Fortify推出兩臺(tái)光敏聚合物3D打印機(jī)，定制軟件

導(dǎo)讀：美國(guó)Fortify團(tuán)隊(duì)開發(fā)的數(shù)字復(fù)合材料制造（DCM）利用數(shù)字光處理（DLP）通過在樹脂中懸浮和排列功能性添加劑（顆粒和增強(qiáng)纖維）解鎖3D打印光敏聚合物無法實(shí)現(xiàn)的材料特性。

△Fluxprint工藝技術(shù)原理

南極熊獲悉，先進(jìn)光敏聚合物3D打印平臺(tái)開發(fā)商Fortify于2021年4月13日宣布擴(kuò)展FLUX系列產(chǎn)品陣容，其中包括兩款新打印機(jī)（FLUX CORE和FLUX 3D），以及一款軟件（Flux Developer），使客戶和合作伙伴能夠開發(fā)新材料。公司于2021年3月獲得的融資資金將用于擴(kuò)大這些打印機(jī)的制造規(guī)模，生產(chǎn)更多終端零部件。

△3D打印注塑模具的過程視頻

FLUX系列

Fortify的FLUX系列3D打印機(jī)旨在提供無與倫比的打印質(zhì)量和光敏聚合物的可靠性。功能包括：

• CKM（連續(xù)運(yùn)動(dòng)混合）
• Fluxprint磁對(duì)準(zhǔn)
• 180度視窗
• 帶有Fluxhost的10英寸液晶顯示器（板載打印機(jī)控制器）
  

所有Fortify 3D打印機(jī)均采用公司專利處理技術(shù)CKM（連續(xù)動(dòng)力學(xué)混合），可在保持均質(zhì)性的同時(shí)打印大量光敏聚合物。Fortify的另一項(xiàng)專有技術(shù)Fluxprint磁對(duì)準(zhǔn)技術(shù)現(xiàn)在有兩種配置。Flux系列3D打印機(jī)，相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)收錄到全球3D打印產(chǎn)品庫(kù) https://product.nanjixiong.com/。

△Fortify的打印機(jī)包括FLUX ONE（于2020年宣布）和新的FLUX CORE和FLUX 3D打印機(jī)（圖片來自Fortify）。

FLUX CORE

FLUX CORE被稱為Fortify的基準(zhǔn)3D打印機(jī)，用于打印粘性和顆粒填充樹脂。由CKM支持的FLUX CORE系統(tǒng)是業(yè)界第一個(gè)用于開發(fā)和打印顆粒填充和高粘度樹脂的3D打印平臺(tái)。FLUX CORE的早期應(yīng)用包括用于RF（射頻）應(yīng)用的可調(diào)電磁響應(yīng)填充材料，利用一種獨(dú)特的低損耗聚合物與特種可調(diào)介電添加劑混合，可打印分級(jí)結(jié)構(gòu)。

△Fortify3D打印的模具可以用于注塑

FLUX ONE

Fortify的FLUX ONE在2020年就已經(jīng)出貨，在基準(zhǔn)CORE 3D打印機(jī)上增加了Fluxprint Z（Z軸磁場(chǎng)），通過光纖對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)Z軸各向同性，優(yōu)化3D打印工具應(yīng)用中的性能。Fortify的3D打印模具工具為3D打印模具嵌件樹立了新標(biāo)準(zhǔn)，適用于快速車削、原型設(shè)計(jì)和小批量注射成型。通過陶瓷纖維增強(qiáng)，使打印工具具有更高的強(qiáng)度、剛度、溫度、穩(wěn)定性和韌性，可用于生產(chǎn)堅(jiān)固的模具、夾具和固定裝置。

△Fortify用數(shù)字復(fù)合制造（DCM）3D打印的樣品，圖片來自Fortify

FLUX 3D

Fortify的FLUX 3D結(jié)合了CKM可以使纖維保持懸浮狀態(tài)，而Fluxprint 3D（3軸磁場(chǎng)）則可以利用磁性材料進(jìn)行360度的纖維對(duì)準(zhǔn)，可在打印零件時(shí)將光纖沿任何軸對(duì)齊。這種控制水平為材料特性優(yōu)化（例如應(yīng)力分布和定向?qū)�熱性）提供了機(jī)會(huì)。3D對(duì)齊技術(shù)使復(fù)雜熱通道可以被用作散熱器、熱交換器和高性能工業(yè)連接器等復(fù)雜零件。

△Fortify DCM制造的組件，圖片來自Fortify

Flux Developer

除硬件解決方案外，F(xiàn)ortify還宣布推出Flux Developer軟件平臺(tái)，可在任何FLUX打印機(jī)上使用。Flux Developer通過開放加工參數(shù)的訪問權(quán)限，使用戶能夠突破材料特性的極限。利用這種擴(kuò)展處理技術(shù)，用戶可以在開發(fā)和使用新材料時(shí)控制變量，例如曝光時(shí)間和強(qiáng)度、材料流動(dòng)、樹脂溫度和粘度、甚至包括蓋板力學(xué)。

兩項(xiàng)專利技術(shù)

新機(jī)型的兩點(diǎn)在于兩項(xiàng)專利技術(shù)：

• 連續(xù)動(dòng)力混合(CKM)：用于實(shí)現(xiàn)纖維和其他功能添加劑的均勻懸浮。
• Fluxprint纖維排序：利用磁性對(duì)準(zhǔn)優(yōu)化微結(jié)構(gòu)。
  

這兩項(xiàng)技術(shù)結(jié)合起來，可以將工程添加劑以優(yōu)化的性能融入到打印件中。

連續(xù)動(dòng)力混合(CKM)

在數(shù)字復(fù)合材料制造中，功能性添加劑必須均勻分布，才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、一致的材料性能。連續(xù)動(dòng)力混合通過混合樹脂和添加劑解決了這個(gè)問題。在整個(gè)打印過程中，材料被再循環(huán)（并根據(jù)需要進(jìn)行加熱）。根據(jù)所使用的不同添加劑，F(xiàn)ortify可以提高3D打印的強(qiáng)度、剛度、韌性、磨損和熱變形溫度。Fortify最近還使用CKM技術(shù)將陶瓷纖維摻入光敏樹脂中，制造能夠承受極端溫度和壓力的工具。

△Fortify的CKM技術(shù)

Fluxprint纖維排序

Fluxprint 是一種增材制造工藝，可以制造出量身定制的復(fù)合材料，例如碳纖維。這種方法結(jié)合了3D打印和復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)。Fluxprint通過精確定制逐個(gè)體素的復(fù)合材料以創(chuàng)建理想材料。

△Fluxprint工藝過程，控制每層中的纖維排列，圖片來自Fortify。

Fluxprint工藝在打印的過程中會(huì)在構(gòu)建區(qū)域上施加磁場(chǎng)，通過磁場(chǎng)對(duì)齊當(dāng)前打印層中的纖維，然后用紫外光固化打印層。因此，每層纖維的排布方向都被鎖定了。根據(jù)需要，在每一層中進(jìn)行定向和鎖定纖維，并且逐層重復(fù)，這種控制整個(gè)零件纖維取向的能力將為打印零件帶來更多獨(dú)特的性能。

△Fluxprint磁對(duì)準(zhǔn)步驟

Fluxprint的大致流程可分為：

（a）電磁體向復(fù)合SLA樹脂施加精確的磁場(chǎng)。

（b）數(shù)字光處理（DLP）投影選擇性地聚合復(fù)合樹脂。

（c）在每一層中重復(fù)步驟（a）和（b）多次以達(dá)到不同的對(duì)準(zhǔn)方向。

（d）蓋板向上移動(dòng)，以在新層中重復(fù)步驟（a）-（c）。

（e）重復(fù)步驟（a）-（d），直到生產(chǎn)出具有針對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化的復(fù)合微結(jié)構(gòu)的精密零件。

△Fluxprint過程采用DLP三維打印和磁體以創(chuàng)建一個(gè)完全優(yōu)化的，高分辨率的對(duì)象。比例尺：（c）從左到右分別為2、500和50毫米。

Fluxprint可以產(chǎn)生細(xì)致的微體系增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，例如黃金比例，具有90μm或更低的離散增強(qiáng)區(qū)域，是汽車工業(yè)、航空航天和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一種革命性制造方法。在汽車設(shè)計(jì)中，使汽車更堅(jiān)固、更輕、更安全，同時(shí)節(jié)省了制造時(shí)間和金錢。航空航天也是如此，對(duì)于安全、輕便的飛機(jī)來說，優(yōu)化材料性能至關(guān)重要。Fluxprint還為注塑帶來了復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)。在眾多行業(yè)中，F(xiàn)luxprint 都可以通過手動(dòng)數(shù)字制造和優(yōu)化材料性能來替換傳統(tǒng)加工、鑄造或模制的零件。

關(guān)于Fortify

Fortify憑借DCM（數(shù)字復(fù)合材料制造）平臺(tái)，正在改變3D打印行業(yè)。DCM通過向光敏聚合物中引入功能性添加劑，使增材制造零件性能達(dá)到新的水平。通過將材料科學(xué)領(lǐng)域的高性能混合、磁學(xué)和聚合物物理學(xué)相結(jié)合，F(xiàn)ortify能夠利用高分辨率3D打印機(jī)生產(chǎn)定制微結(jié)構(gòu)。公司目前專注于從注塑模具到具有獨(dú)特機(jī)械和電磁性能的高性能零件應(yīng)用。Fortify成立于2016年，總部位于波士頓，致力于實(shí)現(xiàn)其他增材制造或傳統(tǒng)制造工藝無法生產(chǎn)的材料性能和組件。

參考閱讀：

1. 纖維增強(qiáng)型光固化技術(shù)，3D打印初創(chuàng)公司Fortify獲2000萬美元B輪融資
2. Fortify開始出貨FLUX ONE 3D打印機(jī)
3. FLUX SERIES 3D PRINTERS
4. Fortify Expands FLUX Series Product Line To Enable MoreEnd-Use Part Applications
5. Process & Materials
6. 突破：大幅提高光固化3D打印性能，F(xiàn)ortify連續(xù)動(dòng)力混合打印技術(shù)
7. What is Fluxprint?

8. Fortify Adds Two New 3D Printers, Customization Softwarefor Composite 3D Printing

Fortify的數(shù)字復(fù)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(shù)與與市場(chǎng)上其他基于樹脂的工藝的區(qū)別。簡(jiǎn)而言之，數(shù)字復(fù)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(fù)合材料零件。更具體地說，該技術(shù)使用磁性材料來排列樹脂基質(zhì)中的增強(qiáng)纖維（功能性添加劑），以增強(qiáng)原始光聚合物的材料性能。

DCM工藝使用兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：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(gè)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(shù)將磁場(chǎng)應(yīng)用于打印的每一層，以將纖維對(duì)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(dāng)?shù)奈恢�。用戶甚至可以控制每個(gè)纖維層的纖維取向。

通過DCM技術(shù)Fortify成功將Flux系列3D打印機(jī)推向了市場(chǎng)，該系列包括三種型號(hào)：Flux Core、Flux One 和 Flux 3D。所有三個(gè)型號(hào)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(duì)Fluxprint技術(shù)的應(yīng)用。Flux Core作為基礎(chǔ)的型號(hào)，沒有集成光纖對(duì)準(zhǔn)功能；Flux One能夠?yàn)楦飨蛲�性材料特性�?shí)現(xiàn)z向?qū)�齊；Flux 3D可以實(shí)現(xiàn)全光纖對(duì)齊控制。但好在這三個(gè)型號(hào)都基于一個(gè)開放的材料平臺(tái)，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(yīng)用。使用Flux Developer進(jìn)行高級(jí)材料開發(fā)

在為3D打印工藝開發(fā)新材料時(shí)，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(shè)置和參數(shù)，使材料符合現(xiàn)有的硬件和軟件，如何實(shí)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