利用連續(xù)纖維（如玻璃纖維或碳纖維）加強3D打印零件是一項有商業(yè)價值的制造能力。它使用戶能夠輕松打印遠(yuǎn)強于塑料制成的零件。在給零件添加纖維時，用戶需要做一些決策：纖維填充的分布方式（同心或各向同性），使用多少纖維以及在零件的哪個部分放置纖維。
雖然默認(rèn)的纖維設(shè)置對大多數(shù)應(yīng)用都有效，但某些情況需要手動放置纖維。纖維覆蓋允許更多地控制纖維的放置，使用戶能夠為指定的層自定義纖維設(shè)置。
在之前，為了確保零件的完成度和完整性，這些定制的纖維覆蓋設(shè)置只能應(yīng)用于特定層上?，F(xiàn)在Markforged宣布一項新功能——纖維覆蓋素描（sketch），它允許用戶在每個層內(nèi)控制纖維的放置。
為什么要使用纖維覆蓋素描？
這項新功能提供了對纖維路由的更多控制。用戶可以有選擇性地加強零件上的關(guān)鍵特征，而無需加強整個零件或?qū)?。這可以更有效地利用連續(xù)纖維，進(jìn)而降低材料成本。
工作流程很簡單:創(chuàng)建一個纖維覆蓋（override），添加一個素描（sketch），纖維路由將自動更新。
將仿真與這一新功能結(jié)合使用可以加速找到并驗證確保零件性能所需的纖維量的過程。
在這一新的功能中，用戶可以通過在X射線視圖中進(jìn)行素描，精確地指定在一組層內(nèi)的特定區(qū)域內(nèi)添加或移除纖維。這使用戶能夠更加靈活地調(diào)整零件的強度和剛度，而無需對整個零件或?qū)舆M(jìn)行全面的纖維加固。這項功能為用戶提供了更高級別的控制，以滿足特定設(shè)計和性能需求。
在內(nèi)部視圖中添加素描（sketch）
以在一組層內(nèi)的特定區(qū)域添加或移除纖維
工作流程示例
舉例如下面所示的零件,這是用于光學(xué)光板的夾具。
目標(biāo)是找出哪種打印設(shè)置會產(chǎn)生一個符合或超過其安全系數(shù)要求的零件 — 同時盡量減少材料成本，因為將要制造250個這樣的零件。
用于光學(xué)光板的3D打印夾具
這個零件必須能夠在不發(fā)生故障的情況下承受最大負(fù)荷為400N。目標(biāo)安全系數(shù)為1.5，考慮到負(fù)荷中的不確定性，有助于確保零件在使用中不會發(fā)生故障。
首先，用戶可以使用模擬驗證基準(zhǔn)零件的性能 — 該零件使用Onyx的默認(rèn)設(shè)置。最小安全系數(shù)為1.06，未達(dá)到1.5的要求。
默認(rèn)100% Onyx設(shè)置進(jìn)行仿真的結(jié)果是，
最小安全系數(shù)為1.06，未達(dá)到1.5的目標(biāo)
為增加到最大的強度，用戶可以在所有層上添加連續(xù)玻璃纖維，并采用各向同性的布線。在這次強度提升之后，仿真預(yù)測安全系數(shù)為2.74。盡管這個零件現(xiàn)在比默認(rèn)零件強得多，但付出了代價 — 材料成本和打印時間也顯著增加。
由于安全系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過實際需要，有機會減少玻璃纖維的使用量 — 并顯著降低材料成本。這就是纖維覆蓋素描發(fā)揮作用的地方。
使用纖維覆蓋素描，玻璃纖維僅添加到對零件效益最大的區(qū)域 — 即負(fù)荷承載區(qū)域（負(fù)荷和主要緊固件之間的區(qū)域）。經(jīng)過纖維覆蓋素描后，模擬顯示預(yù)測的安全系數(shù)為1.58：這意味著這個零件在使用遠(yuǎn)少于默認(rèn)情況下的玻璃纖維的情況下仍然超過了強度要求。
與在所有層中添加纖維的相同零件相比，每個仿真優(yōu)化零件的成本減少了37%，打印時間降低了44%。這些儲蓄會在每次打印作業(yè)中迅速累積。例如，對250個優(yōu)化零件的生產(chǎn)運行將節(jié)省$1,197的材料成本和34天的打印時間。
將連續(xù)玻璃纖維放置在具有所有層纖維的零件中的位置（左側(cè)）以及具有定義纖維的零件中的位置（右側(cè)）：
總 結(jié)
Eiger 的新型纖維覆蓋草圖功能可通過對纖維位置的更多控制來降低材料成本。這一新功能是對模擬功能優(yōu)勢的補充。將兩者結(jié)合使用，可快速、輕松地獲得性能驗證零件，而無需消耗過多時間和連續(xù)纖維。
現(xiàn)在，Eiger 中的每個人都可以使用光纖覆蓋草圖。仿真是高級 Digital Forge 訂閱層中的一項功能。聯(lián)系我們，了解有關(guān)模擬的更多信息。