扩展工业3D打印面板

由An万博sys Advantage Staff提供

近40年前，一位名叫Hideo Kodama的日本研究人员通过快速原型系统运行光聚合物，制造出了一台简陋的3D打印机。如今，3D打印产品和服务的全球市场规模巨大，估计在400亿美元至510亿美元之间万博网未来似乎只有蓝天，复合年增长率约为26%。²

考虑到3D打印的神奇特性——它已经被用于建造从人类膀胱(维克森林大学再生医学研究所的一个项目)到工作船只(缅因州大学先进结构和复合材料中心打印的2.2吨船)的一切东西——很容易让人想到，每一个可以取得的进步都已经实现了。

但是，随着需求的加速，分配给3D打印机的任务变得越来越困难，比如建造具有挑战性几何形状的部件。客户还在要求更复杂的打印材料，包括纤维增强树脂，这种树脂比行业发展过程中使用的普通热固性聚合物更坚固、更耐用、功能更强。这意味着新的打印技术有发展空间，它们的性能更好、更快、更经济。

为了扩大复合打印在工业应用中的能力，并允许客户利用曾经不可想象或至少不切实际的材料，Fortify的工程师开发了FLUX ONE 3D打印机。

FLUX ONE 3D打印机通过将经过验证的纤维增强策略与高分辨率数字光处理(DLP)打印相结合，实现了复合材料构建过程的自动化。该打印机的特点包括连续混合陶瓷纤维和其他增强光敏聚合物的功能添加剂，以及对纤维股进行磁对准以增强强度和刚度。

加固工程师使用万博Ansys麦克斯韦(Ansys Electr万博onics桌面的一部分)，万博Ansys流利而且万博Ansys机械仿真软件简化整体产品设计，缩短上市时间，优化打印机的磁场，管理热交换和降低功耗。

工艺提高产品的一致性和强度

Fortify专注的领域之一是工业注射模具加工。无论模具是用于原型制作还是小批量生产，打印模具的要求都是相同的:精度、高细节分辨率、行业标准的表面处理和耐高温性。

传统的3D打印机往往难以提供这些必备功能。功能性添加剂可以解决

在打印机的底部构建过程中，造成从上到下的不均匀分布，降低了模具的质量。此外，让数百万根微纤维排列得恰到好处——这是注射过程中强度和耐久性的标准——一直很难实现。

FLUX ONE 3D打印机克服了这两个问题。其专利的连续动力混合(CKM)工艺确保了广泛的复合材料悬浮液的一致材料性能。打印机还配备了Fluxprint，一个具有多个大磁线圈的对准模块;通过在纤维上涂上磁性材料，然后在整个构建区域施加磁场，FLUX ONE 3D打印机可以有选择地排列纤维，以增强工件，减少脆弱区域的磨损或破损风险，并改善热学或电学性能。

模拟使磁场优化

在优化磁通量密度(即磁场的大小)的同时，创造一个可以向任何方向快速调谐的磁场并不是一件容易的事情，特别是当工程师必须保持打印机的功率需求和运行成本在控制范围内时。

通过Ans万博ys Maxwell电磁场模拟，Fortify工程师模拟了许多根本不同的磁性设计。通过串联运行电磁线圈的模拟，团队可以分析构建的不同区域的场方向公差，并确定创建每个场需要多少功率。

特别有用的是Maxwell的探测工具，它使Fortify工程师能够快速轻松地迭代设计，应用边界条件，以不同的电流运行模型，并在构建区域的不同位置测量结果。这将一个复杂的问题简化为几个重要的输出参数，包括磁场的电效率。

麦克斯韦模拟还帮助他们理解了产生磁场所需的功率和通过流体冷却系统(用Fluent设计的)交换热量之间的关系，以及控制磁铁的电感——也就是说，它倾向于反对流过它的电流的任何变化。最终，这使得Fortify能够优化磁铁性能和响应，同时消除热量并保持合理的功率需求。

Fortify还使用Ans万博ys Mechanical作为工程尽职调查的一部分，模拟打印过程中对力的机械响应。

打印机提供下一代性能

最终，Fortify的工程师们在FLUX ONE 3D打印机原型之前，模拟了数十次设计迭代。如果没有有限元分析的快速迭代，他们不可能得出磁性设计;换句话说，Ansys模拟实现了一万博个否则无法找到的解决方案，它代表了以前无法想象的注塑模具模具和其他应用的3D打印材料性能的一步变化。

来源

1. ”3D打印市场价值517.7亿美元，复合年增长率为25.8%，《财富》商业洞察
2. ”2020 - 2024年全球3D打印产万博网品和服务市场规模”Statistica