A Fortify, empresa vencedora do Start-up Challenge 2018 da Formnext. E por um bom motivo. A empresa, que em 2021 levantou US$ 20 milhões em uma rodada de financiamento da Série B, foi pioneira em um processo de impressão 3D magnético DLP para produzir peças compostas de alta qualidade. O processo patenteado, conhecido como Digital Composite Manufacturing, está no centro da oferta mais ampla da Fortify, que também inclui fotopolímeros preenchidos e uma nova solução de software, Flux Developer, que oferece aos usuários as ferramentas, experimentos e fluxos de trabalho para desenvolver e qualificar resinas preenchidas para uma variedade de aplicações.
Com o Flux Developer, a Fortify está capacitando seus clientes a usar novos materiais de alto desempenho com suas impressoras 3D Flux Series, como fotopolímeros dielétricos de baixa perda Radix TM, alumina de alta pureza, silicato de alumínio de baixo encolhimento e resina ESD de alta temperatura.
Fabricação de compostos digitais da Fortify
Antes de mergulharmos na inovadora plataforma Flux Developer, é essencial primeiro entender a tecnologia de impressão 3D da Fortify e o que a diferencia de outros processos baseados em resina no mercado. Em termos mais simples, o Digital Composite Manufacturing (DCM) é um processo AM que combina processamento digital de luz (DLP) com magnetismo para criar peças compostas com desempenho otimizado do material. Mais especificamente, a tecnologia usa magnetismo para alinhar fibras de reforço (aditivos funcionais) em uma matriz de resina para melhorar as propriedades do material do fotopolímero original.
O processo DCM consegue isso usando duas tecnologias principais: Mistura Cinética Contínua TM (CKM) e Fluxprint TM. O primeiro consiste em hardware integrado aos sistemas de impressão 3D da Fortify que aquece e mistura continuamente resina com aditivos funcionais garantindo que o material no reservatório de impressão tenha distribuição uniforme e suspensão de fibras. Em outras palavras, o CKM evita qualquer sedimentação e garante a homogeneidade do enchimento em toda a peça. O CKM permite imprimir materiais com viscosidades 100 vezes mais viscosas que os fotopolímeros convencionais.
Com o Fluxprint, um campo magnético é aplicado a cada camada da impressão para alinhar as fibras em uma orientação específica. A camada é então curada seletivamente usando luz UV, que trava as fibras expostas no lugar. Este processo é repetido, com os usuários capazes de controlar a orientação da fibra de cada camada de fibra.
Desenvolvimento avançado de materiais com o Flux Developer
Quando se trata de desenvolver novos materiais para processos de AM, não é a criação do material em si que é o maior desafio. Em vez disso, está qualificando o material para hardware e software existentes: encontrando as configurações e os parâmetros de impressão corretos para obter as melhores propriedades do material.
O software Flux Developer é a chave para desenvolver e imprimir fotopolímeros viscosos e cheios de fibra para a tecnologia de impressão 3D da Fortify. Com ele, a empresa refinou e comercializou essencialmente seu próprio processo interno de desenvolvimento e qualificação de materiais, estabelecendo as bases para que seus clientes busquem seu próprio P&D de materiais e alcancem novos níveis de desempenho usando tecnologia baseada em DLP.
Em sua iteração atual – Fortify especifica que atualizará continuamente o software com novos recursos – o Flux Developer oferece aos engenheiros acesso a mais de 30 parâmetros de impressão, que controlam vários elementos de sua solução de impressão 3D, incluindo o mecanismo leve, o processo CKM e o Fluxprint tecnologia. A solução de qualificação de materiais é composta por quatro elementos: Flux Portal, um aplicativo baseado em navegador para criação e compartilhamento de configurações de materiais; Flux Host, a interface de usuário na máquina que hospeda experimentos de integração de materiais; Compass, o software de preparação de construção do Fortify; e Experimentos Off-Machine, que incluem suporte e recomendações do Fortify.
O fluxo de trabalho do Flux Developer é bastante intuitivo. O usuário começa com uma formulação de material ou um objetivo para propriedades específicas do material. A partir daí, eles podem usar o Flux Host para realizar experimentos na máquina, incluindo análise fotocinética, adesão de placa de construção, análise de taxa de sedimentação e testes de reologia.
A experimentação é parte essencial do desenvolvimento e qualificação do material. Por exemplo, Fortify desenvolveu experimentos automatizados focados em entender a reologia (fluxo de resina) de um determinado material, levando em consideração a própria composição do material (ou seja, viscosidade da resina e teor de fibra), bem como o processo (ou seja, a temperatura do resina e a taxa de cisalhamento). Além disso, o Fortify fornece ferramentas de análise, como a análise da taxa de sedimentação, que permite aos usuários configurar rapidamente vários parâmetros no Fluxprint.
A Fortify também desenvolveu ferramentas DOE (design de experimento) automatizadas para entender configurações como adesão e cura da placa de construção. Por exemplo, os usuários podem empregar experimentos para avaliar a profundidade de cura e os comportamentos de dispersão de um material preenchido com fibra sob determinadas configurações, tudo em uma única impressão. Neste experimento, a impressora 3D imprime 24 amostras usando diferentes combinações de intensidade de energia UV e doses para encontrar a melhor combinação. A Fortify também está trabalhando para expandir sua lista de experimentos para melhorar as configurações de impressão para resinas preenchidas com fibra.
Uma vez que esses experimentos tenham sido concluídos, o usuário se move para o Portal Flux, onde pode criar perfis de materiais e especificar parâmetros. No Portal Flux, o usuário pode definir diversos parâmetros, incluindo intensidade e dose de exposição UV; velocidade e aceleração de mergulho; altura, velocidade e aceleração da casca; e limpe a frequência e a velocidade. Todos esses elementos do processo de impressão baseado em DLP influenciarão como um material reage e, em última análise, atua.
Além de armazenar perfis de materiais, o Flux Portal também fornece informações vitais para o usuário, como configurações anteriores e alterações feitas, bem como status de impressão, histórico e análises para todos os experimentos na máquina. Esses dados são essenciais, permitindo que os usuários rastreiem facilmente o sucesso dos experimentos de parâmetros de impressão — ou encontrem onde ocorreram as falhas.
Fortify expande portfólio com resina ESD-HT
Mas que tipo de materiais é possível qualificar usando a plataforma Flux Developer? Embora os usuários possam optar por testar e caracterizar resinas puras, o valor real da solução AM da Fortify está em fotopolímeros preenchidos, com propriedades mecânicas e de material aprimoradas. Um material que a empresa lançou recentemente no mercado, que exemplifica as capacidades de sua tecnologia, é a Resina ESD-HT, uma fotoresina dissipadora de estática e de alta temperatura.
O próprio material foi projetado para evitar o acúmulo de carga estática em peças impressas em 3D, reduzindo o risco de incêndio e aumentando a durabilidade de componentes elétricos sensíveis. A designação HT também significa que a resina é eficaz na dissipação estática (com resistividades de até 106 Ω/sq) em temperaturas que chegam a 284 graus Celsius, tornando-a adequada para uma ampla gama de aplicações em indústrias que exigem ambientes livres de eletrostática, bem como aqueles com riscos de incêndio e explosão.
Mais especificamente, a fotoresina avançada pode ser usada para imprimir peças para melhorar a prevenção de explosões e incêndios em instalações de pintura automotiva, fábricas de processamento de farinha, refinarias de petróleo, postos de gasolina e muito mais. Além disso, as propriedades de segurança ESD do material são úteis na produção de bandejas de montagem, paletes de solda por onda e racks de placas de circuito impresso na fabricação de eletrônicos. O ESD-HT também pode ser usado para minimizar o risco de contaminação por eletrostática como poeira ou biopartículas em ambientes limpos como hospitais, instalações de manipulação de alimentos, interiores automotivos e bombas de ar.
Este material de alto desempenho desbloqueia uma variedade de novas aplicações para a impressão 3D DCM da Fortify. Com a plataforma Flux Developer, novas fotoresinas preenchidas – com parâmetros e benefícios específicos – podem ser desenvolvidas e qualificadas de forma mais eficiente, levando a ainda mais possibilidades de aplicação, bem como aprimorando as aplicações AM existentes. Para saber mais sobre as fotoresinas leia a matéria completa no site.
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