecklas enormt. Med additiv tillverkning är kostnad per styck nästan oförändrad oavsett volym. Oavsett om man har behov av en eller 1000 exemplar kommer kostnad per produkt bli nästan detsamma. Detta kan vara en stor fördel i ett tidigt skede av en produkt där man är osäker på framtida volymbehov eller vid “custom made”-produktion som vid t ex individanpassade produkter som bara ska produceras i ett eller ett fåtal exemplar.
Att ta en befintlig produkt som idag kanske produceras genom formsprutning, svarvning eller fräsning och direkt jämföra produktionskostnaden med 3d-utskrift är ett vanligt misstag. Ibland kan 3d-utskrift ändå vara mer effektivt men man missar då en stor del av de fördelar som additiv tillverkning medför. Ofta bör produktens design ses över så ytterligare värde/fördelar kan uppnås och ibland även medföra en fördelaktigare kostnad.
Viktoptimering
Kostnaden för framställning med additiv tillverkning är främst baserad på den totala volymen material i en produkt, men nästan oförändrad oavsett om geometrin är komplex. Därför är Viktoptimering en viktig möjlighet som inte bara kan förbättra en produkts specifikation utan även påverka kostnaden till det bättre. Ett exempel är Ducati som kraftigt kunde reducera antalet komponenter i sitt MC-handtag med hjälp av additiv tillverkning.
En av de enklaste vägarna till produktutveckling kan vara att ta flera delar i sin konstruktion och kombinera dessa till en komponent. Producerar man sin produkt med formsprutning kan det vara mycket vanligt att slutprodukten måste kombineras och monteras med en mängd delar som både behöver finnas i lager och produceras i större kvantiteter för att minimera produktionskostnaden. Vid produktion med 3d-skrivare kan istället många produkter produceras “on demand” under ett dygn och dessutom utan eftermontage.
Metal replacement
I många fall är komponenter i produkter och maskiner överdimensionerade för att den valda produktionsmetoden gynnas av minskad bearbetning. Detta kan i många fall öka komponentens vikt och kostnad i jämförelse additiv tillverkning. Ett gripdon för en robot, momentarm eller fäste som exempelvis framställs genom ett fräst aluminiumstycke gynnas kostnadsmässigt av så låg bearbetningsgrad som möjligt men ger då en tyngre komponent som i många fall kan påverka slitage och livslängd på kringkomponenter så som motorer, lager och drivremmar. Även här finns många goda exempel på fördelar med additiv tillverkning. Komponenterna kan designas utan hänsyn till bearbetning eftersom dom får sin slutgiltiga utformning på en gång.
Utvärdering – val av 3D-teknik
Slutproduktion eller bara prototyper? Det är den första frågan man skall besvara vid val av 3d-teknik.
Slutprodukter har ofta krav på slitstyrka, hållbarhet och åldersbeständighet. För prototyper gäller istället höga krav på ytjämnhet och detaljnoggrannhet. Multi jet fusion-tekniken är främst en teknologi som har sin absolut största fördelar vid produktion av slutprodukter och slutkomponenter som ska ingå i t ex en maskin eftersom produktivitet och kostnadseffektivitet är av vikt vid produktion. Men tekniken är även lämplig vid behov av större mängder prototyper eller “noll-serier”.
Material
Material som kan användas på multi jet fusion utvecklas kontinuerligt och HP har ett nära samarbete med ledande tillverkare av pulvermaterial såsom BASF, leman and voss, och arkema. I skrivande stund (april 2018) finns PA12, PA11, PP samt PA12 med glasförstärkning.