Alla som kommer i kontakt med additiv tillverkning kommer också i kontakt med flera förkortningar på tre bokstäver. De mest kända är FFF / FDM eftersom dessa teknologier har blivit så prisvärda att det finns en enorm konsumentmarknad åtminstone för FFF 3D-skrivare. Dock är ett stort problem med dessa att utskrifterna lätt går sönder, du bara kan skriva ut en del i taget och objekten behöver stödstruktur som kan ta tid och vara jobbiga att ta bort. Alla dessa problem löses med pulverbäddsskrivare eller Powder Bed Fusion (PBF) 3D-skrivare. Nackdelen är att du hamnar i en helt annan prisklass. 

Inom PBF för polymerer finns det tre olika teknologier – SLS, MJF och SAF. De är alla användbara för exempelvis funktionella prototyper eller inom hälsosektorn för att printa ortoser. Så vad är för- och nackdelarna med var och en? Vi börjar kolla på vad de har gemensamt. 

Vad har SLS, MJF & SAF gemensamt?

Alla tre är varianter av Powder Bed Fusion (PBF). Detta betyder att de kan printa flera delar på en gång i samma byggkammare, vilken har en förvärmd byggplattform som sakta sänks ner och fylls på med plastpulver, lager för lager. Hela byggkammaren är förvärmd till en temperatur som är precis under sintringstemperaturen. 

Objekten skrivs ut lager för lager, och värmen fördelas endast där objektet ska skapas i det aktuella lagret. Resultatet blir ett printat objekt som är starkt i alla dimensioner, till skillnad från FFF/FDM som bara är starka i X- och Y-led men svagt mellan lagren, det vill säga i Z-led. Det pulver som inte sintrats skapar en struktur runt om objektet som fungerar som support vilket betyder att ingen stödstruktur behöver printas. 

När printjobbet är klart behöver det kylas ner långsamt för att de printade objekten inte ska slå sig, krympa eller bli skeva på annat sätt. När byggvolymen har svalnat, kan man ta bort det osintrade pulvret och rengöra utskrifterna från pulver. Det osintrade pulvret kan nu samlas ihop, filtreras, mixas med nytt pulver och sedan återanvändas. 

Alla tre teknologier kan skapa funktionella prototyper, vilket är en fördel för företag som vill påskynda sin R&D och utvecklingsprocesser. Alla tre teknologierna kan användas för att printa små till medelstora serier av geometriska komplexa komponenter, delar eller produkter. 

Nu går vi in på skillnaderna mellan de olika teknologierna. 

SLS 3D-printing

Processmodell för SLS

1988 var det första patentet någonsin som lämnades in inom det som idag kallas Powder Bed Fusion. Patentet gällde teknologin som kallas Selective Laser Sintering (SLS). Patentet har idag gått ut, och därför finns det flera företag som använder denna teknik och det finns ett brett utbud av SLS 3D-skrivare att välja mellan, alla prisvärda. (Inte billigt, men valuta för pengarna).

SLS 3D-skrivartekniken bygger på en teknik där laser värmer upp pulver exakt där objektet ska byggas. Till skillnad från de andra teknikerna, så sintrar SLS 3D-skrivare pulvret på en enda punkt åt gången. Detta gör det enklare att få exakt kontroll på temperaturen. Detta innebär också att det inte finns något behov av sprutning av smält- eller detaljeringsmedel, vilket eliminerar behovet av bläckstrålehuvuden. Driftskostnaden blir därför alltid lägre.

Genom att variera hastigheten och energinivån för laserstrålen kan de optimala parametrarna för olika typer av pulver ställas in. Detta gör det relativt enkelt att lägga till ytterligare pulver till utbudet.

Olika tillverkare av SLS 3D-skrivare har valt ut olika typer av lasrar. En skrivare som jobbar med en smal laserstråle kommer att kunna skriva ut finare detaljer, men kommer också ta längre tid att avsluta ett printjobb.

Lasrar kan arbeta vid olika våglängder. Vissa SLS 3D-skrivare är baserade på lasrar som arbetar i det synliga spektrumet (Formlabs, Sintratec, Sinterit med flera). Andra har lasrar som fungerar på andra våglängder (Wematter och andra). Fördelen med att välja en laser som printar på en ”osynlig” våglängd är att 3D-skrivaren mycket lättare kan hantera pulver av olika färger, typer och egenskaper.

MJF 3D-printing

Processmodell för MJF

Multi Jet Fusion (MJF) är varumärkesskyddat av HP. Det är tekniskt sett en pulverbäddsteknik, även om den har likheter med bindemedelssprutning. MJF introducerades på marknaden av HP 2016. Tekniken har fått sitt namn från de många bläckstrålehuvuden som utför utskriftsprocessen.

Till skillnad från SLS kräver MJF ett bläckstrålehuvud för att köra över pulvret och avsätta både en fusions- och detaljeringsmedel på det. Fusionsmedlet är mycket mörkt (svart), och detaljeringsmedlet är vanligtvis någon form av kylvätska. Därefter rör sig ett infrarött värmeelement över utskriften. Det mörkfärgade pulvret kommer att absorbera energi snabbare än det vita pulvret (även kylt av detaljeringsmedlet), och smälter därigenom, tillsammans med det underliggande lagret av pulver varhelst fusionsmedlet tillsattes. Pulvret i områdena med detaljeringsmedlet förblir osmält.

För att fusionsmedlet ska ha någon effekt måste energin från värmeelementen ha en våglängd som gör att den mörkare färgen kan absorbera mer energi. MJF använder sig inte av laser utan snarare med värmeelement. Därför printar alla MJF 3D-skrivare med våglängder i eller nära det synliga spektrumet.

SAF 3D-printing

Processmodell för SAF

Selective Absorption Fusion (SAF) är den senaste förkortningen inom pulverbäddsteknik. Tekniken har utvecklats av det danska företaget Xaar under åren 2017-2021 och används än så länge bara i deras egna 3D-skrivaren; H350. Stratasys köpte Xaar i oktober 2021 och numera  ägs SAFs varumärke av Stratasys.

SAF är i princip väldigt lik den mer kända MJF-tekniken. Den största skillnaden är att den bara använder smältmedlet, inte något detaljeringsmedel.

För- och nackdelar med SLS, MJF och SAF

Utvecklingen inom additiv tillverkning går snabbt. I guiden nedan har vi listat de skillnader som du bör vara medveten om när du letar efter en 3D-skrivare inom pulverbäddskategorin.

Observera att den här artikeln är skriven så objektivt som möjligt. Syftet är inte att få dig att välja den ena tekniken framför den andra, utan att vägleda dig så korrekt som möjligt. Vår erfarenhet är att detta sparar tid för alla inblandade, inklusive vår egen säljkår.

Det bör noteras att Wematters 3D-skrivare Gravity är baserad på SLS-tekniken. För att lära dig mer om skillnaderna mellan dessa tre teknologier, ladda ner vår guide via länken nedan!