Eiger軟體中能提供具有成本效益強度的客製化纖維放置新工具

 

前言

 

使用連續纖維來強化列印零件，譬如玻璃纖維或是碳纖維，這是一種很有價值的製造能力。

他允許使用者更簡單地列印出比塑膠更具有剛性且強壯的零件。

把纖維加入到零件上時，使用者有一些新的決策要做，譬如纖維填充的方式同心或是等向、纖維的使用量、纖維使用的位置。

 

雖然預設纖維設定適用於許多應用，但某些場景需要手動纖維放置。

允許用戶自訂指定層的纖維設定，如此的纖維覆蓋可以更好地控制纖維的鋪設位置。

 

在此之前，這些客製化的光纖覆蓋設定只能應用於整個層。

針對這個問題的回應，我們宣布了一項新功能Fiber override sketching（纖維覆蓋草圖），允許用戶控制每層內的纖維鋪設位置。

 

 

為何需要使用Fiber override sketching(纖維覆蓋草圖)

 

此新功能提供了對連續纖維佈線的更多控制。

使用者可以選擇性地強化零件的關鍵特徵，而無需強化整個零件或層。

這可以更有效地利用連續纖維，進而降低材料成本。

 

工作流程很簡單：建立一個fiber override(光纖覆蓋)，添加一個sketch(草圖)，然後纖維佈線將自動更新。

使用模擬的功能與此新功能結合，可以加快找尋和驗證出確保零件性能所需纖維量的過程。

 

使用 Simulation(模擬)的功能與此新功能結合，可以加快找尋和驗證出確保零件性能所需纖維量的過程。

 

在 Xray 視圖中新增草圖，可以在圖層群組內的特定區域添加或移除纖維。

 

 

工作流程範例

 

考慮下面顯示的零件，一個光學麵包板的固定裝置。

目標是確定哪些列印設定會導致零件滿足或超過其安全係數要求

同時最大限度地降低材料成本，因為將製造250個這樣的零件。

 

用於光學麵包板的 3D 列印夾具

 

此零件必須能夠承受最大400N的負載而不會失效。

1.5的目標安全係數考慮了負載中的不確定性，並有助於確保零件在使用中不會出現故障。

 

首先，使用者可以透過模擬來驗證基線零件（使用Onyx的預設值）的效能。

最低安全係數為1.06，未達到1.5的要求。

 

使用預設 Onyx 設定的基線零件模擬結果

 

為了增加強度，使用者可以在零件的所有層中添加連續玻璃纖維，並採用等向性(isotropic)佈線。

經過這次強度提升後，Simulation(模擬)預測安全係數為2.74。雖然這個零件現在比預設部件強大得多，但它是有代價的材料成本和列印時間也顯著增加。

 

由於安全係數遠高於需要，因此有機會減少玻璃纖維的數量，並顯著降低材料成本。

這時纖維覆蓋草圖就派上用場了。

 

使用纖維覆蓋草圖，玻璃纖維僅添加到受益最多的零件區域即承載區域（介於負載和主要的扣件之間）。

在纖維覆蓋草圖之後，模擬顯示預測安全係數為1.58，

這意味著該部件超過了強度要求，同時使用的玻璃纖維要少得多。

 

 

比較所有層均採用纖維的相同零件，每個經過模擬優化的零件的成本降低了37%，列印時間縮短了44%。

隨著每次列印工作，這些節省的成本可以很快地累積起來。

例如，生產250個最佳化零件將節省1,197美元的材料成本和34天的列印時間。

 

在所有層中都有纖維的零件（左）和具有纖維覆蓋草圖的零件（右）中的連續玻璃纖維放置位置（黃色區域）

 

針對3種設定的模擬結果

 

 

 

結論

 

Eiger的新纖維覆蓋草圖功能可透過提供對纖維放置的更多控制，來降低材料成本。

這項新功能補充了模擬的優勢，將它們結合使用可以快速輕鬆地獲得性能驗證的零件，而無需消耗過多的時間和連續光纖。

 

每個人都可以在目前的Eiger軟體中使用纖維覆蓋草圖的功能，

而Simulation也是在Advanced Digtal Forge Subscriptions進階數位製造訂閱合約中可以使用的功能，

 

也歡迎聯絡我們_實威國際智慧製造，以了解有關Simulation模擬的更多資訊。

 

 

延伸閱讀

 

Markforged｜透過高效能纖維佈線增強 3D 列印零件：Part1

Markforged｜進階纖維佈線增強3D列印零件：Part2