光固化復(fù)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(fù)合材料部件。該專利工藝被稱為數(shù)字復(fù)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(jìn)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(jī)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(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)與與市場上其他基于樹脂的工藝的區(qū)別。簡而言之，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)將磁場應(yīng)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(dāng)?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(shù)Fortify成功將Flux系列3D打印機(jī)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(shù)的應(yīng)用。Flux Core作為基礎(chǔ)的型號，沒有集成光纖對準(zhǔn)功能；Flux One能夠為各向同性材料特性實現(xiàn)z向?qū)�齊；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(yīng)用。使用Flux Developer進(jìn)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(shè)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(jìn)行高級材料開發(fā)
該軟件是Fortify 3D目前的核心技術(shù)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(jìn)行快速認(rèn)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(shù)突破新的技術(shù)水平奠定了基礎(chǔ)。
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(jī)、CKM工藝和Fluxprint技術(shù)支持。同時Flux Developer的工作流程相當(dāng)直觀，用戶可以從材料配方或特定材料的屬性為目標(biāo)。其核心功能分為四個方面：1、Flux Portal，一個基于瀏覽器的應(yīng)用程序，用于創(chuàng)建和共享材料配置；2、Flux Host，可以進(jìn)行機(jī)上實驗，包括光動力學(xué)分析，建立平板附著力，沉降速率分析和流變學(xué)測試；3、Compass, 構(gòu)建準(zhǔn)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(fù)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(shè)計）工具來了解構(gòu)建板粘附和固化等設(shè)置。例如，用戶可以使用實驗來評估纖維填充材料在特定設(shè)置下的固化深度和散射行為。在這個實驗中，3D打印機(jī)使用不同的紫外線能量強(qiáng)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(jìn)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(shè)置許多不同的參數(shù)，包括紫外線照射強(qiáng)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(yīng)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(jī)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(guān)鍵點。

Fortify使用ESD-HT樹脂擴(kuò)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(qiáng)和機(jī)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(jī)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(jī)兼容。使用該認(rèn)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(shù)對于確保打印部件實現(xiàn)最佳性能至關(guān)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(guān)重要的�！�

該材料本身的設(shè)計目的是防止靜電在3D打印部件中積聚，減少火災(zāi)風(fēng)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(dá)106Ω/平方)，耐高溫達(dá)到284攝氏度，適用于那些可能發(fā)生火災(zāi)和爆炸的風(fēng)險的行業(yè)。

更具體地說，這種先進(jìn)的光樹脂可以用于打印部件，以提高汽車噴漆設(shè)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(shè)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(fēng)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(yīng)用可能性。