Multi Jet Fusion (MJF): wie das Verfahren funktioniert und wofür es sich lohnt

Multi Jet Fusion (MJF) ist ein Pulverbett-Verfahren des 3D-Drucks, das funktionale Kunststoffteile ohne Stützstrukturen und ohne Laser fertigt. Statt ein Bauteil punktweise abzufahren, verschmilzt MJF jede Pulverschicht auf einen Schlag; das macht das Verfahren schnell, sobald viele Teile in einem Bauraum liegen. Dieser Beitrag zeigt, wie Multi Jet Fusion Schritt für Schritt funktioniert, welche Materialien und Eigenschaften Sie erwarten dürfen, wie es sich von SLS, FDM und SLA unterscheidet und für welche Bauteile es sich lohnt.

Was ist Multi Jet Fusion (MJF)?

Multi Jet Fusion (MJF) ist ein pulverbasiertes 3D-Druckverfahren, das der Technologiekonzern HP entwickelt und seit 2016 auf den Markt gebracht hat. Es gehört zur Familie der Pulverbett-Verfahren (englisch Powder Bed Fusion), verzichtet aber auf einen Laser: MJF trägt zwei Flüssigkeiten gezielt auf das Pulverbett auf und verschmilzt jede Schicht mit Infrarotlicht auf ihrer gesamten Fläche.

Für Sie heißt das vor allem eines: Geschwindigkeit bei mehreren Teilen. Weil die Infrarot-Energie immer die komplette Bauebene auf einmal erfasst, dauert eine Schicht gleich lang, egal ob ein Teil oder hundert Teile darauf liegen. Ein voll gepackter Bauraum senkt so den Zeit- und Kostenaufwand pro Bauteil spürbar, was MJF für funktionale Klein- und Mittelserien interessant macht.

Innerhalb der Pulverbett-Verfahren ist MJF eng mit dem selektiven Lasersintern (SLS) verwandt und arbeitet mit denselben Werkstofffamilien. Wie sich die Werkstoffe im Detail unterscheiden, lesen Sie in unserem Beitrag zu den SLS-Materialien. Für den Metall-Zweig der Pulverbett-Verfahren lohnt der Blick auf unsere Erklärung, wie SLM-3D-Druck funktioniert.

Wie funktioniert der MJF-Prozess Schritt für Schritt?

Der MJF-Prozess läuft in wenigen, klar getrennten Schritten ab: Pulver auftragen, mit dem Fusion Agent markieren, die Konturen mit dem Detailing Agent schützen, mit Infrarot verschmelzen und den Vorgang Schicht für Schicht wiederholen. Nach dem Druck folgt das Entpulvern. Das lose Pulver stützt das Bauteil während des gesamten Prozesses, deshalb entfällt jede Stützstruktur.

1. Pulverauftrag und Vorheizen

Ein Beschichter zieht eine dünne, gleichmäßige Pulverschicht über die Bauplattform, typischerweise rund 80 µm stark, je nach Anlage und Material. Das Pulver wird kontrolliert vorgeheizt, damit es beim späteren Verschmelzen überall gleich reagiert. Eine saubere, gleichmäßige Schicht ist die Grundlage für maßhaltige und reproduzierbare Teile.

2. Fusion Agent und Detailing Agent

Ein Druckkopf, der die volle Breite des Bauraums abdeckt, trägt zwei Flüssigkeiten auf. Der Fusion Agent, eine wärmeleitende Flüssigkeit, wird genau dort aufgebracht, wo Material entstehen soll; er sorgt dafür, dass das Pulver an diesen Stellen die Wärme aufnimmt und verschmilzt. Der Detailing Agent, eine wärmehemmende Flüssigkeit, wird entlang der Konturen aufgetragen und hält die Kanten scharf, indem er das Verschmelzen außerhalb der gewünschten Fläche verhindert.

3. Infrarot-Verschmelzung und Wiederholung

Anschließend überfahren Infrarot-Lampen die gesamte Schicht. Wo der Fusion Agent liegt, erhitzt sich das Pulver stark genug, um mit der darunterliegenden Schicht zu verschmelzen; der Rest bleibt lose. Danach senkt sich die Plattform um eine Schichtdicke, der Beschichter trägt frisches Pulver auf, und der Zyklus beginnt von vorn. So wächst das Bauteil schichtweise nach oben.

4. Abkühlen und Entpulvern

Nach dem letzten Layer muss der Pulverkuchen kontrolliert abkühlen, bevor die Teile entnommen werden. Beim Entpulvern wird das lose, ungeschmolzene Pulver abgesaugt oder abgestrahlt und lässt sich zu einem Teil wiederverwenden. Erst danach folgt die eigentliche Nachbearbeitung, zu der wir die Optionen im Beitrag zur 3D-Druck-Nachbearbeitung ausführlich beschreiben.

Abb. 1: Die Prozesskette beim Multi Jet Fusion (Quelle: Braint3d)

Welche Materialien verarbeitet MJF?

MJF verarbeitet vor allem thermoplastische Pulver aus der Polyamid-Familie, allen voran PA12 (Polyamid 12) als Industriestandard. Ergänzt wird die Auswahl um die zähere Variante PA11, flexibles TPU für gummiartige Teile sowie glasgefülltes PA12 GF für höhere Steifigkeit. Die Materialauswahl ist damit fokussierter als beim SLS, folgt aber derselben Logik: ein überschaubares Set bewährter Werkstoffe mit klarem Profil.

Eine Besonderheit betrifft die Farbe. Weil der Fusion Agent auf Kohlenstoff basiert, kommen Standardteile aus PA12 in einem einheitlichen dunklen Grau aus dem Drucker. Sie lassen sich für ein tieferes Finish schwarz einfärben, aber nicht in helle Farbtöne bringen. Wer helle oder eingefärbte Teile braucht, ist beim SLS oft besser aufgehoben.

Material	Charakter	Typischer Einsatz
PA12 (Polyamid 12)	robuster, vielseitiger Allrounder	Gehäuse, Halterungen, Funktionsbauteile
PA11	zäher, schlagzäher, etwas flexibler	stoßbelastete Teile, Clips, Scharniere
TPU	gummiartig, flexibel	Dichtungen, Dämpfer, flexible Verbindungen
PA12 GF (glasgefüllt)	steifer, formstabiler	steife Vorrichtungen und Halterungen

Welche Eigenschaften haben MJF-Bauteile?

MJF-Bauteile sind belastbare Funktionsteile mit weitgehend richtungsunabhängigen mechanischen Eigenschaften und einer feinen, dichten Oberfläche. Weil die gesamte Schicht gleichmäßig durch Infrarot verschmilzt, verhalten sich die Teile in den drei Raumrichtungen ähnlich; das macht sie gut kalkulierbar für den Einsatz als Endprodukt und nicht nur als Anschauungsmuster.

Ein zweiter praktischer Vorteil ist der Wegfall von Stützstrukturen. Das ungeschmolzene Pulver trägt das Bauteil im Bauraum, daher lassen sich komplexe Geometrien, verschachtelte Baugruppen, Gitterstrukturen und bewegliche Teile in einem Stück fertigen, ohne dass hinterher Stützspuren entfernt werden müssen. Die Oberfläche ist ab Werk feinkörnig und weniger porös als bei vergleichbaren SLS-Teilen, was den Nachbearbeitungsaufwand verringert.

„Der große Vorteil im Pulverbett ist, dass das lose Pulver das Bauteil selbst stützt. Dadurch fertigen wir Geometrien, die im FDM ohne aufwändige Stützkonstruktion gar nicht gingen: verschachtelte Baugruppen, Gitter, bewegliche Teile in einem Stück."

– Rajaei Hajiagha Arya, Gründer Braint3d

MJF im Vergleich: FDM, SLA und vor allem SLS

Der wichtigste Vergleich für MJF ist das selektive Lasersintern (SLS), denn beide sind Pulverbett-Verfahren und arbeiten mit denselben Nylon-Werkstoffen. Der entscheidende Unterschied liegt in der Energiequelle: MJF verschmilzt jede Schicht flächig mit Infrarotlicht und zwei Agents, SLS fährt die Kontur punktweise mit einem Laser ab. Daraus ergeben sich Unterschiede bei Geschwindigkeit, Farbe, Oberfläche und Materialbreite.

Kriterium	MJF	SLS
Energiequelle	Infrarot plus Fusion und Detailing Agent	Laser
Verschmelzung	ganze Schicht auf einmal	Kontur wird abgefahren
Tempo bei vollem Bauraum	sehr schnell, unabhängig von der Teilezahl	langsamer, je mehr Teile
Materialauswahl	fokussiert (v. a. PA12, PA11, TPU)	breiter (viele Polyamide, Composites, PP)
Basisfarbe	dunkles Grau, schwarz färbbar	hell bis naturweiß, breiter färbbar
Oberfläche	fein, dicht	etwas rauer, poröser
Große, dickwandige Teile	Formstabilität kann leiden	oft formstabiler

Gegenüber den weit verbreiteten Kunststoffverfahren ordnet sich MJF klar ein. Der FDM-Druck (Fused Deposition Modeling, Filament-Druck) ist die günstigere Wahl für große, einfache Teile in kleiner Stückzahl, zeigt aber sichtbare Schichten und benötigt Stützstrukturen. Der SLA-Druck (Stereolithografie, Resin-Druck) liefert die feinsten Details und die glattesten Oberflächen, wie unser Beitrag zum SLA-Formenbau zeigt, ist bei funktionalen, mechanisch belasteten Serienteilen aber seltener erste Wahl. MJF sitzt dazwischen: funktionale Teile in Serie, robust und schnell.

Abb. 2: Die zentralen Unterschiede zwischen MJF und SLS (Quelle: Braint3d)

Für welche Bauteile und Stückzahlen eignet sich MJF?

MJF eignet sich besonders für funktionale Prototypen und Klein- bis Mittelserien aus Kunststoff, bei denen ein Spritzgusswerkzeug noch zu teuer wäre. Weil ein voller Bauraum den Stückpreis senkt, spielt das Verfahren seine Stärke aus, sobald mehrere Teile oder Varianten gemeinsam gefertigt werden. Bei Braint3d liegt das übliche Fertigungsspektrum bei 1 bis 5.000 Stück, was diesen Serienbereich gut abdeckt.

Typische Anwendungsfälle sind Gehäuse und Abdeckungen für Elektronik, Halterungen und Clips, Steckverbinder, Zahnräder, Vorrichtungen für die Montage sowie flexible Teile wie Dichtungen aus TPU. Für Prototyping-Projekte lohnt der Blick auf unsere Leistung Prototypen aus dem 3D-Drucker, für werkzeuglose Serien auf die Kleinserienfertigung.

Abb. 3: Einordnung nach Stückzahl, von der Einzelfertigung bis zur Großserie (Quelle: Braint3d)

Was kostet MJF und wie läuft ein Projekt ab?

Was ein MJF-Bauteil kostet, lässt sich nicht pauschal beziffern, sondern hängt von wenigen klaren Faktoren ab: Bauteilvolumen, Materialwahl, Nachbearbeitung und vor allem der Auslastung des Bauraums. Weil MJF eine ganze Schicht auf einmal verschmilzt, sinkt der Stückpreis, je besser ein Bauraum mit Teilen gefüllt ist. Deshalb ergibt eine belastbare Einschätzung erst Sinn, wenn Geometrie, Stückzahl und Einsatzzweck bekannt sind.

Bei Braint3d startet jedes Projekt mit einem kostenlosen Dateicheck. Wir prüfen die Datei auf Fertigbarkeit, klären die spätere Belastung und empfehlen dann das passende Verfahren und Material. In unserer Wiener Werkstatt fertigen wir im FDM- und SLA-Verfahren; für Pulverbett-Verfahren wie MJF und SLS beraten wir Sie zur Verfahrenswahl und zur richtigen Auslegung Ihres Bauteils. Eine Übersicht aller Leistungen von 3D-Scan über CAD bis zur Fertigung finden Sie auf der Seite Leistungen.

„Die meisten Projekte entscheiden sich nicht am Drucker, sondern an der Datei und an der Frage, wofür das Teil da ist. Sagen Sie uns die spätere Belastung und die Stückzahl, dann empfehlen wir das Verfahren, das wirklich passt, auch wenn das am Ende nicht MJF ist."

– El-Bahrawy Yousef, Gründer Braint3d

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Häufige Fragen zu Multi Jet Fusion

Fazit: MJF liefert funktionale Serienteile aus Kunststoff

Multi Jet Fusion ist ein schnelles, ausgereiftes Pulverbett-Verfahren für belastbare Kunststoffteile ohne Stützstrukturen. Seine Stärke liegt bei funktionalen Prototypen und Klein- bis Mittelserien, besonders wenn viele Teile in einem Bauraum liegen. Die Kehrseiten sind die dunkle Basisfarbe und der Fokus auf die Polyamid-Familie. Ob am Ende MJF, SLS, FDM oder SLA das Richtige ist, entscheidet immer das konkrete Bauteil: seine Belastung, seine Stückzahl und seine geforderte Oberfläche.

Senden Sie uns Ihre Datei oder Ihre Idee über das Kontaktformular: Erstgespräch und Dateicheck sind kostenlos, und Sie bekommen eine ehrliche Empfehlung zur Verfahrenswahl. Wir fertigen in Wien und liefern in ganz Österreich und nach Deutschland.