A comparative analysis of surface and mechanical properties in MJF 3D printed parts: impact of diverse post-processing approaches

Abstract

Esta tesis tiene como objetivo analizar las propiedades superficiales y mecánicas de piezas impresas en 3D después de diversas técnicas de post-procesamiento. Inicialmente, se revisan técnicas avanzadas de fabricación aditiva y sus aplicaciones en materiales poliméricos para establecer una base teórica. La investigación luego se centra en los detalles de los polímeros HP Multi Jet Fusion (MJF) y su caracterización. Se diseñaron y fabricaron especímenes de prueba según normas establecidas. El estudio se divide en dos partes principales: el ensayo de flexión de cuatro puntos, que mide características mecánicas, y la evaluación de parámetros de rugosidad superficial. Los resultados muestran correlaciones significativas entre las técnicas de post-procesamiento y tanto la calidad superficial como las propiedades mecánicas de las piezas impresas en 3D por MJF. Esta investigación destaca el papel crítico del post-procesamiento en la optimización del rendimiento de las piezas impresas en 3D por MJF. Los hallazgos ofrecen ideas valiosas para las industrias que buscan aprovechar la tecnología MJF para aplicaciones de alto rendimiento, proporcionando una base para seleccionar métodos de post-procesamiento adecuados para lograr resultados deseados tanto en calidad superficial como en robustez mecánica.

This thesis aims to analyze the surface and mechanical properties of 3D printed parts after various post-processing techniques. Initially, advanced additive manufacturing techniques and their applications to polymer materials are reviewed to establish a theoretical foundation. The research then focuses on the specifics of HP Multi Jet Fusion (MJF) polymers and their characterization. Test specimens were designed and fabricated according to established standards. The study is divided into two main parts: the four-point bending test, which measures mechanical characteristics, and the evaluation of surface roughness parameters. The results show significant correlations between post-processing techniques and both surface quality and mechanical properties of MJF 3D printed parts. This research highlights the critical role of post-processing in optimizing the performance of MJF 3D printed parts. The findings offer valuable insights for industries seeking to leverage MJF technology for high-performance applications, providing a basis for selecting appropriate post-processing methods to achieve desired outcomes in both surface quality and mechanical robustness.

Aquesta tesi té com a objectiu analitzar les propietats superficials i mecàniques de les peces impreses en 3D després de l’aplicació de diverses tècniques de post-processament. En primer lloc, es revisen tècniques avançades de fabricació additiva i les seves aplicacions en materials polimèrics per establir una base teòrica sòlida. A continuació, la investigació se centra en els polímers de HP Multi Jet Fusion (MJF) i la seva caracterització específica. Es van dissenyar i fabricar espècimens de prova segons els estàndards establerts. L’estudi es divideix en dues parts principals: la prova de flexió en quatre punts, que mesura les característiques mecàniques, i l’avaluació dels paràmetres de rugositat superficial. Els resultats mostren correlacions significatives entre les tècniques de post-processament i la qualitat superficial, així com les propietats mecàniques de les peces impreses en 3D mitjançant MJF. Aquesta investigació ressalta el paper crucial del post-processament en l’optimització del rendiment de les peces impreses en 3D amb MJF. Les troballes proporcionen perspectives valuoses per a les indústries que busquen aprofitar la tecnologia MJF per a aplicacions d’alt rendiment, oferint una base per a la selecció de mètodes de post-processament adequats per aconseguir els resultats desitjats en termes de qualitat superficial i robustesa mecànica.