連續纖維增強3D打印設計新功能！提供零件”有效“強度并降低材料成本
利用連續纖維（如玻璃纖維或碳纖維）增強3D打印零件是一項有商業價值的制造能力。它使用戶能夠制造遠強于塑料制成的3D打印零件。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。
雖然默認的纖維設置對大多數應用都有效，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置只能應用于特定層上。現在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鍵特征，而無需加強整個零件或層。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：創建一個纖維覆蓋（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射線視圖中進行素描，精確地指定在一組層內的特定區域內添加或移除纖維。這使用戶能夠更加靈活地調整零件的強度和剛度，而無需對整個零件或層進行全面的纖維加固。這項功能為用戶提供了更高級別的控制，以滿足特定設計和性能需求。
© Markforged
在內部視圖中添加素描（sketch），以在一組層內的特定區域添加或移除纖維。
應用實例
舉例說如下面所示的零件，這是用于光學光板的夾具。
目標是找出哪種3D打印設置會產生一個符合或超過其安全系數要求的零件 — 同時盡量減少材料成本，因為將要制造250個這樣的零件。
用于光學光板的3D打印夾具
© Markforged
這個零件必須能夠在不發生故障的情況下承受最大負荷為400N。目標安全系數為1.5，考慮到負荷中的不確定性，有助于確保零件在使用中不會發生故障。
首先，用戶可以使用模擬驗證基準零件的性能 — 該零件使用Onyx的默認設置。最小安全系數為1.06，未達到1.5的要求。
© Markforged
默認100% Onyx設置進行仿真的結果是，最小安全系數為1.06，未達到1.5的目標。
為增加到最大的強度，用戶可以在所有層上添加連續玻璃纖維，并采用各向同性的布線。在這次強度提升之后，仿真預測安全系數為2.74。盡管這個零件現在比默認零件強得多，但付出了代價 — 材料成本和打印時間也顯著增加。由于安全系數遠遠超過實際需要，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域 — 即負荷承載區域（負荷和主要緊固件之間的區域）。經過纖維覆蓋素描后，模擬顯示預測的安全系數為1.58：這意味著這個零件在使用遠少于默認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，每個仿真優化零件的成本減少了37%，3D打印時間降低了44%。這些儲蓄會在每次打印作業中迅速累積。例如，對250個優化零件的生產運行將節省$1,197的材料成本和34天的打印時間。
© Markforged
將連續玻璃纖維放置在具有所有層纖維的零件中的位置（左側）以及具有定義纖維的零件中的位置（右側）：
© Markforged
總結
Markforged 增材制造軟件解決方案——Eiger的新纖維自定義功能通過提供更多對纖維放置的控制，降低了材料成本。這一新功能補充了仿真的好處。將它們結合使用可以快速輕松地獲得性能驗證的零件，而不會消耗過多時間和連續纖維。目前，Markforged 公司已為所有Eiger用戶提供纖維覆蓋素描功能。
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