Material Jetting (MJ) bygger på likande principer som normala pappersskrivare där varje lager kan liknas till bläcket på pappret. Inom detta system tillämpas ett stort antal munstycken som med hög hastighet besprutar byggytan med flytande byggmaterial.[7] Direkt efter behandlas ytan med UV-ljus som omedelbart orsakar att ytan härdar.[30] Detta kräver att de materialen som tillämpas reagerar via UV-ljus och därför används, likt fotopolymerisering, fotopolymerer och liknande material. Detta resulterar i liknande egenskaper i strukturen. Detta system medför även att hela processen tar betydligt kortare tid jämfört med exempelvis SLA. Detta möjliggörs via att mekanismen som skapar UV-ljuset ansluts till samma struktur som belägger materialet.[31]
En unik aspekt för detta system uppkommer på grund av den höga hastigheten av materialet i samband med att det reagerar via UV-ljus eller stelnar snabbt efter kontakt vid arbetsytan. Denna kombination resulterar i att systemet inte tillämpar värme i något steg av processen.[11] Detta medför att de termiska bieffekterna som framkommer i andra system, interna spänningar eller deformation vid avkylning, inte förekommer i produkter skapade via MJ.
Ett delsystem inom MJ är Drop-on Demand eller DoD. Inom detta system används två
munstycken, ett för grundmaterialet oftast vax, och ett för stödmaterialet. Denna teknik är mer lik ME och belägger lagren punktvis. När lagret är klart skärs ytan plan via ett blad för att säkerställa en slät yta. Detta system används huvudsakligen till att skapa engångsvax former för gjutning.[7] Då detta system är ett av de få delsystemen inom MJ är det rimligt att nämna men följande utredning riktas mot det primära systemet för bättre tydliggöra den framtida potentialen.
Följande bild är ett exempel på ett Polyjet Printing (PP) System. Denna tillämpar 1) skrivarhuvud som kan växla mellan 2) Smält termoplast och 3) Vax som stödmaterial.
2.6.1 Material och Struktur
Då detta system också tillämpar fotopolymerer eller andra lättstelnande likvida material gäller liknande materialegenskaper som för fotopolymerisering och de begränsningarna i material och kompositmaterial som medförs. Därför presenteras samma materialegenskaper i kapitel 2.4 stycke 1 och 2. Stycke 3 är ej relevant för MJ då stora skillnader finns i potentialen för kompositstrukturer. Samtidigt är det möjligt att tillämpa lättsmälta och snabbstelnande termoplaster och resulterar i liknande strukturer.
Återigen är liknelsen till bläckskrivaren lämplig. Likt hur bläckskrivaren byter färg efter behov kan mer avancerade MJ system via dess många munstycket byta material och skapa
kompositstrukturer. Som benämnt tidigare finns det en hög variation i polymerers egenskaper allt från genomskinliga och hårda men även mjuka och töjbara. Samtidigt är det även möjligt att blanda två olika fotopolymerer för att få helt unika egenskaper i olika delar av produkten.[33]
Denna potential för kompositstruktur ökar möjligheterna för fotopolymererstrukturer betydligt mer än SLA som är begränsad till ett material i taget.
2.6.2 Formbarhet
Då detta system likt pappersskrivaren belägger lager för lager utan något stöd i omgivningen måste stödstrukturer tillämpas för att skapa mer komplexa former. Dessa stödstrukturer kan dock skapas på ett helt annat sätt jämfört med tidigare utredda metoder. Då MJ lätt kan byta mellan olika material under drift kan stödstrukturen byggas via ett helt unikt material obundet till grunddetaljen. Med detta kan stödstrukturen ha egenskaper ej funna i grunddetaljen, exempel på detta är vattenlöslighet som betydligt förenklar efterbehandlingsprocessen där ett möjligt
material är SbQ-PVA.[34] Denna separation av förmågor mellan grund och stödmaterial medför även att ytan efter stödstrukturers avlägsnad är noterbart slät och eventuella tecken på
stödstrukturer är få.
Då detta system kombinerar höghastighets sprutning och omedelbar härdning är systemet snabbare än mänga andra system. Detta medför att det är lämpligt för snabb framtagning av prototyper.
2.6.3 Lagertjocklek och Precision
Som benämnt tidigare är systemet ej beroende av hetta och kan därför i flera synpunkter betraktas som en av de mest exakta former av additiv tillverkning.[11] Kombinationen av likvitt material och små munstycken medför hög kontroll av materialet med en låg nivå av restmaterial.
Dessa faktorer medför en minsta lagertjocklek på 13 µ𝑚 med en minsta möjlig detaljstorlek på 0,1 𝑚𝑚 med toleranser ±25 µ𝑚.[35]
2.6.4 Felrisk och vidare bearbetning
Via den höga detaljnivån i kombination med små lager och lättborttagbara stödstrukturer är produkter skapta via MJ naturligt släta. Detta innebär att minimalt arbete behöver ägnas åt att slipa ytan. Däremot via komplexiteten av systemet är det begränsat till mindre strukturer men
Trots den höga detaljnivån som uppkommer utifrån temperatursoberoende bearbetning kan andra problem uppstå. En av dessa är att produkter skapade via MJ har noterbart sämre mekaniska egenskaper jämfört med andra metoder.[36] Karaktäristiskt är delarna betydligt mer spröda.[33]
Denna sprödhet uppstår via att strukturen byggs upp med lager som stelnar på ytan till
föregående lager utan hög temperatur. Detta resulterar i att sammansättningskraften blir betydligt svagare då lagren inte bind lika effektivt utan värme. Den styrka som finns uppstår bara på grund av den tunna lagertjockleken. Därför är det viktigt att arbetsmunstyckena hålls rena och byts när de slits. Denna sprödhet medför att maskinkomponenter ej är lämpat för MJ. Dock är tekniken fortfarande relevant inom maskinindustrier då prototypdelar snabbt kan tas fram för att sedan framställa en fungerade komponent via alternativa metoder.
Likt fotopolymerisering är även arbetsmaterialet och produkten känslig för ljus. Detta medför att efter tillverkning måste hela produkten behandlas med ett UV-ljus för att minimera risken att icke-reagerat material kvarstår och för att öka livslängden hos produkten.[37] Även med denna efterbehandling är materialet fortfarande känsligt för ljus och kommer ändra egenskaper efter en viss tid. Därför är det även lämpligt att skydda produkter via att lacka ytan om den ska användas i en miljö med mycket ljus.
2.6.5 Förslag på produkt eller yrke
Produkter som skaps med MJ bör ta i åtanke systemets kapacitet till varierande materialstruktur.
Dessutom måste sprödheten samt ljuseffekten betraktas och vägas. Därför är en ny produkt som möjliggörs av MJ individanpassade skor och sulor.
Det är mycket som går in i att välja skor. Storlek, form, inre och yttre mjukhet. Alla dessa är relevanta och många skador samt långvariga problem kan uppstå om ej rätt sula eller sko väljs.[38] Däremot är det inte alltid lätt att känna om en sko är rätt vid inköp. Det krävs många timmars användning innan det kan säkerställas. Detta i samband med att de flesta skor är skapta utifrån en standarsdesign resulterar i att många blir missnöjda.
Via MJ är det möjligt att skapa skor helt anpassade till individens behov. Inte bara med en design utan en anpassad struktur som betraktar små skillnader i kundens fötter. Via 3D-skanning kan köparens fötter skannas in för att få en grundmodell. Nästa steg kräver mer medicinsk kunskap där köparen, med hjälp av en podiatrist kunnig inom 3D-modellering, kan bestämma i vilket sammanhang skorna ska användas, såsom vardagsskor eller vandring i extrema miljöer. Utifrån köparens krav skapas sedan kärnan av skorna. Sulan exempelvis tillämpar MJs kapacitet att använda flera material samtidigt och kan då använda en fotopolymer med mer elastiska egenskaper men via blandning av fotopolymerer variera sulans stötdämpande förmåga efter behov.
Resten av skornas kärna kan sedan skapas via ett mer solitt material för att sedan täckas över med både lack men även ett yttre separat material som tyg eller läder i syftet att både sydda fotopolymeren från ljus men även för att se stiligare ut.
Denna nya produkt betraktar styrkorna inom MJ via att material med olika förmågor kan