Nexa3D：解锁如何将聚合物增材制造生产效率提高20倍
时间：2022-05-07 14:12 来源：南极熊 作者：admin 阅读：次
导读：更短的循环周期对于3D打印的生产效率至关重要，但这并不是唯一的影响因素。如何为增材制造选择合适的零件、前期的生产准备工作以及后期处理，同样会对3D打印总的吞吐量产生巨大的影响，而这一切都需要协同工作以实现最大的生产效率。
一直以来，增材制造（AM）一直被局限在小批量、高成本或高复杂性的零件制造上。这一直是在生产中更广泛地采用AM的障碍，而且理由看起来也很充分。从纯粹的直接成本角度来看，低的建造率往往导致设备占到生产成本的50%以上。为准备AM作业而投入的精力和时间以及费力的后处理要求进一步缩小了增材制造具有经济意义的窗口。Nexa3D是一家增材制造解决方案公司，针对于光聚合物增材制造工艺的每个阶段它有一整套成熟的技术方案。凭借更高的打印速度和更大的16升（61立方英寸）的构建室，Nexa3D说他们的打印速度可以达到同类打印机的6.5倍，但这与题中声称的生产力提高20倍还依旧相差甚远。
△Nexa3DNXE 400 3D打印机拥有极高的打印速度，
△上图显示了50个文丘里管是如何在27分钟内打印出来的。
增材制造中的经济学
AM的主要成本构成是：
资本折旧——这包括3D打印机，但也包括任何必要的后处理设备。资本利用率直接受到打印机的速度和尺寸的影响，这决定了一天可以生产的零件数量。材料成本——AM的材料成本往往需要一个与传统制造不同的计算方法。最初的材料成本可能会更高，但产量通常会更高，废品很少。然而，一些AM工艺有隐藏的材料浪费过程，这可能取决于材料特性、生产的几何形状和使用的后处理方法。劳动成本——AM的作业过程包括文件准备、机器装载/卸载和后处理。劳动力成本在很大程度上取决于设备生产力、硬件和软件的自动化以及每个零件的具体后处理要求。提高AM生产率涉及到解决这些问题中的每一个环节。例如，一个更快、更可预测的构建程序准备过程可以减少劳动力，使工作运行得更快，并可以降低达到所需质量标准的难度。更快的打印和每次制造更多零件的能力提高了设备利用率。更准确和可预测的打印能力，可以通过更有效的支撑物移除和可能消除的二次加工（如机械加工），大大降低后期处理成本。所有这些加起来，做好这一切就是实现3D打印生产力的巨大改善的方法。
Nexa3D如何解决整体AM生产力问题
设计和制造更复杂的零件的能力也许是讨论最多的AM所体现出的经济效益，因为它能够用一个打印的零件来取代装配件，这些成本效益可以是非常可观的。但是，为AM选择合适的零件，并迅速将这些零件送入高效的生产过程，则是另一回事，因为你如何去准备构建程序是至关重要的。这一切都要从AM软件开始。NexaX2.0是一个基于AI的软件应用，它通过硬件、软件和化学的相互作用，提供打印准备和3D打印机管理。随着API与其他软件的整合，NexaX能够实现打印部件的新特性，同时实现工艺稳定性、生产规模、稳定的产品质量、更高的产量和出色的机械性能。它提供了各种工具来帮助提高总的工艺效率，如快速的文件准备，如何堆放零件以达到最大产量，甚至如何放置支撑物以方便拆卸。
△NexaX2.0是一个基于AI的软件应用程序，提供打印准备和3D打印机管理。
凭借异常快速的专有切片算法和自动支持生成，NexaX软件将工艺和几何算法与端到端工作流程相结合，以优化零件生产。该软件包括一系列广泛的自动化功能，包括：
1) 自动文件准备
2) 零件重新缩放和复制能力
3) 自动生成最佳支撑
4) 格子生成工具和网格固定
5) 自动检测零件的碰撞和越界情况
6) 精确的零件打印时间和树脂消耗量估算器
7) 独特的镂空和穿孔工具
8) 远程管理和实时打印查看功能
9) Nexa3D NexaX 2.0 软件自动化
△Nexa3DNexaX可以自动进行构建准备，具有自动支持放置等功能。
NexaX
2.0软件还与Ximplify™完全兼容，Ximplify™是Nexa3D的自动化3D打印决策支持门户，它加速了设计师和制造商大规模采用增材制造的能力。Ximplify在几分钟内扫描由数千个零件组成的材料清单，为增材制造选择理想的候选人。它确定了3D打印可以匹配或超过其他工艺替代品的生产成本的突破点，并可以就何时适合与服务局合作以及何时适合在内部进行生产提出建议。该软件还包括与Nexa3D的大型和不断增长的材料组合的无缝集成，甚至可以为任何给定的零件提出材料替代建议。
更快的打印
Nexa3Ds的光聚合过程非常快，它基于LSPc技术（润滑剂子层光固化），大大加快了从一层到另一层的时间。SLA打印机是
"倒置的"，这意味着它们是颠倒着打印的，而且它们是靠桶底或桶膜来固化的。在Nexa3D打印机中，光线通过通道和导光板向上投射，以确保整个构建区域的均匀性。光线通过一个LED光罩，在那里得到精细的像素化，以确保边缘到边缘零件的一致性和准确性。通常情况下，必须小心翼翼地将零件从大桶中剥离出来，这通常是一个缓慢而精细的操作。LSPc技术利用了一种自润滑的柔性薄膜，它可以防止粘附在打印件和底层丝网上，从而使打印速度大大加快。为了确保工艺的一致性，还集成了一个热管理系统，以克服高速打印产生的热量积聚。
△在2.5小时内，用xCE黑色材料在一次构建中打印了2050个滑轮，这相当于每分钟生产13个零件。
LSPc技术使生产周期时间和产量得到了极大的改善。由于输出的速度完全基于构建的垂直高度，无论你打印多少个零件，总的打印时间都是一样的。在最高速度下，该过程可以实现每2.5分钟一个垂直英寸。即使在这个速度下，打印机也能达到注塑的质量，具有尖锐的角度、光滑的表面和完美的圆孔。总的来说，LSPc工艺使生产速度比同级别的其他3D打印机快6.5倍。
此外，Nexa3D 400型号包括一个16照射头的构建量，比其他基于SLA和DLP的技术高出2.5倍。这允许更大的部件，或每次构建更多的部件，具有更高的吞吐量，并最终降低部件成本，所有这些都具有更高的像素（76.5微米）和各向异性的打印。
集成清洗和固化
对于优化整个光聚合物打印过程来说，同样重要的是如何进行后期处理。由于Nexa3D打印工艺的精度和分辨率，零件很少需要二次加工，如机械加工。但零件会需要清洗和固化，Nexa3D已经开发了集成站，可以有效地执行这些任务，并能在同一底板平台上完成这两项工作。
xWash是一个为Nexa3D打印机设计的清洗站，它使用为3D打印和可持续性而优化的专有清洗剂。要把一个零件从打印机移到清洗站，你只需把带有零件的底板滑出来，然后把它滑到清洗机里，它就会被自动处理。洗涤器提供了一个完全可调的清洗周期，从预编程的清洗配方开始，使用户能够根据零件的几何形状和材料来优化周期。这有助于在几分钟内实现对各种零件的高效和一致的清洗。为了最大限度地提高产量，它可以同时容纳两个构建板。
△xWash提供了一个完全可调的清洁周期，并配有预编程的清洁配方。
xCure的设计初衷是为了能够批量生产性能良好的光聚合物部件，同时还便于保证部件和打印机的一致性。它还配有规定的零件加工菜单，采用相同的工艺控制，以实现高尺寸精度和结构完整性，无论零件大小或复杂程度如何。与清洗机一样，该设备也是作为Nexa3D的400系列打印机的配套设备，可同时固化三个构建板，或将零件放在半透明的架子上，单独进行固化。该固化站使用高功率LED，在双波长下运行，以及连续的紫外线和热固化模式。它按照全球工业结构和安全标准建造，以三种固化模式运行：仅紫外线、仅加热和紫外线+加热。
△xCure的设计是为了持续和快速地保证在生产数量上所需的光聚合物部件特性。
3D打印材料
一个成功的增材制造操作的另一个关键组成部分是识别和采购符合物理性能要求和适合特定3D打印部件的可加工性标准的树脂。为此，Nexa3D与世界领先的材料供应商建立了合作关系，包括汉高、巴斯夫、科思创、赢创和阿科玛，以充分发挥高性能聚合物的潜力，为更快、更经济的原型设计周期和持续满足与功能原型相同标准的系列生产量身定制。
△Nexa3D已经与世界领先的材料供应商建立了合作关系，包括汉高、巴斯夫、科维斯特罗、赢创和阿科玛，以开发特定应用的光聚合物树脂。
这些材料是为LSPc工艺定制的，以提供高速加工、耐用性和准确性。在目前的树脂阵容中包括：
1) xGPP半透明——适用于半透明、刚性、多用途的高性能部件。
2) xGPP灰——具有出色的表面光洁度和真实的设计细节，xGPP-Gray是丰富的模型纹理的理想选择。
3) xCE白和xCE黑——高性能聚合物，用于生产最终使用的塑料部件和注塑工具。
4) xABS黑——高性能、高模量材料，具有优良的弯曲和拉伸物理特性，并具有相对较高的伸长率。
5) xFle——类似于TPU的材料，是打印握把、垫圈、密封件以及运动服和鞋类原型的理想材料。
6) xPeek——耐高温材料，HDT为230°C。xPeek非常适合用于工具和其他需要高耐热性的应用。
至于挑选材料，Nexa3D通过其Ximplify自动3D打印决策支持门户网站提供帮助。除了分析哪些零件最适合3D打印外，Ximplify将推荐最佳的打印机和材料，以最大限度地提高性能，并提供完整的零件成本和投资回报分析。该应用程序将为一个零件推荐材料，考虑到功能要求和材料的可加工性。简单地说，它能找到最快的方法来制造你需要的零件。在每个环节结束后，Ximplify会自动生成一份报告，以支持整个决策和实施过程。
(责任编辑：admin)
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