生物3D打印技术在医学领域正逐渐产生深远影响，由该技术开发出的功能性组织器官，在移植、疾病研究和药物筛选方面具有巨大应用潜力。在引导组织修复与再生方面，生物3D打印能够精准定位细胞空间位置。然而，尽管细胞生物打印技术取得了显著进展，但将细胞包裹于水凝胶生物墨水中的标准方法仍面临重大局限。其中一个主要挑战是如何实现与生理状态相关的细胞密度（1亿至5亿细胞/毫升），这对于有效的组织修复与再生至关重要。然而，目前的生物打印技术难以实现原生组织中的高细胞密度。 3D打印技术参考注意到，宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发了一种基于细胞球体（细胞群）的 生物打印 方法，可以精确、快速制造复杂组织，速度比传统技术快十倍。据该团队称，这一突破代表着朝着创建功能性组织和器官迈出了决定性的一步，为再生医学开辟了新的可能性。 相关研究以“High-throughput bioprinting of spheroids for scalable tissue fabrication”为题，于11月发表在自然通讯。 细胞密度对于创建功能性组织非常重要。因此，球状体提供了一种替代方案，它们的细胞密度接近人体组织。但是，尽管3D打印球状体似乎是实现这种密度的有效解决方案，但研究人员遇到了困难。当前的技术通常会在打印过程中损坏细胞，从而降低其活力。 为了解决这个问题，该团队开发了一种名为HITS-Bio（用于生物打印的高通量集成组织制造系统）的新方法。该系统使用喷嘴阵列同时操纵多个球体，通过将喷嘴排列成4×4网格，可以快速准确拾取16个球体并将其精确沉积在生物墨水基底上。研究人员解释，“它比现有技术快10倍，并且保持了90%以上的高细胞活力。” HITS-Bio工艺示意图 HITS-Bio技术在多个应用中展现了其效用。在大鼠模型颅骨缺损（约30mm³）再生治疗中，由于使用这种技术实现了高剂量的细胞输送，因此实际上加快了骨骼修复速度。三周后，伤口愈合率达到91%，六周后愈合率达到96%。此外，该技术还成功制造了包含约600个成软骨球体的可扩展软骨结构，凸显了其高通量效率（每个结构制造时间不到40分钟）以及修复体积缺损的潜力。 研究人员表示，HITS-Bio技术提供了可扩展的方式制造复杂且功能性组织。增加喷嘴数量可以制造更大、更复杂的组织，例如器官和肝脏等。该团队还在研究将血管融入人造组织中的技术，这是生产更多可用于临床或移植组织的必要步骤。

11月28日，特斯拉Optimus官方X账号发布旗下人形机器人Optimus接球演示视频，Optimus稳稳地接住迎面抛来的网球并放下，手指可相对灵活地弯曲，展示其新一代手臂和灵巧手，具备22自由度的新一代灵巧手正式上线。 机器人技术与3D打印技术的融合正在推动制造技术的重大进步。这两种新兴技术的结合使得生产复杂机械结构成为可能，超越了传统制造方法。特别是在工业领域，这种结合被证明具有开创性，因为它在生产、研发方面创造了新的应用和机会。 快速验证与复杂结构制造 3D打印的显著优势之一在于快速成型领域。利用这项技术，可以快速灵活地创建和测试数字模型，从而大大缩短新机器人部件的开发时间。该技术可以在短时间内验 证不同的设计，从而降低开发阶段的成本并加快产品开发速度。3D打印技术参考在2024世界机器人大会现场就看到多家企业正在使用3D打印技术快速开发产品。 此外， 使用3D打印同时为人形机器人部件制造开辟了全新的途径，特别是在生产具有复杂几何形状的部件方面。该技术可以生产具有内部结构的部件，这些部件可以一步完成，而无需额外成本。例如，可以 将拓扑晶格设计和多尺度结构集成到组件中以减轻重量 ，从而提高机器人的机动性并降低能耗。这种所谓的“轻量化设计”对于提高机器人的性能和效率尤为重要。 铂力特在世界机器人大会现场展示零部件 铂力特世界机器人大会参展展品 在2024世界机器人大会期间，铂力特首次参加并展出了机器人肩支架、胸骨、小臂、大腿、手指关节等零件，采用了拓扑优化及多尺度构型的设计方案，将传统设计方法的多个零件集成到一个零部件上，利用铂力特SLM技术一体成形，大幅减少零件数量，在满足强度、功能需求的同时降低了零件重量，简化了零件的装配过程。 先进3D打印材料和工艺，让机器人的先进性更加强大 随着人工智能和仿生机器人等技术和应用的出现，一系列全新的挑战也随之而来。2025年TCT亚洲展的参展商们将展现更多关于人形机器人及相关制造领域的新思路、新技术与合作机遇。 • Raise3D：媲美CNC铝件受力结构的3D打印塑料件 在这样的背景下，Raise3D与机器人制造商、抓取系统等合作服务伙伴合作。通过3D打印技术代替CNC加工，以减少协作机器人和抓取系统负载，以满足生产/测试现场的各种要求,并减少成本。 以北美的系统集成商为例，他们在电池产线上充分发挥Raise3D复志科技（2025 TCT 展位号：8E36）打印机的强大功能，实现快速打印作业。通过使用TPU等软性材料打印需和工件接触部分，使用HyperCore速聚芯TM材料和预制构件结合制作媲美CNC铝件受力结构。Raise3D Pro3 HS系列的多材料的打印能力，可即插即用，而无需进行反复测试，利用Hyper FFF的高速打印技术，则能快速提高制件效率，并有效减少停线时间。 *3D 打印电池搬运解决方案 • 博理科技：创新材料提升人形机器人性能 弹性体材料是3D打印材料中的特殊分类，博理科技从材料端切入，研发适配设备与HALS超高速3D打印技术，在多领域实现规模化生产，其在高分子材料研发能力强劲，已开发超5000组配方并逐年推新，现推出用于人形机器人的3D打印多层建构化蜂窝复合材料，该材料具有高弹性等多特性，在减震、轻量化、散热性方面表现卓越，数据显示其能量吸收率高、变形可恢复能力强。 博理科技也将亮相2025年TCT亚洲展的8D20展台上，届时期待在展会上共同探索该创新材料在人形机器人领域以及其他前沿科技领域的无限可能。 • 阿普拉斯：Blast系列敏捷智造平台保障具身智能设备全生命周期一站交付 具身智能（EAI）把人工智能融入物理实体如人形机器人、机械狗等，赋予其感知、学习与环境动态交互能力，经30年发展，特别是近5年飞速迭代，已趋近商业化规模生产拐点。 A+PLUS专注于FFF2.0完整价值链，生产系统的幅面（XYZ>1米），单机每天超过4公斤产能。多年终端实际应用验证的材料、工艺包，保障打印成功率和一致性。 BlastMate FFF2.0高通量系列线材，覆盖高性能的PPS-CF/PAHT-CF25 到工程入门级的ABS-CF/PETG esd safe，7种主材，不仅具有优异的机械/化学性能、且环境友好，广泛应用于EAI的原型制作、工装夹具、外壳组件、功能部件以及批量整机生产。 *BlastMate·PET-CF巡检机器人头部/肩部外壳 阿普拉斯也将亮相2025年TCT亚洲展的8H90展台上，届时期待能在在现场演示、实物展示以及专业讲解等多种形式，全方位呈现Blast系列敏捷智造平台在具身智能设备全生命周期一站交付方面的强大功能与独特优势。 • Formlabs：从机器人研发到3D打印技术的深度实践 今年随着Formlabs推出Form 4 3D打印机，致力于机器人及智能制造的高新技术的利莎计算机技术迅速将其纳入研发工具箱。 引入Formlabs的Form 4打印机，并选用Grey V5树脂，旨在与FDM技术形成优势互补，用于生产复杂零部件的高精度原型及外观验证件。 利莎计算机技术的Form 4操作台 改进后的3D打印工作流程在精准细节控制、时间与成本优化方面成效显著，Form 4高速打印能力使团队能当天完成多次设计迭代，提升灵活性和研发效率，其前处理系统PreForm支持一键生成打印支撑和智能优化打印方向，降低学习成本，未来利莎计算机技术计划进一步探索3D打印在工业生产中的应用，此案例表明先进制造技术引入可提高企业竞争力、缩短研发周期并降低运营成本，3D打印在工业4.0浪潮中作用将愈发重要。 Formlabs也将亮相2025年TCT亚洲展的8D36展台。 随着科技的不断进步，人形机器人领域正展现出无限的潜力。 特斯拉Optimus的新一代灵巧手展示了机器人在末端执行与感知能力上的突破，而3D打印技术在其中发挥着至关重要的作用。铂力特、 Raise3D复志科技、博理科技等企业的创新成果，不仅为机器人的轻量化、高性能提供了可能，还在提高生产效率和降低成本方面具有显著优势。 阿普拉斯的敏捷智造平台和Formlabs的3D打印技术应用也为人形机器人的研发和生产提供了全面的支持。 2025年TCT亚洲展即将于3月初春拉开帷幕，这将是机器人技术创新成果的又一次集中展示。不仅在材料上更加多样化和高性能，打印速度和精度也将达到新的高度，为机器人的快速制造和定制化生产提供更强大的支持。

纯铜及铜合金因其卓越的导电性、导热性、耐腐蚀性和韧性，在航空、航天发动机燃烧室部件的制造中得到了广泛应用。然而，它们对近红外激光（例如波长为1064nm的激光）的高反射率特性，是铜金属3D打印领域面临的一大挑战。 华曙高科凭借雄厚的研发实力和丰富的工艺创新能力，早在2016年就在FS271M的平台上突破了青铜打印工艺，成为国内首批具备铜合金3D打印能力的企业。 2023年，首都航天机械有限公司携手华曙高科，基于大尺寸金属增材制造解决方案FS621M，联合研发出行业内少有的铜合金打印大尺寸、专业级增材制造设备FS621M-Cu，该款设备配置4台1000W掺镱 (Yb) 激光器，激光器波长1060-1080nm，进一步突破了CuCrZr等高反材料大型工件长时间稳定打印课题。 2023年8月，首都航天机械有限公司采用该款设备成功实现某型火箭发动机推力室身部内壁试验件的增材制造，该产品直径达600毫米量级，高度达850毫米量级，是目前公开报道过的最大的整体增材制造铜合金身部产品。 其成功研制也标志着首都航天机械有限公司成为国内首批全面掌握大尺寸铬锆铜合金激光选区熔化增材制造技术的单位。该技术突破填补了国内增材制造技术领域的空白，助力发动机生产跑出创新“加速度”。 制造难点 最复杂、难度最大、周期最长 推力室是液体火箭发动机的核心，在极端温度、压力、振动和氧化环境下运行，是液体火箭发动机中最复杂、制造难度最大、制造周期最长的部件。推力室通常采用夹层流道设计，利用再生冷却方法，在发动机工作循环中使用推进剂来整体冷却推力室侧壁，同时又可保持足够的壁温来加热推进剂，从而提高喷注效果。 采用增材制造方法可大大简化推力室身部的制造过程，实现铜合金内衬封闭式沟槽通道结构一体成形，达到优化冷却通道几何结构，增强换热性能，提高发动机整体性能的效果。 相比传统旋压+机加+钎焊方案，这种制造成本降低75%，并大幅缩短研发周期。 铜基合金对激光的吸收率主要取决于环境条件，粉末表面条件，熔池温度，特别是激光波长。此外，铜合金导热系数高、热梯度大、散热快，在加工过程中还易造成沉积层的分层和卷曲， 因此采用增材制造方法制造铜合金具有挑战性。 解决方案 实现高反材料稳定打印 FS621M是华曙高科于2020年推出的大尺寸金属增材制造系统，其具有620*620*1100mm的成形缸（含基板），4激光或6激光配置，经市场端多年验证，累计销量已超80台，在同类产品的市场占有率保持领先，持续助力航空航天、汽车等制造业转型升级。 为满足铜合金打印需求，首都航天机械有限公司对FS621M进行了专门的优化与升级。在华曙高科的协助下，对成形腔室进行了防反射处理、搭载了全域智能热量管理系统、配置了1000W×4的高功率激光器；基于实践打印经验，首都航天机械有限公司还特别开发了一整套高效率的工艺参数。通过这些措施，成功解决了高反材料的打印难点，推出专门针对铜合金的大尺寸设备FS621M-Cu，该设备特别适用于CuCrZr等高反材料的长时间稳定打印。 经过测试，FS621M-Cu所制备的试块密度成功达到了8.86g/cm³及以上。通过金相显微镜对试块内部组织的细致观察，结果显示其结构非常致密，且在整个幅面范围内，未发现任何尺寸超过60μm的孔洞。 与此同时，对打印出的拉伸试棒进行了沉积态下的力学性能测试，结果显示其力学性能综合表现优异。另外，对打印的测试样块还进行了导热性测试，测试结果表明，在常温下，该样块的导热系数不低于345[W/(m·K)]，热扩散系数不小于95（mm²/s），比热容则大于或等于0.35[J/(g·K)]。 为确保火箭发动机推力室身部槽道结构尺寸精度，提高一次打印成功率，首都航天机械有限公司截取零件典型局部进行打印验证，并对槽道进行抛光处理，减少压降，提高发动机性能，经验证后最终成功打印出推力室整体零件。对推力室身部流道结构进行X光扫描，可以看出其流道特征结构清晰、尺寸均匀，粉末清理彻底，成品品质优异。 2023年，首都航天机械有限公司增材团队已完成铜合金粉末质量控制、铜合金激光选区成形工艺优化等一整套技术研究，在国内率先实现了铬锆铜合金激光选区熔化增材制造的技术突破。采用该技术制造的产品性能较设计指标提高50%以上，成形零件尺寸精度大幅提升，且生产周期缩短至惊人的15至20天，成本较传统生产模式明显降低。 AMPOWER曾预测，至2027年铜合金的年增长率将达46.6%。秉承持续创新推动增材制造产业化理念，华曙高科将持续进行研发创新，精益求精，用增材制造技术为人类实现奔赴星辰大海的梦想提供更多可能。 注：本文内容已获审核。

“我们现在所做的任何一些改进，任何一些进步，都是在创造新的历史！”——上海普利生三维科技有限公司总经理侯锋。 12月13日，央视四套、国际新闻台《中国新闻》播出了《走进重点实验室》对上海普利生三维科技有限公司的微纳3D打印实验室的专访。 在上海松江临港科技城，一项突破性的3D微纳打印技术正在改变人们对传统打印技术的认知。这项技术以其精细的打印尺度和适合批量生产的能力而备受关注。3D微纳打印技术涉及的微米和纳米单位，分别等于千分之一毫米和千分之一千分之一毫米，使得打印出的物体达到了前所未有的微小尺寸。  ​微纳3D打印在多领域取得显著应用突破：普利生获央视《中国新闻》报道 央视记者带领观众走进实验室，探索这项技术在各个领域的应用。实验室中的3D微纳打印技术能够制造出比一元硬币还小的鸟巢和黄鹤楼微缩模型，展示了其惊人的精度。微纳结构增材制造工艺与装备国家重点研发计划牵头单位负责人、上海普利生三维科技有限公司总经理侯锋，介绍了该技术目前的技术能力和应用。 “我们看到在这里有一片1厘米×1厘米的陶瓷片，通过我们的肉眼是什么都不可以看见的，但如果我们把它放到显微镜下面，就可以看到在仅1厘米×1厘米的这个面积里面有数万个这样小的孔，可以说精度是非常高。” 央视记者介绍了一个“不起眼”的陶瓷片。 事实上，这些小孔的直径在10微米到50微米之间，传统的做法是用激光一个个孔去打，但是这样打出来的孔往往会产生一些锥形，不符合这个零件设计需求，而且它的成本会很高，因为一个个孔洞打，加工周期可能甚至要几个小时、几天才能做好这个东西。而实际上这些制造在普利生微纳实验室，几分钟就可以完成，加工的成本是可以比以前的加工技术成本降低上千倍。 侯锋进一步透露，这种多孔板技术已在显示器件、脑机接口等领域得到应用，并在超材料、高精度异型喷嘴、定制微机电零件等领域展现出广泛的应用前景。 华东理工大学信息科学与工程学院的科研团队，专注于智能感知、机器人及微传感器技术的研究，开发了多种用于生物、化学和环境等领域的传感芯片和仪器。华东理工大学王慧锋副校长表示，普利生研发的3D微纳打印技术有助于他们更好地进行神经形态芯片与微传感器技术融合的研究，有望弥补计算芯片高功耗的缺点，并赋予传感器更接近人脑的感知处理能力。 华东理工大学信息科学与工程学院顾震副教授强调，高精度加工工艺对于微纳芯片研究至关重要，而3D微纳打印技术显著提高了研究效率，降低了工艺难度，加速了从实验室到产品化的转化过程。 记者看到，目前实验室有约40台微纳3D打印机，已经能够实现微纳3D结构的批量生产。目前已经对知名医疗器械企业和科技公司进行批量供货。 侯锋讲解并展示了一种名为亚象素微扫描的新技术，这种技术通过面阵曝光方式进行3D打印，相较于传统激光扫描技术，效率提高了数千倍甚至数万倍。“现在可以做到的这个东西是可以在全球范围里处于领跑位置。所以我们现在所做的任何一些改进，任何一些进步，都是在创造新的历史，可以给大家的日常生活，我们科技发展提供很大的助力”，侯锋在最后自豪的讲到。 上海普利生三维科技有限公司是全球领先的以3D打印为特色的数字化制造应用解决方案提供商之一，力于为全球数化制造应用提供一流的解决方案和服务。 普利生以“成为世界3D打印商业应用第一”为发展目标，致力于为传统制造业提供绿色、智能、大规模生产的解决方案。自主研发“亚像素微扫描”技术，打破3D打印行业打印效率和打印精度无法兼得的悖论，在不损失精度的条件下，实现比同类技术快10倍的打印效率，同时降低超过50%成本，解决了3D打印同时实现高速度、高精度、批量化生产的世界性难题。荣获国家工信部服务型示范企业、国家专精特新小巨人企业等荣誉。 目前，公司已经在齿科、医疗及高精密制造领域，成为中国3D打印单项应用产量产值双冠军；在业界领先的24小时无人值守的3D打印黑灯工厂，成为工业4.0和3D打印完美结合的典范。 同时，普利生围绕3D打印前瞻性技术攻坚克难，牵头立项国家重点研发计划《微纳结构增材制造工艺与装备》，成功研发出高精度、跨尺度、可用于批量化生产的微纳3D打印设备，均填补了国内微纳3D打印在精密制造领域的空白，使中国在微纳3D打印领域进入了批量化生产时代。该技术已经成功用于多类高端医疗器械领域关键部件的制造，并有望在多个医疗器械细分领域实现大规模产业化，为国内国际高端医疗器械产业的发展提供有力支持。 央视四套《中国新闻》栏目作为中央电视台中文国际频道的新闻节目品牌之一，以其强大的传播力、专业的报道、丰富的内容和广泛的国际影响力，成为了中国新闻传播领域的一个重要品牌。

蜂巢、蜘蛛网和珊瑚在结构上均展现出类似晶格组成的特征，通过组成单元的规律重复排列，形成了一种有序的结构。这种周期性排列是晶格结构的基本特征之一，而且这些来自自然的晶格结构都经过长时间的选择和进化，使得它们能够在各自的生存环境中表现出优异的性能。 如今，3D打印技术已经成为制造晶格结构的重要技术。3D打印的晶格结构也凭借轻量化、高强度重量比、材料节约、设计灵活以及优异的减震和热交换性能，在航空航天、汽车、医疗、体育用品、工业设备和消费产品等多个领域展现出广泛的应用前景，推动了相关领域的技术创新和效率提升。 晶格结构的类型 晶格结构有几十种类型，但最常见包括以下几种： 平面晶格采用二维（或平面）的单位晶胞排列，最常见的是蜂窝状结构，然后通过复排列或堆叠将其扩展到三维空间中。 三维均匀/周期性晶格由三维的单位晶胞组成，这些晶胞可以填充整个三维空间而不留空隙。常见的三维晶胞包括立方体、四面体、八面体、菱形十二面体等。 支柱晶格也称为桁架晶格，由一系列相互连接的杆件（支柱）组成，这些杆件可以以不同的方式连接，如顶点连接、边缘连接、面连接或多点连接。这种结构在轻量化设计、建筑结构和生物医学工程中很常见，它们可以在保持结构完整性的同时减少材料的使用。 三重周期极小曲面（TPMS）在三个维度上都是周期性的，并且在给定的体积约束下具有极小的面积。这些表面通常通过复杂的数学方程来描述，难以用传统的计算机辅助设计（CAD）工具直接生成。 使用3DXpert创建的一系列格子(来自 Oqton) 3D打印晶格结构的应用 3D打印晶格结构以其独特的优点在多个领域得到了广泛应用。 轻量化是晶格的一种流行应用。通过在产品中添加晶格结构，可以用最轻的结构实现特定的性能。在航空航天工业中，晶格结构的引入可减少钛等昂贵材料的使用，同时不牺牲零件的结构刚性和完整性。 热交换器，作为一种高效促进两种流体间热量转移的关键装置，其性能提升显著得益于格栅的巧妙融入。格栅以其卓越的表面积与体积比特性，为热交换器效能的优化开辟了前所未有的新境界，极大增强了热交换过程的整体效能。 传统的油冷却器与带有螺旋叶片的新型热交换器 晶格结构也非常适合吸收冲击力。 通过改变晶格的密度和类型，设计师可以创建比传统泡沫更有效吸收能量并重新定向的结构。 这种结构可用于运动鞋和自行车头盔等消费品。 晶格结构在骨植入假体中能够精确模拟骨骼的微观结构，提供高度个性化的设计，增强假体与宿主骨之间的结合强度，同时促进骨组织再生，实现更自然、更持久的植入效果。 3D打印制造晶格结构的挑战 尽管3D打印晶格结构有非常多的优势，但此类结构的制造业面临一些挑战。复杂的晶格设计在3D打印过程中尤为棘手，因为它们往往导致3D模型的数据量极大，令计算机系统难以迅速而准确地转化为可打印的STL文件，这一过程不仅拖慢了速度，还增加了数据损失的可能性。 3DXpert软件在此方面提供了一种解决方案，它集设计与打印准备于一体，巧妙绕过了将晶格转换为STL文件的必要步骤，极大地提升了效率与准确性。 在骨整合产品的制造中，孔隙的精细分布是促进骨骼生长不可或缺的要素。3DXpert为此配备了专业的孔隙分布直方图工具，确保医疗级晶格产品的精准验证，同时，它还集成了防止晶格支柱突出、可能引发组织损伤的智能防护机制。 对于增材制造领域的初学者而言，构建拥有复杂晶格结构的产品无疑是一项艰巨任务。但3DXpert的专用程序以其强大的功能简化了这一过程，不仅使晶格结构设计变得直观易行，还优化了整个增材制造的工作流程，让即便是初学者也能轻松驾驭复杂晶格产品的制造挑战。

12月9日消息，英伟达因涉嫌违反反垄断法等被中国立案调查。 自2023年以来，该公司通过其风险投资公司，在增材制造领域进行了大量投资布局。从联合波音投资金属3D打印“流水线”企业Freeform，到数百万美元注资先进设计软件开发商nTop，再到联合领投区域金属3D打印厂商Seurat的9900万美元融资， 无论英伟达是否有意想增加在3D打印技术产业链中的影响力，但一定引起了本行业的关注。 除此之外，这些投资示例需要引起国内增材制造行业的特别注意，不仅仅是其中一些被投资的企业在面临中国竞争时，有不友好的行为。同时还应注意到，国外同行正在将先进算力部署到3D打印行业，这可能会成为影响未来增材制造技术发展方向的一种可能。 9900万美元！联合领投区域金属3D打印厂商Seurat 2023年10月 ，英伟达风险投资部门N Ventures和Capricorn技术影响基金领投区域金属3D打印开发商Seurat Technologies，融资规模达 到9900万美元。 Seurat的Area Printing®技术代表了增材制造技术生产力有望进一步提高的巨大潜力，它利用高功率脉冲激光同时熔化更大面积的金属粉末，从而提高打印速度，降低成本；该技术同时具有可扩展性和高水平细节特征制造能力。 英伟达的投资表明其对Seurat所开发的区域3D打印技术的高度认可，以及对具有创新潜力和市场前景的企业的信心与支持。通过投资Seurat，英伟达可能希望在未来半导体制造设备领域，特别是芯片制造过程中，利用3D打印技术实现更复杂的流体歧管或冷却结构设计，提升设备性能，并推动制造业向绿色、低碳方向发展。 区域金属3D打印技术无疑是对传统SLM技术的进一步发展，西空智造等国内企业对此已有布局，并有望很快看到进展。 数百万美元投资增材制造先进设计软件开发商nTop 2024年9月，3D打印技术参考注意到，英伟达 旗下的风险投资公司 向先进设计软件开发 商 nTop 公司注入了 数百万美元资金 ， 助力这家在计算设计软件领域迅速崛起的佼佼者。 英伟达对nTop的投资表明其对nTop在计算工程设计软件领域的先进技术和实力的认可，看好nTop软件在多个行业（如航空航天、汽车、医疗、消费行业等）的广泛应用前景，认为其能够为产品设计开辟全新的可能性，并推动制造业的数字化转型。 通过投资nTop，英伟达可能希望加强与制造业、特别是增材制造领域的联系。 3D打印技术参考了解，NVIDIA的GPU已成为nTop 5软件的理想动力。两家企业正深化合作，将nTop 5与NVIDIA的OptiX渲染框架及Omniverse技术无缝融合，旨在进一步提升工程师的设计可视化体验。 然而，在德国Formnext增材制造展期间，nTop针对中国同行漫格科技发起了对抗行动，在整个行业引起轩然大波，也让众多同行始料未及。 投资“金属3D打印流水线”开发企业Freeform 2024年10月，英伟达 旗下NVentures 和波音旗下AE Ventures出资1400万美元投资3D打印技术开发商 Freeform ，它 是一家由前SpaceX工程师创立的AI驱动金属3D打印的高科技企业， 正在开发一种新的可实现大批量金属3D打印的工艺流程。 Freeform在制造的整个流程上进行了创新，实现了激光打印不间断。基于该流程，Freeform表示制造金属零件的速度比现有方法快25-50倍，而且成本仅为现有方法的一小部分。 质量控制是被此次投资看中的关键。Freeform的机器具备微秒级的监控能力，能够实时追踪打印过程中的各项参数，并据此进行精细调整，以满足如SpaceX等高端工作场所对打印质量的严苛要求。Freeform系统上搭载了以微秒级速度运行的高速计算机视觉反馈机制，在有效缓解质量问题的同时，依然能够保持对复杂几何图形的高速打印能力。 作为此次投资的一部分，Freeform将利用NVIDIA的加速计算平台增强其现有的AI驱动功能，该平台可对金属3D打印过程的复杂物理特性进行实时预测控制。这种方法为金属增材制造开辟了新的可能性，而这些可能性以前是使用传统方法无法实现的。 启示意义 从单纯技术的角度来说，被英伟达投资的这几家3D打印技术企业，确实有着先进制造能力，并且在行业内甚至具有技术引领价值。中国3D打印技术开发商以及主管机构应从中得到启示，开始着力布局先进算力增强3D打印技术制造能力。两种技术的结合，这未尝不可能成为未来3D打印技术发展的重要方向之一。 借助先进算力，可以助力新材料开发，目前已有多款结合这两种新技术开发出的新材料，如NASA的GRX-810。在此方面，国内创材深造公司，正利用“AI+金属材料”研发模式，借助材料计算、材料信息学、机器学习、深度神经网络等技术手段，加速金属材料的研发，并取得了显著进展。 借助先进算力，可以加速更复杂3D打印模型的生成。近年来，采用人工智能技术辅助先进设计的案例层出不穷。然而在国内，相关的布局一直未有显著进展。 借助先进算力，可帮助实现更可靠的质量保障。多家国外3D打印技术开发企业，已经将人工智能技术接入3D打印过程质量保障体系。同样的，国内企业在此方面的布局也未有显著进展。 技术无国界，但企业有国界。须时刻关注最新技术发展，洞察背后的技术发展趋势。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

美国国防部（DoD）的主要后勤支持机构国防后勤局（DLA），最近颁发了首个使用增材制造技术制造部件的竞争性合同，目的是3D打印F-15“攻击鹰”战斗机的机翼支撑梁保险杠，获得这份合的供应商未被公开。 F-15机翼支撑梁保险杠被用于保护发动机不受结构损伤，最初由廷克空军基地（AFB）的逆向工程和关键工具（REACT）实验室制造，该实验室在美国军事增材制造生态系统中扮演着重要角色。为避免该部件占用太多空军仓库的增材制造产能，廷克基地请求国防后勤局寻找私营合作伙伴来承担这项任务。 美国国防后勤局（DLA）的增材制造项目经理表示，在六个月内，DLA通过竞争性招标成功采购了该部件。空军能够向承包商提供相关数据包，以使竞争性招标成为可能。而且，这次订单的规模相当大，需要1300个部件，这可能对潜在的供应商来说非常有吸引力。 上述负责人在新闻发布会上说：“现在已经证明，我们可以通过公开渠道采购增材制造部件。这是最好的解决方案，它激发了供应商之间的竞争，并为我们提供了更多的选择。” 他还提到，增材制造有很多变量，不同的打印和制造环境需要工程师花费很长时间来锁定所有参数并批准流程。DLA的存在就是为了帮助解除服务分支的合同负担，管理所有军事服务的消耗性维修部件。 在美国国防工业基地，3D打印部件的竞争性招标可能是美国增材制造行业的一次巨大变化，特别是因为DLA的参与，这一点更有可能实现。2023年2月，DLA宣布正在开发一套通用标准和方法，用于整个国防部的3D打印部件采购。 DLA对3D打印的兴趣至少可以追溯到2019年，当时他们与私营部门合作伙伴合作，开发了美国国防部“最大的3D部件文件库”。现在，为能够3D打印这些部件的供应商提供竞争性招标合同的先例已经建立，DLA很快就可以为国防部文件库中的数百个更多部件提供类似的合同。 这不仅将使服务分支更容易购买3D打印部件，也使供应商更容易销售它们。 美国国防部已经发布了增材制造战略报告，旨在为增材制造技术研发与技术转移提供指导原则和框架，以支持现代化发展和战备能力。DLA的这一合同是这一战略的具体实施，显示了美国国防部在推动增材制造技术在军事领域应用方面的政策支持。 除此之外，3D打印技术参考还注意到，专注于增材制造业务的捷克公司ONE3D，正在为该国陆军的F-35战斗机项目做出贡献，此属于与洛克希德马丁公司工业合作的一部分。最近，ONE3D引入了Nikon SLM Solutions的NXG 600E金属3D打印，其配备12台1KW的激光器，可生产宽度达600x600mm、高度达1500毫米的部件。 AM Research近日发布了新的市场研究报告《2024年军事和国防领域的增材制造》，其预计美国国防部用于3D打印技术的直接支出将从去年的为3亿美元增长到8亿美元，预计到2030年将超过26亿美元。 这份新报告分析并预测了军事和国防领域3D打印的机会，这些机会比原版2023年报告中描述的更大、增长更快。全面的市场研究提供了关于增材制造在这一关键领域变革性作用的洞见，揭示了增材制造在国防和军事领域的快速发展以及当前和潜在影响。 《2024年军事和国防领域的增材制造》重点关注美国军事和国防计划如何整合和利用3D打印到其运营中。3D打印技术参考此前曾介绍过被美军广泛关注的十类增材制造工艺，并阐述了这些工艺的制造潜力。

在纯铜的热管理设备制造中，细节特征的可制造能力非常关键。在《纯铜3D打印特殊结构（一）：薄壁结构极限制造》一文中，3D打印技术参考介绍了纯铜薄壁结构的3D打印研究情况，本篇内容介绍的重点为晶格结构制造，涉及使用不同类型的激光器以及不同工艺对晶格结构的制造能力。 具有两个或多个流体域的热交换器中的交织通道需要更复杂的结构，其形式为TPMS基于壳的晶格。Gyroid和Schwarz-D等TPMS结构能够提高换热器性能，因为它在增加的传热表面积与最小压力损失之间实现了最佳平衡。 根据定义，TPMS是在三个独立方向周期性重复的最小表面，其增加了悬垂和弯曲表面，因此比基于梁晶格或薄壁具有更具挑战性的几何形状，这些表面容易因熔池深度渗透过多而过热同时会产生打印层纹。尽管如此，薄壁结构增材制造制造背后的原理仍然适用于TPMS晶格。 香港中文大学的研究团队利用其自主开发的高精度近红外激光L-PBF系统制作了N14和原始型TPMS晶格结构。顶面横截面积的光学显微镜分析表明壁厚为100µm，具有致密且无孔的微观结构。由于阶梯效应，侧表面横截面积表现出明显更高的壁厚，为149µm。表面粗糙度也高度依赖于构建方向，并按顶面(Ra3.3µm)、侧面(Ra14.8µm)和底面悬垂表面(Ra19.2µm)的顺序增加。这是因为在水平悬垂逐渐增加时，熔池深度可以穿透悬垂区域，从而导致固化层重熔以及粉末颗粒部分熔合到下表面。 ( a ) 使用高精度NIR L-PBF打印机制造的N14和原始型晶格结构( b ) 垂直晶格壁的横截面积显示出良好的致密性、光滑的表面和100µm的厚度( c）顶部和侧面的壁厚比较（d）顶部和侧面的表面粗糙度比较（e）示意性说明高度倾斜表面的激光烧穿和过度穿透 与近红外激光器相比，使用蓝色和绿色激光器制造的晶格结构面临着最小特征尺寸和光滑表面的挑战，这与前面所示的薄壁几何结构的结果类似。 使用(a)蓝色激光和(b)绿色激光在L-PBF中打印的晶格结构具有更大的最小晶胞尺寸、更低的分辨率和更粗糙的表面 然而，近红外激光器并非没有挑战。使用近红外激光器的致密且形状良好的纯铜结构的最佳加工窗口只能出现在小范围内。如果不对特定几何形状的工艺参数进行微调，在晶格结构中使用近红外激光器也会导致不稳定的熔池和扭曲的几何形状。 与具有较大加工窗口的绿色激光器相比，L-PBF中近红外激光器的纯铜加工窗口较窄，可能会导致熔池不稳定和几何形状扭曲（红色轮廓） 对于基于烧结的纯铜晶格结构3D打印而言，最明显的进步似乎是还原光聚合技术。就像薄壁结构一样，TPMS晶格结构的分辨率、表面粗糙度和表面均匀性通过该技术显得非常出色。与基于能量束的增材制造相比，各向同性特性也有望得到改善，因为烧结过程提高了晶粒的均匀性，而不是基于能量束的增材制造技术所特有的细长晶粒结构。这对于纯铜的导热性和导电性至关重要，因为晶界，特别是取向角在14°到18°之间的小角度晶界，会引起晶格中的位错和应变，从而抑制电子迁移率并增加电阻。此外，由于重复的熔化和凝固循环，使用基于梁的增材制造晶格结构的节点通常包含高残余应力。 使用光固化3D打印的具有高分辨率和光滑均匀表面的复杂三周期最小表面晶格结构 另一方面，迄今为止，通过基于烧结的增材制造可实现的纯铜最大相对密度(<98%)通常低于基于激光的增材制造(>99%)。这是由于聚合物粘结合剂的使用，即使在大量的脱脂和热解过程之后，也会留下残留的碳污染物。因此，在烧结过程中，相邻粉末颗粒的颈缩和随后的熔合受到抑制，从而导致高孔隙率。因此，迄今为止，纯铜烧结增材制造技术的发展主要集中在材料层面的致密化和纯度水平的改进。这些努力似乎已经得到了回报，因为基于烧结的增材制造技术已经实现了略低于基于能量束的增材制造和传统加工铜的高导热性和导电性。因此，该领域的未来工作预计将转向纯铜高复杂几何形状的高分辨率打印，这与之前基于能量束的增材制造经历的历程类似。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。

  01.中国学者Science，3D打印高光致发光结构 高光致发光量子产率的蓝光和绿光发光器是目前固态照明和彩色显示领域的研究前沿。2024年1月4日，中美两国三院院士、美国加州大学伯克利分校无机化学家 杨培东 与授意团队发报2024年期第20-24篇"近统一光致发光的蓝色和绿色卤化物的超分子组装"。         杨培东教授团队通过铪和锆卤化物八面体团簇的超分子组装，展示了近乎统一的光致发光效率的蓝色和绿色发射材料。高发光的卤化物钙钛矿粉末具有优异的溶液加工性，可以用于薄膜显示器和自发光3D打印。通过搅拌和超声处理，光致发光粉末均匀分散到树脂中。利用多材料数字光打印方法，将蓝色和绿色发射器组装成复杂的宏观和微观结构。在405nm结构紫外光照射下，树脂迅速转化为固体3D结构。3D打印光致发光结构的潜在应用非常广泛， 从复杂的室内环境照明解决方案到无缝集成到可穿戴设备中 ，正在不断发展。 02.中国学者Science，3D打印高强、高延展钛合金 2024年3D打印技术领域第二篇Science文章于2月8日发表。来自澳大利亚昆士兰大学、 重庆大学 、 丹麦技术大学 "超均匀、强、韧性的三维打印钛合金" 通过双功能合金设计文章," 通过向Ti5553金属粉末中添加Mo ，实现了3D打印过程的原位合金化。     具体的说，通过将钼精确输送到熔池中，钼可以在每层扫描期间充当晶体形成和细化的籽晶核，促进了从大柱状晶向细等轴和窄柱状晶结构的转变。钼还可以稳定所需的β相并抑制热循环过程中相异质性的形成，通过这种方法不仅提高了3D打印钛合金的强度，还实现了延展性和拉伸性能的完美平衡。     作为钛工业中所谓主力的TC4，建议使用的最小断裂伸长率为10%，而此次3D打印制备的钛5553在屈服强度达到926兆帕的情况下， 断裂延伸率达到了26%，具有极大的应用潜力 。该方法还有望应用于其他金属粉末混合物，并定制具有增强性能的不同合金。 03.中科院金属所Nature，3D打印“抗疲劳”钛合金 2024年12月27日,独立自主的中国科院毕业生,拥有良好的团队合作精神,题为"钛合金通过近无音3D印刷的高疲劳抵抗力"。文章认为,3d打印(注:基微观影) 天然高抗疲劳性 ，而该性能的降低可能是微孔的存在造成的。常规消除微孔的努力往往造成组织粗化，而组织再细化的过程又会带来气孔复现，甚至引发晶界α相富集等新的不利因素，使微观结构的进退努力两难。         中科院团队在进行热处理研究的过程中，发现了一个关键的后处理工艺窗口，高温下3D打印钛合金的相变和晶粒生长具有异步性。只要有足够的过热度，就会立即发生α到β相的转变，而虽然已经到达了β相的生长温度，但晶界需要一段孕育期来重新排列。利用这一宝贵的热处理窗口，研究人员确定了热等静压与高温短时间处理相结合的热处理方法，既实现了组织细化，又防止了α相富集以及微孔的重新出现，最终 制备出几乎无微孔的近打印态3D打印钛合金 。 04.斯坦福大学Nature，极高速3D打印高精度微颗粒 2024年3月，斯坦福大学的研究人员以“Roll-to-roll, high-resolution 3D printing of shape-specific particles”为题在nature发表文章。该研究以该校2015年开发的连续液体界面生产技术为基础，开发出了一种更高效生产微尺度颗粒的3D打印技术， 每天可制造多达100万个具有高精度且可定制的微米级颗粒 。     R2R卡姆3D打印原理   研究人员 开发了一种可扩展、高分辨率的r2rCLIP 3D打印技术 ，使用单数字微米级分辨率的光学与连续胶卷（代替静态平台）相结合，能够 以高达2.0微米的特征分辨率批量生产直径200微米的粒子 ，每天可制造多达100万个颗粒，为粒子制造带来了新的可能性。该技术已经展示了从陶瓷到水凝胶歧管等广泛领域的制造潜力，随后 在微工具、电子和药物输送方面 具有潜在应用。 05. 他是海哥大学, 3D打印可循环使用光敏树脂 2024年5月nt15日,英格国瑞金大经美格分词创制新语,题为"一种可再生来源,用于添加剂制造的圆形光能树脂"的文章。     研究人员第一次创造出一种树脂，只需添加少量光引发剂即可保持其固化性能，它不仅能够以高分辨率打印， 还可以分解成其组成部分，回收和重新打印 。这种树脂的原料来自硫辛酸，它是一种天然物质，通过调整其组成和网络架构，可以获得具有不同热和机械性能的打印材料，这些性能可与多种商业丙烯酸树脂相媲美。3D打印后的树脂进行了熔化和重新解聚，最终发现解聚后的树脂组成与初始配方相当，且该树脂可以重复打印。 06.华中科技大学Nature，3D打印助力无线植入传感器制造 2024年6月， 华中科技大学 臧剑锋教授、姜晓兵教授以及新加坡南洋理工大学 陈晓东 相当于授旗团组体手部合作,在《自然》文章中,人们一起发条座以"用于颅内信号无线监测的可注射超声波传感器"。     研究人员开发出一种创新型可注射超声凝胶传感器。其由双网络交联的水凝胶基质和内部周期性排列的空气孔道组成，体积仅为2×2×2mm³。这种可注射传感器是研究团队采用 摩方精密面投影微立体光刻 (PμSL)3D打印技术(nanoArch® S140，精度：10 μm)加工模具后，经水凝胶翻模制备而成。经过计算机模拟结构优化，该特殊结构对入射超声波有很强的反射能力。     该传感器有望克服传统有线传感器存在的感染风险和术后并发症等问题，同时避免现有无线电子传感器体积过大、无法体内降解等临床应用挑战。（本部分来自摩方精密，引用已获授权。） 07.浙大&上海交大Nature，弹性体3D打印重大突破 2024年7月3日，来自 浙江大学和上海交通大学 这是一篇题为"具有非凡强度和韧性的3D打印机"的文章。     该研究聚焦3D打印光敏聚合物的 机械性能远不及传统加工技术所能达到水平 的特点，认为这主要是因为 打印要求限制了分子设计 所导致的，进而开发了一种新的可光固化打印树脂化学技术。 研究人员展示了利用动态共价化学来克服打印性能冲突的方法 。该技术可生成一种拉伸强度为94.6MPa、韧性为310.4MJm的弹性体， 这两项指标均远超当前其他3D打印弹性体 。 a.打印后的物体及其在后处理过程中的尺寸变化；b.3D 打印气球的非充气和充气状态及其抗穿刺性c.机械穿刺力的有限元建模。d.3D 打印气动执行器可举起 200克的重量e.3D打印气动夹持器，用尖刺抓住铜球（70 克）   该研究实现了3D打印技术在高强度、高韧性弹性体材料制造上的重大突破，展示了3D打印技术 在软机器人、可穿戴设备、医疗设备 等新兴领域的巨大应用潜力。 08. 美国学研究, 3D打印“心脏创可贴” 2024年，8月1日，来自宾夕法尼亚大学、 科罗拉多大学 美国标--博尔德格--标称技术团体---------------------------------------------------------------------------------------     本研究提出了一种称之为 CLEAR（光与暗聚合相结合）的3D打印技术 ，旨在通过光聚合与暗聚合（即氧化还原聚合）的结合， 实现高度纠缠的聚合物网络的3D打印 。CLEAR技术利用光聚合快速制造出物体的形状，而随后的氧化还原聚合则允许未反应的单体缓慢而稳定地转化，从而生成高浓度的长聚合物链，增加物理纠缠的密度。 为猪心脏安装3D打印的水凝胶贴片   使用新技术3D打印的聚合物材料，与传统的DLP技术相比， 材料的拉伸性能提高了四到七倍 。研究人员成功打印出了高分辨率、多材料结构， 这些结构具有空间程序化特点，能够粘附到组织或器官上用于人类健康的康复、感知、监测和管理 。 09.中美联合Nature，3D打印跨尺度先进材料结构 自然界中的生物体通过精妙的自组装过程构建出了具有复杂结构和卓越性能的材料。这些生物材料，如骨骼、贝壳和蜘蛛丝，不仅在宏观上展现出优异的力学性能，而且 在微观尺度上也具有高度有序的结构 。这些层级结构材料因其 结合了软、硬材料领域和融合界面 ，在性能上超越了均质材料。受此启发，科学家们一直在探索如何通过合成方法制造出类似的高性能材料。  …

当地时间2024年11月19日至22日，德国法兰克福精密成型及3D打印展览会（Formnext 2024）顺利举办。深圳希禾增材技术有限公司（希禾增材）携公司自主研发的绿激光金属3D打印设备及一系列创新解决方案精彩亮相，展示公司在绿激光打印领域的最新突破。希禾增材公司以精密、效率和绿色为核心，通过多领域应用的展件与现场讲解，吸引了来自全球的参观者。 技术革新，绿光优势再升级 在金属3D打印领域，高反金属和难熔金属的打印一直是行业面临的重大挑战。传统3D打印设备普遍采用红外激光作为光源，而金属材料如铜、金、钽及其合金等对红外激光的吸收率较低，打印飞溅严重，熔融过程易出现气孔问题，难以实现样品的高致密性，限制了打印质量和性能的提升。 （图片来源：www.addireen.com） 绿激光金属3D打印解决方案 希禾增材公司的绿激光打印设备凭借短波长的绿光光源，成功解决了传统红外激光在高反金属等材料打印中的诸多难题。铜、铝、金、银等金属材料对绿色激光的吸收率显著高于红外激光，这使得绿激光在打印过程中能够大幅提升打印精度与效率。此外，希禾增材绿激光打印设备的更小光斑优势，适合打印复杂精细的结构，满足了高端制造的严苛要求。 希禾增材在德国Formnext 2024展示的M160G样机 图1.希禾增材在德国Formnext 2024展示的最大推力室模型 在德国Formnext 2024展会上，希禾增材公司展示了众多令人印象深刻的展件。希禾增材公司展示的一款火箭推力室模型，可采用纯铜或铜铬锆打印（图1展件为纯铜打印），具备卓越的导热性能和耐高温特性，充分体现了希禾增材公司绿激光打印设备在航空航天领域的应用潜力，为高难度制造问题提供了可靠的解决方案。 希禾增材公司绿激光打印设备均为「公司自主研发」，可根据不同的应用需求进行定制化开发。此外，希禾增材公司在Formnext展会上还展示了多款散热领域的测试件。图2散热翅片展件采用了中空结构，在精细度和表面粗糙度方面表现出明显优势。 创新应用，饰品与消费领域的突破 饰品与消费领域对打印件的表面光洁度和粗糙度有着极高要求，而铜作为一种加工难度较大的金属材料，要实现高光洁度的3D打印效果尤为困难。这不仅对设备性能提出了考验，更对工艺的精细化控制能力提出了更高要求。 图6.希禾增材公司首次对外展出的装饰摆件 希禾增材公司在本次Formnext 2024展会为这一领域带来了惊喜。公司首次展出了多种金属装饰与消费品的打印成果，包括造型摆件（图6龙形摆件从右到左依次展示了抛光、镀银、镀金后的效果）、铜戒，以及直接打印喷砂的茶具等。 由于铜材料的金属特性与金十分接近，尤其在激光吸收率方面表现相似。故在本次展示中，选用铜作为测试与展示的主要材料。希禾增材公司的铜材料打印成品经过抛光处理后镀金，便能呈现出温暖光泽和灿烂金色。得益于铜与黄金良好的相容性，即使镀金层较薄，仍能保持优异的耐久性和出色的视觉效果。 图7.希禾增材公司首次对外展出的装饰摆件 这些展件不仅彰显了希禾增材公司绿激光打印设备在细节控制上的卓越表现，也为金属3D打印在艺术创作、首饰制造及高端消费品领域的应用开辟了新思路。 展示的戒指模型采用铜材料打印，抛光后镀金的效果可媲美贵金属打印工艺，体现了希禾增材设备的高精度与高工艺水准。 行业领先，精密结构与极限测试 希禾增材公司绿激光打印设备具备行业内纯铜0.08mm壁厚的打印能力，展现了公司在精密加工领域的技术实力。通过图8展示的“极限测试件”，参观者可以直观了解希禾增材公司设备在纯铜及铜合金等高反金属打印中的优势。希禾增材绿激光金属3D打印机不仅能够打印超薄的零部件结构，在打印细节精确程度方面也达到了业内领先水平，充分满足了复杂几何形状和微型结构的制造需求。 图8.希禾增材在德国Formnext 2024展示的铜打印结构） 凭借当前业内绿光小光斑优势，希禾增材公司设备在打印精度和细节呈现方面表现卓越，树立了强劲的技术标杆。 通过不断创新，希禾增材公司为航空航天、电子散热、新能源汽车等领域提供了更加高效且可靠的增材制造解决方案，为推动行业进步贡献了重要力量。 Formnext是全球增材制造领域的重要平台，希禾增材公司凭借自主研发的绿激光金属3D打印设备及丰富的应用场景展示，不仅吸引了众多国际观众驻足，更向世界展示了中国智造的创新实力。未来，希禾增材公司将继续深耕金属增材制造领域，以技术驱动产业发展，为更多行业提供可靠、高效的解决方案。