3D打印技术参考注意到，美国能源部太平洋西北国家实验室（Pacific Northwest National Laboratory，简称PNNL）近日的一项研究提出，金属废料可无需经过传统的熔炼过程，就可以直接转化为高性能、高价值的合金，而且该技术可为电弧和搅拌摩擦等3D打印技术定制金属线材。 https://www.nature.com/articles/s41467-024-53062-2 这项研究近日以“Upcycled high-strength aluminum alloys from scrap through solid-phase alloying”为题于12月10日发表在《自然·通讯》。PNNL团队以铝为研究对象，开发了一种固相回收和同时合金化的方法。这种创新工艺使6063铝合金废料与铜、锌和镁合金化，形成纳米团簇强化高性能铝合金，其成分和性能类似于7075铝合金。独特的纳米结构具有高密度的Guinier-Preston区和均匀沉淀的纳米级 η'/Mg(CuZn) 2强化相，可将产量和极限抗拉强度提高200%以上。 a.摩擦挤压回收和升级再造中使用的铝废料和合金添加剂，从上到下依次为：6063 铝废料、铜粉、锌粉和ZK60镁合金带；b.仅由冷压6063铝废料制成的回收铝棒；c由6063铝废料和合金添加剂混合物制成的升级再造铝棒；d.EBSD-IPF显示回收铝棒的晶粒形貌；e.EBSD-IPF显示升级再造铝棒的晶粒形貌 铝废料再生制造行业背景 铝是全球使用最广泛的有色金属，在原铝生产过程中会排放大量的二氧化碳。与原铝生产相比，使用100%废铝原料理论上可以减少高达95%的能源和碳排放。然而，这种程度的环境影响实际上并未带来多大改变，这是因为废料中不可避免地含有不良杂质，需要在“净化和稀释”的过程中添加原铝。此外，传统的回收生产再生铝涉及许多能源密集型步骤。对原铝添加的依赖，加上对高温熔化和其他加工步骤的要求，导致再生产品仍然具有相对较高的能耗。 摩擦挤压技术由英国焊接研究所于1993年发明，是一种固相挤压技术，最初用于制造金属基复合材料。近年来，它已成为一种很有前途的铝废料回收方法，由于其加工温度较低和步骤较少，与传统工艺相比具有潜在的能源效率优势。摩擦挤压的另一个优点是能够快速分解异质原料，然后在加工过程中将其与基体材料混合并均质化，使其成为制造具有均匀分散的第二相的复合材料的可扩展选项。 铝生命周期和升级再造工作流程：a.传统二次铝回收和制造路线；b.固相处理通过摩擦挤压直接将废料回收或升级为线材 五分钟即可变废为宝 PNNL报告了摩擦挤压作为一种可行的固相合金化方法，可通过一个步骤将铝废料直接升级为高性能铝锻造挤压材，且碳足迹要低得多。对于升级再造，首先将6063铝废料和合金源——铜粉、锌粉和ZK60镁带——物理混合，然后进行摩擦挤压，从而无需进行批量熔化即可将合金元素掺入铝基体。摩擦挤压工艺的热机械性质导致在挤压产品中产生细粒铝微观结构和高密度的强化纳米团簇。这种固相工艺允许将铝废料升级为高性能铝产品，而无需添加原铝或进行熔化，因此有可能显著减少碳排放。 通过回收升级，这种铝的性能与用原生铝生产的相同材料不相上下，这表明这种方法可以为市场提供更多高质量回收金属产品，同时降低成本。 SHAPE工艺 PNNL材料科学家、该研究的主要作者Li Xiao表示：“我们工作的新颖之处在于，通过将精确量的金属元素与铝（作为前驱体）混合，可以将其从低成本的废料转化为高成本的产品。而且我们只需一步就能完成这个转化，所有材料在五分钟或更短的时间内就能合金化。” 研究团队将这项技术称之为SHAPE工艺，与利用传统熔炼、铸造和挤压工艺生产相同产品需要数天时间相比，这种创新的固相合金化工艺能在几分钟内将混合铜、锌和镁的铝废料转化为精心设计的高强度铝合金产品。高速旋转的模具产生摩擦和热量，使块状原料分散成具有与新制造的铝锻件产品相同特性的均匀合金。 再生材料性能优异 科研团队采用机械测试和先进成像技术，检查了通过固相合金化回收的材料内部结构。结果表明，ShAPE回收合金在原子层面形成了独特的纳米结构。在ShAPE工艺中，合金内部会形成称为Guinier-Preston区的原子级特征。 摩擦挤压样品的应力-应变曲线：回收铝棒和升级再造铝棒，与商用锻造6063铝合金相比 众所周知，这些特征能够增强金属合金的强度。与传统回收铝相比，回收合金的强度提高了200%，并且极限抗拉强度也有所增加。这些特性意味着消费者将获得更耐用、性能更好的产品。 可为3D打印制造新材料 高性能铝合金结构件尤其是大型整体铝合金主承力结构件仍然是减轻飞行器结构重量、提高运载能力和飞行速度的重要技术途径之一。因此高性能铝合金的材料制备和零件制造新工艺、新方法始终是研究的热点。 PNNL研究团队指出，对3D打印的金属线材定制成本并不容易，而固相合金化是生产具有确切成分（如2%铜或5%铜）定制合金的绝佳方法。这项技术因此可以为多种3D打印技术制造定制金属线材合金。例如，线弧增材制造和搅拌摩擦增材制造技术。 研究人员正在研究通过固相处理制成的线材 1. 连续丝材搅拌摩擦增材制造 据3D打印技术参考了解，哈工大黄永宪教授团队开发出了一种连续丝材搅拌摩擦增材制造技术引发了国内外广泛关注。该技术通过连续进给丝材可实现大型金属结构的固相增材制造成形。 哈工大团队大型带筋壁板全固相连续增材制造取得突破 3D打印技术参考注意到，哈工大团队基于这项技术，于2024年实现了3米级大型铝合金带筋壁板全固相连续增材制造，为固相增材制造技术在大型民航客机、战斗机等产品上的应用提供了关键技术支撑。 2. 电弧增材制造 电弧增材制造技术正在被国内外航天领域加速使用。2023年3月，全球首枚3D打印技术制造的火箭Terran 1成功发射，首次向全世界展示了其全3D打印的火箭可以承受最恶劣的轨道发射条件。Relativity所开发的Stargate工业机器人3D打印机，其末端执行器采用了电弧和激光沉积技术，并采用铝合金材料打印。 Relativity使用铝合金电弧3D打印制造火箭 2023年4月19日，首都航天机械有限公司发文指出，公司电弧增材制造技术获评中国航天科技集团2022年度十大技术突破，并已经使用该技术进行了火箭产品的制造（均为公开信息，可点击查看来源）。西工大也曾发布消息，其铝合金电弧增材制造技术为梦天舱和长五B的研制提供了重要技术。 除了航空航天领域，宝马汽车还将铝合金电弧增材制造技术用于大型机器人夹持器再造，并计划从明年开始在车辆中测试电弧增材制造的零件。 END 当前铝合金增材制造正在加速得到应用，电弧和搅拌摩擦增材制造技术，已成为大型铝合金构件直接制造的关键3D打印工艺，被世界航天和军事大国广泛关注。同时，材料也是关键一环。 固相方法无需进行能耗高的批量熔炼，再加上以废料为低成本原料，有望大幅降低这些材料的制造成本。同时，这一新技术为再生铝合金3D打印线材的定制化生产提供了可能，可以根据需要调整合金的成分和性能，从而为更广泛的应用，如汽车、民航客机、战斗机以及火箭和导弹产品开发带来新机遇。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

在工业制造领域，硅胶密封件的生产长期依赖传统模具注塑工艺，面临定制化成本高、开发周期长、材料浪费严重等挑战。3D打印技术参考注意到，Fraunhofer IAPT研究所于2月11日宣布将联合工业伙伴共同探索硅胶材料的3D打印技术。 这项尚未正式开展但已进入筹备阶段的研究，旨在通过材料创新、工艺开发及设备优化，构建一套完整的硅胶3D打印解决方案，重塑未来弹性体零部件的生产模式。 弗劳恩霍夫IAPT展示的3D打印硅胶密封垫 瞄准痛点：从模具依赖转向数字化生产 在工业制造领域，硅胶密封件因其优异的耐高温性、化学稳定性和弹性被广泛应用于汽车、医疗、电子等行业。然而，传统注塑成型需要为每种新设计单独开模，导致小批量订单成本高昂，且设计迭代效率低下。 传统硅胶因其高粘度和快速固化特性，难以适配常规3D打印技术。弗劳恩霍夫IAPT的研究团队需要从材料配方与打印工艺的协同创新入手，开发无需模具的硅胶增材制造技术。 弗劳恩霍夫IAPT展示的硅胶3D打印工艺 Fraunhofer IAPT虽没有以文字形式说明正在使用的技术，但通过公布的工艺图，可以看出目前正在采用挤出工艺进行3D打印。对此，研究可能分为三个阶段： • 第一阶段聚焦可打印硅胶材料的开发，通过调整流变特性（如剪切稀化行为）使其适配挤出式打印； • 第二阶段攻克层间粘合与固化控制难题，确保打印件力学性能与注塑件相当； • 第三阶段则联合设备制造商优化工业级硅胶3D打印机，提升打印速度与规模化生产能力。 弗劳恩霍夫IAPT展示的硅胶3D打印工艺 技术蓝图：光固化与挤出工艺 为实现高精度与复杂结构的硅胶3D打印，光固化和直接墨水书写或是两种可能的路径。 其一是光固化硅胶技术，借鉴立体光刻（SLA）原理，开发紫外光敏感的特殊硅胶树脂。这种材料在光照下可快速固化，理论上能实现微米级分辨率的密封件制造，尤其适用于微型电子元件或医疗器械中的超薄密封层。另一条路径是直接墨水书写工艺，通过定制高精度挤出系统，配合具有剪切稀化特性的硅胶“墨水”，使材料在挤出时流动性增强，沉积后迅速恢复粘弹性，从而稳定成型。 当前虽已经有多家公司推出了硅胶3D打印方案，但相关产品是否满足了工业端的使用要求，却并没有明确的报道。IAPT的专家将与工业合作伙伴共同规划，分析材料以确定合适的材料。研究还将包括表面质量（粗糙度和功能性）、设计自由度以及硬软连接等方面。在此基础上，将评估增材制造作为传统制造方法补充的实用性。 力图推出功能性的密封产品3D打印解决方案 工业协同：从实验室到生产线的闭环设计 弗劳恩霍夫IAPT强调，该研究并非孤立的技术实验，而是以工业需求为导向的系统工程。项目或将吸引多家汽车制造商和医疗设备企业参与，通过“用例驱动”模式推进技术开发。 在电动汽车领域，这项研究可针对电池组密封件的耐高温、耐电解液腐蚀需求，设计专用硅胶配方；在医疗方向，则探索如何通过3D打印实现患者特异性密封界面（如义肢密封套或呼吸面罩），并满足生物相容性认证要求。研究过程中，合作伙伴可直接提供应用场景数据，加速技术向实际生产的转化。 3D-Alchemy公司3D打印的硅胶键盘膜 挑战与应对：速度、标准与产业化路径 尽管前景广阔，硅胶3D打印的工业化仍面临多重挑战。当前挤出式打印速度仅为注塑成型的1/10，且层间粘合强度可能影响密封性能。可能研究方向可能包括通过多喷嘴并行打印、动态固化控制等提升效率，同时与标准化组织合作建立硅胶打印件的性能测试体系。 3D-Alchemy公司3D打印的硅胶产品 通过增材制造，企业可以省去为原型或复杂密封几何形状制造昂贵模具的环节。对于那些希望快速响应市场变化或满足个性化客户需求的企业来说，参与研究尤其有价值。此外，增材制造支持分散化生产，从而减少对供应链的依赖。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

近年来，一家名为INDO-MIM的印度企业逐渐在增材制造行业崭露头角，然而，它实际上是一家金属注射成型（MIM）和精密制造解决方案提供商。这家公司在全球范围内具有较高知名度，年发货量在1.5亿件以上。 根据3D打印技术参考多年来针对金属粘结剂喷射3D打印技术（下称MBJ）的观察，INDO-MIM在该技术领域正进行深度布局，已成为全球范围内备受关注的MBJ技术应用企业。从最初的Exone，到后来的Desktop Metal以及HP，INDO-MIM始终与不同阶段最优秀的MBJ技术供应商紧密合作，充分吸收并融合它们的先进解决方案，通过持续技术投资、材料研发以及广泛的行业合作，推动了该技术在规模化生产中的应用，取得了显著的成果。 一、技术布局 在2023年Formnext展会，惠普公司宣布与INDO-MIM建立战略合作伙伴关系。此次合作标志着朝着推进金属增材制造技术并扩大其在各个行业的应用迈出了重要一步。作为此次合作的一部分，INDO-MIM购买了三台HP Metal Jet S100打印机。 三台打印机中的两台部署在印度班加罗尔工厂。其中一台专注于新材料开发，另一台用于推动应用，开发并满足中东、印度和亚太地区其他地区的客户需求。第三台打印机部署在其美国德克萨斯州工厂，致力于为北美客户提供本地化支持并扩大其生产能力。 双方的合作无疑取得了重大成功。2025年2月，INDO-MIM追加采购5台该设备，总投入据称近3000万元人民币。这一投资旨在满足汽车、医疗等行业对复杂金属零件的快速增长需求。 二. MIM与MBJ技术协同整合 粘结剂喷射与MIM工艺在脱脂烧结环节高度兼容，INDO-MIM利用这一优势，将MBJ技术作为MIM产品开发的低成本替代方案。通过该技术快速制作原型或小批量试产零件，客户可在投入高昂模具费用前验证设计，缩短产品开发周期达50%以上。这种“双工艺协同”模式不仅降低企业研发成本，还增强了生产灵活性。 Metal Jet S100是目前商业化最成功的MBJ产品之一，其构建体积为430×309×200毫米，共配备63360个喷嘴，能够以高于其他3D打印技术数十倍的工作效率及明显低于其他粘结剂喷射成型系统的成本，生产功能性终端机械零件。3D打印技术参考查询发现，INDO-MIM凭借其在金属粉末领域的深厚积累（如不锈钢316L、17-4PH等），与HP平台深度结合，积极探索MBJ技术的打印能力。 2024年，该公司使用HP S100 Metal Jet 3D打印机成功攻克了一项极具挑战性的制造任务，其生产出一款重量仅30克、高度为2.5厘米的316L不锈钢分形部件——谢尔宾斯基三角形。最终制造出的分形部件不仅表面粗糙度仅2.5-3Ra，而且小特征的细节处理也极为出色，充分展现了INDO-MIM在MBJ技术领域的强大实力。 在另一项类似蜘蛛网结构的设计中，也体现了INDO-MIM的技术实力。其创建了高度复杂和错综复杂的结构，使其成为快速原型制作和玩具生产的理想选择。 在材料开发方面，INDO-MIM利用其在金属粉末开发方面的深厚专业知识，快速扩展金属粘结剂喷射的可成形范围。惠普Metal Jet S100官方可打印材料仅有SS 316L和SS 17-4PH，INDO-MIM凭借在该技术的领域的长期积累，已经可采用MBJ技术成形SS-310、M2（工具钢）、S7、4605、SS-420、IN-625等材料。 三. 行业应用与成果 INDO-MIM的粘结剂喷射3D打印技术广泛应用于多个行业，包括汽车、航空航天、国防、消费电子和医疗设备等。公司特别关注印度国防研究与发展组织和印度空间研究组织等潜在客户。此外，INDO-MIM还利用该技术为全球OEM客户提供定制化解决方案。 1. 汽车领域：加速电动化转型 INDO-MIM为全球车企提供轻量化、高强度的金属部件，如传感器外壳、新能源车电池组件等。借助粘结剂喷射技术，公司能够快速响应定制化需求，开发一体化散热结构，减少零件数量并提升热管理效率。HP Metal Jet的高吞吐量特性支持其满足汽车行业的大规模交付需求。 INDO-MIM MBJ技术3D打印的模具嵌件 2. 航空航天与工业设备 公司为航空航天客户制造耐高温钛合金部件，如涡轮叶片支架，通过粘结剂喷射实现内部冷却通道的复杂几何设计，显著提升部件性能。3D打印技术参考查询发现，INDO-MIM已经使用MBJ技术生产M2工具钢随形冷却嵌件。根据2024年7月的消息，在过去的18个月中，INDO-MIM已生产了约1800个M2工具钢插件用于生产。 3. 定制珠宝和个性化配饰 粘结剂喷射3D打印技术在时尚行业也正在发挥作用，尤其在定制珠宝和个性化配饰领域表现突出。该技术能够无模化直接生产复杂几何结构，如镂空纹饰、嵌套层叠或薄壁蜂窝设计，且无需支撑结构，极大地释放设计师的创意空间，具有显著优于传统金属3D打印技术的表现特点。 END 粘结剂喷射技术在成本上高于传统的标准制造工艺，但相较于其他增材制造技术，其成本优势却十分显著。然而，需要明确的是，尽管从技术层面来看，许多产品能够借助粘结剂喷射技术实现生产，但并非所有产品采用该技术都具备商业价值——在某些情况下，其他工艺或许才是更为合适的选择。 在当今快速发展的制造业中，INDO-MIM为我们揭示了一个传统制造企业如何通过创新和战略布局，成功转型为增材制造领域备受关注的焦点。INDO-MIM不仅凭借其在金属注射成型（MIM）领域的深厚积累，还通过积极拥抱粘结剂喷射3D打印技术，实现了从传统制造到先进制造的跨越。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

2025年2月5日——3D Systems旗下Systemic Bio™公司荣获2025年SLAS创新奖。该奖项旨在表彰那些有望推动实验室科学和自动化领域创新的开创性技术进步。此次竞赛汇聚了来自世界各地顶尖机构的杰出专家，展示了前沿发展的最新成果。 Systemic Bio公司凭借其专有的h-VIOS™平台获得该奖项。该平台利用生物打印的人体组织，旨在加速药物发现和开发过程。公司特别展示了其平台在评估抗体药物偶联物（ADCs）安全性方面的应用。该技术能够在早期识别安全问题，捕捉以往只有在临床试验中才会发现的风险，即便在非人类灵长类动物研究未能揭示此类问题的情况下也是如此。 采用 3D Systems 的“打印灌注”技术制作的人体血管系统模型 Systemic Bio公司的首席执行官塔西·佩雷拉（Taci Pereira）表示，“我们团队能够获得这个奖项，我感到无比自豪。这一认可是对我们团队不懈努力的有力证明，我们致力于展示平台的科学和转化价值。我们将继续拓展自身能力，并加快应用推广，以改进药物发现和开发工作。” Systemic Bio位于得克萨斯州休斯顿，具备在符合ISO 7标准的洁净室和质量管理体系（QMS）下生产数千种组织模型的能力。这些模型有助于公司与领先的制药公司持续合作，改进临床前药物测试，并降低后期失败的风险。SLAS创新奖每年在SLAS国际会议及展览会上颁发，旨在表彰该领域最具前瞻性的技术进步。 关于 Systemic Bio Systemic Bio是一家生物技术公司，专注于利用其自主研发的生物打印血管化器官模型来加速药物发现与开发。该公司成立于2022年，是3D Systems的全资子公司。Systemic Bio借助3D Systems的突破性生物打印技术，使用生物材料和人类细胞制造高度精确的健康和病变组织模型。这些专利的芯片器官模型能够以可重复的方式大规模生产，并可用于灌注药物，以在药物开发的早期阶段研究其对健康或病变组织的影响。此外，这些系统是多模式的，能够生成与机器学习相结合的大数据集，从而为药物开发提供与人类相关的治疗见解。 关于 3D Systems 35年前，3D Systems首次将3D打印技术引入制造业，开启了增材制造的新纪元。如今，作为全球领先的增材制造解决方案提供商，3D Systems始终致力于通过创新、性能和可靠性为客户创造价值，助力客户开发前所未有的产品和商业模式。凭借独特的硬件、软件、材料和服务组合，3D Systems为每个特定应用提供定制化解决方案，并由专业的应用工程师团队全程支持，与客户紧密合作，优化其产品和服务交付方式。公司的解决方案广泛应用于医疗保健和工业市场，涵盖医疗、牙科、航空航天与国防、汽车以及耐用消费品等多个高端领域。

日前，安徽中体新材料科技有限公司（以下简称“中体新材”）宣布其自主研发的高端银粉智能生产线正式投产。该产线为某新能源汽车头部企业定制开发，年产能达30吨，产品主要用于增材制造等高端应用。 银的导电性能卓越，导电率位居所有金属之首，高达6.3×10⁷S/m，尤其适用于高频、高精度电子器件；其低温加工成型特性避免了高温对基材的损害，在冷喷涂和粘结剂喷射工艺中具有独特优势。 3D打印银粉展现出巨大应用潜力 在增材制造领域，银粉展现出巨大潜力，尤其在电子、新能源和医疗器械等高端领域表现突出，具体应用包括电子器件与导电线路、5G/6G射频器件、生物传感器及冷喷涂等。增材制造技术能构建复杂结构，如多孔、网状等，有助于提升散热效率或功能性，同时3D打印技术能有效减少材料浪费，非常适合贵金属的成本控制。 电动汽车白银使用量将增长约40% 据统计，未来十年，电动汽车行业的白银使用量将增长约40%。这主要归因于电动汽车产量的增长以及自动驾驶汽车的不断进步。 3D打印银粉可用于制造电动汽车高频、高精度电子器件和导电线路，例如传感器、控制器等，这些部件对导电性和可靠性要求极高。通过3D打印技术，可以实现复杂结构的导电线路，减少传统制造中的布线复杂性和成本。 银粉在新能源汽车电池制造中也有重要应用。3D打印技术可以用于制造电池的电极结构，通过精确控制银粉的布局，优化电池的导电网络，从而提高电池的充电速度和能量密度。例如，利用3D打印技术制造多孔结构的电极，可以显著提高锂离子电池的充电容量和能量存储效率。 中体新材始终坚持以技术创新驱动发展，此次自主研发的产线成功制备出具有优异的导电性、导热性和抗氧化性能的高品质高性能银粉，其球形度、粒径分布和表面洁净度达到国际一流水平，满足增材制造等高端应用场景的需求： 高纯度（Ag>99.99%) 高球形度（>92%） 高松装和振实密度 极少卫星颗粒和空心粉 粒径范围：0-25μm、15-45μm, 45-150μm等 该银粉产线不仅配备了先进的质量检测系统，确保产品的一致性和稳定性，还实现了全流程自动化控制，智造体系赋能产业升级构建产线四大核心优势: 数字化管控：MES系统实现从原料到成品的全流程追溯 洁净度保障：独立十万级洁净车间确保无杂质 粒径精准控制：采用分级气流筛分技术，粒径分布CV值＜15% 定制化开发：支持客户定制0-150μm粒径区间的特殊规格产品 在追求技术领先的同时，中体新材始终秉持绿色发展理念。此次投产的银粉生产线采用了多项节能环保技术，如采用闭式循环水冷系统降低能耗；同时建立了银粉全生命周期管理系统和完善的银粉回收体系，回收率超99%，极大降低客户贵金属使用成本。 中体新材专注于微米级至纳米级金属粉末材料和科研与产业化，打造了涵盖铝基、钛基、铁基、镍基、铜基及贵金属等一系列高品质金属粉末产品，满足3D打印、MIM及众多其他前沿科技领域的多样化需求。未来，中体新材将继续深耕高端材料领域，以技术创新为引擎，以客户需求为导向，致力于成为行业领先的解决方案提供商，为中国乃至全球的科技进步和产业升级贡献力量。

3D打印技术参考注意到，为实现点阵结构的高效率制造，北京理工大学于近期开发出了40弧并行增材制造装备，最大尺寸达到20米，是公开媒体报道的国内最大金属3D打印机，得到人民日报、中央广播电视总台、中国新闻网等国内主流媒体密切报道。 此类多弧并行3D打印装备能够制造什么？它有着特殊的应用场景——为海洋装备结构创新提供了契机。 新时代下，船舶等海洋载运装备在轻量化需求基础上，对防爆、防撞、减震、降噪等功能需求愈发迫切；海洋浮式平台采用传统钢结构制造成本过高（海上浮式风电是陆上风电开发成本10倍以上），亟需开发低成本、高性能浮式平台制造新方法。 北京理工大学跨尺度增材制造团队专注超大规格点阵结构增材制造，突破了悬空结构无支撑3D打印的技术难关，建立了大型金属点阵结构增材制造新方法；发展了多能束并行熔丝增材制造技术，自主研制了并行增材制造系列装备，实现点阵结构增材制造效率量级提升，形成了超大规格金属点阵结构增材制造技术体系。 在实际应用方面，据3D打印技术参考了解，北理工研发的这套“超大规格金属点阵结构多弧并行3D打印技术与装备”已具备验收条件。装备采用双龙门设计，一侧龙门承载24个打印头，采用并行式布局，每个打印头可独立控制自由度，实现针对大尺寸结构件多弧协同成型。另一侧龙门安装16个打印头，为4×4阵列式布局，可实现多个小尺寸结构件同步成型。 项目负责人、北京理工大学刘长猛教授指出，设备投入生产后，主要批量生产两种类型的点阵型材。即大型金属点阵夹芯板，其相对传统结构可减重30%以上，兼具减振降噪、抗爆防护等功能，适用于在船舶、潜航器等海洋载运装备需求，目前已经开展多领域应用验证。同时，团队开发了低成本钢板点阵混凝土结构，钢板点阵夹芯结构填充低成本混凝土，可作为一种新型海洋基建材料，相对现在全钢结构海洋浮式平台，可显著降低用钢量，成本降低50%以上，兼具经济性、稳定性和长寿命等，在海洋浮式风电、深远海养殖、海洋浮式机场等领域应用前景广阔。 金属点阵结构是一种轻质多功能结构，具有高比强度、高比刚度、抗爆吸能、减振降噪等优势，在航空（飞行器主承力结构）、航天（卫星支架）、航海（船舶舱室）和车辆（抗爆底板）等领域有着广阔的应用前景。然而，现阶段传统的制造方法（铸造、锻造、传统减材加工等）对于制备复杂构型的点阵结构较为困难，存在制造周期长、制造成本高、工序复杂、成形构型有限等问题，因此无法在工业领域进行批量生产制造，也制约了金属点阵结构的实际应用。 电弧增材制造技术是以电弧为热源，丝材为基材的金属增材制造技术。经过多年发展，电弧增材制造技术已经具有中高程度的沉积效率，与金属粉末相比，丝材成本低、材料利用率较高，且不受成形环境的限制，非常适用于制备大型结构件。由电弧增材制造制备的点阵结构具有成形构型多样、成形尺寸大、效率高以及制造成本低等特点，因此对于面向工业应用的结构件高效生产制造，电弧增材制造具备较大的优势。 北理工团队预期2025年末实现增材制造50米级浮式平台下水，以验证模块化建设方法和海洋适用性；团队规划在渤海建设国际首个千米级海洋浮式平台，作为用于海洋综合资源开发。 注：本文由研究团队提供，授权发布。

Firestorm Labs是一家深度依赖3D打印技术的无人机制造公司，近日获得了美国空军授予的一项价值1亿美元、为期5年的无固定交付量、无固定数量（IDIQ）合同，以支持美国空军的关键优先事项。该合同可用于开发或采购3D打印的无人机系统（UAS），并推动下一代自主能力的发展。 该合同为期五年，使美国空军能够发布多项任务和交付订单，为应对不断变化的作战需求提供了灵活性。在最终订单下达后，单个任务订单的执行期可长达24个月。3D打印技术在无人机制造领域的应用通过Firestorm Labs的实践展现了多方面的战略价值。 首先，该技术显著提升了无人机的快速迭代与定制化生产能力，尤其适用于军事领域对多样化任务需求的响应。借助3D打印的数字化制造特性，无人机系统的结构设计可随时根据前方环境变化进行优化，例如通过模块化设计实现部件快速替换或功能升级，这种灵活性在Firestorm Labs为美国空军开发的"xCell"远征制造单元中尤为突出——其半自动化生产系统配合离网发电机，能在全球任意地点实现1-3类无人机的现场制造，从根本上突破传统供应链对地理隔离、物流受阻等限制，使目标单位在偏远地区或紧急情况下仍保持自主生产能力。 其次，3D打印技术通过材料与工艺创新大幅降低了无人机的制造成本与周期。传统制造中需要多工序加工的复杂气动结构或轻量化部件，现在可通过增材制造一次性成型，既减少材料浪费又缩短装配流程。这种成本优势使Firestorm Labs能够为军方提供高性价比的无人机集群解决方案，符合现代ZZ对消耗性装备规模化部署的需求。同时，该技术还增强了装备维护的敏捷性，前方人员可直接打印替换零件而非依赖后方补给，显著提升持续性。 更重要的是，3D打印与模块化设计的结合正在重新定义未来形态。通过将无人机分解为可互换的标准化功能模块，相关部门能够像"数字JH库"般按需组合各类任务单元，这种"即插即用"的设计理念不仅加速装备更新周期，更为人工智能、新型传感器等技术的快速集成创造平台。 正如Firestorm Labs高管所言，他们并非解决单一问题，而是通过3D打印构建起适应"争议性后勤环境"的新型制造体系，这种能力将直接影响未来主动权。美国空军此次投入1亿美元布局该领域，本质上是在争夺下一代自主化装备的制造标准制定权，而3D打印正是实现这一目标的核心技术支撑。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印技术参考注意到，2025年首篇与3D打印技术相关的nature正刊文章，于1月29日发表。来自美国康奈尔大学的研究人员，发表了题为“Degradable thermosets via orthogonal polymerizations of a single monomer（通过单一单体的正交聚合制备可降解热固性塑料）”的文章。该研究的核心内容是关于一种新型可降解热固性材料的合成、性能调控以及其在光聚合3D打印中的应用潜力。 3D打印塑料种类：热塑性与热固性 热塑性塑料是基本不交联的聚合物，可以通过达到玻璃化转变温度后加工处理，并且在冷却后可以保持其形状实现多次反复成型。常用的3D打印的热塑性材料包括聚乳酸（PLA）、聚氨酯（TPU）、聚醚醚酮（PEEK）、聚丙烯（PP）、ABS、尼龙（PA）等等。 热塑性塑料反复加热下的分子链结构变化 热固性塑料在固化过程中会发生化学交联反应，形成不可逆的三维网络结构，因其优异的热稳定性和机械性能而被广泛应用于航空航天、汽车制造和生物医学等领域。但此类材料通常不可熔化后重新加工。热固性塑料主要用于光固化3D打印技术，如SLA、DLP、CLIP等。常用的3D打印热固性材料包括环氧树脂、丙烯酸树脂等。 热固性塑料发生化学交联反应 研究人员开发可循环使用的热固性树脂，主要是鉴于当前每年产生的大量石油基热固性材料被丢弃在垃圾填埋场或燃烧用于能源，这不仅浪费资源，还对环境造成负担。同时，传统的热固性材料难以降解和回收。因此，开发能从生物来源的单体合成、具有可调性能、且可降解和回收的热固性树脂，对于实现材料的可持续利用和减少环境污染具有重要意义。 英国伯明翰大学开发了可重复使用光固化树脂 该方向也正在成为研究热点，3D打印技术参考注意到，2024年英国伯明翰大学和美国高分子创新研究所的联合团队就在nature发表了相关研究，他们开发了一种完全可再生的光聚合物树脂平台，基于此平台配制的树脂材料可以3D打印成高分辨率部件，并能够有效解聚，从而可循环使用重新打印！ 开发可循环使用热固性树脂，3D打印提供时、空精确控制 在研究可循环使用的新型热固性树脂过程中，康奈尔大学的研究人员选取了生物来源的单体2,3-二氢呋喃（DHF）作为关键原料。他们通过开环易位聚合（ROMP）和阳离子聚合两步反应，使DHF单体发生交联，从而生成热固性材料。 第一次聚合反应通过打开环状单体并将它们连接起来，形成了一种柔韧的长链结构，这种材料可以通过加热实现化学回收，并且能够通过酸进行降解。需要指出的是，并不是所有的DHF都会在第一次聚合中被消耗掉，剩余的DHF对于在后续聚合中增强材料的韧性至关重要。在第二步中，DHF单体相互连接并与第一次聚合反应的产物连接，形成一种高强度且具有韧性的交联聚合物。这种最终的交联聚合物不仅可以通过加热进行回收，还能在自然环境中逐渐降解。 从DSF中合成可降解的热固性有机化合物 为了实现材料的可控合成，研究人员巧妙利用了光聚合技术。在反应初期，先进行缓慢的ROMP反应，留下部分未反应的DHF单体。随后，通过光引发剂在光照条件下产生强酸，触发DHF单体的阳离子聚合，实现交联反应。 DHF热固性材料的时空控制 光聚合（3D打印）技术在该研究中发挥了重要作用。这种光控不仅提供了时间上的控制，还通过光掩模实现了空间上的精确控制。通过控制光照时间和强度，以及催化剂的浓度，成功调节了交联密度和聚(c-DHF)的含量，进而获得了具有不同物理性质的热固性材料。 机械性能的调节 3D打印技术参考认为，该过程可进一步解释为：材料接受到的光线越多，交联作用就越强，材料就越硬；接受到光线较少的部分拉伸性能更高，而材料未接受到光线的部分则完全可以进行化学回收。因此所开发的热固性树脂可具有多样的物理性质，包括软、弹性、热可回收、酸可降解以及刚性和韧性等，而且还可以通过酸水解、热解聚和氧化降解等多种方法，实现选择性、顺序性的降解，降解产物能够重新聚合成新材料，形成了一个闭环的再利用过程。 DHF热固性材料的降解和回收 研究人员表示，DHF热固性材料具有与商用热固性材料相当的性能，包括高密度聚氨酯（例如用于电子仪器、包装和鞋类）和乙丙橡胶（用于花园软管和汽车挡风雨条）。与目前的石化热固性塑料相比，基于DHF的材料具有循环经济性。这种材料可化学回收，可以重新制成其结构单体，并从头开始再次使用。当一些材料不可避免地泄漏到环境中时，这些材料会随着时间的推移降解为无害成分。研究人员正在努力开发应用，包括让DHF基材料可用于更广泛意义上的3D打印。 END 研究可循环使用的热固性塑料具有重要的环境和经济意义，它能够显著减少塑料废弃物对环境的污染，降低对不可再生资源的依赖，同时通过材料的回收和再利用，降低生产成本，提高资源利用效率，推动可持续发展。 本研究所描述的光聚合技术和时空控制能力为3D打印技术的研发提供了新的可能性。通过结合正交聚合机制和光聚合技术，可以开发出具有复杂形状、精确控制和可降解性的新型3D打印材料。这些材料在生物医学、航空航天、汽车制造等领域具有广泛的应用前景。 总之，该研究成果不仅为热固性材料的合成提供了新的方法，也为光聚合3D打印技术的发展提供了新的思路和启示。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝侵权转载。

3D打印技术参考近日注意到，OPPO Find系列产品负责人周意保透露，Find N5大折叠新机使用3D打印钛合金铰链，将于2月面市。 钛合金的使用可提升手机的耐用性和质感，还能帮助实现手机轻薄化。 根据@OPPO周意保 微博展示，Find N5被称作是“全球最薄的折叠旗舰机”。而目前市售的最 轻薄的大折叠手机是荣耀MagicV3，该机折叠状态下厚度为9.2mm。根据官方展示的图片，OPPO Find N5的展开厚度大约为两枚一元硬币的厚度，即4mm左右。 来自@ OPPO周意保 手机等电子3C产品 为什么要使用3D打印技术？ 金属3D打印技术的一体化制造特点，在手机等3C消费电子行业的应用也体现出重大价值。 首先是能够实现高集成度并减少装配，把近百个零件的组件变成一个大零件，这对于折叠屏手机铰链复杂结构件尤为重要。这些复杂结构件往往需要多个零件精准对位，设计难度高，模组组装技术工艺复杂。而金属3D打印技术可以将这些复杂的结构件整合为一个或少数几个零件，从而降低了设计和制造难度，提高了生产效率。 其次是，这种大量零件合并还提升了手机在折叠状态下的厚度控制和减重效果。 荣耀Magic V2鲁班钛合金铰链部分 OPPO Find N5与苹果手机厚度对比（来自@OPPO周意保） 为什么要使用钛合金而不是铝合金？ 在手机产品中，铝合金因轻质、强度高、耐腐蚀、易于加工且导热性好等特点而被广泛使用。它不仅为手机提供了必要的保护，还赋予了手机高端的外观。同时，铝合金材料易于加工出高档、美观的质感，且染色性强，能够满足消费者对手机多样化的颜色需求。此外，铝合金的散热性能有助于提高手机的性能稳定性。因此，铝合金在手机外壳、支架、电池壳等部件中均有广泛应用。 但在追求轻薄的背景下，势必要求材料必须具备更高的比强度。尤其折叠屏手机在频繁开合过程中需要保持结构的稳定性和耐久性。 钛合金无疑相比铝合金具有更高的比强度，能够承受更大的应力和压力 。将部分铝合金代替为钛合金，将节省手机内部空间，帮助实现更加轻和薄，这也是为什么荣耀手机为什么在两代折叠屏手机中均使用金属3D打印钛合金的重要原因。 3D打印的荣耀Magic V2轴盖（来自胜利文绉绉拆机视频） 总的来说，金属3D打印技术在折叠屏手机铰链制造中的应用，能够显著整合零件数量，降低制造难度和成本，同时提升产品的性能和品质。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

2025年1月22日，由中国科学院、中国工程院主办的“两院院士评选2024年中国/世界十大科技进展新闻”在江苏省南京市揭晓。3D打印技术参考注意到，3D打印功能性人类脑组织登顶2024年世界十大科技进展新闻榜首。入选“双十”的科技成果和科学家，很多都于若干年后荣获其他科技类重大奖项。 美国威斯康星大学麦迪逊分校的华人科学家张素春教授，成功使用3D打印技术制造出一种类似真实大脑组织的三维脑组织结构，它可以像真实脑组织一样正常生长并发挥作用，为脑发育与神经系统疾病研究带来新突破。相关研究成果于2024年2月1日发表于《细胞—干细胞》。 研究背景与技术挑战 近年来，3D打印技术在生物医学领域的应用逐渐拓展，科学家们已成功利用3D打印机将细胞与其他支架材料结合，制造出多种活体组织。然而，制造出能够模拟真实大脑功能的三维脑组织结构一直是该领域的技术瓶颈。传统方法如利用干细胞培养微型脑类器官，虽然能够模拟大脑发育的某些过程，但由于细胞类型和位置的不可控性，导致每个类器官的结构和功能均存在差异，难以实现研究结果的可重复性。 研究方法与技术创新 在本研究中，美国威斯康星大学麦迪逊分校的神经科学家张素春（Su-Chun Zhang）团队通过改进3D打印技术，成功解决了这一难题。研究人员利用3D打印机精确打印出人类神经元和胶质细胞的前体细胞，并通过调整打印“墨水”——水凝胶的成分，为细胞提供了一个既能支撑组织又不影响细胞活动的微环境。这种新型水凝胶配方既支持了组织的结构完整性，又不会限制细胞的迁移和连接形成，从而使得打印出的三维结构能够模拟真实大脑的发育过程。 研究团队进一步通过打印不同类型的细胞，并以特定比例组合，构建出多种功能化的脑组织模型。例如，他们将抑制性神经元和兴奋性神经元与星形胶质细胞结合，观察到神经元能够产生电信号，星形胶质细胞能够吸收神经递质谷氨酸，显示出类似真实大脑的功能性连接。此外，当研究人员将大脑皮层和基底节的细胞组合时，发现皮层细胞能够向基底节细胞伸出突起，而基底节细胞则没有类似表现，这与人类大脑的组织结构和功能连接高度一致。 研究意义与应用前景 该研究的成果得到了同行的高度评价。荷兰乌特勒支大学的再生医学研究者Riccardo Levato表示，这项研究首次证明了通过简单的细胞组织方式，可以实现类似真实大脑的功能响应。牛津大学的发育生物学家Francis Szele也指出，尽管打印出的组织相对简单，但其连接性与真实大脑高度相似，显示出该技术的巨大潜力。 尽管目前打印出的脑组织厚度仅约50微米，尚无法完全模拟真实大脑的三维复杂性，但这一技术已为脑发育和疾病研究提供了新的思路。例如，当研究人员打印出携带与亚历山大病（一种神经退行性疾病）相关突变的细胞时，发现这些细胞形成的连接明显减少，与人类患者中的观察结果一致。这表明3D打印技术有望为神经系统疾病的建模提供更准确的生物工程组织。 此外，研究团队认为该技术仍有很大的改进空间，例如增加更多细胞类型以模拟更复杂的细胞相互作用。张素春表示，未来“按需设计组织”的技术有望帮助人类进一步解码大脑的奥秘，并最终实现为因中风、神经退行性疾病或创伤性脑损伤而失去脑组织的患者提供组织移植的可能性。 总的来说，这项研究不仅在技术上取得了突破，更为脑科学研究和神经系统疾病的治疗带来了新的希望。 2024年中国十大科技进展新闻 1. 嫦娥六号首次在月球背面采样并发布首批研究成果 2. 我国科学家研制出世界首款基于原语的类脑互补视觉芯片 3. 我国首艘大洋钻探船“梦想”号正式入列 4. 科学家研发出全球首个Pb级超大容量光盘存储器 5. “天关”卫星成功发射并获系列成果 6. 我国研究人员为无液氦极低温制冷提供新方案 7. 我国学者发表国际首个通用CAR-T治疗成果 8. 我国研制超级显微镜，首次全景“看到”大规模细胞交互行为 9. 我国科学家在世界上首次观察到凝聚态物质中的引力子模 10. 第二次青藏科考钻取全球最长山地冰芯并实现系列突破 2024年世界十大科技进展新闻 1. 科学家首次3D打印出功能性人类脑组织 2. 谷歌新量子芯片跨越精度里程碑 3. 欧几里得空间望远镜公布首批科学成果，包括首张“宇宙地图”照片 4. 科学家绘制迄今最大脑基因调控网络图谱 5. 超精确癌细胞3D图谱问世 6. 首个双语读脑装置让失语者重新“开口” 7. 美“星舰”第五次试飞，“筷子”成功回收助推器 8. 世界首例干细胞治疗恢复人类视力 9. 全球首例人类接受经基因编辑的猪肾脏移植完成 10. 长效HIV预防针剂试验成功 “两院院士评选中国/世界十大科技进展新闻”活动不仅是对年度科技成就的总结，更是对科技发展的引领和推动。它通过展示前沿成果、促进成果转化、提升公众科学素养、增强国家科技自信、激励青年投身科技事业、推动可持续发展、促进国际科技合作以及激励科研投入，为国家和全球的科技进步和社会发展发挥了重要作用。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。