增材制造

多射流熔融 MJF 3D 打印指南

MJF 一次成型即可制造功能性尼龙零件，无需支撑结构，也无需模具。本指南说明其成型机理、材料特性，以及决定该工艺或 CNC 是否适合你零件的设计限制。

PA12 / PA11 / TPU±0.3 mm 或 ±0.3%无需支撑结构48 小时交期

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机理

该工艺在粉床中进行。铺粉刮刀在成型床上铺一层薄尼龙粉，通常厚 0.08 mm。随后喷墨阵列在截面区域打印熔融剂，在轮廓周边打印细化剂。红外灯扫过粉床。

熔融剂所在处，粉末吸收红外能量并熔化。细化剂所在处，粉末保持低温、抑制熔化，从而保持边缘锐利。成型床下降一个层厚，新粉铺上，循环重复。不打印支撑结构。

未烧结的粉末起支撑作用。带悬空凸台或内部通道的零件由周围粉饼固定。因此 MJF 可以垂直嵌套零件，成型体积的填充密度远高于熔融沉积建模。

成型结束后，粉饼在机器内冷却。操作员取出零件、喷砂并回收散粉。约 80–90% 的粉末经筛分后重复使用，这也是该工艺适合批量生产的原因之一。

材料

PA12 是主力材料。它是半结晶尼龙，吸湿率低，零件在潮湿车间也能保持尺寸。拉伸强度约 48 MPa，断裂伸长率约 15%，可承受反复冲击而不开裂。这些数值在 XY 平面内各向同性，沿 Z 向略低。

PA11 为生物基材料，韧性更高。断裂伸长率更高，常超过 30%，适合活动铰链、卡扣和需反复弯折数千次的卡夹。成本更高，备货也不如 PA12 广泛。

玻璃微珠填充 PA12 提高刚度和热变形温度。适用于在温热机罩下或电机附近必须保持形状的支架。代价是脆性：玻纤填充件会断裂，而纯 PA12 件会弯曲。

TPU 牌号覆盖软质端。它们使用相同的助剂化学体系打印，但手感似橡胶，适合握把、垫片和减振垫。邵氏硬度取决于牌号，应指定所需数值，而不是只说“软”。

设计规则

壁厚是首先要确认的。0.8 mm 壁厚可以打印，但会发软，冷却时可能翘曲。1.0–1.5 mm 壁厚可得到刚性、可预测的零件。低于 0.6 mm 可能完全无法成型。

凸起加强筋或槽的最小特征尺寸约为 0.4 mm。刻在表面的小字，字符高度至少 1.5 mm，喷砂后仍可辨认，因为喷砂会磨圆顶边。

孔会打印偏小。标称 Ø6 mm 的孔常接近 Ø5.7 mm。若需 M6 螺栓的间隙配合，孔设计为 Ø6.3 mm；若需精确内孔，打印后钻孔铰孔。

大平板会翘曲。200 mm × 200 mm 板冷却时会弓起。加加强筋或略作拱形可控制变形。若零件必须保持平整，在配合面安排二次机加工。

精度

在摆放合理的零件上，MJF 公差约为 ±0.3 mm，或尺寸的 ±0.3%，取较大者。对 300 mm 零件，公差带扩大到约 ±0.9 mm。成型腔本身也带来偏差：靠近床边缘的零件冷却情况与中心零件略有不同。

成型表面有颗粒感，约 Ra 10–15 μm。喷砂可降至 Ra 6–10 μm，并去除松散粉末表皮。对多数支架和壳体足够，但无法满足密封面或轴承内孔。

对紧公差特征，打印时留余量再机加工。在关键面留 0.5–1.0 mm 余量，三轴铣可加工到 ±0.005 mm 和 Ra 0.8–1.6 μm。几何复杂且紧公差特征少时，混合工艺比全 CNC 零件成本更低。

染色改变颜色，不改变尺寸。染浴会增加薄表面层，若压配合已处于公差下限，染色后需复检配合。

经济性

MJF 没有模具成本。因此从单件到几百件，它都是更便宜的路线。一次构建会装满许多零件，构建越满，单件成本越低。单件生产会占用大量未使用的粉末体积。

需要金属、镜面效果或公差低于 ±0.05 mm 时，CNC 更合适。当零件形状简单、铣床一次装夹就能加工时，CNC 也更合适，因为无需处理粉末或后处理。

超过几千件、模具成本摊销后，注塑更合适。大约 100 到 2,000 件之间，MJF 的总成本通常优于注塑，尤其是设计仍可能变更时。

这个决定不是永久的。许多项目先用 MJF 打印零件做功能测试，设计冻结后再开模。同一份 CAD 文件可用于两条路线。

决策表

根据数量、公差和材料选择路线。