光固化復合材料3D打印廠商Fortify研發(fā)Flux Developer軟件，提升零件性能

2022年3約29日，南極熊獲悉，總部位于波士頓的Fortify3D打印公司開創(chuàng)了一種磁性DLP 3D打印工藝，可以生產(chǎn)高質(zhì)量的復合材料部件。該專利工藝被稱為數(shù)字復合制造。同時它們新開發(fā)的Flux Developer測試及檢測軟件，可為用戶提供工具、實驗和工作流程來開發(fā)高級填充樹脂，并可對其進行各種檢測。
借助Flux Developer軟件，F(xiàn)ortify使它的客戶能夠通過Flux系列3D打印機使用新型高性能材料，例如Radix TM低損耗介電光聚合物、高純度氧化鋁、低收縮硅酸鋁和ESD高溫樹脂等。

△Fortify開發(fā)的ESD-HT樹脂。圖片來自3dprintingmedia

Fortify的數(shù)字復合材料制造 (DCM)
在我們深入了解Flux Developer軟件之前，必須先了解Fortify的3D打印技術與與市場上其他基于樹脂的工藝的區(qū)別。簡而言之，數(shù)字復合材料制造 (DCM) 是一種3D打印工藝，它將數(shù)字光處理 (DLP) 與磁性相結(jié)合，以創(chuàng)建具有優(yōu)化材料性能的復合材料零件。更具體地說，該技術使用磁性材料來排列樹脂基質(zhì)中的增強纖維（功能性添加劑），以增強原始光聚合物的材料性能。

DCM工藝使用兩項關鍵技術：Continuous Kinetic Mixing TM (CKM) 和 Fluxprint TM。前者由Fortify 3D打印系統(tǒng)中的硬件持續(xù)加熱樹脂并將其與功能性添加劑混合，確保打印容器中的材料具有均勻分布和纖維懸浮。換言之，CKM可防止任何沉淀并確保整個零件的填料均勻性。CKM允許打印粘度比傳統(tǒng)光敏聚合物高100倍的材料。后者使用Fluxprint技術將磁場應用于打印的每一層，以將纖維對齊在特定方向。然后使用紫外線選擇性地固化該層，從而將暴露的纖維鎖定在適當?shù)奈恢?。用戶甚至可以控制每個纖維層的纖維取向。

通過DCM技術Fortify成功將Flux系列3D打印機推向了市場，該系列包括三種型號：Flux Core、Flux One 和 Flux 3D。所有三個型號都具有相同的構(gòu)建體積和分辨率，它們的不同之處在于對Fluxprint技術的應用。Flux Core作為基礎的型號，沒有集成光纖對準功能；Flux One能夠為各向同性材料特性實現(xiàn)z向?qū)R；Flux 3D可以實現(xiàn)全光纖對齊控制。但好在這三個型號都基于一個開放的材料平臺，這意味著用戶可以自由開發(fā)新材料以解鎖新的屬性和應用。使用Flux Developer進行高級材料開發(fā)

在為3D打印工藝開發(fā)新材料時，最大的挑戰(zhàn)并不是材料創(chuàng)造本身。相反，如何找到正確的打印設置和參數(shù)，使材料符合現(xiàn)有的硬件和軟件，如何實現(xiàn)最佳的材料性能。

△Flux Developer軟件用于材料開發(fā)和鑒定。圖片來自3dprintingmedia

使用Flux Developer進行高級材料開發(fā)
該軟件是Fortify 3D目前的核心技術之一。有了它，本質(zhì)上它已經(jīng)現(xiàn)實了對自己內(nèi)部材料進行快速認證和開發(fā)的作用，為自己的材料研發(fā)和使用基于dlp的技術突破新的技術水平奠定了基礎。
Fortify表示，目前該軟件可為工程師提供了超過30個打印參數(shù)，它們可用于輕型發(fā)動機、CKM工藝和Fluxprint技術支持。同時Flux Developer的工作流程相當直觀，用戶可以從材料配方或特定材料的屬性為目標。其核心功能分為四個方面：1、Flux Portal，一個基于瀏覽器的應用程序，用于創(chuàng)建和共享材料配置；2、Flux Host，可以進行機上實驗，包括光動力學分析，建立平板附著力，沉降速率分析和流變學測試；3、Compass, 構(gòu)建準備軟件；以及4、Off-Machine Experiments，來自該軟件自身的參考建議，及未來不斷升級的新功能。

△Fortify的數(shù)字復合材料制造工藝可以生產(chǎn)填充光樹脂部件。圖片來自3dprintingmedia

Fortify還開發(fā)了自動化DOE（實驗設計）工具來了解構(gòu)建板粘附和固化等設置。例如，用戶可以使用實驗來評估纖維填充材料在特定設置下的固化深度和散射行為。在這個實驗中，3D打印機使用不同的紫外線能量強度和劑量組合打印24個樣本，以找到最佳組合。

完成這些實驗后，用戶將進入Flux Portal，在那里他們可以創(chuàng)建材料配置文件并指定參數(shù)。用戶可以設置許多不同的參數(shù)，包括紫外線照射強度和劑量，插入速度和加速度，剝離高度、速度和加速度，和擦拭頻率和速度。所有這些元素都將影響材料的反應方式和最終性能。

除了存儲材料配置文件外，F(xiàn)lux Portal還向用戶提供數(shù)據(jù)分析，例如過去的配置和所做的更改，以及所有機器上實驗的打印狀態(tài)、歷史記錄和分析。這些數(shù)據(jù)是必不可少的，它使用戶能夠輕松跟蹤打印參數(shù)實驗的成功與否，或者找出問題關鍵點。

Fortify使用ESD-HT樹脂擴展產(chǎn)品組合
Fortify3D打印解決方案的真正價值在于它開發(fā)出了具有增強和機械性能的ESD-HT樹脂，它是一種靜電耗散型高溫光樹脂。

△采用ESD-HT材料，使用Flux Developer軟件在FLUX ONE打印機上開發(fā)的PCB組裝管理器。圖片來自3dprintingmedia

ESD-HT樹脂就是使用Flux Developer平臺開發(fā)的，與Fortify的Flux系列3D打印機兼容。使用該認證和測試軟件使得Fortify能夠顯著加快材料的上市時間。事實證明，該公司的CKM技術對于確保打印部件實現(xiàn)最佳性能至關重要。正如它所解釋的那樣:“為了確保防靜電安全部件自始至終具有一致的電阻率，功能性添加劑的均勻分散是至關重要的?！?br />
該材料本身的設計目的是防止靜電在3D打印部件中積聚，減少火災風險，并提高敏感電子元件的耐久性。HT的名稱也意味著樹脂是有效的靜態(tài)耗散(電阻率高達106Ω/平方)，耐高溫達到284攝氏度，適用于那些可能發(fā)生火災和爆炸的風險的行業(yè)。

更具體地說，這種先進的光樹脂可以用于打印部件，以提高汽車噴漆設施、面粉加工廠、煉油廠、加油站等的防爆和防火性能。此外，該材料的防靜電性能有助于生產(chǎn)組裝托盤，波焊托盤和印刷電路板架在電子制造業(yè)。此外，在醫(yī)院、食品處理設施、汽車內(nèi)飾和氣泵等清潔環(huán)境中，還可以使用ESD-HT將灰塵或生物制品等帶來的靜電風險降至最低。

通過Flux Developer平臺，具有特定參數(shù)和優(yōu)點的新型填充光樹脂可以更有效地開發(fā)和縮短上市流程，從而帶來更多的應用可能性。