Si está averiguando cómo diseñar piezas para MJFProbablemente le importen tres cosas: una calidad fiable y repetible, tolerancias que no le sorprendan tras el postprocesado y costes unitarios que sigan teniendo sentido cuando pase de diez prototipos a unos cuantos miles de piezas de producción. Multi Jet Fusion es indulgente en comparación con muchos procesos, pero recompensa un CAD disciplinado. Esta guía -dirigida a equipos de producto y fabricantes de EE.UU.- expone prácticas prácticas y probadas en el taller que puede aplicar inmediatamente sin ahogarse en jerga.

Repaso rápido a la MJF 

Antes de empezar a cambiar el grosor de las paredes y los filetes, conviene recordar cómo fusiona realmente el polvo la MJF. Los agentes se inyectan donde se desea que el polímero se solidifique, la energía infrarroja se encarga de la fusión y el polvo circundante actúa como soporte incorporado. Esta libertad conlleva responsabilidades: la masa térmica, la evacuación del polvo y el acabado influyen en las dimensiones. Entender esa interacción es lo que convierte unas impresiones pasables en piezas listas para la producción.

¿Cómo diseñar piezas para MJF? Empieza por los objetivos empresariales

Antes de tomar cualquier decisión sobre geometría, alinee a su equipo con las limitaciones de la empresa para que las decisiones de ingeniería que tome sean intencionadas, no reactivas. Este breve ejercicio le evitará sobredimensionar los prototipos o infradimensionar las series de fabricación. Piense en el coste por pieza, el plazo de entrega y las dimensiones que deben mecanizarse posteriormente en lugar de "imprimir y listo".

• Definir las realidades de costes y plazos que debe alcanzar (prototipo vs. piloto vs. producción de bajo volumen).
  
• Capturar los requisitos funcionales como las vías de carga, el sellado, la exposición a los rayos UV y la estética requerida.
  
• Control de calidad y validación de cerraduras por adelantado (escaneado con MMC, calibres go/no-go, taladrado o escariado de orificios, teñido, alisado con vapor).
  

Reglas básicas de geometría en las que puede confiar 

Las cifras por sí solas no garantizan el éxito, pero eliminan los fallos más comunes. Las cifras que figuran a continuación reflejan la práctica ampliamente adoptada en las principales oficinas de servicio de EE.UU. y las directrices de HP. Las desviaciones están bien si las prueba, las documenta y mantiene la misma orientación de impresión en todas las versiones.

• Paredes: mantener muros cortos y no estructurales a ≥0,8 mmpara cerramientos, soportes o piezas portantes, utilice 1,2-2,0 mm.
  
• Detalles en relieve/grabados: altura o profundidad ≥0,4 mm con trazos ≥0,3 mm permanecer legible tras el chorreado o teñido.
  
• Bisagras vivas: en torno a 0,3 mm grueso y orientado en XY, no en Z.
  
• Filetes: añada ≥0,8 mm internos y ≥1,0 mm externa para reducir la concentración de tensiones y el escalonamiento.
  
• Entramados: mantener el tamaño de las celdas ≥1,5 mm para garantizar una fusión homogénea y un desempolvado predecible.

Precisión, contracción y tolerancias realistas

La precisión dimensional depende de la geometría, la orientación, la masa térmica local y el procesamiento posterior. En lugar de prometer una tolerancia general a las partes interesadas, establezca una regla general primaria y especifique excepciones para las características CTQ en el dibujo.

• Utilice ±0,2 mm hasta 100 mm de longitudentonces ±0,2% más allá de eso, como base conservadora para PA12.
• Espere agujeros para imprimir ligeramente subdimensionados; licencia +0,1 a +0,2 mm para escariar o taladrar.
• Modelo dietas de montaje dondequiera que usted planee granallar, teñir, alisar con vapor, o trabajar a máquina.
• Visite espesores de pared uniformes para evitar la acumulación de calor y alabeo que deriva su pila de tolerancia.
  

Ahuecamiento, escape de polvo y equilibrio térmico

Los grandes bloques macizos son la vía más rápida para obtener piezas deformadas y elevados costes de material. El vaciado no sólo ahorra polvo, sino que también iguala el comportamiento térmico, lo que mantiene las tolerancias bajo control. Planifique las vías de evacuación como un sistema de fluidos, no como una ocurrencia tardía.

• Regiones huecas y gruesas y añada al menos dos orificios de evacuación ≥6 mm en caras opuestas para enrasar el polvo.
• Colocar orificios de escape alto y bajo utilizar la gravedad y el aire comprimido durante el desempolvado.
• Visite canales internos ≥2 mm ancho para que el polvo no se apelmace y atrape el calor.
• Mantener espesor de pared uniforme en cáscaras huecas, y evitar las transiciones largas y desiguales que crean gradientes térmicos.

Optimización de la resistencia y la rigidez (costillas, conchas, celosías)

El uso correcto de costillas, conchas y celosías permite reducir la masa sin comprometer la durabilidad. Trate las costillas como elementos estructurales que necesitan filetes y grosor, no como finas aletas cosméticas. En el caso de las celosías, hay que dar prioridad a la fabricabilidad y a la eliminación del polvo frente a patrones de celdas exóticos que quedan bien en los renders y fallan en la producción.

• Costillas debe ser 60-80% de la pared apoyan y fileteados en la raíz (≥0,5 mm) para evitar la iniciación de grietas.
• Concha + celosía estrategias funcionan bien: a Cáscara de 1-1,5 mm sobre un 15-25% giroide/diamante núcleo es un patrón común y robusto.
• Insertos para insertos necesita más carne: siga las recomendaciones del proveedor de insertos termofraguados sobre el grosor de las paredes y el pilotaje para evitar grietas.

Diseño de conjuntos y piezas móviles

Imprimir conjuntos de una sola vez es tentador, pero las uniones fundidas son caras de reimprimir. Cuando lo haga, dé a cada superficie de contacto aire suficiente para sobrevivir al ciclo térmico y al proceso de ruptura. Valide un único conjunto de muestra antes de comprometerse con volúmenes de producción.

• Deja 0,25 mm de holgura por lado entre las superficies en movimiento para evitar la fusión.
• Oriente las piezas para minimizar las caras cercanas largas y paralelas que pueden sinterizarse entre sí.
• Para ajustes a presión, modelo +0,15 mm de holgura por lado y confirmar la rigidez con impresiones reales, no sólo con AEF.
  

Acabado superficial y tratamiento posterior

Las piezas MJF salen de la máquina con un acabado gris mate y un Ra típico en torno a 6-8 µm. Cada paso de acabado altera ligeramente la geometría, por lo que es importante establecer los márgenes y las tolerancias en función de lo que se vaya a aplicar realmente, no de lo que se desee omitir.

• Granallado textura uniforme, pero puede eliminar algunas centésimas de milímetro-presupuesto para ello en ajustes apretados.
  
• Teñido (a menudo negro) penetra aproximadamente un cuarto de milímetro, así que no confíe en él para enmascarar holguras sueltas; diséñelas.
  
• Alisado de vapor mejora la integridad de la superficie y la estanqueidad; añadir 0,05-0,15 mm holgura adicional en las interfaces críticas.
  
• Mecanizado secundario (taladrar, escariar, roscar, refrentar) suele ser la forma más barata de garantizar las dimensiones CTQ.
  

Garantía de calidad y documentación para la repetibilidad

La producción repetible de MJF depende de que se documente algo más que las dimensiones nominales. Registre cómo ha anidado, orientado y acabado cada pieza y, a continuación, guárdelo en sus dibujos, desplazamientos o archivos MSA. Cuanto más regulada sea la aplicación, más importancia tendrá esto.

• Orientación de la formación por congelación y densidad de empaquetamiento para las tiradas de producción; guarde capturas de pantalla anotadas en su paquete de lanzamiento.
  
• Lista de dimensiones y calibres CTQ (MMC, escáneres de luz estructurada o go/no-go) para evitar inspecciones ambiguas.
  
• Seguimiento de los números de lote de los materiales y de las recetas de postprocesamiento cuando se trate de cumplimiento normativo o médico.
  
• Registrar los parámetros de recocido o alisado (tiempo, temperatura, química) para garantizar la coherencia entre lotes.

Errores comunes en el diseño de MJF y soluciones rápidas

Los equipos suelen repetir los mismos errores evitables: masas sólidas gruesas que se deforman, esquinas interiores afiladísimas que se agrietan, orificios de tamaño insuficiente que nunca se escarian y ensamblajes con holguras cercanas a cero que se funden en costosos pisapapeles. Para solucionarlos, hay que establecer reglas sencillas y codificadas en la lista de comprobación de CAD.

• No modele ladrillos macizos-ahuecar las zonas gruesas, añadir rejillas de ventilación y mantener las paredes uniformes.
  
• Filetear cada esquina interior que ve la carga o la concentración de calor.
  
• Asumir que los agujeros se imprimen apretados y planear escariar o taladrar.
  
• Dar un respiro a las piezas móviles-Trate 0,25 mm por lado como punto de partida por defecto.
  
• Normalizar espesores de pared y utilizar costillas para la rigidez, no picos de espesor al azar.
  

Selección de materiales para MJF 

La PA12 es el material por defecto, pero no es la única opción. Las decisiones sobre el material influyen en la resistencia, la ductilidad, la resistencia química, el color e incluso el acabado superficial. Seleccione intencionadamente y adapte sus reglas de diseño (grosor de pared, holguras, postprocesado) al polímero elegido.

• PA12: resistencia, rigidez y precisión equilibradas; ideal para la producción general.
  
• PA11: mayor tenacidad y resistencia al impacto; buena para encajes a presión y bisagras vivas.
  
• Nylons rellenos de vidrio o mineralesmayor rigidez y resistencia a la temperatura, pero más frágil: añada radios generosos.
  
• A prueba de ESD gradospara carcasas electrónicas; confirme los rangos de resistividad superficial con su proveedor y pruebe las piezas, no sólo los cupones.

Lista de comprobación DFM antes de cargar el CAD 

Una lista de comprobación breve y de obligado cumplimiento evita 90% de reimpresiones. Ejecútela internamente antes de enviar los archivos a su oficina y pida a su proveedor que la confirme por su parte. Este es el control de calidad más barato que jamás hayas implementado.

• ¿Son todas las paredes ≥0,8 mm¿con muros de carga o altos a 1,2-2,0 mm?
• Ahuecó regiones gruesas y añadir agujeros de escape de ≥6 mm en las caras opuestas?
• ¿Ha asignado +0,1-0,2 mm para agujeros que necesiten tolerancias estrictas tras la impresión?
• ¿Están las partes móviles espaciadas ≥0,25 mm por lado?¿se dan los ajustes a presión +0,15 mm?
• ¿Ha documentado la orientación, la densidad de empaquetado y los pasos posteriores al tratamiento? necesarios para la producción?
  

Conclusión

Los mejores resultados se obtienen diseñando teniendo en cuenta la física del proceso: calor, flujo de polvo y acabado. Equilibre sus paredes, cree rutas de escape de polvo reales, presupueste el mecanizado donde ahorre dolores de cabeza y documente la orientación para que todos los lotes se comporten igual. Si lo hace, controlará la calidad, reducirá drásticamente las repeticiones y mantendrá predecibles los costes unitarios al pasar del prototipo a la producción en EE.UU. Si desea un paso rápido de DFM o un segundo par de ojos en su próxima construcción, Molde Elite está preparado para revisar su CAD y sugerirle la forma más económica de avanzar.

Preguntas frecuentes

¿Existe un único grosor mínimo de pared en el que pueda confiar siempre?

0,8 mm es un mínimo seguro ampliamente utilizado para muros cortos no estructurales. Si el elemento es alto, portante o recibe calor, aumente a 1,2-2,0 mm.

¿Se pueden imprimir directamente los hilos?

Sí, para tamaños más grandes (M6 y superiores), pero por durabilidad y repetibilidad, la mayoría de los equipos imprimen un orificio piloto y utilizan insertos termofijados o post-roscado.

¿Qué precisión tendrán las caras planas de sellado al salir de la máquina?

Planifique ±0,2 mm y utilice el alisado de vapor o el mecanizado si necesita un sellado hermético.

¿Cambiará el alisado de vapor mis dimensiones?

Ligeramente. Añada 0,05-0,15 mm de holgura a las interfaces en las que la precisión es importante.