现如今，3D打印技术在汽车领域的应用越来越广泛，重要性与日俱增。包括Stratasys、惠普、EOS、3D Systems等品牌机型越来越多的出现在汽车制造车间，3D打印技术在汽车领域大展身手，本期案例介绍上汽通用 (SGM)在3D打印应用方面的实践。上汽通用有限公司 (SGM) 由上海汽车集团股份有限公司、通用汽车公司共同出资组建，成立于1997年6月12日。经过20年的发展，上汽通用已成为中国汽车行业的领军者之一。市场需求与日俱增上汽通用虽久负盛名，但取得消费者的青睐却绝非易事。中国同时拥有全球最多的人口和最大的汽车市场，消费者在选择车型、 性能、马力、价格时都会货比三家。因此，研发和产品部门需要和时间赛跑。原型机部门需要同时为照明、供热通风与空气调节、引擎、内部设计等诸多部门服务，满足装配厂日益增长的需求往往非常困难。3D打印技术助力上汽通用仅在 2017 年下半年，上汽通用便完成了 14 个 TAC 项目。该公司从 Stratasys 购买的Fortus 450打印机， 将其与传统的 CNC 技术相结合。Fortus 450大大提高了生产效率、精简了操作程序、优化了模型改造。相比传统技术，3D打印使成本减少了79%，交付时间缩短 83%，TAC 重量减轻 21%。而在降本增效的同时，FDM 还方便了操作安装，改善了人机工程。于此同时，上汽通用又采用了内部蜂窝结构式设计，在不失强度的前提下进一步减轻了重量。TAC 模拟块截面图3D 打印技术在上汽通用的另一大应用是为汽车部件制造原型。由于样车试制的特殊性，样车零件有别于生产线零件，需要根据项目需求单独采购。某些零件由于其设计状态尚未冻结、采购成本高、等待周期长，且功能性未必高，有时仅作为外观参考或尺寸匹配之用。3D打印的汽车部件功能原型FDM的快速成型帮助上汽通用解决了这一难题。它能够有效契合样车试制项目批量小、状态变化快、生产周期短等特点，不仅可以很大程度上减少零件采购成本、缩短等待周期，更能定制化生产制作工程所需零件，避免出现新老状态零件断点不一的状况。而 Stratasys的 ABS-M30材料能够有效满足样车试制阶段内大部分内、外饰件的材料要求，诸如温度、化学品暴露、精度和机械载荷等。传统的注塑开模成本高、耗时长，而 FDM快速成型则可以轻松完成简单的模型更改及制作。FDM技术不仅可以轻而易举地加工出复杂的形面，更能够及时应对在线制造问题，使工程零件问题能够在更早的样车试制阶段得到验证，从而保障了项目的顺利启动。更多应用在上海金桥基地样车试制车间内，上汽通用不仅将FDM技术用于样车制造中实际装车零件的生产，更将FDM技术应用于工装夹具的设计和制作过程中，充分发挥了3D打印快速成型的优势。3D打印常用于制作汽车装配时所用的工装，包括副车架工装、前/后盖锁工装、前/后风挡玻璃工装、前保中支架工装、大灯工装、字牌/ 标牌工装等。FDM 可精准加工复杂型面并快速成型，上汽通用将之与CNC加工工装结合，满足了自身对性价比、高效、准确等多方面的需求。stratasys打印的工装夹具例如，在装配车身后盖标牌时，需要使用后盖标牌工装在车身上精确定位。但由于标牌形面复杂，传统加工方式往往难以胜任，而3D 打印技术则可以很好地满足此要求。3D打印成型的工装不仅完美贴合标牌形面，而且重量轻巧。相较于传统加工方式，3D 打印技术展现出了非凡的优势。某车型内后视镜罩盖在2017年，每个工作日上汽通用的3D打印机都要运行超过 16个小时（全年打印时长高达 4280 小时），完成了超过500件原型和工装，重达101.7公斤，总共为公司节省了84万人民币。此外，借助3D打印技术，上汽通用还拓展了领域，今年，上汽通用第一次打印了可以用来展示和直接组装的汽车配件。未来可期上汽通用计划将FDM技术运用于更广阔的空间，并在样车原型制作的各个过程（ 如仪表板和方向盘）中使用。当客户对人体工学、尺寸精度、表面光滑度、透明性、多色彩等方面有高要求时，3D打印机发挥重要作用。虽然在 2017 年打印成品高达551件，上汽通用预计次年的打印需求还会增长 86%。欢迎转发延伸阅读：福特汽车：借助3D打印技术重塑汽车生产线大众汽车：在生产线上使用3D打印机进行车辆生产奥迪汽车：实现高效3D打印产出的应用经验布加迪：3D打印提升汽车性能 加速设计迭代可以 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：日均运行16小时，看上汽通用如何玩转3D打印

颅骨修补是脑外科最常见的一种手术。由于个体差异巨大，颅骨植入物除了对生物相容性和机械性能有着严格的要求外，对个性化的需求也极高。作为3D打印在医疗领域的重要应用，激光（电子束）打印的钛合金和FDM技术制造的PEEK在颅骨修复方面发挥了重要作用。本期，我们就来探讨这两种材料颅骨修复体的传统和3D打印制造方式，以及他们所面临的问题。医用钛合金1. 医疗优点医用钛合金具有较好的生物相容性和机械强度，易加工、费用相对低廉。采用该材料制造的钛网和钛板植入物，通过钛钉就能固定，一直是国内神经外科医师和患者治疗颅骨缺损的首选。2. 加工方式临床上，钛合金颅骨植入物加工方式有印模和多点成形，数控加工以及 3D打印。CNC颅骨钛网印模和多点成形成本较低，但精度较差，不适宜加工尺寸小、形状复杂的植入物；数控加工能达到很高的精度，但材料浪费严重，存在吃刀、让刀等问题，而且等待的时间非常长，往往需要两到三周。SLM制造的多孔钛网相比传统的植入物加工方式，3D打印的优势主要表现在：加工速度快，植入物在1-2天时间内即可完成制造，减少病人的等待时间；类人体骨骼的多孔贯通结构，可有效克服植入物普遍存在的应力屏蔽和生物活性低的难题，同时可使颅腔中的热耗散最小化，维持正常的导热水平。电子束3D打印的多孔钛网3. 可能存在的潜在问题钛合金在术后CT或MRI成像高亮，患者术后颅内植入物附近如果出现血肿或肿瘤，影像上会比较难判定；而且钛的模量比骨骼高 2-3 个数量级，应力屏蔽可引发骨溶解与松动；金属热传导的问题也会使患者对天气变化更加敏感。这些材料本身的固有属性影响了医疗效果，而通过结构设计进行3D打印梯度、多孔材料制造可有效减少不良影响。PEEK1. 医疗优点PEEK是一种高分子材料，具有良好的生物相容性、耐磨性和稳定的化学特性，可以用高温蒸汽或伽马辐照消毒。自20世纪80年代起，PEEK主要用作椎间融合器和人工关节置换材料， 2009年首次有报道采用PEEK进行颅骨重建，并表现出广阔的应用前景。PEEK颅骨修复体PEEK可塑性强，其弹性、强度、隔热性、稳定性等方面都与自体颅骨相当，所以一般不会有排异反应。X射线可穿透，不具有磁性，在CT或MRI图像中无伪影，不影响患者术后影像学分析。2. 加工方式PEEK 的熔点极高（玻璃化温度 143℃，熔点达到343℃），使其加工极其困难。目前，国内可用于 PEEK 材料成形的方法主要包括数控加工和快速成形两种。数控加工是当前国内 PEEK 材料成形的主流的方法，通过数控加工模具，采用注塑的办法来完成 PEEK 材料的成形，但采用这种方法加工的缺点是材料浪费非常严重，加工成本非常高。3D打印的PEEK颅骨修复体（层叠纹可见）第二种方法是3D打印（熔融沉积、激光烧结），相较于数控加工，3D打印提高了PEEK制造的灵活性，克服了材料浪费、难加工等困难，制造速度也是显而易见的。3. 存在的问题PEEK相较于钛合金有着很多优点，然而该材料在目前的推广上却有很多困难，主要问题还是受限于材料和加工手段。PEEK的价格极其昂贵，国际市场上标准级的 PEEK 售价一般为 70-80 美元/Kg，PEEK 个性化颅骨的手术费用则至少是钛合金的 3-5 倍。此外，据西交大的参考资料，单纯采用FDM制造的PEEK 快速成形件材质疏松，机械性能达不到医用要求，但从越来越多的植入案例也可以看出，这种现象正在得到解决。采用激光烧结打印PEEK，目前仅有德国EOS一家拥有相关的设备和技术。因此，价格和技术上的双重门槛，限制了其在个性化颅骨修复手术上的应用。END到目前为止，还没有一种材料被证实是理想的颅骨修复材料，任何材料都会有这样那样的问题。同样的，作为病患仍旧没有过多担心的必要，本文探讨的仅是科学问题，技术的进步正在使植入物的医疗效果越来越好。中国在使用3D打印技术制作植入体方面有着极为广阔的市场，相关的临床案例会越来越多，而更加先进的组织工程骨修复也将是未来颅骨重建的重要发展方向。本文参考：《颅骨缺损 的 临床修复进展》《面向个性化颅骨植入物的多点组合式注塑成形工艺研究》欢迎转发延伸阅读：医疗：PEEK相较金属植入物的优势与不足医疗奇迹：3D打印如何改善我们的生活国内PEEK打印机及医疗应用案例动画揭示：髋臼杯的机械加工、3D打印及植入过程可以 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：钛合金和PEEK颅骨修复体的传统和3D打印制造方式及面临的问题

金属粘结剂喷射技术相比激光或电子束打印技术的最大优点是实现了金属打印批量制造，它在无需极高性能、大批量需求领域具备成本更低、制造速度更快、后处理更加简化的优势。该技术受到了包括谷歌、强生、大众、宝马、威乐等公司在内的先进制造领域的广泛关注。本期，我们介绍的重点是，以Exone为代表的金属粘结剂喷射技术如何为客户提供快速、创新和具有成本效益的生产流程，从而在市场中脱颖而出，赢得新业务。金属注射成型供应商使用金属3DP技术MiMtechnik是德国一家金属注射成型（MIM）供应商，近年开始使用ExOne金属粘结剂喷射技术来缩短产品开发周期。在用于定制紧固件的生产中，MiMtechnik将产品的交付时间减少到一周，而且省去了模具开发和制造成本。粘结剂喷射技术在金属无支撑制造方面具有突出优势它所使用的是ExOne Innovent +™金属打印机，专用于开发和制造试制产品。该机器基于粘结剂喷射技术，构建尺寸为160 x 65 x 65 mm，最小分层厚度为30μm，能够打印许多标准注射成型粉末原料，包括不锈钢、工具钢、陶瓷和钨合金，这一特点对以传统注射成型为主业的MiMtechnik特别有价值，而且后期烧结工艺也易于和其固有工艺链相衔接。 ExOne生产流程介绍将产品开发时间缩短13周MiMtechnik的紧固件产品批量制造仍然采用MIM生产，而在正式大生产前，需要进行产品开发和小批量试制来验证是否满足客户需求。打印完的零件烧结过程粉末实现冶金熔化此前产品试制也是使用MIM技术，原型往往需要10-14周内才能交付客户，仅模具的开发制造成本就达到10000-20000欧元。增材制造的使用使MiMtechnik能够在客户提出需求一周内提供样品，在10小时内生产100件（不包括后续烧结），而且该过程不需要任何其他工具，因此消除了模具成本。烧结完的零件至关重要的是，采用金属粘结剂喷射技术制造的样品紧固件与最终用途部件的机械和表面光洁度特性均相匹配，这不仅为客户提供了类似比较，而且MiMtechnik可以使用自己固有的烧结系统对零件进行后处理。年订单完成量提高到60万件，有望突破120万开发周期的大幅缩短，使MiMtechnik的年订单完成量提高到60万件，它从最短的交付周期中获益而无需增加成本。3D打印的316L紧固件MiMtechnik的技术负责人表示，未来他们将继续深化增材制造使用，这项技术有望帮助其在随后几年将年产量增加至120万件。END金属粘结剂喷射技术与传统制造相比的最大优势是无需模具制造，它缩短产品开发周期、降低企业成本，而且能够极大程度的融合进固有的工艺链，以往需要模具制造的小批量开发产品可以考虑使用3D打印这项替代技术。该案例的成功实施，也为金属粘结剂喷射技术寻找到了一条新的应用途径。欢迎转发延伸阅读：喷墨技术于金属打印的意义金属3D打印批量化制造品牌总览基于粘结剂喷射和SLM的金属3D打印性能对比分析金属粘结剂喷射技术：在进行批量生产时须考虑整个工艺链可以 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：看金属3DP技术如何帮助客户以更低成本完成每年60万件订单

髋臼杯是3D打印在医疗领域极具代表性的应用，也是目前国内仅有的3个取得3D打印骨科植入物医疗器械注册证的产品之一，在3D打印业界极具盛名，广为所知。然而包括笔者在内的很多人并不清楚髋臼杯的传统制造过程、各部分的作用以及它的安装方法。本期，我们通过视频和动画来了解髋臼杯的传统和现代加工方式并对它所涉及的结构、生物性能进行阐释。1. 髋臼杯的传统机加过程CNC加工髋臼杯髋臼杯由钛或钴铬合金外壳和超高分子量聚乙烯衬垫组成，对精度要求极高。这些组件的形状极其复杂，传统机加过程中需要使用定制的夹具；组件的壁厚很薄，必须严格控制加工过程中的振动。为了高效且出色地加工这些复杂组件，往往需要使用定制刀具。 CNC加工面临的挑战：延长刀具寿命；降低加工时的振动；优化髋臼杯的车削；控制切屑流并最大化车削生产率。此外，机加过程对材料的浪费极为严重，而医用金属材料的价格也较为昂贵，这增加了病患负担。2. 髋臼杯的3D打印制造3D打印与传统CNC加工在制造髋臼杯过程中的最大区别就在于前者在特殊网格结构方面的制造优势。以往髋臼杯表面的骨小梁结构通过在植入物表面进行涂层来实现，无法保证假体的长期生存率。3D打印制造髋臼杯微观结构而3D打印则在髋臼杯体上直接制造仿生网格结构，模拟人体骨小梁的形态规则，实现孔结构的精确控制，从而使杯体更具功能性，有效促进骨组织长入，带来更好的康复效果。与此同时，3D打印基于粉末成型，在髋臼杯的制造过程中，集中批量制造可以最大程度降低成本，对材料的浪费也极少；个性化的制造特点也可以实现为病人量身定做而不会大量增加成本。3. 髋臼杯的植入过程当前3D打印的髋臼杯正在成为趋势，往往我们对其植入过程没有直观认识，下面我们通过动画视频来了解。 髋臼杯的精确安置对于植入体发挥良好的作用以产生成功的临床结果至关重要。打磨髋臼并打入杯体髋臼杯体上的孔用于打入螺钉与人体骨骼固定从医生的角度来说，金属打印所创建的多孔植入物结构可以更好的实现与人体的结合。安装内衬和股骨柄另据专家介绍，接受传统髋关节植入手术的人在10至15年后更换植入物并不罕见，而采用3D打印技术则可以将其延长至20年以上。从这些数据也突出3D打印在制造骨科植入物方面的优势END当前，3D打印的髋臼杯已有数十万个手术案例，数量的增长以及医疗器械注册证的许可代表着它的安全性和可接受度的增长。与传统制造技术相比，3D打印用于医疗植入物制造更大的意义在于它能够实现个性化批量制造和更好的医疗效果，这无论对于3D打印在骨科植入物制造方面的发展还是对病患享受更好的医疗成果，都极具意义。欢迎转发延伸阅读：医疗奇迹：3D打印如何改善我们的生活医疗案例：3D打印气管支架用于复杂手术3D打印如何辅助医生手术，如何宽慰患者发动机涡轮叶片的传统与3D打印制造过程 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：动画揭示：髋臼杯的机械加工、3D打印及植入过程

导读：C919国产大型客机101架机于2017年11月完成转场西安阎良机场后的首飞，并随后完成约60架次的试飞，目前处于进行包线扩展研发试飞阶段。2018年12月28日，C919大型客机103架机在上海浦东国际机场第四跑道顺利起飞，在空中停留1小时38分钟，完成21个试验点，为恰逢成立十周年的中国商飞和国人献上了一份最好的贺礼。据中国商飞透露，今年还有3架试飞飞机需要进行部装、总装，6架试飞飞机计划全部投入试飞取证工作。而C919大型客机103架机的内部结构已经基于前期试飞试验成果进行调整，将向中国民航局申请型号合格证（TC）。这标志着国产大型客机的研制又取得了一大突破。截至2018年底，C919大型客机已获得来自28家客户的815架订单。从图纸到落地，从通过诸项试验到多次成功试飞，当国产大飞机的制造和设计能力被一次次验证后，十年磨一剑的C919大飞机，相信不久之后就将剑指云天，与国际市场开启一场未来之约！“中国制造”风头正劲一架C919大型客机有724根线缆、2328根导管、总长近80公里的管线，零部件总数达250万个，把这么多零部件组合在一起绝非易事。然而尽管C919大型客机完全由我国自主设计、克服了系统集成的难题，有一种质疑的声音却从未停止——C919大型客机使用的是从美国采购的LEAP-1C发动机。缺了“心脏”的大飞机，还算是正宗的“国货”吗？航空发动机堪称现代工业“皇冠上的明珠”，它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性。一直以来，航空发动机都是中国大飞机工业的软肋。中国航发市场一直被国外公司占据着，不得不将千亿红利拱手让人。中国工程院院士甘晓华说，飞机的设计制造一般需要15—20年，发动机要20—25年；全世界能做飞机的企业有20—30家，能做发动机的却只有3—5家。尽管在研发水平上有着不小的差距，但国产航空发动机是必然的选择。2017年底，首台中国国产大型客机发动机CJ-1000A的验证机CJ-1000AX装配完成，标志着我国首个民用大涵道比涡扇发动机整机验证平台建立。2018年中旬，随着一声轰鸣，C919大型客机航空发动机CJ-1000AX验证机整机点火成功，核心机转速最高达到每分钟6600转，标志着我国大型客机航空发动机终于走过了最艰难的一步。后续将进一步开展发动机整机初步性能的摸底试验，如果能通过严苛的考验，那么验证机将变成真正的产品，C919大型客机和大型运输机运-20、水陆两栖飞机AG600都将拥有一颗真正的“中国心”。项目启动之初曾立下10%的国产化率目标，而今，C919大型客机整机的国产化率已近60%。而“最终实现全部国产化”，才是大飞机奋斗始终的目标。适航取证成果斐然适航和市场，始终是民用航空产品的两个关键词。即使有了国产发动机，有一个问题也是怎么都绕不开的——有人说，C919最大的瓶颈不是发动机，而是一张薄薄的适航证。3D打印的3.07米高C919中央翼缘条虽然各国民航部门都有不同的标准，但因美欧民用大飞机发展较早、技术较成熟，美欧的适航证几乎成了国际通用。“这就好比一款网游，在开发人员内部测试之后，会再进行小范围的内测，然后进行公测，最后才正式上线运营。”一位航空业内人士如是说。在取得中国民航局颁布的核准书之前，C919试飞机的多次试飞均处于早期研发试飞阶段，也就是“内测”。103架机即将被用于申请型号合格证的喜讯，则表明C919大型客机即将接受中国民航局官方测试，完成1000多项符合性验证试验，进入“公测”的跑道，成为第一架“真正的C919”。3D打印的C919飞机登机舱门钛合金机构零件分布图得益于多年前ARJ21民用飞机的适航经验，C919大型客机的取证流程变得更为便利。ARJ21从第一架机首飞到取得核准书用了三年多，整个适航取证花了6年。轮到C919，时间有望大大缩短。C919型号合格审查组组长张迎春认为：“说3年取证太乐观，说5年取证则太久。”除了试飞进程加快之外，C919大型客机的总装速度也会进一步提升。除了103架机由于架构上变化较大需要一些研发、试验时间外，后续的104、105架机，首飞时间间隔会非常小，甚至要低于102架机和101架机之间的间隔。此外，为了打入全球“公测”，C919大型客机也向欧洲航空安全局（EASA）递交了型号合格证申请。2016年中旬，EASA已开始受理，历经3年艰苦“长征”，C919大型客机取得“国际通行证”已胜利在望。产业化之路任重道远C919大型客机获得的815架订单中，国外订单有34架。国内主要订购方为东方航空、南方航空、中国国航、海南航空，以及国银租赁、工银租赁、交银租赁等租赁公司。“中短程双发喷气式客机市场需求最大，仅国内市场就非常旺，因此该类型的飞机，市场风险是很小的。”北航飞机设计专业博士徐宁认为。以C919大型客机的航程来看，国内市场就足以支撑项目的成功，但显然C919大型客机志在全球。全球大型民用飞机产业潜力巨大。预计未来20年，全球共需交付3.5万架大型民用飞机，最低估值是5万亿美元，而中国将需要约6000架新客机与货机，价值9450亿美元，占全球同期新飞机需求总量的18%。C919大型客机诞生前，如此高的市值都将被纳入波音、空客的口袋，中国只能在低端生产线上“为他人作嫁衣”，挣取微薄的利润。中国商飞董事长贺东风说：“C919的制造过程一定是以客户为中心，满足客户的需要，它制造的资源来自于全球，市场面向全球，竞争也面向全球。”C919大型客机的终极目标是尽快打入国际市场，从商飞连续五年参加新加坡航展来看，商飞计划先开发东南亚市场，再进军全球。据国际航空运输协会估算，到2036年亚太地区航空乘客或达35亿人次，比北美和欧洲的总和还要多出一倍以上，C919大型客机将大有可为。专家预测，到2035年左右，C919大型客机会形成完整的产品链。欢迎转发延伸阅读：俄科学家采用新技术为飞机“瘦身”约一吨采用3D打印制造火箭发动机的设计与工艺考量发动机涡轮叶片的传统与3D打印制造过程已将3D打印实际应用的代表企业及案例---广告---雄起 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：C919大型客机的商用进程

我们已经看到很多采用金属3D打印技术制造火箭发动机部件的案例，通常我们仅关注了事件本身以及它所带来的优势，对于制造过程的细节关注甚少，这并不利于我们深入理解这项工艺所涉及的方方面面，也会让我们产生3D打印太容易的误解。本期我们以具体案例所涉及到的内容，揭开这项工程的一角。世界上最大的火箭发动机部件不久前，英国航空航天公司Orbex采用SLM Solutions的SLM 800制造了世界上最大的火箭发动机部件。Orbex工程师与SLM专家密切合作，建立了一套针对火箭发动机大体积和复杂结构制造的优化参数。最终将发动机重量减少了30％，与该类别的其他运载火箭相比，效率提高了20％。发动机关键部件必须具有所需的材料特性和尺寸精度才能被认为是可靠的，因此，3D打印需要保证质量要求，保持零件功能，同时零件本身也要适于3D打印。打印前后的设计与工艺考量工程专家对火箭发动机的结构进行了优化，使其更符合3D打印的制造要求；同时，设计中集成了特殊的粉末去除策略，包括专用的粉末输送通道，以便尽可能多的将粉末从结构中移除，减少材料损失。在工艺设置阶段，工程师合理分配了每一处所要添加的支撑结构，以获得最佳质量，在工艺设置的过程中也充分考虑了后处理加工的影响。劳伦斯利弗莫尔实验室打印的火箭发动机原型欧洲航天局处理完成的3D打印火箭发动机推进室SLM 800具有280x500x850mm的构建尺寸，是一款大型的选择性激光熔融系统。Orbex发动机部件采用镍基合金制造，此前我们也曾看到有的火箭发动机采用铜合金打印。建造完成后，零件自动转移到拆包站，通过振动和旋转清除多余粉末。SLM 800通过振动和旋转清粉SLM 800打印的Orbex火箭发动机接下来，是在SLM Solutions的金相学实验室分析随发动机部件一起打印的测试样件，以确保孔隙度等情况是否达到标准。针对零件的后处理及各类检测是和设计同等重要且必不可少的。3D打印为Orbex带来的效益3D打印使Orbex的整个制造周期缩短了90％，成本降低了50％。与此同时，3D打印使工程师能够为发动机内部添加更复杂的冷却流道，从而使发动机的设计和功能更加集成紧凑，对材料的使用效率也更加高效。一体化制造也意味着没有焊接或接缝，火箭可以更好地承受极端温度和压力波动。航天工程师介绍，采用3D打印制造火箭发动机这种带有精细复杂结构的部件，并用于热火实验和最终飞行，本身就是一项巨大的挑战。本文所揭示的，仅是整个制造过程的冰山一角。最后请大家欣赏带有3D打印发动机部件的龙飞船反推测试片段，龙飞船已被SpaceX于一周前发射。 欢迎转发延伸阅读：嫦娥四号实现3D打印在轨应用国际商业航空公司如何使用3D打印开拓创新多激光无缝拼接的大尺寸粉末床激光熔化自动化设备是怎么工作的？---广告--- 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：采用3D打印制造火箭发动机的设计与工艺考量

涡轮叶片是发动机最重要的零件之一，采用的材料价格往往非常昂贵。作为典型的自由曲面零件，涡轮叶片的一个重要特点就是薄，加工时易变形，并且材质通常为蒙乃尔合金、INCONEL、钛和镍为基础的难加工合金材料，更增添了加工的困难度，同时对加工工艺与加工用的刀具提出了更高的要求。本期我们展示叶片的数控加工、3D打印以及铸造工艺。一. 数控加工工艺 涡轮叶片的数控加工过程叶片的数控加工工艺，包含装夹方法、数控编程、切削工艺、颤振抑制、在线检测、辅助工艺等。材料浪费严重数控加工工艺对材料的浪费极为严重。二. 3D打印工艺 电子束熔融技术制造涡轮叶片包括西门子和霍尼韦尔在内的公司已经开始使用3D打印制造涡轮叶片。3D打印的制造优势不仅体现在节省材料、降低成本，更体现在大幅缩短叶片的生产制造时间。西门子工程师采用增材制造技术生产的一种新型燃气轮机叶片，从设计到生产的整个周期可以从两年缩短至两个月，大大提高了生产效率。西门子采用激光打印技术制造涡轮叶片三. 铸造工艺涡轮叶片铸造工艺主要由模具制造（包括外形模具和型芯模具）、制芯、制蜡模、制壳、浇注、脱壳脱芯、检验等主要工序组成。叶片陶瓷型芯包裹型芯的蜡模待浇注的型壳高温浇注叶片铸件完成加工的涡轮叶片叶片铸件表面无金属光泽，通过后续的机加、打孔、抛光打磨等工序后，才是我们通常见到的状态。这道工序对于3D打印的叶片也是必不可少的。END除上述加工方式外，涡轮叶片还有多种加工方式，为保证安全运转，叶片还需要经过尺寸和形状检测以及裂纹检测等。相比较而言，3D打印相比数控加工和铸造有着很多优势，但有时候还要根据使用情况的不同选择最佳的制造方式，如单晶叶片等，3D打印目前还无法实现。欢迎转发延伸阅读：发动机制造：雄起的中国航空几种金属打印的特点及在航空领域存在的问题---广告--- 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：发动机涡轮叶片的传统与3D打印制造过程

3D扫描仪往往主打高精度、便携式、手持式这几个关键词，其目标是既方便使用又能具有极好的工业性能。随着3D打印逐渐走进课堂，与其相辅相成的3D扫描就显得有些尴尬，无论设备多么便携，操作起来仍需要较高的专业知识，而面对中小学生，传统的扫描设备仍然属于望而生畏的专业器材。那么有没有一款简单易操作，好玩又高效的扫描仪可以让中小学生感兴趣呢？在本届TCT展会期间，西安知象光电就推出了这样一款轻型智能化的扫描仪产品，它结合AI功能，将原本静止的扫描物体赋予各种动作，让产品拥有了生命，此举甚至引起了游戏设计师的青睐。结合AI功能的新型扫描仪这款名为FingoS1的3D扫描仪外观看起来更像一台ipad，不过它的功能却很丰富。集扫描、云计算、3D内容制作、动作交互功能于一身，产品集成度很高。与我们平时看到的工业扫描仪不同，FingoS1无需连接电脑，因此避免了各种连接线。工作台干净整洁，无线路烦恼与此同时，FingoS1搭载了6核处理器，采用“云”端计算和存储模式，可在10秒内完成标定，快速扫描并全自动融合拼接。设备精度可达0.1mm，而且自带彩色纹理贴图功能，7寸高清触摸屏也使其具有极好的观感和触感。FingoS1机体结构该产品的最大亮点是其借助人工智能实现了扫描物体的可塑化，内置的创意APP采用人工智能算法赋予了模型有趣的灵魂。扫描完成的模型通过用户自定义动作，可将其植入情景角色，实现游戏、ARVR等内容开发。内置AI功能赋予扫描物体生命 产品使用过程智能扫描设备的应用方向1. 应用场景落地家庭娱乐知象自主开发的3D内容制作APP—Fingoplay，可直接导入扫描模型，用户可自主制作3D动画和AR内容。Fingoplay将过去复杂、高难度、只有专业人士才能完成的模型建模、模型骨骼化、动作提取等基础工作全部实现智能化处理，普通消费者可以大开脑洞，立刻上手实践。赋予扫描模型生命，适用于家庭娱乐通过Fingoplay可以将天马行空的idea转化为好玩有趣的3D动画和游戏，体验3D科技为生活带来的乐趣。另外，Fingoplay也可在Android手机上使用，打开APP中的AR功能，就可让模型在现实场景下与用户做动作和语音互动，把电影中的“玩具总动员”带回自己家。用户也可以设计动作或者录制一段舞蹈视频上传至Fingoplay，经过智能化处理，可让模型按照预想的设计“表演舞蹈”2. 创客教育的寓教于乐新方案3D打印、3D扫描以及AR、VR，作为最新的科技在融入课堂方面一直找不到合适的途径，FingoS1+ Fingoplay提供了一套完整的3D建模和AR、VR动画制作课程。它可以满足教师最简化操作的教学需求和学生低成本实践的学习需求。将扫描后的模型赋予动作进行动画制作FingoS1基于Android7.1系统，可以在线升级扫描软件，支持各种应用下载，学生通过完成3D逆向建模、模型设计、AR/VR内容制作等一系列系统的3D成像+AI课程实践，不仅可以完成学校指定的课程目标，还能培养学生动脑动手的能力，直观体验人工智能技术。3D扫描与AI的结合，可以成为推广相关技术的创新方案。3. 为定制化设计用户提供高性价比的解决方案源于0.1mm的高精度扫描和1300万像素的纹理贴图，以及“0”成本的操作学习功能，FingoS1能够在极大程度上为电商、鞋类以及眼镜定制等厂家提供好用不贵、又能满足生产需要的建模和设计服务。它可以像使用普通Android手机一样简单，即刻完成扫描成像、模型处理和模型打印任务，解决了工业扫描仪在使用中缺乏专业知识的痛点。FingoS1自带纹理贴图功能ENDFingoS1的开发团队西安知象光电脱胎于西安交通大学，技术资本团队源于美国麻省理工学院、美国加州大学，国内清华大学、北京大学、西安交通大学和中科院西安光机所等科研单位。作为业内首款消费级3D扫描仪，FingoS1是真正能走入普通消费者生活中的产品。以云端计算和人工智能为代表的最新科技，将在5G时代衍生出更为丰富的应用场景。欢迎转发延伸阅读：颇多惊喜：3D扫描+手机终端+3D打印+易容---广告--- 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：“3D扫描+AI”，FingoS1敲开民用3D扫描仪市场大门

3D打印技术为假肢的设计与制造提供了新的机遇。在本次 TCT 3D打印展上，假肢设计师吴兆龙宣讲了他的假肢设计心得体会。肢乎共享假肢对其进行了梳理，本篇内容吴兆龙先生将以第一视角讲解假肢设计思路。3D打印假肢设计师吴兆龙先生受TCT邀请分享经验心得1. 假肢设计，别可怜别人用最简单的方式，概括我做的事情就是造假者。我来这里，是希望更多的力量进入假肢制造行业。如果说我是造假主犯，那么在座的诸位，未来有可能合作，大家都是帮凶。通过今天上午的展览，我受益匪浅。关于假肢设计第一条，我想说的是:"别可怜别人，别自我感动。"假肢，很多人第一次联想到的时候，往往和身残志坚，家庭贫困， 社会责任等等联系起来。但是实际接触过程中，你会发现，很多人，是不适合，不需要可怜的。不能因为某次事故，别人就一定要接受你的同情和可怜。没有手腕，一样自食其力我认识一位手腕离断用户，整个手腕以下都没有的。自己有飞行执照，爬上过珠峰。珠峰啊，我是想都没想过。我好好设计产品，没资格可怜人家，而且可怜别人会影响设计工作。2. 设计假肢，别自我感动我第一次了解到3d打印假肢的时候，是国外有机构为残疾人提供免费的FDM打印假肢。我是为这种模式感动了，多好啊，解决了残疾人收入低，假肢没有功能的大问题。我在百度【假肢吧】里发帖问大家有没有人需要。但是做出来之后，发现没人要，送人都送不出去。这不是说设计的不好，而是设计有些水土不服。我也分析过，发现问题是设计者和用户并不是站在同一个角度。吴兆龙设计的3D打印手指首先从设计上来说，免费的假肢，只能是用传统的FDM机器打印。除了必要的绳索外，其他部分甚至关节结构的螺栓都是打印出来的。这种设计结构对制作者来说，非常好，不需要购买额外的东西，就能制作出来。有的结构甚至支撑都设计好了。一个门外汉，培训一下午就能够打印组装。这是多好的设计啊。但是做出来，问用户怎么样？第一次问，人家说可以，再问用的如何，不搭理你了。持续不懈问下去，发现大家嫌丑。这是什么啊，造型太科幻，辣眼睛。表面层纹，穿戴不舒服，接受腔形状不适合等等。于是这里有个陷阱，大家知道你是好心，没挣钱，所以包容你，对产品也包容，但是最终效果是做的不合适，他不用。当时遇到这个问题，就会感觉用户不领情，心想：“能有就不错了，要啥自行车啊。你们这些用户怎么就不知道好坏呢，这是多好的设计啊。”自我感动的不以为然。后来读到庄子里面一句话，同则无好也化则无常也。意思是与万物同为一体，就不会有偏好偏私，与世界共同进化则不会停滞。你执着于自己的偏好，要求用户适应你，当然做不出真正好的东西啊。所以我开始选择新的设计思路。抛开现有方案，就当是为自己家人设计假肢，怎么好怎么来。手指关节设计累计用了一千多小时，假肢接受腔形状不好处理，用克隆粉给残肢取模，之后找人做3D扫描。FDM强度和精度不够，用光固化和尼龙烧结,都是塑料关节容易磨损，关节设计用螺丝钉，为了防止磨损加上金属管；控制角度不合适，设计的时候，装配精度为0.2毫米。打印出来色彩不好看，找人手工上色。抛开成本因素，我们的定制程度、耐用性、结构强度、后期处理等等都已经超过国外的设计了。3. 假肢用户，谨慎分辨，好用户是金子一开始我觉得对待残疾用户都一视同仁，但是事情的转机是遇到一个懂行的人。他一开始也是想定做一个500块价位通用型的假肢。后来聊的比较好，他主动说，更好的标准是什么，我说1500 ，我可以根据好手外形量身定做，他当时说好，之前的五百算作定金。做出来第一版，他觉得非常好，还给我发了一个红包。还拍摄了一个三十分钟的视频，视频里他用假手指操作工具箱里的所有工具,包括万用表，手电钻等等。让我很感动。轮船上的机械师第一版使用中发现不少的问题，很配合的提出来各种修改意见。后来我才知道，他是轮船上的机械师。你想要什么颜色，改；你觉得差了几毫米，缩放；细了一毫米，扩大。他这一个做了七八款设计。从成本上来算绝对亏了，但是收获一个超级用户，明确了中高端的设计思路。这一点是赚了的。目前这一款他非常满意。我觉得接下来可以推广了。他现在应该带着这个假肢上船了，继续做机械师工作。从这个例子上，可以看出，真正的好用户，会推着你走。有人说我骗人的，还有的都不认识你，上来就说你不行，国内做假肢的绝大部分是骗子。各种解释都听不进去。我说，你自己也做假肢这么久了，你去看看国内外有几个假肢设计师，你很厉害，大家都怕你，谁还搞设计呢？他再也没捣乱过。我今年打算为家庭贫困的儿童捐赠十二根手指，消息一发出来，就有人一上来就问，怎么送假手指啊，语气不客气没什么。但是他连孩子手指截肢的照片，也没有，让他画个示意图也提供不了。这应该不是需要假肢的人。佛法无边，还只渡有缘人呢，我帮不了他们。4. 3D打印假肢，市场份额，尽人事听天命稍微有些了解的人，可能会知道，我国的残指再植的成功率在百分之九十以上，但是当手指发生事故的时候，只有三分之一的情况适合做残肢再植手术，更多的是挤压伤和搅伤，没有条件做手术的。江浙沪，珠三角等区域，南京一家医院手指再植案例四五千例。有一篇报道指出，三年来珠三角断指无法再植数量预计十万。这个市场份额很尴尬，每年断指再植数量应该在六千到一万之间。每根手指预算如果是五百到一千块之间，也才一千万的市场份额。大公司肯定看不上这个市场份额，只能是打造小而精的企业模式。这个市场是不断萎缩的，但是消费水平是不断提升的。比如说现在机器代人降低了工伤，赔偿比较多，工厂日益注重安全。用户也愿意掏钱定制中高端的假肢。但是还有一些先天性无手指的儿童。由于人口基数，这件事情，也只能是在我们中国做起来。对于这种手指截肢，甚至没有专业名词，这是一个被人忽视，甚至无视的市场，恰好有个技术能够解决这个问题。如果是向上下游延伸的话，有些机电手假肢完全可以做到这个技术。我们目前正在设计半掌和腕离断假肢，这种假肢的造价在一到三万。但是小而精的企业要辐射全国，在前期宣传投入上就要有一定投入。市场份额，受伤总数下降，这件事能做多久呢，不清楚。国外的网站也是很久没有更新产品了，持续性投入是个问题。做这件事有很多人支持我，假肢装配技师，手外科大夫，后期处理的人等等，很遗憾我去看望他们的资金都没有。目前负债累累。我只能说：“尽人事，听天命吧！”欢迎转发延伸阅读：医疗奇迹：3D打印如何改善我们的生活医疗案例：3D打印气管支架用于复杂手术3D打印如何辅助医生手术，如何宽慰患者---广告---赞 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印假肢设计师：做假肢别可怜别人，别自我感动

2019 年 TCT 增材制造展览会已经结束，从展览面积到参展企业的数量和类型，显示出3D打印市场的活跃与规模的快速增长。与往期不同，本届展会的质量有所提高，3D打印附加工艺链条的企业开始出现，很多企业在往产业细分应用领域努力。本期，我们介绍已经将3D打印实际应用的部分代表企业及其案例。1. 3D打印医疗应用2016年，全球3D打印医疗市场规模达到12.29亿美元，其中3D打印植入物市场规模达到8.23亿美元，预计到2024年3D打印医疗市场规模将达到96.39亿美元，其中植入物市场达到81.2亿美元。爱康医疗作为中国骨科植入物行业的领军企业，是中国第一家且唯一一家将3D打印技术商业化并应用于骨关节及脊柱置换植入物的医疗器械公司。先后获得国内金属3D打印植入物的CFDA注册许可（髋关节系统、人工椎体系统、椎间融合器系统）。金属3D打印植入物产品及技术在中国的应用达到世界先进水平，同时相关核心技术全部拥有自主知识产权。2. 航空航天知名市场研究公司Markets & Markets预测到2022年，航空航天3D打印市场的全球规模将从2017年的7.14亿美元猛增至30.57亿美元。航空科技是国际竞争的战略制高点，是国家安全和国际地位的重要保障。面对大型商用C919飞机这一国家战略研究重点，飞而康与中国商飞一起探索出一条将3D打印钛合金零件应用到C919 大飞机的创新之路。项目经历三年，成功突破了C919飞机用航空级钛合金复杂结构件的制造难题，实现了3D打印飞机用钛合金复杂结构件的规模化生产与应用，建立了民用航空领域涉及原材料—3D打印制造—后处理—性能检测整条生产链条的认证方案。3. 汽车市场研究公司 Allide Market Research 于2017年发布了一份汽车行业3D打印市场报告。该报告预测，到2022年，全球汽车行业3D打印市场将达到23.91亿美元。3D打印参与制造的LSEV汽车部件XEV公司是一家有欧盟注资、中国背景的新能源公司，总部位于香港。在欧盟有史以来最大的科研项目—“地平线2020”智能电动车项目竞标中，XEV首部车型“LSEV”击败了奥迪、雷诺、菲亚特等传统汽车巨头，脱颖而出。LSEV在改善机动性、减少拥堵、提高安全性方面表现突出，并且采用3D打印技术制造，以纯电为动能，是一款资源节约型的交通工具。4. 模具就模具制造业而言，3D打印的运用可以使模具制造的精确度更高、效果更好、速度也更快。如今，世界各国传统的模具制造业在一定程度上都受到了3D打印技术的冲击。在部分领域，3D打印甚至已经开始颠覆传统的模具制造技术，并与之形成竞争关系。图片来源：厦门华易迅科技有限公司利用3D打印工艺在模具内部做出随形水路，从而极大提升模具的冷却效率，缩短注塑周期。目前金属3D打印技术在欧美和日本已被深入运用于注塑模具量产。国内汽车制造商、家用电器生产商等也已经开始尝试使用金属3D打印技术进行模具直接制造。END3D打印只有贴近应用才能显示出它的独特魅力，本次展会也正体现出这一趋势。无论是高大上的航空航天，还是新晋影视道具，3D打印在各领域的应用比以往都更加深入，实际应用案例让人眼花缭乱，参展企业似乎也更有信心。注：本期3D打印实际应用代表企业由苏州诺曼比尔材料科技有限公司提供。欢迎转发---广告---赞 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：已将3D打印实际应用的代表企业及案例