フォトポリマー複合材3Dプリント会社Fortifyは、部品の性能を向上させるFlux Developerソフトウェアを開発しました。

2022 年 3 月 29 日、Antarctic Bear は、ボストンを拠点とする Fortify3D Printing が高品質の複合部品を製造できる磁気 DLP 3D 印刷プロセスを開発したことを知りました。特許取得済みのプロセスは「デジタル複合製造」と呼ばれます。同時に、新たに開発された Flux Developer テストおよび検査ソフトウェアは、高度な充填樹脂を開発し、それに対してさまざまなテストを実行するためのツール、実験、ワークフローをユーザーに提供できます。
Fortify は Flux Developer ソフトウェアを使用して、顧客が Radix TM 低損失誘電フォトポリマー、高純度アルミナ、低収縮アルミニウムケイ酸塩、ESD 高温樹脂などの新しい高性能材料を Flux シリーズの 3D プリンターで使用できるようにします。
△Fortify社が開発したESD-HT樹脂。 3dprintingmediaからの画像
Fortify のデジタル複合製造 (DCM)
Flux Developer ソフトウェアについて詳しく説明する前に、Fortify の 3D 印刷技術が市場の他の樹脂ベースのプロセスとどのように異なるかを理解することが重要です。簡単に言うと、デジタル複合製造 (DCM) は、デジタル光処理 (DLP) と磁気を組み合わせて、最適化された材料特性を持つ複合部品を作成する 3D 印刷プロセスです。具体的には、この技術では磁性材料を使用して樹脂マトリックス内の強化繊維（機能性添加剤）を整列させ、元のフォトポリマーの材料特性を強化します。

DCM プロセスでは、Continuous Kinetic Mixing TM (CKM) と Fluxprint TM という 2 つの主要テクノロジーが使用されます。前者は、Fortify 3D 印刷システムのハードウェアによって樹脂を継続的に加熱し、機能性添加剤と混合することで実現され、印刷容器内の材料の均一な分散と繊維懸濁が保証されます。つまり、CKM は沈下を防ぎ、部品全体の均一な充填を保証します。 CKM を使用すると、従来のフォトポリマーよりも 100 倍粘度の高い材料の印刷が可能になります。後者は Fluxprint 技術を使用して、プリントの各層に磁場を適用し、繊維を特定の方向に揃えます。次に、紫外線を使用して層を選択的に硬化させ、露出した繊維を所定の位置に固定します。ユーザーは各繊維層の繊維方向を制御することもできます。

Fortify は DCM テクノロジーを通じて、Flux シリーズの 3D プリンターを市場に投入することに成功しました。このシリーズには、Flux Core、Flux One、Flux 3D の 3 つのモデルがあります。これら 3 つのモデルはすべて同じ造形体積と解像度を持ちますが、Fluxprint テクノロジの実装が異なります。 Flux Core は、ファイバーアライメントが統合されていない基本モデルです。Flux One は等方性材料特性の Z アライメントを可能にし、Flux 3D は完全なファイバーアライメント制御を可能にします。しかし、良いニュースは、これら 3 つのモデルはすべてオープンマテリアルプラットフォームに基づいているため、ユーザーは新しい特性や用途を実現するために新しいマテリアルを自由に開発できるということです。フラックス開発による先端材料開発

3D プリントプロセス用の新しい材料を開発する場合、最大の課題は材料の作成そのものではありません。むしろ、材料が既存のハードウェアとソフトウェアに適合するように適切な印刷設定とパラメータを見つけ、最適な材料特性を実現する方法が重要です。

△フラックス開発ソフトウェアは、材料の開発と識別に使用されます。 3dprintingmediaからの画像
フラックスデベロッパーによる先進的な材料開発<br /> このソフトウェアは、Fortify 3D の現在のコアテクノロジーの 1 つです。これにより、同社は本質的に自社内部材料の迅速な認証と開発の役割を実現し、独自の材料研究開発の基盤を築き、DLPベースの技術を使用して新しい技術レベルを突破しました。
Fortify 社によると、このソフトウェアは現在、光エンジン、CKM プロセス、Fluxprint 技術サポートに使用できる 30 を超える印刷パラメータをエンジニアに提供しているという。同時に、Flux Developer のワークフローは非常に直感的で、ユーザーはマテリアルのレシピや特定のマテリアルのプロパティをターゲットにすることができます。そのコア機能は、1. Flux Portal (材料構成を作成および共有するためのブラウザベースのアプリケーション)、2. Flux Host (光力学分析、プレート接着、沈降速度分析、レオロジー試験などのオンマシン実験を可能にする)、3. Compass (ビルド準備ソフトウェア)、4. Off-Machine Experiments (ソフトウェア独自の参照提案と、将来的に継続的にアップグレードされる新機能から得られる) の 4 つの領域に分かれています。

△Fortify のデジタル複合製造プロセスでは、フォトレジン充填部品を製造できます。 3dprintingmediaからの画像
Fortify は、ビルドプレートの接着や硬化などの設定を理解するための自動化された DOE (実験計画法) ツールも開発しました。たとえば、ユーザーは実験を使用して、特定の設定下での繊維充填材料の硬化深度と散乱挙動を評価できます。この実験では、3D プリンターは UV エネルギーの強度と照射量のさまざまな組み合わせを使用して 24 個のサンプルを印刷し、最適な組み合わせを見つけました。

これらの実験を完了すると、ユーザーは Flux ポータルに移動し、そこで材料プロファイルを作成し、パラメータを指定できます。ユーザーは、UV 照射の強度と線量、挿入速度と加速度、剥離の高さ、速度と加速度、ワイプの頻度と速度など、さまざまなパラメータを設定できます。これらすべての要素が、材料の反応と最終的な性能に影響を与えます。

Flux Portal は、材料プロファイルを保存するだけでなく、過去の構成や変更、印刷ステータス、すべてのマシンでの実験の履歴や分析などのデータ分析をユーザーに提供します。このデータは不可欠であり、ユーザーは印刷パラメータ実験の成功を簡単に追跡したり、問題領域を特定したりすることができます。

Fortify、ESD-HT樹脂で製品ポートフォリオを拡大
Fortify の 3D 印刷ソリューションの真の価値は、強化された機械的特性を持つ静電気散逸性高温フォトレジストである ESD-HT 樹脂を開発したという事実にあります。

△ESD-HT材料を使用したFlux Developerソフトウェアを使用してFLUX ONEプリンターで開発されたPCBアセンブリマネージャー。 3dprintingmediaからの画像
ESD-HT 樹脂は Flux Developer プラットフォームを使用して開発され、Fortify の Flux シリーズの 3D プリンターと互換性があります。この認証およびテストソフトウェアを使用することで、Fortify は材料の市場投入までの時間を大幅に短縮できます。同社の CKM テクノロジーは、印刷された部品が最適なパフォーマンスを発揮するために不可欠であることが証明されています。説明には次のようにあります。「ESD 安全コンポーネント全体で一貫した抵抗率を確保するには、機能性添加剤の均一な分散が重要です。」

この素材自体は、3D プリントされた部品に静電気が発生するのを防ぐように設計されており、火災のリスクを軽減し、繊細な電子部品の耐久性を向上させます。 HT 指定は、樹脂が効果的に静電気を拡散し (抵抗率は最大 106Ω/平方)、最大 284 度の高温に耐えられることも意味しており、火災や爆発の危険がある産業に適しています。

具体的には、この高度なフォトレジンは、自動車塗装施設、製粉工場、製油所、ガソリンスタンドなどで爆発や火災に対する保護を強化する部品の印刷に使用できます。さらに、この材料の帯電防止特性は、電子機器製造業界における組み立てトレイ、ウェーブはんだ付けトレイ、プリント回路基板ラックの製造に役立ちます。さらに、ESD-HT は、病院、食品取り扱い施設、自動車の内装、エアポンプなどのクリーンな環境におけるほこりや生物学的製品による静電気のリスクを最小限に抑えるために使用できます。

Flux Developer プラットフォームにより、特定のパラメータと利点を備えた新しい光充填樹脂をより効率的に開発し、より短期間で市場に投入できるため、より多くのアプリケーションの可能性が生まれます。

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