Was ist Multi-Material-Jetting
Vom Design zum Multi-Material-Bauteil.
Multi-Material-Jetting (MMJ) ermöglicht eine präzise, tropfenbasierte additive Fertigung von Multi-Material-Bauteilen. Dabei werden Tropfen mit hohem Feststoffgehalt gedruckt, die aus feinen Pulvern, thermoplastischen Bindern und speziell abgestimmten Additiven formuliert sind. Das Material wird nur dort abgelegt, wo es benötigt wird, wobei sich die Tropfen zu kontinuierlichen Linien und Schichten überlagern. Beim Kontakt verschmelzen die Tropfen und erstarren unmittelbar, sobald die Wärme abgeführt wird, wodurch präzise Strukturen und klar definierte Grenzflächen entstehen. Durch mehrere Druckköpfe, die unterschiedliche pulverbeladene Druckmaterialien verarbeiten, ermöglicht MMJ eine Materialplatzierung auf Voxel-Ebene innerhalb eines einzelnen Bauteils.
MMJ dient als Formgebungstechnologie – ähnlich wie Pressen oder Spritzgießen – innerhalb etablierter pulverbasierter Fertigungsketten. Es lässt sich direkt in bestehende industrielle Prozessketten integrieren, von der Pulverherstellung über Entbinderung und Sintern bis hin zu vollständig dichten, funktionsfähigen Bauteilen.
Ihre Idee
Bringen Sie Ihre Anwendung, Ihr Bauteil oder Ihr Baugruppenkonzept mit — wir übersetzen es in eine realisierbare MMJ-Prozesskette.
Ihre Idee
Starten Sie mit einem anwendungsgetriebenen Konzept.
- Teilen Sie Anforderungen, Bauteil/Baugruppe und Zielvorgaben mit
- Wir schlagen eine realisierbare MMJ-Route vor
- Abstimmung von Umfang, Zeitplan und Ergebnissen
Design- & Engineering-Definition
Anforderungen, Geometrie, Schnittstellen und Funktionszonen definieren.
Design- & Engineering-Definition
Überführen Sie die Anwendungsanforderungen in ein druckfähiges Bauteil- oder Baugruppenkonzept.
- Anforderungen und Leistungsziele
- Geometrie, Schnittstellen, Toleranzen
- Funktionszonen und Randbedingungen
- Verwendung/Ausgabe: mono- und Multi-Material-.3MF-Dateiformat (ISO/IEC 25422) aus führenden CAD-Systemen, einschließlich SOLIDWORKS, Fusion 360 und CATIA.
Materialauswahl & Zuordnung
Ko-sinterbare Materialien auswählen und funktionalen Bereichen zuordnen.
Materialauswahl & Zuordnung
Leiten Sie die Materialverteilung direkt aus den Funktionszonen ab.
- Material je Bereich (leitfähig / isolierend / strukturell usw.)
- Ko-Sinterbarkeitsprüfung (Multi-Material)
- Schrumpfungs- / Verdichtungsstrategie
Material- & Feedstock-Vorbereitung (BYOP)
Vom Pulver zum druckfähigen Feedstock mit hohem Feststoffgehalt.
Material- & Feedstock-Vorbereitung (BYOP)
Pulver werden qualifiziert und in MMJ-fähige Feedstocks überführt.
- Portfolio-Materialien ab Lager verfügbar
- BYOP: Wir qualifizieren Kundenpulver und formulieren Feedstocks
- Offene Parametrisierung ermöglicht die interne Materialentwicklung
Build-Job-Vorbereitung
Setup, Slicing und Parametrisierung für den Build-Job.
Build-Job-Vorbereitung
Maschine und Auftrag für eine stabile Tropfenablage vorbereiten.
- Integriertes Slicing wandelt das 3D-Modell in Build-Daten auf Tropfenebene um
- Feedstock laden und Druckköpfe/Materialien auswählen
- Temperatur- und Viskositätskonditionierung
- Düsenprüfung und Kalibrierung
MMJ-Bauprozess
Tropfenweise Ablage gemäß der Build-Strategie.
MMJ-Bauprozess
Führen Sie den Bauprozess mit kontrollierter Tropfenüberlappung und Überwachung aus.
- Materialplatzierung auf Voxel-Ebene über mehrere Druckköpfe
- Stabile Linien- und Schichtbildung
- Inline-Überwachung und Dokumentation
Hybride Laserbearbeitung (optional)
Inline-Oberflächenablation, Glättung oder Strukturierung während des Bauprozesses.
Hybride Laserbearbeitung (optional)
Optionales Faserlaser-Modul, integriert in den MMJ-Prozess.
- Inline-Oberflächenoptimierung bei Bedarf
- Reduziert oder ersetzt nachgelagerte Finish-Schritte
- Konfiguriert je nach Anwendung und Build-Strategie
Entnahme des Grünteils
Schnelle Entnahme und Handhabung ohne erforderlichen Reinigungsschritt.
Entnahme des Grünteils
Entnehmen Sie das Grünteil effizient für die thermische Prozessierung.
- Einfache Ablösung von der Bauplattform
- Robuste Handhabung (thermoplastischer Binder)
- Kein Entpulvern, Waschen oder badbasierte Reinigung erforderlich
Entbinderung & Sintern
Binderentfernung und Verdichtung zu den finalen Materialeigenschaften.
Entbinderung & Sintern
Die thermische Prozessierung ist industrielle Standardpraxis für Ein- und Multi-Material-Bauteile.
- Thermische Entbinderung (keine gefährlichen Lösungsmittel)
- Sintern zur Verdichtung
- Ko-Sinter-Regime für Multi-Material-Bauteile (gemeinsame Rampen/Atmosphäre)
Finales Bauteil / Baugruppe
Vollverdichtete funktionale Komponente, bereit für den Einsatz oder die Integration.
Finales Bauteil / Baugruppe
Finales Ergebnis nach Prozessierung, QC und etwaigen Finish-Schritten.
- Maßprüfung und Dokumentation
- Optionale Hartbearbeitung / Finish (falls erforderlich)
- Inline-Laserbearbeitung kann den Finish-Aufwand reduzieren
Geringere Systemkomplexität
Anforderungen, die in anderen Technologien essenziell sind, entfallen bei MMJ.
Kein Pulverbett
Kein zu befüllendes Pulverbett. Material wird nur dort abgelegt, wo es benötigt wird. Der Wegfall des Entpulverns bedeutet, dass kein loses Pulver in die Luft gelangt, was die Sicherheit erhöht und den Schutzaufwand reduziert.
Kein Fadenziehen
Keine filamentbasierte Extrusion. Kein Fadenziehen, keine unbeabsichtigten inneren Hohlräume und keine schwache Schichthaftung.
Kein Behälter. Keine Slurry-Tanks
Keine Slurry-Bäder oder Harzbehälter. Sauberes Materialhandling ohne Flüssigkeitsreservoirs oder Kreuzkontamination.
Keine Spezialbeleuchtung
Keine lichtkontrollierten Räume erforderlich. Anders als bei UV- oder photoreaktiven Prozessen sind MMJ-Materialien nicht empfindlich gegenüber Umgebungslicht.
Keine Inertgasatmosphäre
Für den Bauprozess ist keine Inertgaskammer erforderlich.
Keine chemische Entbinderung
Keine chemischen Entbinderungsbäder oder gefährlichen Lösungsmittel. Die Binderentfernung erfolgt rein thermisch.
Technische Einblicke
Fertigung definiert auf Tropfenebene.
Tropfenbasiertes Bauprinzip
Funktionale Integration mit Tropfenauflösung.
- Bauteile werden durch überlappende Tropfen aufgebaut, die Linien und vollständige Schichten bilden.
- MMJ-Materialien kombinieren feine Pulver mit einer thermoplastischen Transportmatrix.
- Abgelegte Tropfen verschmelzen sofort und erstarren zu einem stabilen Grünteil.
- Höhere Pulverbeladung bedeutet weniger Binder, der entfernt werden muss → schnellere Entbinderung, geringeres Schrumpfrisiko und präzisere Maßkontrolle.
- Grünteile werden entbindert und gesintert, um die finalen Materialeigenschaften zu erreichen.
Auflösung
Kurzübersicht
- Auflösung 50 bis 100 µm
- Der Tropfendurchmesser in der xy-Ebene ist variabel einstellbar und reicht von 200 µm bis über 1000 µm.
- Die Schichthöhe ≥ Z-Achse ≈ entspricht ungefähr der Tropfenhöhe und variiert von 70 µm bis 300 µm – etwa von der Dicke eines menschlichen Haares bis ungefähr zum Durchmesser einer Nadel.
- In Abhängigkeit vom Tropfendurchmesser reicht das Tropfenvolumen von 0,5 nl » so klein wie eine Bakterienzelle oder sogar kleiner als ein Staubkorn « bis zu mehr als 25,0 nl » ungefähr das Volumen, das benötigt wird, um den Querschnitt eines menschlichen Haares zu bedecken «.
- Wandstärken können vom Durchmesser eines einzelnen Tropfens bis zu 20 mm reichen.
Hochgeschwindigkeitsaufnahme der Tropfenablage
