2026年2月11日，方醍技术与南洋理工大学的联合研发项目，获得了新加坡 NAMIC (国家增材制造创新集群) 的基金支持。该项目旨在研发用于人形机器人关节和传动系统的复合材料，材料基于“碳纤维+聚苯硫醚（PPS）”体系，并适用于选择性激光烧结 (SLS) 3D打印技术。 (从左至右：岑志伟 新加坡3D打印中心商业发展与创新助理总监；白渊斌 方醍创始人兼CEO；周美辛 新加坡3D打印中心研究员；王宏轩 南洋理工大学博士) 碳纤维+聚苯硫醚（PPS）是一个更贴近实际应用的解决方案。与当前机器人常用的聚醚醚酮（PEEK）相比，二者都具备高强度、耐高温、耐摩擦、耐腐蚀的优秀特性。不同之处在于，前者在量产的效率和质量方面有显著的优势。该方案不仅减少零部件数量、降低开发与量产成本，还可显著提升产品迭代速度，在人形机器人产业中展现出极强的应用潜力。 马斯克用PEEK替代金属，通过轻量化设计提升人形机器人的运动效率与续航能力，这对产品实用性具有重要意义，”方醍创始人兼CEO白渊斌表示，“我们认同其技术方向，但认为材料选择尚有更优解。PEEK处于高性能材料的顶端，在价格和性能上都处于高位，而人形机器人的目标是普及至千家万户，二者定位存在落差，大众化产品需要更具性价比的材料方案。因此，我们选择以 Rytexint™ PPS作为切入点，结合南洋理工团队在应用技术方面的深厚积累，共同加速推动人形机器人的产业化进程。” 本项目的合作方为南洋理工大学周琨教授课题组。课题组依托于惠普–南洋理工大学数字制造联合实验室与新加坡3D打印中心，致力于推动先进制造技术的研究与产业化。课题组以“材料–结构–工艺一体化创新”为核心理念，积极探索面向航空航天、汽车、医疗与智能制造等领域的前沿解决方案，致力于打造国际领先的数字制造研究与应用平台。 项目方情况介绍 本项目由南洋理工大学新加坡3D打印中心研究员周美辛博士担任执行负责人。周博士专注于高分子粉末床熔融增材制造领域，拥有丰富的科研与产业化经验。她曾主导多项与法国阿科玛 (Arkema) 及A*STAR新加坡制造技术研究所 (SIMTech) 的合作项目，聚焦可用于3D打印的功能性聚合物及复合材料的制备与性能优化。她的研究方向涵盖聚合物粉末设计、SLS工艺优化及机器学习辅助材料开发，致力于推动“材料–工艺–性能”一体化的智能制造解决方案。 新加坡NAMIC (国家增材制造创新集群) 是当地为引领制造业数字化转型而设立的国家级机构。它由新加坡科技研究局领导，核心使命是推动增材制造技术的创新、应用与商业化。通过联合产业界、学术界与科研机构，NAMIC构建了一个协同创新生态系统，为企业提供从技术开发、可行性验证到规模化生产的全方位支持。其目标是加速先进制造技术在新加坡工业领域的落地，提升本地企业的全球竞争力，从而将新加坡打造为数字制造时代的全球创新枢纽。 方醍技术团队 方醍技术 (Fluxo Technologies) 是一家技术创新企业，专注于提供先进材料和敏捷制造的解决方案。公司由清华x-lab和新加坡SMU联合孵化，同时在中国和海外运营。 凭借对市场的深刻洞察与前沿技术整合能力，方醍致力于通过材料、设备、工艺和软件系统的综合创新，为行业创新者与颠覆者提供领先的生产力解决方案，助力产业伙伴成为未来市场的引领者。 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

在日前举办的2026北京国际商业航天展上，最引人瞩目的无疑是先进的火箭发动机及部件，但漫格科技的3D打印数据解决方案却因格外与众不同而吸引了大量关注。 在商业航天企业大量使用3D打印技术的当下，更先进的设计、结构仿真、工艺仿真、数据体量等已成为新的挑战。漫格科技所提供的，就是解决这些挑战的国产核心工具，帮助商业航天用户解决好在大尺寸、复杂结构、一体化结构制造需求下的设计、仿真与数据体量问题。 ➡️ 结构轻量化设计 漫格科技自主研发的VoxelDance Design(VDD)隐式建模工具，能够实现结构部件的拓扑优化和晶格结构填充。针对该功能，漫格在现场展示了四个案例，它们均由该软件开发，并使用3D打印技术制造。 第一个是一款轻量化的阀体，它以实现减重为目标，在整体的设计上面采用了拓扑优化和晶格点阵填充。其中上部采用常规点阵，下部采用TPMS点阵。这种方法使零件在保持强度的同时，能够显著减轻重量。此外，零件外部还进行了加强筋设计来提升结构完整性，防止打印过程中薄壁部分发生变形。 第二个是一款轻量化踏板结构，旦展示了三种轻量化的设计方案，主要用于体现VDD软件多样化的轻量化设计途径。所有方案设计均基于零件的受力情况进行分析，填充点阵可以变直径形式填充、可以变化大小单元形式填充，也可融合拓扑优化和点阵进行超轻量化结构设计。 变直径形式填充 变化大小单元形式填充 融合拓扑优化和点阵 所有这些优化的结构均由VoxelDance Design设计，工程师可以该软件进行高效点阵填充。 ➡️ 数据量极致压缩，工作更为高效 当前金属3D打印应用阶段面临的一个重要问题是数据量庞大的问题，不仅仅是大型零件占用极大内存，小尺寸零件也因大量晶格结构填充等增加巨量三角面片，导致整体数据庞大。漫格科技指出，现如今3D打印的零件内存甚至能达到18个G，目前在市面上的软件很难去解析这么大的数据量，并对它进行切片和激光轨迹的填充。 漫格科技的最新方案可以很流畅的解决这一问题。其指出，传统建模方式需要依靠三角面片来呈现模型细节，这是导致文件体积庞大的核心原因。而VDD软件采用隐式建模，不存储具体的面片数据，而是通过算法块连线的脚本驱动，数据量可以实现千倍级缩减。 这种数据量的极致缩减，能够加快设计迭代、数据传输、减少出错，带来实实在在的好处。 ➡️ 变形仿真，助力一次打印即成功 漫格科技推出的软件产品不仅能够进行3D打印工艺仿真，同时，它还具备设计仿真与反补偿功能，它能够保障设计能够成功制造并确保精度。 TPMS结构在散热器制造领域正被大量应用，用户可以通过VoxelDance Design方便快捷地添加此类结构，但漫格科技支出，这款软件能确保零件壁与TPMS结构之间的平滑过渡，避免产生尖锐碎屑。这些碎屑可能会影响冷却效率并在打印过程中引发问题。其在现场展示了一款螺旋散热器，并指出使用VoxelDance Engineering软件预测了打印过程中可能会出现的问题，确保了打印成功。 另一个功能为反补偿，它可以实现整体补偿或局部补偿。漫格在2025年还对该功能进行了升级，推出了“扫描变形补偿”技术。 蓝箭航天薄壁弯管补偿后打印件扫描结果 曲面薄壁反向补偿，精度提升66.2% 在金属3D打印的使用过程中，用户通常会认为在打印之前模拟一下，即可成功制造，但其实并非如此。面对复杂零部件，一次仿真和反补偿，可能并不能有效解决零件变形问题，通过“设计-打印-扫描-补偿-再打印-验证”的闭环解决方案，往往才能最终解决问题。针对该功能的应用，漫格在航天展现场展示了一款航发尾段展品，基于过程仿真结果进行变形补偿，确保了再次打印不失真。 据3D打印技术参考了解，漫格科技推出的3D打印数据处理软件VoxelDance Additive（VDA），是国内在该技术方向的典型代表产品，它被漫格称之为是增材制造CAx工业软件平台，并在2025年入选中国增材制造优质产品名单，而且是本次榜单中唯一上榜的软件企业。 2025年，漫格科技正式发布VDA5.1版本，包含VoxelDance Design、VoxelDance Engineering、VoxelDance Manufacturing模块，将3D打印设计、仿真、路径规划和打印任务管理等关键环节整合在一起，帮助用户建立起增材制造数字流程整体解决方案。 在商业航天发展如火如荼的今天，这款国产3D打印数据解决方案弥补了国内短板，将有效帮助用户使用到当前国际前沿的设计与仿真解决方案，助力提高生产效率和产品性能，降低制造成本。 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

2026年1月，西安巨擎科技有限公司自主研发的闭式循环液氧煤油发动机“炽”顺利完成系列热试车，额定工况单次连续工作时间超过200秒，这一里程碑标志着我国商业航天正式迈入高性能液体动力时代。在本次试车成功的背后，西空智造承担了发动机收扩段、阀体等核心关键部件的制造任务，为发动机的可靠运行提供了坚实保障。 面对传统制造方式难以兼顾复杂结构与性能要求的挑战，西空智造运用激光粉末床熔融技术，成功实现了阀体内部复杂结构与收扩段内流道结构的一体化整体成形，从根源上杜绝了传统多件焊接可能存在的泄漏风险，并确保了上述关键部件在剧烈热力循环下的结构完整性与性能稳定。 图为收扩段零件截取 针对商业航天对研制周期、成本控制与性能可靠性日益提升的综合需求，西空智造在传统粉末床增材制造基础上，创新升级激光锻打印制造技术，该技术通过在线精密锻打，同步实现组织致密化与性能强化，在提升部件极端工况下可靠性的同时，有效缩短制造流程、提高生产效率，为商业航天动力系统的高性能与高效率制造提供了关键技术支撑。 随着“炽”发动机转入后续研制与量产阶段，西空智造将持续以先进制造技术，为我国商业航天动力系统的创新发展提供关键支撑。

3D打印技术参考注意到，哈佛大学近日在软体机器人3D打印开发方面取得最新进展，这不禁让笔者想起小鹏发布的IRON人形机器人，后者使用了3D打印的高性能聚合物晶格结构作为仿生肌肉。 此次的突破在于，哈佛通过旋转多材料3D打印方法，可直接制造出能够编程运动轨迹的软机器人，其驱动逻辑、形变能力和执行功能，在打印完成时已经直接内置于材料结构中，无需后续组装或集成传动，实现了“设计即功能”的目标。 旋转多材料3D打印两次登顶Nature正刊 哈佛所开发的旋转多材料3D打印技术曾经分别于2019年和2023年两次登顶Nature正刊，可见该技术的创新性不仅得到了学术界的广泛认可，而且在不断发展。 旋转多材料3D打印平台的打印头配备四个墨盒，每个墨盒可以包含不同材料。然后将油墨送入一个复杂喷嘴，该喷嘴允许同时打印多种材料。当喷嘴旋转和平移时，油墨以螺旋细丝的形式挤出，为后续复杂功能结构的打印奠定了基础。 RM-3DP技术的多种墨水可以不同旋转速率同时挤出复杂喷嘴，可以打印出具有空间性质和亚体素层面的软材料。目前，RM-3DP已被用于制造螺旋介电弹性体执行器和具有局部可调力学性能的结构复合材料。类似方法结合多材料喷嘴旋转与流速调整，生成具有可调节膨胀行为的水凝胶复合材料。 最新研究：材料融合与结构形成 最新研究使用了两种材料——可光聚聚氨酯丙烯酸酯树脂和温敏水凝胶，它可以在同一时间、单一喷嘴中的挤出的单一形状中融合两种材料组成的两种结构，这读起来非常拗口。 单一性状包含两种结构，是因为其中一种材料为牺牲材料，可通过温度控制发生溶解流出，从而在结构内部形成气动空腔。 具体地说，外层的聚氨酯在紫外光下迅速固化后形成坚固柔性外壳，构成机器人的主题；而聚合物凝胶则填充了充当内部通道的空间，打印完成后经冲洗即可出现空腔。相当于在打印过程中同时完成了结构构型和内置管道雕刻两个步骤。 功能实现：气动驱动与可编程形变 内部空腔的形成将被动结构转化为主动执行器，其工作原理与人体肌肉类似：气压或流体压力会使结构按预定方式变形。 通过控制打印参数，包括喷嘴的旋转和物料流速，可精确控制内部通道的位置、大小和几何形状，由于空腔被设计为非对称分布，因此在充气时并不会呈现均匀形变，从而驱动结构向预定方向弯曲和扭转。 研究人员展示了通过RM-3DP快速设计和制造带有非对称气动系统的软机器人。他们首先生成了一维软机器人丝，并通过力和曲率测量表征其力学，验证计算建模。接着展示了可以制造出1D、2D和2.5D软机器人，这些机器人经过形状变迁到三维图案。作为最后的演示，利用了一种连续的丝状打印路径算法，将结构分割成子域，利用连接的费马螺旋生成直接编码扩张应变方向的图像中的打印路径。 作为研究的一部分，该团队打印了两个演示部件：一个是充气后会展开的螺旋形花朵状致动器，另一个是可包裹物体的五指形手形抓取器。这两个部件均采用连续3D打印工艺一次性完成，无需额外组装，这正是RM-3D打印技术的特点。 对机器人制造的重新定义 对比小鹏的IRON的晶格肌肉，这种3D打印的晶格是一种结构仿生，它优化了力的传递效率，减少机械感，让机器人的动作自然流畅，但其依然依赖外部电机和刚性连杆。而哈佛最新演示的技术则是“结构-驱动一体仿生”，材料自身就是驱动器，更接近生物肌肉收缩即运动的原理。 这项技术该如何应用于当前的机器人技术？它或许能够为人形机器人灵巧手、自适应蒙皮和柔性关节制造提供新的解决方案。使机器人能够更接近生物的柔顺性、安全性和环境适应性。 软机器人的快速设计和制造在形状变形、驱动和可穿戴设备方面日益受到关注。总的来说，这项研究介绍了一种简便的制造方法，可以制造出具有可预测、可编程运动的软体机器人，并将编码运动直接写入材料中。主要作者威尔特说道，“我们的目标是为各种应用创造柔软的仿生机器人。” 推荐阅读：Rotational Multimaterial 3D Printing of Soft Robotic Matter With Embedded Asymmetrical Pneumatics 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，进入2026年后有两则同类型的重要消息：1月3日，中国航天科工三院239厂宣布自主研制成功36激光束LPBF金属3D打印装备；1月24日，中国航天科工三院159厂宣布成功研制出60激光束、成形尺寸2m×2m×3m的超大尺寸粉末床熔融LPBF金属3D打印装备。 除上述两家用户单位外，镭明激光也于去年宣布推出搭载56束激光，成形空间达2m×2m×2.7m的该类型装备。需要指出的是，无论是36束、56束还是60束激光，无论是2米还是3米，几乎只有中国团队公开在从事如此级别的研究工作。 这体现出国内团队在该领域的大胆想象力，充分挖掘激光3D打印技术颠覆传统制造流程潜力的积极性，以及我国从追赶技术到发展技术再到引领技术进步的特色之路。 同时，两家用户单位的连续发布也表达出一个强烈信号——我国航空航天领域对大尺寸、高效率、低成本金属3D打印的需求已进入新阶段。 镭明激光LiM-X2000H+设备55激光打印过程 需要克服的困难有哪些 超多激光、超大幅面LPBF金属3D打印技术如实现高质量、高效率3D打印须解决多重困难。 ➡️ 多激光协同与精度校准 几十束激光在同一时间协同打印同一零件的不同部位，必须确保光斑尺寸、输出功率、焦点位置绝对一致。任何微小的差异都可能会造成打印质量不均衡，这一点解决起来就很困难。笔者注意到，华曙高科在解决多光设备校准这一问题上，特别推出了“一键自动校准”技术，并在1.5米幅面32激光的设备上进行了应用，但其还特别强调校准本身极为困难。 针对该问题，159厂的报道指出，研制团队成功攻克了超多光束高精度搭接与快速校准、激光失效实时补偿问题。 华曙高科推出了一键校准技术 ➡️ 超大幅面下的气流管理问题 大尺寸金属3D打印面临的重要问题还包括烟尘、飞溅的及时“吹走”。气流路径太长，烟尘扩散范围大，越大越难打，越打越脏，是大尺寸金属3D打印面临的严峻问题。EOS旗下AMCM公司于2025年推出了AirSword™气剑技术来解决该问题。 但EOS也没有开发过2米打印幅面的装备，能否在保证吹走飞溅和烟尘的同时尽量减少粉末被吹走是一个问题。159厂的报道指出，其团队已经攻克超大幅面移动风场设计。根据笔者对国外同行公司相关技术的查询，这是一项气流“追逐”激光跑的技术，确有更好的打印环境净化能力（已完成解析，后续发布）。 AMCM AirSword™气剑技术 ➡️ 超重载高精度运动 以密度较低的铝合金粉末为例，其粒度范围为15-53，以2m×2m×3m的容积，如打印满缸零件，最终机械结构须承载的粉末重量可能达到18吨。且Z轴方向高达3米，在数米的行程中实现微米级的定位精度和重复定位精度是一项极限考验。此外，如此大幅面或不会采用双缸形制，如何实现高质量铺粉也是极大挑战。 对此，研制单位表示已经攻克超重载高精度多级提升、超大尺寸装备高精度装配、超大幅面高效铺粉技术。 华曙高科大型大型超音速氢冷预冷却器演示样件 ➡️ 超大幅面制造下的质量监控 金属3D打印本身的质量监控就是难点，而对于如此巨大幅面的质量控制，难度增加更不止一个档次，这里讲述一个国外同行的分析。 Velo3D的Sapphire系列设备被美国国防格外重视，但有报道指出，国防用户通常不太关注细节分辨率，而更注重不同机器、批次和地点之间结果的一致性。这意味着要重视重复生产的理念，以及其逐层原位过程监控技术。 铂力特16激光设备运行过程 在超大幅面、数十束激光同步工作的场景中，需要对数十个熔池进行同步、高速、高分辨率在线监测，并适时处理海量数据预测缺陷，这确实是极大的挑战。 面对这种情况，AI技术已经被该技术领域所关注。在国内，铂力特就2025年宣布推出了由人工智能驱动的金属3D打印质量和风险评估系统，它能够精准识别缺陷并能实时提供反馈。 铂力特基于AI的质量监控系统 为实现如此大型的激光粉末床熔融3D打印机高效、稳定运行，159厂攻克了巨量粉末快速清理技术，共7项关键难题，累计申请专利20余项。 该装备的成功研制，在成形尺寸与激光光束数量两大核心指标上同时取得重大突破，标志着我国在高端大型增材制造装备领域跻身世界前列。 制造潜力远不止“更大更快” 无论60激光还是36束激光，大型粉末床熔融增材制造装备的研制，如能高质量、高效、稳定实现运行，便已具备国之重器的价值。 它的直接意义在于，可进一步释放3D打印技术一体化制造的想象力，实现超大型整体构件的制造模式。传统上，如火箭贮箱箱底、整体式翼梁、一体化机身框架、大型天线支架等的大型零件，或依赖万吨级重型锻压机，或需要使用数十、数百个零件通过螺栓或焊接连接，导致结构冗余、重量难减、制造周期长。而两米级LPBF金属3D打印机，则为这些超大型零件带来了新的解决方案，同时也为产品设计和装备升级带来了更多想象空间。 159厂报道也指出，该装备为我国航空航天等领域超大型复杂金属构件的整体成形提供了先进制造手段。其高效率、高精度的成形能力，有望显著提升相关产品的研发和制造效能，为我国高端装备自主制造能力的跨越式提升注入核心动力。 想象力不断被打破，正是金属3D打印技术发展的重要特点。 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

陶瓷3D打印虽然仍没有像金属、塑料那样实现大规模的应用，但在2025年仍然有一些可圈可点的突破。例如以特殊结构和后处理手段防止陶瓷部件易碎、以新的3D打印形式实现陶瓷部件制造，以及较为突出的新材料进展。 3D打印陶瓷超材料结构 陶瓷在压力存在易碎或断裂的风险，而德克萨斯州休斯顿大学的一个研究团队在2025年开发出了一种新的3D打印陶瓷结构，它能够在压力下发生弯曲但不会断裂。其核心方法是3D打印+特殊结构+涂层技术。 研究人员从折纸结构中获得了灵感，它一个重要特点是其可以从折叠状态扩展为特殊结构，而且这个过程可逆。他们首先采用基于SLA的陶瓷3D打印技术制造了具有折纸结构特点的二氧化硅基样品，在脱脂烧结之后，将该陶瓷部件在聚二甲基硅氧烷（PDMS）溶液中浸泡，使其表面覆盖一层厚度约75-100微米的涂层。PDMS则是一种具有超弹性的生物相容性硅橡胶。 静态和循环压缩测试表明，这种具有折叠形态和涂层处理的新结构具有非常好的柔韧性，即便在其最脆的方向上也保持了这一特点。 研究人员称，陶瓷零件在医疗保健、航空航天和机器人等领域应用广泛，虽然具有轻质、耐用的特点，但失效往往也是灾难性的。在这项新的解决方案中，折纸结构赋予了陶瓷零件的机械适应性，而聚合物涂层则提供了足够的柔韧性，防止了突然断裂。该成果有潜力拓展3D打印陶瓷的应用范围。 陶瓷水凝胶浸渍增材制造技术 2025年，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)以及瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员，都对借助浸渍水凝胶技术实现了陶瓷部件的3D打印成形（HIAM）进行了研究。 该技术实际上是将3D打印过程与陶瓷材料的制备过程进行了分离，首先使用3D打印技术制造所需形状的水凝胶聚合物，然后将其浸泡在目标陶瓷的金属盐溶液中，阳离子就会转移到水凝胶聚合物中，经过多次处理，水凝胶中的阳离子浓度得以大幅提升。随后对这种水凝胶结构进行煅烧，去除所有有机成分并将金属阳离子（即金属盐）转化为金属氧化物。 因为水凝胶材料的3D打印非常成熟而且简便，这种方案能够规避传统增材制造技术面临的一些挑战。笔者注意到，今年有多项关于该技术的研究发表。 LLNL的研究发现，水凝胶支架的配方以及用于注入水凝胶的金属盐会影响最终陶瓷部件的质量和形貌。例如，水凝胶对陶瓷部件的孔隙率影响显著，高浓度水凝胶配方可使陶瓷的宏观结构裂纹更少。金属盐的类型也会影响孔隙率和形貌，氯化物盐比硝酸盐能形成更致密的微观结构等。研究指出，只要前驱体原料得到充分优化，HIAM工艺就能成功制备出各种陶瓷材料。这项研究进一步加深了对陶瓷增材制造替代方法的理解。 3D打印深色陶瓷，用于高超音速领域 深色陶瓷是一种能够承受高超音速飞行巨大压力和条件的陶瓷材料，这种材料在极端大气条件下具有更强的抗降解和抗失效能力。然而，深色陶瓷（如碳化硅）的3D打印相比浅色陶瓷（如氧化铝）要困难。这是因为两者与紫外光的相互作用方式不同。 浅色陶瓷在使用光固化成形过程中，光线会通过反射和散射光线促使树脂发生交联反应，而黑色陶瓷因为会大量吸收光线，从而影响固化过程。 美国研究机构采用粘结剂喷射3D打印制造的碳化硅陶瓷 据报道，来自普渡应用研究所(PARI)的一个研究团队正在开发一种工艺，用于3D打印深色陶瓷复杂部件。该团队采用的3D打印工艺类型为DLP技术，从树脂材料、表面处理和打印性能等多个方面着手解决深色陶瓷固化所面临的挑战。该团队已利用深色陶瓷打印出多种形状的部件，包括用于高超音速飞机的尖锥体和半球体。不过，报道并没有指出其所谓的深色陶瓷的具体是哪一种陶瓷。 在该领域，国内团队其实要更为领先。2024年，乾度高科就宣布攻克了碳化硅深色陶瓷的3D打印成形难题，其具体方法是增加光源功率、延长曝光时间和通过调整感光剂等方法来提高黑色陶瓷的材料的光敏感性。奇遇科技也展示了其采用光固化3D打印的碳化硅陶瓷部件，而升华三维则展示了多所高校采用其挤出3D打印技术开展的碳化硅研究进展。 乾度高科为某卫星公司定制的碳化硅反射镜（外径大于500mm） 奇遇科技碳化硅陶瓷部件 升华三维3D打印的碳化硅反射镜 陶瓷3D打印技术正在经历从科研向应用爆发的转折阶段。本文讲述的三个转折案例，代表了科研界对提升陶瓷部件性能、新技术形式和难成形材料领域的探索，目的都是为了提升3D打印陶瓷的应用难题。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#陶瓷 #3D打印

国际空间站首次太空金属3D打印实验于2024年开展，而我国首次太空金属3D打印实验则在今年1月由中国科学院力学研究所主导完成。3D打印技术参考注意到，这两项实验均基于送丝激光能量沉积技术，关于结果近期均有重要信息公布。 国际空间站太空金属3D打印重要信息更新 国际空间站的样品在2025年2月左右返回地球，但相关测试时间比想象中要久很多。该项目的打印过程持续了数月，共制造完成多个样品，包括3个拉伸和3个弯曲强度测试样条，薄壁结构，柔性机构（失败），以及丹麦技术大学的镜架样品。 太空打印的强度测试试样 太空打印的薄壁试样 太空打印的机械装置（打印失败） 丹麦技术大学的试样 其中一份样本送往德国的欧洲宇航员中心，两份样本送往欧空局的欧洲空间研究和技术中心，最后一份样本（镜子支架）送往丹麦技术大学进行热性能研究。 ◆ 先说结论 ➡️ 不锈钢丝材采用激光能量沉积成功实现3D打印 ➡️ 样品的机械性能与地面制造的性能一致，工程师预判天地制造差异不大 ➡️ 样品精度较差，很粗糙，须后处理，设备操作不便利，半自动，金属丝会卡住 ◆ 材料与设备 在材料选择方面，国际空间站选择的是不锈钢丝，直径为0.6mm。欧洲航天局（ESA）高级制造工程师Advenit Makaya指出，之所以没有选择钛和铝合金这些明星金属，是因为即便在空间站仍要考虑氧化。3D打印设备被安装在了空间站内部，如果采用氩气保护，一旦出现泄漏就会给人员带来直接威胁，而氮气则安全的多。这就是他们选择不锈钢的直接原因。 在设备方面，国际空间站激光能量沉积3D打印设备的尺寸为80x70x40厘米，激光输出功率为300w，送丝机构装载了1kg不锈钢丝。由于打印过程中会产生飞溅、蒸汽等，因此打印机内集成了一个过滤机构。这个过滤机构在机器打印1kg金属后就会堵塞，因此此次搭载的金属材料就是1公斤。 ◆ 天地协同 打印机的相关配置包括发起打印的指令均在地面尽量多的完成，宇航员只需要将机器安装到位，打印完成后取出零件并安装新的基材，如果出现故障，宇航员只需要稍微注意一下，这就是宇航员需要做的全部事情。 地面有一个监控中心，研究人员可基于打印机上的传感器检查各项参数，包括样件外形轮廓、机器内部的温度和氧含量。Advenit Makaya指出，地面人员会检查打印的每一层，如果发现有一层打印的“很奇怪”，他们就会调整参数，来确保下一层效果改善。另外，打印机工作时噪声很大，空间站也限制了它每天的工作时间，只允许每天运行4小时。因此，整个项目持续了几个月。 这些零件返回地球后进行机械强度、弯曲测试以及微观结构分析，并与地球制造的样本进行比较。 初步结果显示，打印历史与观察到的缺陷之间存在良好相关性，机械性能与地面DED 3D打印加工的316L不锈钢性能一致，孔隙率分布与打印策略相关联。Advenit Makaya也表示相关成果将在2026年以论文形式公布。 微镜下观察到的金属表面脊状结构；对样品进行CT扫描，对样品进行拉伸测试；样品上喷涂了油漆斑点 该项目于2017年启动，打印机本身的设计工作从2019年持续到2020年，随后进行了系列测试和完善，2024年初被送往国际空间站。 国内首次太空金属3D打印 我国首次太空金属3D打印于2026年1月12日开展。它由中国科学院力学研究所主导，并非在我国空间站开展，而是由火箭将实验载荷送到了距地面120公里的亚轨道，载荷舱通过伞降系统回收。 该轨道高度是正式进入太空微重力环境的分界线，微重力金属增材制造实验平台在飞行器环地飞行过程中获得了数分钟的实验时间，并在这一时间内成功制备出完整的金属零部件。 微重力金属增材制造实验载荷 载荷总设计师、力学所研究员姜恒介绍，太空金属3D打印的关键技术难度在于，微重力环境下的金属熔凝过程存在失控风险。失重状态使液态金属不受重力与浮力影响，完全由表面张力、毛细力等控制，极易出现熔滴球化、断丝、气泡滞留等问题，对金属成形的精度构成挑战。 “金属丝一熔化，它不是往下流，而是熔成一个小球，还会沿着丝往回爬，非常难以控制。这里面有微重力环境下的流体控制、热传导机制及冶金物理等基础科学难题。” 此次实验，我国科研团队成功获取了太空微重力环境中金属3D打印的熔池动态特征，物料输运、全流程闭环控制、凝固行为等过程的数据，以及太空增材制造金属件的成形精度与力学性能等参数，为我国太空金属增材制造技术的快速迭代积累了宝贵的实验资料。该任务标志着我国太空金属增材制造从‘地面研究’阶段迈入‘太空工程验证’的新阶段。 END 虽然我国相比国际开展太空金属3D打印的时间晚了整整两年，但从目前的实验进度来看，两方目前进度相差不大。开展太空金属3D打印的意义，首先是能够满足空间站在轨维修的使用需求，其次是面向已经提上日程的月球基地建设项目储备技术。 在地球环境对金属3D打印的使用需求就如此之广，在外太空只会更甚，主要还是因为物资缺乏与发射成本高昂。而重力环境的差异让与之相关的工艺、装备、机理探索几乎要推倒重来，因此该领域研究仍属国际前沿，且距离实际应用还有很长的一段距离。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#太空金属增材制造 #3D打印

商业航天正在成为我国3D打印行业实现进一步增长的重要引擎之一。最新的市场报告指出，2025年中国商业航天市场规模将突破2.8万亿元，3D打印很明显将获益颇多。 在商业航天火箭发动机制造方面，动辄80%以上组件使用3D打印制造已经是普遍现象；作为该领域另一重要组成部分的卫星制造也在释放需求。2025年底4.5亿元“梁溪星座”3D打印卫星制造项目的公开招标，超20万颗低轨卫星频轨资源的申报也让该细分领域的3D打印技术应用迎来重大发展机遇。 航天领域3D打印需求明显复苏 据财联社1月31日的报道，随着下游航天业务需求转旺，国内3D打印设备销售明显放量。国内一家金属3D打印设备商表示，从2025年航空航天领域部分项目的招投标结果来看，行业需求较前两年已明显复苏，下游客户对轻量化的要求也在持续提高。 这两个领域对3D打印技术的重大需求，不仅带动设备端市场的增长，同时也将带来对高端金属3D打印粉末的需求。在这两个领域，常用的金属3D打印材料包括高温合金、钛合金以及铝合金等。在前不久举办的北京国际商业航天展，金源智能，就展示了其面向商业航天的金属3D打印材料解决方案。 高温合金粉末及性能数据 高温合金广泛应用于高温氧化、疲劳、蠕变、高温和磨损等极端工况。在航天领域，3D打印的高温合金已经被用于制造发动机涡轮盘、涡轮叶片、燃烧室、喷油器、喷管以及热防护结构件。 材料的质量是影响产品性能的重要指标。金源智能围绕应用场景的核心需求，创新采用EIGA（电极感应气雾化）工艺，实现了高温合金在成分均匀性与物性稳定性方面的双重突破。 金源智能推出的高温合金粉末性能 该工艺在制粉过程中无需坩埚承载，能有效降低熔体污染风险，实现对合金成分的精准调控；通过对粒径分布精细调节，粉末产品可灵活适配多种先进成型工艺需求。相较传统VIGA工艺，前者在球形度、空心率、氧含量与流动性等关键指标上表现更优，物理性能更加稳定可控，适用于多类型高端装备制造场景。 金源智能3D打印高温合金粉末产品覆盖了GH4099、GH4169、GH3536、GH3625、GH5188等关键型号，为核心部件的制造提供了材料保障。 钛合金粉末及先进制粉工艺 钛合金因为重量轻、强度高、耐高/低温的特点，是航空航天领域应用最广泛的金属3D打印材料。在商业航天领域，3D打印钛合金可谓大有可为，它不仅可以制造贮箱等火箭发动机及卫星零件，也可制造栅格舵这样的火箭部件，还能制造卫星精密结构件、散热器件等。极大发挥了金属3D打印在复杂结构、一体化、轻量化结构方面的制造能力。 钛及其合金包含五大类合金：α-Ti、近α合金、α+β合金、β合金和钛基金属间化合物。当前应用最广泛的属于α+β型 PA工艺以等离子体高温熔化原料，将其经高速惰性气体雾化冷却成粉，具备能量集中、冷却速率高、气流稳定等优势。金源智能指出，其PA制粉工艺实现了TC4钛合金性能指标的全面提升，形成了差异化的优势： ➡️ 高球形度：球形度稳定在94%以上，粉末表面光洁、无明显粘连，有利于提升成型件致密度，降低局部应力集中风险。 ➡️ 低空心率：空心率≤0.15%，有效减少气孔缺陷，提升成型件整体力学性能与抗疲劳能力，满足高可靠性应用需求。 ➡️ 优流动性：流速≤29s/50g，可实现均匀、稳定铺粉，在提升成型效率的同时保持孔隙结构稳定。 该工艺可有效降低粉体孔隙率与氧化物夹杂含量，显著提升粉末球形度与流动性。 金源智能聚焦钛合金等离子雾化技术研发，超1000天的研发攻关，现已完成等离子雾化装备关键技术全面突破，核心技术达到国际领先水平；PA-JY100型等离子雾化产线已批量投产。 铜合金粉末 铜合金常用于热交换器的制造，但在航天领域也大有用途，例如制造液体火箭发动机的燃烧室。这种高热流环境需要高强度和高导热性的合金，以便有效地冷却高压推进剂或氧化剂作用下的推力室壁。常用的增材制造铜合金包括 GRCop-42、GRCop-84、C18150（Cu-Cr-Zr）、C18200（Cu-Cr）等。 在北京商业航天展会现场，极睿航天就表示采用3D打印技术制造了大尺寸的推力室铜内壁。同时，希禾增材也展示了铜合金3D打印的燃烧室。 END 航空航天增材制造中常用的其它金属材料还包括铝合金、不锈钢、钴合金、耐火合金和钢等金属材料。该领域对金属3D打印技术的需求增长，刺激了整个产业链的发展，尤其是材料这一最大的消耗品。 随着航空航天企业寻求降低生产成本的方法，3D打印提供了一种理想的解决方案。它满足了该行业对轻量化、高性能零部件的持续追求，正在彻底改变航天器部件的生产方式。 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，美国金属增材制造系统制造商Precision Additive近日宣布与英伟达合作，推出了首款基于人工智能架构的激光粉末床熔融设备金属3D打印机PA-300。 报道称，人工智能技术被集成到了机器架构中，用于持续监控打印过程并纠正偏差，而且，这些调整在打印过程中实时进行。 除此之外，该公司宣称这款设备采用了其自主研发的扫描超激光熔融工艺(SSLM)，可实现比标准LPBF系统快十倍的打印速度。他们将其描述为“迄今为止使用其专有SSLM激光技术并采用人工智能架构打造的最快3D打印机”，能够解决传统激光粉末床熔融 (LPBF) 工作流程中的局限性。但遗憾的是，笔者未能查询到它是如何将打印速度提升十倍的。 人工智能框架能实现实时流程优化、预测性质量保证。其应用目标指向为国防、航空航天、能源和医疗应用领域生产符合认证标准的金属部件，这些应用领域对可重复性、可追溯性要求较高。 am-explorer推出的基于AI的质量保障平台 工艺控制和认证通过精密增材制造认证（PAQ）进行管理。PAQ是一个数据驱动的框架，将构建数据与认证要求关联起来。该公司表示，PAQ能够确保每次构建结果的一致性和可重复性。该框架目前正在支撑该公司镁合金3D打印工艺的研发。镁合金是一类轻质但活性极高的材料，历来难以使用增材制造技术进行生产。除了镁之外，PA系列设备还可加工其他对激光粉末床熔融系统而言具有挑战性的材料，例如钨和铜。 Precision Additive公司首席执行官表示，“增材制造正在进入一个以智能、可靠性和责任制为特征的新时代，Precision Additive的创立旨在确保先进的制造系统不仅具有创新性，而且足够可靠，能够支持最严格的应用。”这一描述显示出，数据对金属3D打印的重要性。 国产全生命周期增材制造专用数据库 3D打印技术参考注意到，西空智造与西安交通大学于日前宣布共同研发并推出了覆盖“设备‑材料‑工艺‑过程‑质量”全生命周期的增材制造专用数据库，整合了LPBF金属3D打印制造全链条的关键数据信息，能适配工业级生产的数据管理需求。 西空智造指出，从设备、材料到工艺、过程、质量，金属3D打印的每一个环节都在持续产生海量数据。这些数据不仅是生产过程的真实记录，更是构建零件质量可追溯体系的核心基础。然而，传统的数据管理方式往往使数据分散存储、格式不一、整合困难，形成众多“信息孤岛”，严重制约了增材制造技术在规模化生产中的应用与发展。 金属3D打印产线要求（来自马瑞博士演讲） 因此，系统性地采集与标准化管理完整的工艺流程数据，已成为行业提升质量控制与工艺优化能力的必然要求。通过科学归档与智能分析工艺历史数据，能够帮助工艺人员实现对制造过程的精准洞察与全面管控。 目前，市场上常见的增材制造软件在数据集成方面往往存在广度有限、深度不足的局限。而此次发布的“全制造流程数据库”带来了三大功能： 增材产品质量可追溯问题（来自马瑞博士演讲） ➡️ 全流程数据整合，告别信息孤岛 数据库目前构建了规模达10.04TB的共享数据资源池，数据库涵盖11类工艺属性数据、7类过程监控数据、10类标记质量评价参数，全面覆盖零件信息、工艺信息、过程及后处理信息等全维度数据。无论是设备参数、材料成分，还是过程信号、质量检测结果，都能实现集中管理，彻底解决数据分散、难以调用的问题。 ➡️ 高效数据应用，赋能工艺优化 数据库开放数据查看、上传和下载功能，支持查询数据报告、开展深度数据分析，为增材制造设计生成、支撑结构设计、工艺规划、零件构建等全流程工程活动提供数据支撑。工艺人员可通过历史数据复盘，精准把握生产过程规律，优化工艺参数设置。 ➡️ 提升可追溯性，质量稳定有保障 通过信息管理系统实现全流程数据追溯，从零件设计、支撑结构、工艺规划到后处理、鉴定，每一步都可查、可管、可控，显著提升产品可生产性、流程可重复性和零件一致性。 END 笔者注意到，越是金属增材制造普及的今天，制造商对质量一致性和可重复制造的要求越高。无论是否基于人工智能分析，但形成的共识就是大家已经普遍认识到3D打印制造流程过程中产生的数据的重要价值。 3D打印技术参考此前就曾报道过，北京动力机械研究所增材中心主任马瑞博士曾表示，在航天增材制造过程中，单次打印的质量数据就能达到10G，能否用好这些数据是提升质量保障的关键。目前，人工智能技术也在本行业受到企业的重视，铂力特就在2025年推出了基于AI的质量分析平台。可以说，包括西空智造推出的增材制造数据库，国内企业都正在更加重视质量保障的重要性。 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，于1月28刊发的最新一期nature，再增加一篇与3D打印技术相关的研究。来自苏黎世联邦理工学院和新加坡国立大学的联合团队发表了题为“Optofluidic three-dimensional microfabrication and nanofabrication”的文章。主要研究人员，有多位中国/华裔学者。 该研究提出了一种融合双光子聚合3D打印与光流体组装的新型微纳制造策略，它突破了传统3D打印技术在材料选择上的局限，为实现多材料、多功能、真三维微纳结构的自由制造，提供了全新方法。 研究背景 文章指出，3D微加工技术能够制造各种功能性微尺度器件，如微型机器人、微型致动器、微米级超材料和微光子/纳米光子器件等。双光子聚合3D打印技术（2PP）凭借其高达100nm的高分辨率、简便的制造工艺以及打印复杂自由曲面3D微结构的能力 ，已成为最先进的3D微加工/纳米加工策略。但2PP技术在材料兼容性方面仍然高度局限于可交联聚合物。当前虽有很多多数研究想拓展到无机材料，但存在很多限制，要实现广泛的材料兼容性就更加困难。 为了克服这些材料局限性，直接组装材料构件已被证明对构建三维微结构/纳米结构非常有效。其中，光学组装是一种极具吸引力的构建复杂材料组装体的策略。它利用非特异性的光-物质相互作用（如光梯度力和光控电场或温度场）来捕获悬浮在溶液中的微粒/纳米颗粒。然后，可以将捕获的颗粒逐个输送并定位到指定位置，从而实现高精度的单颗粒组装。然而，现有方法大多局限于二维结构构型，且组装效率较低，通常在10–1000个颗粒/分钟的量级。更重要的是，建立一个具有更广泛材料适用性的通用光学组装平台仍然具有挑战性。 微尺度制造组合策略 在这项研究中，研究人员提出了一种双光子聚合3D打印微模板+光流体组装的组合制造方法，能够实现多种材料的兼容。 具体地说，首先利用双光子聚合工艺在玻璃基板上3D打印一个带有开口的3D空心聚合物微结构（如立方体），作为3D微模板。然后，将打印好的模板浸入含有均匀分散的纳米颗粒（或微米颗粒）的溶液中。接着，在模板开口附近施加光束直径为2µm的飞秒激光，产生陡峭的温度梯度，从而诱导强烈的对流（速度可达数毫米/秒），推动分散的颗粒向开口移动。最终，这些颗粒被输送到空心微模板内部并逐渐积累，最终组装成模板预设的3D形状。 a.光流控三维微加工/纳米加工工艺示意图；b 、c ，SiO₂胶体粒子组装的微立方体的SEM图像；d 、e ，由SiO₂粒子组装而成的具有三维曲面的悬垂羊角面包状微结构的SEM图像；f ，模拟结果显示了飞秒激光加热后空心微立方体周围的温度分布和流体流场。图 g为示意图和延时光学图像，展示了空心微立方体内SiO₂纳米粒子的组装过程。 组装完成后，通过合理的后处理方法选择性地去除聚合物模板，从而得到完全由目标材料构成的独立式三维微结构。研究人员展示了他们制备的由SiO₂纳米颗粒随机组装而成的实心微立方体，组装效率约为10⁵个颗粒/分钟，相比传统方法，效率提升了不止一个数量级。所得三维微结构具有很高的结构完整性，这些三维结构能自支撑并具有良好的机械稳定性。研究人员成功制造出了具有复杂3D曲面的悬垂羊角面包形状的超结构，进一步证明了该技术的可行性。 文章指出，3D打印的模板在实现确定性三维制造中起着至关重要的作用：它定义了整体几何形状，确保了清晰的边缘和对称性；引导光流体流动，从而可重复地填充复杂体积；并通过制造不同的三维结构，提供了设计的灵活性。 与多种材料广泛兼容 论文提到，该组合策略在构建复杂的三维微结构方面具有优势，能够利用各种微材料/纳米材料，而无需考虑其形状、尺寸和表面化学性质。 他们成功地利用多种纳米材料组装了微立方体，包括TiO₂纳米线、金刚石纳米颗粒、Fe₃O₄纳米颗粒、WO₃纳米线、Al₂O₃纳米线、Ag纳米颗粒和CdTe量子点。 与多种微材料/纳米材料具有广泛的兼容性：SiO₂、TiO₂、金刚石纳米颗粒、Fe₃O₄、WO₃、Al₂O₃、Ag和CdTe 借助精确的空间控制和广泛的材料适用性，可以构建空间编码多种功能材料的微结构，因此该技术在开发具有按需功能的微器件方面具有潜力。作为概念验证，研究人员展示了具有针对微小物体定制分离能力的微流控芯片、具有多模态运动的多场驱动微型机器人。 按需构建多功能微器件 END 总的来说，2PP技术虽能制造三维微米或纳米结构，但材料的选择存在局限。将3D打印与其他领域常用方法相组合的制造策略，克服了这一局限，能够制造金刚石、金属、金属氧化物、量子点等在内的多种材料的三维微结构或纳米结构，因此它为先进材料创新和微型器件开发开辟了新的机遇，也为胶体机器人、微光子学/纳米光子学、催化和微流控等领域的广泛应用提供了新可能。 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