2026年第3篇与3D打印技术相关的nature正刊文章于2月11日发表。来自清华大学的戴琼海院士团队发表了题为“Sub-second volumetric 3D printing by synthesis of holographic light fields （通过合成全息光场实现亚秒体积3D打印）”的文章。 该研究提出了一种称之为“计算全息光场（DISH）”的全新体积3D打印方法，将打印速度本就高出常规增材制造技术几个数量级的传统体积3D打印速度再提升了数十倍，且零件在1cm范围内能保持19µm的高分辨率，打破了制造速度、尺寸、精度不能兼得的限制，在生物医学、微纳光学组件、柔性电子、微型机器人等多个领域展现出广泛的应用潜力。 3D打印制造速度的不断发展 常规的3D打印技术可谓多种多样，它们分别在不同的工业场景下发挥了重要作用。传统光固化（SLA、DLP)技术的精度高，但效率低；双光子聚合（TPP）具有极高的精度，但速度却极慢，批量生产面临困难；连续液面3D打印技术（CLIP等），虽提升了打印速度，但仍然没有摆脱层层制造的基本原理。 传统DLP与CLIP技术的打印过程比较 为进一步提升速度，体积3D打印技术应运而生。目前基于光场的体积3D打印方法主要有Xolography推出的“交叉光刻”的技术以及最初由HRL推出的“计算轴向光刻（CAL） ”技术等。但这两类技术均有不足。 ➡️ “交叉光刻”的速度限制 Xolography的聚合反应由两个波长的光引发——一个来自穿过静止树脂的移动光片，另一个来自正交投影——两束光同时汇聚引发固化。因此这项技术所打印的树脂就含有双色光引发剂。这种特殊的引发剂在参与一次光化学反应后会进入一种“钝化态”，无法立即再次反应，需要一定时间才能恢复。因此，光片的移动速度就要控制，因此，它的基本原理就限制了其打印速率。但即便如此，它仍然比TPP技术快104-105倍。 ➡️ “轴向光刻”的尺寸、精度与材料限制 计算轴向光刻（CAL）技术的原理是通过从不同角度投射2D光图案，在树脂内部叠加出3D光分布，从而同步打印整个零件。在具体的实践过程中并不依赖多台光机，而是让树脂容器360°旋转，单光机就能各个角度投射图案。 论文指出，树脂容器的旋转带来了一系列问题：首先是没办法在固定表面上进行原位3D打印，而且为了避免图案错位、振动，旋转速度就得限制；进一步的影响是，已打印的部分会出现下沉的风险，因此CAL技术需要使用高粘度树脂；除此之外，CAL技术难以同时保障制造尺寸与精度。 计算轴向光刻技术实现体积3D打印 DISH技术的核心突破 对当前主流的基于光场的体积3D打印技术相比，“计算全息光场”技术带来了多项突破： ➡️ 打印速度再提升数十倍 无论是此前的“交叉光刻”还是“计算轴向光刻（CAL） ”，体积3D打印本身的速度已经比传统基于层层制造的3D打印速度高出了几个数量级，而DISH技术将体积3D打印速度再提升几十倍。此前需要几十秒才能通过体积3D打印制造的厘米级物体，如今只需要不到1秒。 ➡️ 打印尺寸更大，精度更高 此前体积3D打印的尺寸受到光学器件景深的限制，打印厘米级物体的精度就会变得很差，而基于算法的光波传输与旋转光学所实现了动态聚焦，精妙的绕过了光学器件的物理限制，使体积打印能够以更高精度打印尺寸更大的物体。 ➡️ 打印材料更多样 传统体积3D打印因为速度相对较慢，已成型部分会出现下沉而不得不使用高粘度树脂，而DISH技术因为速度几十倍的提升，因此可以打印粘度更低的树脂，其甚至可以打印与水年度接近的稀溶液。 演示了DISH使用低粘度材料（20% PEGDA 1000水溶液）的打印过程，打印成品在曝光后逐渐显现，随后在重力作用下沉入水中 ➡️ 打印场景更加丰富 与轴向光刻体积3D打印的树脂旋转相比，在静态树脂中可以实现原位打印，也可以用流体树脂代替静态树脂实现连续不间断和批量化的打印。 多种结构连续3D打印 DISH技术的实现方式 为解决传统体积3D打印各种相互掣肘的技术不足，清华大学的研究团队调整了CAL体积3D打印的思路——变旋转树脂容器为旋转光场，同时解决了速度问题、材料选择问题以及制造精度问题。 a.多角度投影用于在固定容器内生成三维光强分布；b.旋转潜望镜设计用于生成由DMD调制的高速旋转光图投影，右侧展示了目标模型及其实验打印结果 从“物动”到“光动”就是一个思路的改变，这很难吗？可以说，这项技术是对CAL体积3D打印技术的重构，从光学模型、调制方式到精度校准，全部重新设计，具有根本的改变性。如果CAL体积3D打印是让慢速旋转的材料“接住”光，那DISH体积3D打印就是用高速旋转的光去“雕刻”物体。 DISH技术装置示意图 DISH技术的主要光学器件包括405nm相干连续激光器、数字微镜设备（DMD）、4f系统（物镜等）、旋转潜望镜，以及其他辅助组件，用于实现以下功能： ➡️ 图像生成与传输 激光照射到数字DMD上后，其上面的数百万个微小镜子以每秒17000次的速度翻转，这些极小的镜片包含了图案信息，生成一个图像就被传输出去，接着进行下一个图像生成和传输，但这个过程极为高速且与旋转潜望镜严格同步。 这就意味着，在打印开始之前，所有的图像就已经以二级制的形式计算好了，DMD只要根据预设不断生成图像并传输即可。 ➡️算法驱动的“动态聚焦” 包含2D图像的激光束还需要经过4f系统，目的是将图像精确投射到预定的打印位置，以及去除“杂光”。其光圈、物镜等光学组件是静态的，改变焦点的方式通过算法实现，这也是“计算全息光场”的由来——相干激光+DMD输出的图案化光束实现了对光波的振幅与相位的独立控制，而振幅将用于确定固化发生的位置和基础能量，相位将用于确保光波在目标点精确叠加（相位相反能量则抵消）确保达到固化阈值。 而包含了图案、光波振幅和相位的信息由算法驱动DMD实现，光从DMD输出之后到达三维空间中任意一点的强度均被准确确定。这种算法驱动的动态聚焦，也突破了传统体积3D打印尺寸对景深的依赖，而是通过算法（全息优化）来绕过物理限制。 每个角度的二元图案全息优化流程图 ➡️ 光场旋转 由4f系统出射的光进入旋转潜望镜，它是两个反射镜组成，由伺服电机驱动潜，旋转速度为10转/秒，光束以45°倾角射入树脂（树脂容器放于潜望镜前方），通过不停旋转将图像投射到材料的不同位置。 ➡️ 高速连续3D打印 在验证过程中，DMD在0.6s内投射了1800张包含2D图案的光束，以旋转潜望镜10转/秒的速度计算，其旋转了6圈，这意味着每个位置都投射了多张图案。这些来自不同方向、携带不同信息的激光束，在树脂内部相遇并叠加，只有在光强超过阈值的位置才会固化，整个物体也在仅0.6秒内被打印出来。 DISH 打印的各种结构和材料的高分辨率产品 END 总的来说，这项研究所提出的体积3D打印方法是一种全新的形式，它基于先进算法与硬件创新推动体积3D打印技术进入到了一个新的维度——首次实现了大体积、高分辨率、亚秒级制造。清华大学指出，该技术将在生物医学、柔性电子、微型机器人、微纳光学器件等领域发挥重要作用。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考注意到，澳大利亚的航空航天公司Hypersonix Launch Systems于2026年2月27日成功试飞其DART AE高超音速飞行器。该飞行器采用3D打印的斯巴达超燃冲压发动机提供动力，达到了超过5马赫的高超音速。 Hypersonix公司官网报道 该公司官网指出，斯巴达（SPARTAN）是其第五代超燃冲压发动机，也是世界上首款固定几何结构的3D打印超燃冲压发动机。它在超音速性能、可靠性、交付周期和成本方面都具有优势。 Rocket Lab火箭与DART AE飞行器组合体 该发动机需要载体将其加速至5马赫的启动速度后才能开始工作并阐述推力。一旦达到该速度，这台采用高温合金制造、以氧气和氢气为燃料的发动机便能加速至7马赫甚至更高。在此次测试中，知名火箭发射提供商Rocket Lab负责将DART AE运送至高层大气中的指定部署点。 该发动机无活动部件意味着其依靠特殊的空气动力学外形来实现进气压缩和推力控制，这说明它是一款3D打印一体成型的发动机。得益于该技术，设计师可以制造出传统工艺无法实现的复杂气体流道，从而提升燃烧效率。 超燃冲压发动机的制造难度极高，因为它们必须承受高速飞行过程中的极端高温高压：3D打印被认为是制造满足这些条件所需几何结构的唯一有效方法，对于航空航天领域的发展至关重要，而我国早有突破。 早在2022年，我国西北工业大学就报道过该校航天学院空天组合动力创新团队研制的“飞天一号”火箭冲压组合动力成功发射；2025年6月，“飞天二号”也成功开展了试飞实验。与此同时，铂力特也分别在当时报道了参与制造了发动机的某些关键零件。其特别提到，零件的打印设备为能够制造大尺寸零件的BLT-S515和BLT-S600，在复杂构件的一体化成形和极端工况适应性方面取得重要突破。 超燃冲压发动机的燃烧室是整个推进系统中难度最高的零部件之一，决定了超燃冲压发动机技术的总体发展水平。采用传统工艺能够制备，需要将其分解成数量众多的零部件、加工成型后经由复杂装备得到，由此，复杂的装配尺寸链传递将直接导致相关零部件需要具备非常高的加工精度，而且加工与装配消耗的时间也将导致燃烧室制备周期相对漫长，此外大量的零部件装配势必引入较多的附加质量，这些无效质量将使整台发动机的有效推重比降低。 超燃冲压发动机结构 3D打印一体化制造减少了传统工艺中的焊接流程以及制造成本，同时也更利于寻找减轻重量的方法，以便可以携带更多的燃料和载荷。 Hypersonix还指出，DART还是世界上首个完全采用3D打印技术制造的高超音速运载火箭机身。 Dart AE长度为3.5米，重约300公斤，旨在验证真实高超音速飞行条件下的推进系统、材料、传感器和制导系统。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考2月28日消息，德国弗劳恩霍夫协会在3D打印技术研究方面取得最新研究进展，其与澳大利亚合作伙伴共同开展的国际研究项目表明，在激光金属沉积过程中，可以对微观结构进行局部且有针对性的调整。 这项名为UltraGRAIN的项目由弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所 (IWS)、弗劳恩霍夫增材制造技术研究所 (IAPT) 和墨尔本皇家理工大学 (RMIT University) 参与，聚焦增材制造领域的一个关键问题：如何制造出内部结构与预期功能相匹配的零部件。 高速成像捕捉到了激光定向能量沉积（DED-LB）过程，以及脉冲激光诱导等离子体 该项目展示了一条切实可行的方法，不再让微观结构完全由工艺本身决定，而是在强度、使用寿命或承载能力至关重要的区域精确定义微观结构。该项目于2026年2月25日举行的最终合作伙伴会议后结束。 过程控制的重大变革 对于工业用户而言，这为增材制造金属零部件的设计开辟了新的自由度。UltraGRAIN最初利用超声波来影响晶粒形成，随后转向脉冲激光激发。该方法无需接触，适用于任何几何形状，并且适合工业环境。脉冲激光诱导的熔池直接激发技术可以集成到现有的激光定向能量沉积 (DED-LB) 系统中。 电子背散射衍射（EBSD）取向图显示了脉冲激光诱导熔池激发前后（左图和右图）的差异 它比传统的超声波方法具有更好的可扩展性，即使对于复杂的几何形状也能保持稳定。在演示组件中，该项目实现了高达75%的尺寸缩小。这项技术首次实现了在制造过程中直接创建微观结构和功能优化区域。“我们特意选择了一种在工业领域行之有效的解决方案，”该项目的主要联系人、弗劳恩霍夫IWS研究所的研究助理Jacob-Florian Mätje解释道，“基于激光的激励技术使我们能够将微结构精确地设置在对组件性能真正有影响的位置。” 多学科交叉的技术闭环 UltraGRAIN的一个关键特征在于激光加工、仿真、设计方法和材料开发的紧密集成。弗劳恩霍夫激光系统研究所 (Fraunhofer IWS) 将脉冲激光诱导熔池激发技术集成到实际的定向能量沉积激光束 (DED-LB) 系统中，并在与工业相关的条件下验证了该技术。 弗劳恩霍夫应用物理与技术研究所 (Fraunhofer IAPT) 开发了针对局部微观结构变化部件的分割、路径规划和参数分配方法。皇家墨尔本理工大学 (RMIT) 则以集成计算材料工程的理念，为该项目提供了多尺度建模、基于仿真的工艺设计和优化概念。皇家墨尔本理工大学增材制造中心主任兼教授Andrey Molotnikov博士强调：“项目合作伙伴之间的积极合作是该项目的一大亮点。” UltraGRAIN将数字模型和实际制造相结合，形成一种连续的方法。基于仿真的工艺设计与增材制造的紧密结合，加速了技术向工业应用的转化，并加强了先进制造领域的国际合作。 对工业应用的实际意义 在那些对机械性能和部件使用寿命要求极高的行业，UltraGRAIN项目的研究成果具有重要意义。这些行业包括机械工程、航空航天、能源技术、涡轮机械、汽车制造以及模具制造。微观结构与部件的载荷和功能精准匹配，能够显著提升部件的性能，从而使企业受益匪浅。这种方法不仅能够减少材料用量、延长使用寿命，还能改善部件的整体性能。UltraGRAIN项目已证明，其构建工艺能够实现对这种微观结构的精确调整。 弗劳恩霍夫IWS研究所所长克里斯托夫·莱恩斯教授解释道：“UltraGRAIN项目展现了弗劳恩霍夫IWS研究所如何从概念到工业应用，持续开发新型制造技术。其成果提供了重要的科学见解，并为未来的工业转化奠定了坚实的基础。” 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。 #3D打印 #fraunhofer

3D打印技术参考注意到，华曙高科于2月27日发布2025年度业绩快报公告，该年度公司实现营业总收入7.16亿元，同比增长45.55%；归母净利润6798万元，同比增长1.15%。笔者查询到，华曙高科2024年度营业收入4.92亿元。 公告同时指出，营收大幅增长主要系公司3D打印设备及辅机配件、3D打印粉末、售后服务销售增加及开展3D打印服务，收入相应增加所致。 笔者注意到，华曙高科2025年在3D打印技术创新、产品矩阵扩容升级、产业化应用、海外市场开拓等方面均取得显著成绩。 ➡️ 在3D打印技术创新方面，华曙高科2025年继实现五项重要技术创新——光束整形、熔池监测、MES系统、高精度铜合金打印方案以及原位自动振镜校准系统。从生产效率、工艺优化、质量管控、成本控制等多个方面，实现国内金属增材制造技术的国际化同步，并帮助用户提供高效的批量3D打印解决方案，助推增材制造实现产业化。 ➡️ 在产品矩阵扩容升级方面，华曙高科2025年推出多款金属、高分子增材制造新品及自研设备。实现连续生产的大尺寸高效率连续增材制造系统 FS721M-H-8-CAMS，已搭载光束整形技术与多激光智能校准系统；FS511M可实现产线布局，主要应对多应用场景零件连续批产；推出行业首款600mm级别Flight HT601P-4，帮助企业加速量产；升级FS1521M系列，实现高缸版尺寸制造，可选配500W×16/32个光纤激光器；升级FS350系列，由4激光升至6激光，显著提升了制造效率。此外还推出了自研旋转清粉台。 ➡️ 在产业化应用方面，华曙高科成绩非常突出。在制鞋领域，采用华曙金属3D打印的鞋模，截至2025年已实现超10亿双成品鞋可持续生产。在汽车零件批产方面，华曙欧洲与德国博泽（Brose）深度合作，列装定制化FS721M-8-CAMS金属3D打印设备，批产超两万；此外，大众汽车也引入了华曙高科塑料和金属3D打印两类设备，用于工装夹具制造。在家电制造领域，九阳小家电引入华曙高科Flight 403P设备，一年内完成近万件小家电手板制作，用料超1吨。此外，华曙高科3D打印技术还在其他多个领域发挥作用。 ➡️ 在海外市场开拓方面，华曙高科全球超过30个国家和地区的装机量已超过1200台，该年度在市场开拓方面继续取得进步。2025年7月，华曙高科与日本Solize Partners和Japan 3D Printer达成三方战略合作，主要面向该国汽车及制造业；2025年10月，华曙高科新欧洲总部及创新中心开业，标志着其欧洲市场布局迈入新阶段。 华曙高科指出，报告期内公司持续通过技术创新不断对设备进行升级改造，并优化软件系统、控制模块及生产工艺，成功适用于多元化应用场景，显著提升了产品打印效率。同时，公司积极拓展下游应用市场，完善产业链布局，有效提升生产效能并加速订单交付进程，并根据下游客户需求开展3D打印服务，2025年度公司营业收入实现较大增长。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印#华曙高科

3D打印技术参考注意到，来自意大利巴里理工大学的研究团队通过对一台拓竹A1 3D打印机进行改造，使其可以边打印边电镀，从而能够将铜结构直接嵌入聚合物结构中，不需要后续独立处理步骤。 整个电镀装置经过设计，可安装在3D打印机上，从而实现打印过程中的电镀。系统由一根装有电解液和铜的聚四氟乙烯（PTFE）管组成。阳极浸入电解液中，待电镀部件则位于管外。 在管出口处，一个定制的塑料接头内装有一个浸有电解液的6毫米球形海绵，该海绵直接接触待电镀部件表面的特定区域。连接到接头的铜刷构成闭合电路。该铜刷由一根柔性铜线组成，可与下方的导电聚合物建立电接触，从而实现电路闭合。由于其柔韧性，铜刷能够与基材保持轻柔的接触，确保可靠的电连接，而不会造成机械损伤。 该系统作为辅助“电镀头”安装在打印机龙门架上，独立于挤出头运行。该装置连接到一个由定制的控制单元驱动的紧凑型外部注射器。注射器以0.5mL/min的受控速率（通过步进电机-丝杠机构）分配电解液，确保海绵持续浸润并保持电气连续性。电镀头可沿3D打印机x轴和y轴移动，能够在复杂几何形状上沉积铜。 该工艺首先挤出介电热塑性聚合物（如PLA或TPU）形成结构基底。然后，将导电聚合物（如导电PLA，CPLA）沉积到该基底上。CPLA挤出后，3D打印过程暂时停止，以便使用机载电镀头对导电结构进行电镀。电镀完成后，打印恢复，并在新镀的铜层上继续沉积介电聚合物，将铜结构完全嵌入周围的聚合物基体中。 值得一提的是，与传统的槽式电镀不同，该研究提出的电镀工艺是一种局部电镀。浸有电解液的海绵每次只对一个区域进行电镀。由于海绵为直径6毫米的圆柱体，因此可电镀的最大面积为28.27平方毫米。在对第一个区域进行电镀后，电镀头移动到下一个区域（可以是x轴或y轴方向），依此类推，直至整个目标部件完成铜电镀。此外，电镀头的设计可兼容不同尺寸的海绵，因此可以轻松安装直径小至1毫米、大至10毫米的海绵。为了展示所提出方法的潜力，研究人员制作并表征了几个功能性演示样品。 首先是采用单片集成的方式制造了一个简单的双轨器件，该器件长40mm，包含两条嵌入式铜导线，并覆盖有0.6mm厚的PLA层（相当于三层打印层）。每条铜导线（35mm×2mm）均被完全封装，仅在其端子处预留了1mm×1mm的开口，以便于焊接导线。当连接到LED电路并以9V的电压供电时，LED成功点亮。此外，当器件浸入水中并在相同电压下运行时，未观察到短路或性能下降，这表明挤出在镀铜层上的PLA实现了完全封装和水密密封。 这个简单的演示器件显示了所提出的方法在无需组装即可制造适用于水下或潮湿环境的铜基电路方面的潜力。 进一步的，研究人员制作了一个能够检测附近金属物体的接近传感器。该传感器由一块60mm×60mm的PLA基板（厚度0.4 mm）构成，基板上印有一个基于CPLA的平面螺旋线圈，该线圈有8匝，线圈宽度为2mm。在印刷导电图案后，在优化的条件下对螺旋线圈进行铜电镀，然后用两层额外的PLA层（总厚度0.4 mm）完全封装。测试发现，随着磁体靠近，传感器的电感逐渐增大，电感与磁体接近程度之间存在明显的正相关性。 该演示装置展示了所提出的原位电镀方法如何显著扩展挤出3D打印技术的功能，实现金属导体的直接集成以及复杂金属基传感器件的制造。 总的来说，研究人员所开发的原位电镀方法，能够将铜电路直接集成到3D打印部件中，仅需极少的后处理，能够实现多材料、多功能、一体化制造，特别适用于柔性电子、可穿戴设备和微机电系统等领域。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#拓竹 #3D打印

3D打印技术参考注意到，EOS公司于2026年2月官宣推出一款名为FORMIGA P110 CMF的新型3D打印机。P系列通常意味着用于打印塑料，但CMF的后缀暴露了它的本质——基于冷金属熔合技术实现间接金属3D打印。 EOS的动向一直是3D打印行业的重要风向标，新解决方案的推出或又将带来一场应用革新。CMF技术对工业界的重要价值在于，它让获取金属3D打印零件的成本相比常规的激光粉末床熔融（SLM/LPBF）技术更低，而制造灵活性又比铸造更高。 被认为将从根本上改变行业 CMF技术并非使用“纯金属”，而是使用聚合物-金属混合原料，融合了聚合物激光烧结与粉末冶金技术，本质上是一种基于烧结的间接金属3D打印工艺。 由于材料及成型过程的特殊性，EOS专门对设备硬件和软件进行了优化，使其能够实现高质量钛合金3D打印。采用FORMIGA P 110 CMF设备，在低温（30-50°C）条件下打印出接近最终形状的钛合金生坯零件，经脱脂和烧结后，可获得接近Ti6Al4V在金属注射成型（MIM）工艺下的材料性能。 来自CADmore Metal，使用CMF技术制造 笔者在此前已经对CMF冷金属熔合技术进行过大量介绍，相比常规激光金属3D打印或铸造技术，它有以下优势： ➡️ 设计自由度可与LPBF技术媲美，但成本更低 ➡️ 100%原料可重复利用性 ➡️ 设备成本更低，依托SLS平台 ➡️ 无支撑打印，适用于叶轮和扩压器 ➡️ 材料特性适用于恶劣环境使用，如泵阀应用 ➡️ 可扩展至中小批量生产 实际上，该设备的推出源于EOS与CMF技术的开发企业Headmade Materials的深度合作。CMF技术在2025年备受行业关注，它被多位行业专家认为很可能将从根本上改变金属3D打印行业，它使工业用户获取金属3D打印技术的成本大大降低，可以进一步推动金属3D打印的规模化生产。 两家公司表示，将成熟的EOS技术集成到CMF工艺链中，是构建开放式CMF生态系统的重要一步。FORMIGA P110 CMF是首款基于成熟EOS平台打造的工业ColdMetalFusion CMF系统，其针对Headmade Materials开发的CMF原料进行了优化，提供可靠的低温金属3D打印工艺流程，使制造成本像铸造一样低，但又保持了3D打印制造的自由度。 哪些场景可替代铸造 EOS指出，并非主张CMF技术完全替代传统铸造，每种工艺都有特定的使用场景。但CMF技术确实在一些场合补充铸造工艺。 笔者查询到，该设备的成型尺寸为200x250x330mm，配备一台30w的CO₂激光器。EOS指出，它可以高效经济地生产钛合金部件——特别是用于泵、阀门及其他工业应用的叶轮、扩压器、流体组件和外壳。 ➡️ 复杂泵用叶轮 CMF技术可实现叶轮平面无支撑打印，确保高吞吐量与高效制造。传统铸造工艺若无分段模具，则无法实现同等内部曲率或薄叶片几何结构——即便可行也极为困难。 来自EOS CMF 3D打印 ➡️ 扩压器与流体组件 内部通道、锥形入口及自由形态流道设计，实现了铸造工艺无法企及的效率提升。 来自CADmore Metal CMF 3D打印 ➡️ 多品种产品组合 泵和阀门常存在几十种甚至几百种配置。CMF技术无需模具，可经济高效的定制化生产。 ➡️ 快速原型制作与迭代 工程师能够在几天内完成从设计到烧结钛部件的转化，不需要几个月。这极大加速了测试进程，并显著缩短了开发周期。 用户完全可以战略性的整合两种技术，在已经稳定生产、交货不急、需求量大的场景使用铸造，而在定制化、少量替换件或维修零件以及快速原型制作场景下使用CMF技术。 来自CADmore Metal CMF 3D打印 CMF可打印的材料及产品特点 笔者此前已经梳理过CMF技术的可打印材料，目前已可实现钛合金、不锈钢、工具钢等的成型，零件尺寸更是从小尺寸覆盖到中大尺寸。 CMF技术的使用商CADmore Metal指出，采用该技术生产的生坯部件具有足够的强度，能够承受约40psi压力的水流冲击；与粘结剂喷射工艺相比，CMF工艺可提供更高的密度。 此外，CMF工艺利用烧结过程中均匀的收缩来实现一致的尺寸精度。即使是较重的钛合金部件——只要在设计中考虑已知的收缩系数，也能获得精确的结果。这使得生产大尺寸钛合金部件成为可能，而不会出现其他工艺中常见的翘曲或不一致性。 END 如今，金属3D打印技术已经开始被各行各业纳入生产制造体系，但成本依然是主要的限制因素。CFM相比常规的LPBF技术，制造成本更低，有望更易被用户所接受。对于某些零件系列而言，冷金属熔合技术可以利用现有的、价格更低的设备，轻松实现低成本零件的大规模生产。 EOS公司一直是金属3D打印行业技术研发和应用创新的风向标，此番推动CMF技术的发展，并不是说LPBF技术可以替代，而是细化出一个新的应用方向。该技术在2025年获得了持续关注，需要指出的是，国内目前已有与Headmade Materials公司同宗的解决方案。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考注意到，2025年我国在航空发动机3D打印制造领域有多项重要突破公布。从产品类型看，包括涡喷发动机和涡扇发动机；从应用进展看，包括首次试车成功和趋近工程化应用；从制造特点看，涉及复杂结构制造与多材料一体3D打印。本期内容，笔者将细数我国去年在该领域的一系列重要进展。 首款全3D打印涡扇发动机底面试车成功 2025年12月13日，西安空天机电智能制造有限公司宣布，由中国科学院工程热物理所、中科航星股份公司等联合研发，并由西空智造锻打印技术制造的涡扇发动机，顺利完成地面试车，这也是国内首次公开报道的3D打印涡扇发动机试车。 12月试车成功的锻打印涡扇发动机 该发动机的开发发挥了3D打印技术一体化制造的核心优势，将原来由数百个零件通过焊接、螺栓连接的组件合并为一个整体部件，核心零部件数量缩减了40%以上、结构重量减轻了25%。该一体化结构内部还集成了仿生冷却流道、拓扑优化结构等尖端设计，使发动机高温部件散热效果更好、运转能耗更低、可靠性更高。 西空智造锻打印技术制造 涡扇发动机50%零件3D打印，首次点火、一次成功 2025年12月13日，由泸州懋威科技有限公司研制的MWS200涡扇发动机首次点火、一次成功。该发动机约50%的零件由3D打印制造，从立项到点火仅用时不到12个月，体现出极高的工程应用效率。 懋威科技是泸州航空发展投资集团有限公司全资子公司，其依托北航陈懋章院士团队，以小型航空动力研发、试验和产业化为牵引，不断开拓靶机、巡飞弹、无人机和低空经济市场，是北航泸州研究院重要组成部分。 MWS200涡扇发动机试车（来自懋威科技公众号） MWS200涡扇发动机结构复杂、技术难度高。报道称，项目团队充分利用了泸州航发集团的增材制造产业链优势，大幅提升了核心零部件的试制效率。其瞄准高端无人机、高端靶机等平台应用，具有结构紧凑、低油耗的特点，3D打印大量整合零件并实现一体化制造的特点势必再次发挥了重要作用。 MWS200涡扇发动机（来自懋威科技公众号） 涡扇发动机是航空动力的重要组成部分，相比涡喷发动机，其结构更复杂，研制难度更大，但燃油消耗可降低20%-40%，对于飞机、无人机和飞弹来说，可大大降低运营成本，提高经济效益，或者增大航程。无论是西空智造等开的全3D打印涡扇发动机，还是懋威科技的MWS200，均是航空动力领域的使用3D打印技术进行该型发动机开发的重要探索。 TEI公司开发的TEI-TF6000涡扇发动机，图文无关 KP16-3D打印涡喷发动机加速应用落地 KP16-3D打印发动机是中国航发自主研制的国内首款3D打印涡喷发动机，其在2025年多次试飞，被重要媒体多次报道，引起了广泛关注。该发动机的推力约160公斤，可为巡飞弹、无人机、靶机等平台提供动力。 发动机单发飞行试验（来自中国航发公众号） 根据央视新闻报道，该发动机整机超过四分之三重量的零件均采用3D打印制造，大幅减少了零件数量，实现了轻量化、高性能的设计目标。2025年，研制单位开展了该发动机首次挂飞试验、首次单发飞行试验与更高飞行高度的单发飞行试验，验证了极端环境的适配性，未来还将拓展更多的飞行平台。 目前，发动机重要部件已通过强度、寿命试验考核，其中工作条件最恶劣的核心关键件——涡轮叶片盘三个试验件均通过了3万次以上低循环疲劳寿命考核，具备装备长寿命发动机的能力。发动机实现了转速和性能达标，整机寿命试验表明，最大无故障使用时间达设计寿命的1.5倍，能在一千余摄氏度温度和五万余转/分转速下稳定工作，综合性能指标达到同尺寸量级涡喷发动机国际领先水平。研制单位还将进一步优化批产工艺，尽快实现从技术成功走向产品成功。 多金属3D打印航空应用突破 2026年1月20日，中国科技网发表文章指出，中科院工程热物理研究所采用多金属3D打印制造的整体涡轮叶盘首次通过点火试车考核，根据所提供的试车画面，时间显示为2025年10月。 整体涡轮叶盘点火试车（受访者供图，来自中国科技网） 这是全球3D打印行业内首次有报道多材料金属3D打印的高速旋转部件通过试车。该涡轮叶盘采用两种材料制造——盘芯采用高韧性材料，叶片采用耐高温材料，由3D打印技术实现一体化制造。 该叶盘被被配装在100公斤推力的涡喷发动机中，先后通过了动平衡试验、超转试验和整机点火试车，在30000RPS转速下60s稳定工作，各项指标满足考核要求。它的重大意义就在于，首次实现了多金属增材制造航空发动机热端转动部件点火试车，初步验证了多金属3D打印整体涡轮叶盘的稳定性和可靠性。 整体涡轮叶盘超转试验（受访者供图） END 3D打印用于我国发动机开发，在此前从未有这样密集的消息公布。这意味着国内研制团队在基于3D打印的复杂系统一体化集成，高质量制造工艺，极限工况的可靠性，以及更新技术的应用方面正在全面突破、多点开花。 中国航发的3D打印极简涡喷发动机，是该领域当前成熟度最高的产品。但从其严苛的验证过程也可看出，真正工程化落地，要克服的困难太多。因此，其他两款涡扇发动机的最终落地应用，同样要经历长时间的测试，这体现出3D打印虽能打开全新设计空间，但同样应当满足极端可靠性要求。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

晶格结构，作为无间隙的填充空间单元，通过重复形状的图案发展而来，因其在工程应用中展现出的减重潜力及高强度重量比而备受瞩目。在晶格结构这一概念引入之前，还有蜂窝及开孔和闭孔泡沫材料，均被称之为蜂窝结构。然而，晶格结构与泡沫和蜂窝结构在单元细胞的类型、形状、尺寸及性质上存在显著差异。 在泡沫结构中，单元形状随机，其单元壁在空间中的方向亦无固定规律。有研究对金属泡沫给出了更明确的定义，指出其孔隙率在40%至98%之间。金属泡沫作为一种广泛存在的蜂窝结构类型，其实例广泛存在于诸如软木、松质骨和木材等材料中。 (a) 泡沫结构(b) 蜂窝结构 (c) 负泊松比结构(d) 晶格结构 (e) 周期性晶格结构(f) 按单元尺寸渐变(g) 按晶格厚度渐变(h) 共形晶格(i) 随机晶格结构(j) 混合晶格 相反，蜂窝结构以其挤压成型的单元为特征，这些单元形状统一且大小相同。基于二维平面上重复的单元形状可以被分类为四面体、三棱柱、四棱柱、六棱柱等。目前，负泊松比结构的蜂窝结构子类引起了广泛关注。与传统蜂窝结构相比，这些结构在拉伸方向上会横向扩展，从而增加了其剪切模量、断裂刚度和抗凹痕能力。 Nature-inspired 3D printing-based double-graded aerospace negative Poisson’s ratio metastructure: Design, Fabrication, Investigation, optimization 另一方面，晶格结构是通过在空间中排列具有边和面的单元细胞而形成的建筑配置。基于三维设计空间中单元细胞的排列方式，晶格结构可进一步细分为周期性结构和伪周期性晶格结构。 在周期性结构中，单元以不改变其特性的方式排列。而在伪周期性晶格结构中，单元的特性（如类型、大小和厚度）会发生变化。这种单元的大小和厚度的变化分别被称为按大小梯度和按厚度梯度。按大小梯度涉及一种复制模式，其中单元的大小沿指定方向逐渐变化，而元素的厚度保持不变。相反，在按厚度梯度中，单元大小保持不变，但元素的厚度会发生变化。此外，梯度还可以通过改变细胞大小、类型和厚度来获得。 共形晶格结构 共形晶格结构的特点是其细胞在长度和形状上发生非均匀变化，使得复制模式能够跟随部件的边界。此外，随机模式，也称为随机晶格结构，其特征在于细胞或支柱以周期性模式排列，但在大小、形状和方向上存在随机变化。这种结构不应与随机泡沫相混淆，随机泡沫由分布在固体基质中的不规则形状的单元或空隙组成。另一类晶格结构是混合晶格结构，其中不同类型的单元被排列以获得特定的性能。 此外，有文献还概述了增材制造中常用的不同类型单元拓扑结构，包括基于支柱和基于表面的晶格结构。在基于支柱的结构中，如广泛讨论的参考文献所述，位于单元细胞顶点或边缘（有时也位于细胞内部）的节点通过薄而直的元件连接，这些元件通常被称为支柱或横梁。这些单元细胞具有实心和空心桁架变体，具有多种细胞形状，包括简单立方、体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和八角形桁架等。关于基于表面的单元，可以区分基于平板的晶格和三重周期最小表面（TPMS）细胞。基于平板的晶格由二维平面层组成，这些层组合起来形成三维对象。在3D打印中常用的平面结构包括可能具有六边形或三角形单元细胞的晶格。与基于横梁的晶格相比，它们通常更坚硬，但重量更大且难以打印。 基于支柱和表面的单元 另一方面，三重周期最小表面（TPMS）单元因其边界表面在每一点上都具有零平均曲率而受到广泛关注，这种设计灵感来源于生物结构。由于其几何特性能够实现与表面相关的各种性能，如可制造性、流体渗透性、电导率和热导率，因此它们作为功能梯度结构具有重要意义。TPMS是数学上定义的非自相交表面，它们形成周期性的三维图案，并局部最小化表面积。这些表面将体积划分为单个连通组件，并可以使用基于谐波函数的水平集技术来创建。 希禾增材TPMS晶格铜合金3D打印产品 TPMS结构主要分为片材TPMS和骨架TPMS。在片材TPMS中，表面被加厚以形成固体结构；而在骨架TPMS中，TPMS分隔的体积被填充以创建固体结构。这些结构没有节点和曲率不连续，从而减少了应力集中并增强了强度。 #3D打印 #超材料 #梯度材料 #晶格结构

3D打印技术参考2月22日消息，麻省理工学院 (MIT)的研究人员开发出了一种多模式、多材料挤出式3D打印平台，它能够以丝材、墨水和颗粒的形式加工多种高掺杂功能材料。利用该平台，研究团队可通过一个步骤直接制造出完整电机。 完全3D打印的直线电机：硬磁铁 (a)、双轴弯曲弹簧 (b)、弹簧和磁铁的组件 (c)、3D打印电机的组件 (d) 该电机由3D打印的螺线管、平面弹簧和永磁体组成，组装过程简单，包含介电、导电、软磁、硬磁和柔性五种功能材料。整个打印过程约3小时，每个器件的材料成本估计约为0.5美元，唯一需要的后处理步骤是对硬磁性材料进行磁化。 3D打印整体式FeSiAl尼龙芯银墨螺线管的工作流程示意图 经测试，该3D打印电机的功能齐全，螺线管产生的磁场强度高达2.03mT，磁体产生的磁场强度高达71mT，电机在谐振频率（41.6Hz）下实现了318μm的最大位移，与依赖液压放大器的同类直线电机相比，该3D打印电机产生的驱动力要大数倍。 这是首个报道的完全3D打印电机，它突破了3D打印功能器件的界限，展示了增材制造在电机制造领域的巨大潜力。 电机3D打印平台开发 现有的大多数多材料挤出系统仅能打印两种相同形态的材料，例如丝材或颗粒。MIT的研究团队对一台商用多材料3D打印机进行了改造，配备了定制的挤出机和新型控制框架。 每个挤出机都能处理不同类型的可打印原料，分别为导电油墨、软硬磁复合材料颗粒以及刚性和柔性聚合物丝材。系统在逐层打印过程中能自动切换喷嘴，并策略性地布置了传感器，确保每个喷嘴都能以足够的精度移动，防止层错位。 多模式、多材料挤出系统最终配置：油墨挤出机、颗粒挤出机、丝材挤出机和加热器 新改造的系统突破了大多数多材料挤出3D打印机只能打印两种材料以及只能打印同一种材料形态的限制。 电机3D打印面临的工程挑战 麻省理工学院微系统技术实验室首席研究科学家Luis Fernando Velásquez-García表示，采用同一种3D打印工艺将多种不同挤出形式无缝整合到一个平台上是一个巨大挑战。特别是这些导电材料以油墨的形式存在，需要通过基于压力的方式进行打印，与标准的加热喷嘴挤出机相比，在集成方面非常困难。 银墨打印过程中挤出机所遵循的 3D 打印路径细节。每个特征都用颜色标识：导电路径（绿色）、绝缘层（红色）、支撑（蓝色）、固化轨迹（黄色） 采用多模态多材料挤出系统整体3D打印的三维银墨堆叠螺线管：打印过程中 (a)，打印后空芯螺线管的俯视图 (b)，打印后 FeSiAl-尼龙芯螺线管的俯视图 (c) 该多模式、多材料挤出系统基于E3D运动系统和换刀装置，包含一个机器人操作装置和最多四种不同的工具，这些工具可以在单个打印作业中依次拾取和使用。构成机器最终配置为： ➡️ 线材挤出机 ➡️ 颗粒挤出机 ➡️ 墨水挤出机 ➡️ 加热器 为了适应颗粒和墨水挤出机比原先的线材挤出机更大的尺寸，在它们不工作时将它们固定到打印机框架上的底座进行了修改。整套系统的零件成本不到4000美元。 E3D Hemera 长丝挤出机 (a)、Mahor v4 颗粒挤出机（带有定制的 3D 打印部件，可与 E3D ToolChanger 兼容） (b)、定制的墨水挤出机 (c) 和用于墨水固化的加热器 (d) 虽然该电机需要少量组装，但它验证了使用单一、多功能平台生产完全3D打印电机的概念，显示出其整体式、单步制造的潜力。

3D打印技术参考注意到，西空智造近日在金属3D打印质量保障方面取得重大突破——不仅能够在线检测出缺陷，还可通过实时调整工艺参数，实现异常修复。同样重要的是，西空智造还将实时调控的修复结果与金相分析数据、CT检测结果等进行了全方位对比，证明了这一成果的有效性。 金属3D打印质量保障，从被动监控到主动修复的演变 在金属3D打印应用日益繁荣的今天，质量问题是否变得没有以前那样重要？答案显然不是。消费电子领域一直在强调良品率，商业航天对零部件的可靠性、一致性和可追溯性更是提出了苛刻的要求。金属3D打印技术发展至今天，主流的趋势已经从过去依赖昂贵的无损检测，过渡到使用在线监控保障。 在此方面，西空智造确实是国内的先行者，其在2020年就推出了国产金属在线监控系统。但这种方式仍旧属于事后把关，若质量合格则可以提供证据，若质量不合格，就只才能重新打印。 因此，该技术发展的趋势就变成了根据检测结果实时工艺参数调整，针对性的修复缺陷，这一概念由业内的创新领导者EOS提出并率先实现，而西空智造则在今天提供了国产解决方案。 西空智造锻打印技术制造的扩散段 西空智造金属3D打印，缺陷主动修复机理 西空智造新一代激光熔池强度监控系统实现了“实时监测→异常诊断→调控修复”的全流程闭环： ➡️ 缺陷精准检测 该系统集成了高精度传感器，能够实时精准捕捉熔池状态；结合智能算法，可精准识别出缺陷，实现对质量问题的精准定位与源头管控。 熔池强度的二维映射图 ➡️ 协同参数调整 西空智造指出，新升级的系统支持用户自定义设置缺陷修复参数，系统在识别到缺陷后可根据设定的工艺响应策略进行调控修复，有效防止缺陷“生长”。 ➡️ 质量可追溯 系统会记录每一次调控修复操作，从而形成完整的工艺数据链条，实现后续的质量追溯。更值得关注的是，通过算法构建的匹配机制，能够精确定位异常熔化道的空间位置，并获取其核心特征参数。 单熔道结果分析 缺陷修复效果多方位验证 从上述功能介绍可以看出，新升级的激光熔池强度监控系统具有有效的质量保障和缺陷修复功能，但实际应用效果能不能达到所描述的那样，必然受到质疑。这包括两个方面——实时检测是否能精准、在线调控修复是否真的有效。 西空智造表示，其研发团队系统对比了标准参数试块、异常参数试块及调控修复试块的熔池强度在线检测与工业CT检测结果，验证了实时检测的准确度。同时开展了CT检测、金相分析与拉伸性能测试，从无损精准定量、微观组织观测到力学性能评估的全维度，综合评估了实时调控修复效果的有效性。 ➡️ 实时检测的准确度验证 精准识别缺陷是这套质量调控系统发挥价值的基础。系统对比标准、异常、调控修复试块的熔池强度在线检测与工业CT检测结果，显示熔池强度二维映射图能准确反映零件成形质量，软件检测与CT结论高度一致。这证明了熔池检测系统缺陷精准识别的有效性。 ➡️ 在线调控的有效性验证 西空智造采用工业CT对试块的内部质量、成形精度进行验证。从图示结果可以看到在执行调控修复操作后，图像中无明显灰度差异，原有孔隙缺陷被消除。 金相组织检测发现，标准参数试样和调控修复后的试样金相组织均较为致密，未观察到较大的孔隙缺陷，整体质量较高。 拉伸测试显示，经过调控修复的拉伸棒，其力学性能较参数异常的同类拉伸棒有明显提升，并达到了标准力学性能。 因此，金相分析、CT检测及拉伸检测的实际结果说明，在系统识别到缺陷并主动调控修复后，缺陷较参数异常时明显减少，性能也趋近与标准参数相一致。这证明了在线调控功能的有效性。 END 这是国内首次有企业宣称实现了金属3D打印实时参数调整来控制打印质量，并给出了实验数据进行作证，它代表着国内在该技术层面的发展正在追赶国际先进水平，也许仍有不足，但短板正在补齐。 西空智造近年来是业内快速发展起来的一个新星，其主打高质量金属3D打印，快速构建起了具有典型特色的技术壁垒。该公司也表示，将始终以行业实际应用需求为导向，不断迭代产品功能，为增材制造行业提供更全面、更高效的质量解决方案。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印