惠普多射流熔融技术与激光烧结技术谁优谁劣，该如何选择

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近段时间，惠普在国内多个城市频频举办研讨会，宣传势头强劲，传统激光烧结技术的潜在客户更是被惠普截胡不少，MJF技术似乎已经在舆论方面打下半壁江山。已存在仅30年的激光烧结技术真的被打败了吗？面对两种工艺用户该如何抉择？本篇文章，我们将在精度、材料、成本和制作效率等方面比较两种工艺，方便用户客观选择。

MJF＆SLS：有什么区别？

惠普多射流熔融（MJF）和选择性激光烧结（SLS）是高分子粉末床成型系列的两种工业3D打印技术。在这两种工艺中，零件都是通过逐层热熔（或烧结）聚合物粉末颗粒成型。MJF和SLS使用的材料都是热塑性聚合物（通常为尼龙），呈颗粒状。

激光烧结

MJF和SLS的主要区别是热源。SLS使用激光扫描烧结每个截面；而MJF是通过将助熔剂分散在粉末上，以此吸收更多红外光而熔化。该技术可以看做是SLS铺粉技术和喷射技术的组合。

MJF多射流熔融

由于MJF和SLS打印的部件非常相似，因此选择哪种工艺就要在成本、效率以及细微之处进行研究。

工艺流程

选择性激光烧结

首先在构建平台上铺上一层粉末，然后CO2激光器扫描零件截面烧结粉末，然后平台向下移动一层，重复该过程直到作业完成。

SLS打印的尼龙件

多射流熔融

第一层粉铺好，然后喷射助熔剂，并在同一时间喷射细化剂以获得高清晰度的边缘，然后再通过热源将粉末熔融，如此以来，层层堆叠成物体的形状。

MJF打印的尼龙件

两种工艺在将部件从粉末中取出之前，都需要将成型缸冷却。

制作效率

在SLS中，每个横截面都是逐点熔化，MJF则是以线条方式熔化。但这并不会显著减少打印时间，因为总打印时间还要看打印的总层数和重复次数（MJF分层厚度为0.08mm，SLS通常为0.1mm）。

MJF显著提高速度的地方是其配备了含有冷却系统的后处理站，可加快成型缸冷却，并有助于粉末去除。通常MJF打印完毕之后，成型缸在设备中静置约30分钟可取出进入后处理站继续冷却，此时设备可以更换成型缸继续打印；而SLS需要在设备中放置多个小时至低温方可取出，MJF后处理快速冷却系统的使用大大缩短了交付周期。

粉末利用率

MJF工艺粉末回收利用率达到80-85％，而SLS粉末只能回收利用50％-60%。

尺寸精度

MJF和SLS都是具有高尺寸精度的工业3D打印技术。但是，MJF在精度方面更具优势。

MJF打印头分别率达1200 DPI（或每0.022 mm1个点），而SLS激光光斑尺寸大约为0.4 mm。而且MJF细化剂的使用使其可以打印细小、锐利的结构。两种技术所推荐最小壁厚均为1毫米。

但在工业生产上，更高的精度未必有实际意义。

由3D Hubs提供

高分子粉末床技术的优点是不需要支撑结构，允许创建任何复杂自由结构，但MJF和SLS都容易发生翘曲，因此必须避免大面积的截面。在相关测试中发现，MJF打印过程中零件也可能出现翘曲。

外观和表面质量

目前用于MJF系统的助熔剂均是黑色，因为黑色材料可更有效地吸收辐射。因此，MJF零件具有浅灰色外观，后处理时可以统一做成黑色。

SLS部件通常为白色，可以处理成任何颜色。灰色的尼龙粉末激光烧结后与MJF打印的零件非常相似。

采用这两种技术打印的零件都具有颗粒状表面，但两者都可以通过后处理达到非常高的标准。

材料特性

测试中，两种工艺使用的材料都是PA 12（尼龙），MJF的打印件显示出优异的强度和柔韧性以及更均匀的机械性能，SLS打印件Z方向强度稍低一些。

由3D Hubs提供

SLS的优势在于具有更多的材料选择，如碳纤维复合PA，铝粉复合PA以及柔性TPU等。此外，SLS已经有几十年历史，成型过程已具备深入研究。

去年，MJF工艺中只有PA12可用，并且重要的工程性能如冲击强度和蠕变特性并进行相关测试。随着技术成熟，MJF技术会有更多材料选择，当前已知的有PA11，玻璃微珠复合PA12，以及PP材料。

成本和交货时间

为了评估这两种技术的成本和交付周期，研究人员在3D Hubs平台上进行了一项实验。每种技术都需6个3D打印服务商报价，包括单件打印和小批量生产（30份）。测试中使用的模型体积为23.8 cm3，边界框尺寸为101.9 x 45.0 x 18.0 mm，如下：

对于单件打印，MJF和SLS 的成本几乎相同，然而对于小批量生产，SLS的平均价格更加经济（低约10％）。

由3D Hubs提供

在交货时间方面差异比较明显：MJF订单的平均交付时间比SLS订单平均快3天。这说明了MJF的工作流程（冷却、后处理等）明显比SLS工作流程更快，并且这对交货时间有显著影响，“快10倍”的说辞倒不至于。

展望未来

SLS与SLM一样只能烧结单一材料，但MJF工艺可以通过改变助熔剂的种类或浓度使零件具有不同的材料属性。惠普称，可以通过这种方式控制零件的机械、热学、光学甚至电学性能。不过这种功能在第一代机器中尚不可用，而且只能制造单一材料零件。第二代惠普打印机可支持多材料和多颜色打印。

总结

MJF和SLS都可以生产具有良好尺寸精度、光滑表面和自由几何形状的功能部件。SLS材料的物理性质和力学行为已有详尽的研究，而MJF尚未获得广泛性的研究。SLS的打印成本稍低，但MJF的交货时间要快出很多。未来两者在材料多样化方面将会并驾齐驱，在各方面相差无几的情况下，买家需要考虑的是更在乎效率还是成本。

然而，SLS技术可以选择EOS、3D System、华曙，MJF却只有惠普！

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原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：惠普多射流熔融技术与激光烧结技术谁优谁劣，该如何选择