3D打印技术发展至今，工艺种类已多达数十种，从快速交付备件到定制化生产，3D打印技术可以帮助简化设备维护，加速研发过程以及通过功能为导向的设计来提升产品性能，这项技术毫无疑问正在引发制造转型。但是无论是哪种工艺类别，都不能解决所有问题，都应当根据具体的应用选择合适的工艺类型，并考虑与其他制造技术配合，且应在确有必要时使用。 材料挤出3D打印，已经从最初的打印普通塑料，发展到可以打印高性能聚合物以及连续纤维复合材料，甚至是金属与陶瓷。尤其对于后者，基于挤出的制造方法相比激光熔融技术，投资成本更低、更为灵活便捷，特别适合于办公室环境以及工业环境下的前期开发。 升华三维无疑是国内金属/陶瓷材料挤出3D打印工艺的重要开创者，其开发的PEP（Powder Extrusion Printing）技术，利用“3D打印+粉末冶金”相结合的间接工艺，实现了金属/陶瓷零部件低温段成形，高温段成性的技术突破。其产品已在航空航天、核工业、光伏半导体、电子信息、新能源等重点行业获得使用。 这种间接3D打印技术实际上发端于已经非常成熟的金属注射成型（MIM)行业，前者需要后者的脱脂与烧结专业技术。MIM技术在20世纪80年代后期开始在汽车制造、消费电子、医疗等领域得到广泛应用。但该技术在实际应用中也存在着局限性，因为每一个金属零件都需要设计一个相对应的模具，这需要较长的交货期和高昂的启动资金。而3D打印技术完全摆脱了模具的束缚，通过逐层打印，可以在短短数小时内得到客户想要的模型生坯，后续通过传统MIM的脱脂和烧结工艺，得到最终的致密高性能金属部件。 其主要优势包括： 可以为粉末冶金行业数字化赋能，解锁应用并释放粉末冶金的潜能 3D打印低温成形，PIM工艺高温成性，实现高性能结构产品制造，打印产品性能可达到粉末注射成形水平 可利用粉末注射成形成熟稳定的技术体系，材料体系广泛、产品性能一致性好 打印设备、打印材料及打印成本更低，更有利于3D打印应用的推广及普及 绿色环保，打印材料可循环利用，有效利用率高 可实现金属、陶瓷和金属/陶瓷复合材料等应用开发，金属/陶瓷复杂产品定制化生产方案 基于PEP技术，升华三维目前推出了两款核心3D打印设备——工业型独立双喷嘴3D打印机UPS-250及大尺寸独立双喷嘴3D打印机UPS-556，均采用独立双喷嘴设计，可以同时打印或者各自轮流打印金属和陶瓷材料，实现不同种类材料的复合产品开发及复杂结构的成形，具有操作简单、工业型、高精度、高质量、高性价比等优点。配套3D打印专用脱脂炉和烧结炉，构成一套完整高效的间接3D打印装备体系和解决方案。 ▲升华三维PEP工艺链核心设备示意图 在适配材料方面，具有类同于粉末注射成形（PIM）工艺所用的潜在材料均可适配。已开发出不锈钢、钨合金、纯铜、高温合金、硬质合金等金属材料，及氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、羟基磷灰石等陶瓷材料，PEP技术有成熟稳定的粉末冶金技术加持，制备的金属/陶瓷零部件具有良好的机械和物理性能，可达到粉末注射零件水平，满足高性能金属基和陶瓷复合材料的制备需求。 能够为工业制造带来降本增效的效果： 该方案相比粉末冶金工艺，无需使用模具，大大节省开模时间与成本； PEP技术与直接的激光3D打印技术相比，打印设备、材料及投入成本大幅降低； 打印材料可循环利用，有效利用率高，废品损失少； 其结合烧结制备工艺在复杂结构件近净尺寸成型方面拥有巨大的成本优势。 可见，在成本优势即竞争优势的当下，间接3D打印工艺的效率优势在叠加成本优势后，其发展空间自然而然地被打开。   升华三维表示，其具备多元化的3D打印系统及装备研发制造体系，全面自主研发的设备、软件和材料可稳定用于生产型企业、高职高校、科研院所等多领域。未来，PEP工艺也将与其他3D打印工艺实现优势互补。升华三维一方面不断升级设备端与材料端技术，逐渐帮助工业用户打开设计制造的限制，使增材制造迈向产业化；另一方面把握好关键的3D打印设备工艺，通过实现汽车、医疗植入、航空航天、电子信息等应用端的更多突破，助力智能制造、绿色制造。  欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.粘结剂喷射金属3D打印质量不好？航空航天用户和苹果都在尝试 2.批量3D打印核燃料组件：西屋电气累计生产突破1000件 3.第三届增材制造技术（国际）高峰论坛征文大赛通知 4.TCT亚洲峰会-航空航天增材制造论坛看点

3月26日，3D打印技术参考注意到，韩国天主教大学的一个研究小组成功将世界上第一个生物3D打印的人工气管植入患者体内，该人工气管使用他人的成体干细胞定制。研究小组为一名50多岁的女性进行了移植，她在接受甲状腺癌手术后失去了部分气管。手术于去年八月进行，在进行了六个月的后续观察后，确认气管植入成功。 相关负责人表示：“这次移植是世界上第一个人造人体器官临床试验的成功案例，该器官通过应用生物3D打印精密工程技术从异体干细胞开发而来。据该大学称，研究人员使用了鼻甲手术等常见手术中废弃的人体组织，这些废弃的组织被重新用作功能性成体干细胞的新来源。他们还使用了从鼻中隔手术期间获得的废弃软骨组织中收获的软骨细胞，这些细胞被用来再生透明软骨。”这些生物材料的再利用对于再生医学也是新的探索。 3D打印定制的硅胶气管支架（仅做示例，与本文案例无关） 01再生医学发展的重要里程碑具有改变医疗干预的潜力 在手术之前，研究人员遵循严格的流程和质量控制协议来开发生物3D打印人造气管。气管的大小和尺寸根据患者具体情况定制，团队收集了患者的CT和MRI数据，以便设计出完美贴合的产品。气管的长度小于5厘米，花了不到两周的时间打印出来，并通过半天的手术移植到患者体内。 这项研究的成功是再生医学发展的一个重要里程碑，也标志着生物打印具有彻底改变医疗干预的真正潜力。它不仅为复杂气管疾病的创新治疗和再生医学的发展铺平了道路，也为人工器官移植的商业化技术的发展奠定了基础，并将在未来针对各种疑难杂症的组织器官再生工程与先进生物制药的开发发挥重要作用。 T&R Biofab生物打印机 人体组织3D打印 为此次移植提供3D打印技术的T&R Biofab公司科学战略主管Paulo Marinho 博士表示，“虽然现在说生物3D打印可以解决目前移植器官短缺的问题还为时过早，但它肯定增加了部分解决某些器官或某些特定适应症问题的希望，或者至少填补了传统移植器官之间的空白。” 这项开创性工作来自多个著名机构和关键个人的共同努力，耳鼻喉科、甲状腺和内分泌外科部门做出了重大贡献。据仁川圣玛丽医院称，这些医疗专业人员及其团队在开发生物3D打印气管的研究和临床方面发挥了重要作用。 02生物3D打印超越人类想象力的技术 生物3D打印是指用含有活细胞的混合物作为基础材料，打印出活体组织器官。3D打印在生物领域的应用大多处于探索阶段。根据贺永等浙大学者的梳理总结，生物3D打印大致可划分为4个层次： 第一层次为制造无生物相容性要求的结构，比如目前广泛应用于手术路径规划的3D打印等； 第二层次为制造有生物相容性要求、不可降解的制品，比如钛合金关节、缺损修复的硅胶假体等； 第三层次为制造有生物相容性要求，可降解的制品，比如活性陶瓷骨、可降解的血管支架等； 第四层次就是狭义生物3D打印，即操纵活细胞构建仿生三维组织，比如打印药物筛选及机理研究用的细胞模型、肝单元、皮肤、血管等。 3D打印主动脉心脏瓣膜模型能泵送液体 目前在生物领域，类器官被称为模拟体内微环境最好的技术之一。类器官是在特定培养条件下，使用原代组织、胚胎干细胞或诱导的多能干细胞在体外生成的一种微器官。 人们已经制造出肝脏、胰脏、胃、心脏、肾脏甚至乳腺等在内的各种类器官。类器官被应用于癌症研究、药物筛选和精准医学领域。但它仅仅在一小块定向培养的微小组织内模拟体内微环境，距离更大尺度的模拟依旧存在距离。 　　3D打印的人类心脏具备泵血功能 如果能直接用3D打印技术，打印出心脏或者肝脏，同样可以用来测试药物，辅助药物研发。2016年，生物3D打印企业Organovo与罗氏制药公司合作开展了一项药物测试，测试结果表明，3D打印的肝脏组织可以被用于区分多种药物的毒性水平。 相比于形态微小的类器官，这些仿生器官从更大尺度上，复刻了生物组织，提供了更丰富的体内环境模拟反馈。 心脏3D打印过程 3D打印的可呼吸肺泡组织 《Bioactive Materials》发布的研究显示，2022年，有实验室将六轴机器人改造成为生物3D打印机，打印出了心肌组织。这个心肌组织还分布着毛细血管，并在体外维持了六个月的搏动。 不止是药物研发，3D打印可能会助益整个生物领域，反哺生物技术研发。2019年，《微型机器》发表研究称，学者通过改进生物3D技术，打印出感觉神经元。感觉神经元是外周神经系统的一个重要组成部分。未来，当更多类型神经元细胞被成功打印之后，学者就能更直观地观察脑科学技术的效果，从而研发出更精准的脑科学治疗技术。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。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.【电子书】3D打印如何深度影响现代珠宝首饰设计和制造行业 2.两种模式创新：3D打印为复合材料产品开发带来新思路 3.应用行业渗透：宝马将使用电弧增材制造生产汽车部件 4.首都航天机械有限公司2023年增材制造技术创造近1亿元年产值

西屋电气公司最近实现了一个重要的里程碑，为VVER-440反应堆燃料制造了第 1000个3D打印燃料流量板。这一特殊部件代表了核能行业的一项重大成就，因为它是第一个进入批量生产的安全相关3D打印部件。 第1000个3D打印燃料部件具有里程碑意义，是西屋电气在核工业中部署增材制造技术以实现成本和交货时间降低并实现尖端能源发电解决方案方面领先地位的延续。2015年，该公司进行了首次3D打印核部件的材料辐照研究。2020 年，西屋公司在正在运行的商业反应堆中安装了第一个安全相关的增材制造组件——即顶针堵塞装置。 西屋电气首席技术官兼研发与创新执行副总裁表示：“这一成就展示了增材制造从原型设计到大规模生产的发展，为我们的客户创造了有形的价值。这标志着西屋电气在增材制造技术领域取得的又一项开创性成就，致力于加强安全、效率、可持续性和能源安全。” 第一个安全相关的增材制造组件，顶针堵塞装置 在核能行业，增材制造在复杂部件和原型的生产中发挥着至关重要的作用。它能够快速制造复杂的设计，减少与传统制造方法相关的交货时间和成本。该技术可以制造具有更高耐用性和精度的专用零件，这对于确保核电站的安全性和可靠性至关重要。此外，3D打印还可用于生产抗辐射材料和工具，用于放射性环境中的维护和维修。 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。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.欧洲核子研究组织3D打印250um薄壁的复杂高精度冷却回路阵列 2.3D打印被用于制造我国探月卫星燃料贮箱 3.【电子书】3D打印如何深度影响现代珠宝首饰设计和制造行业 4.3D打印功能晶格结构对力学性能和失效性能的影响

宝马集团长期以来一直是增材制造技术的用户和创新者。3D打印技术参考跟踪了该公司最近几年在3D打印技术领域的应用进展，尤为突出的是，它已经实现了塑料、金属和砂型3D打印的初步自动化制造。大约在2015年，该公司开始关注电弧增材制造技术(WAAM)，根据最新的消息，宝马计划从明年开始在车辆中测试电弧增材制造的零件。 电弧增材制造技术与其他金属3D打印及传统制造工艺不同，它利用通过电弧熔化的金属丝来实现层层制造。该技术能够创建中空结构，生产出具有卓越刚性重量比的部件，超越了通过传统压铸方法生产的零件性能。这不仅可以使零件变得更轻、更坚固，而且还可以降低能源需求并最大限度减少材料浪费。 铝是汽车制造的首选材料，同时，铝合金也是电弧增材制造最重要的成型材料之一。根据3D打印技术参考的技术案例积累，知名民营航天公司Relativity Space使用铝合金电弧增材制造技术来打印燃料贮箱结构；西工大也曾发文指出，其高性能铝合金电弧增材制造基础研究为梦天舱和长五B的研制提供了重要技术；首都航天机械有限公司开发的铝合金电弧增材制造技术被用于制造捷龙三号重要部件，该火箭于2022年底成功发射。总的来说，铝合金电弧增材制造工艺目前已经是较为成熟且可靠的制造技术。 宝马电弧增材制造的零件 仍然遵循从高端行业应用开始，逐步走向其他行业的特点，铝合金电弧增材制造技术开始延伸到汽车制造行业。宝马于2015年开始探索WAAM，并于2021年安装机器人单元。粉末床熔融3D打印工艺（宝马现已将其转变为自动化流程）非常适合较小的零件，而WAAM技术更适合车身、驱动器和底盘中的部分。因此，该公司使用该技术3D打印了一个悬架支柱支撑件，并将其与压铸件进行匹配。 “在早期阶段，WAAM工艺可以降低生产过程中的排放量，这一点已经很明显。组件重量较轻，材料利用率优越，并且可以选择使用可再生资源，这意味着可以更高效的生产组件。”宝马增材制造主管JensErtel表示。 WAAM悬架支柱的衍生式设计图纸 为了创造用于车辆的最佳零件，宝马转向衍生式设计。与仿生结构的原理类似，第一步涉及仅利用组件拓扑所需的基本材料。在随后的微调阶段，仅在需要的区域选择性的进行加强。需要特别指出的是，这类仿生组件也许能够通过铸造手段实现，但组件的强度却无法达到3D打印的组件强度；而如果使用锻压，则无疑成本过高。由Relativity Space开发的火箭仿生组件说明了这一特点。 RelativitySpace开发的火箭仿生组件 “WAAM技术已经开始从用于研究发展成为一种灵活的工具，不仅适用于制造测试组件，还适用于批量生产组件。生成设计方法的使用使我们能够充分利用设计自由度，从而充分利用技术的潜力。就在几年前，这还是不可想象的。”宝马集团汽车研究主管Karol Virsik表示。 BMWWAAM技术主管和BMW集团车辆研究主管 正如宝马通过政府支持的财团解决其他3D打印技术的精加工需求一样，该汽车公司可能也需要对WAAM零件做同样的事情。由于焊缝较宽，这些部件具有独特的波纹表面，因此需要对关键区域进行额外的精加工。 但工艺的发展往往超出人们想象。大部分人对电弧增材的印象仍停留在该工艺效率高但制造的零件表面非常粗糙，只能打印大尺寸零件。长时间以来，市场上电弧增材的实际应用大多如此——成型尺寸大、需要后续机加改善表面质量。但3D打印技术参考在2023年底已经报道过，国内领先的电弧增材制造厂商英尼格玛，不断打破工艺极限，已实现大尺寸零部件精细化打印。 英尼格玛铝合金电弧3D打印的汽车底盘英尼格码未经打磨、加工等后处理的电弧增材打印毛坯件 另一方面，铝合金电弧增材制造的质量也是影响零件能否最终应用的关键。电弧增材工艺对过程控制条件要求极高, 而气孔是铝合金增材制造过程易出现的主要缺陷之一。气孔会降低材料致密性，削弱有效截面积，严重的话甚至会影响产品的性能和品质。据了解，为了解决该行业难题，融速科技研发团队经过数百次技术验证取得突破，研发出了高效铝合金气孔抑制技术，符合HB963一级标准。融速科技电弧增材平台AMmake S2系列所采用的该技术生产的零部件，即能够规避传统铝合金制造工艺中的气孔缺陷等。 融速科技铝合金电弧增材制造气孔抑制技术 融速科技铝合金电弧增材制造零件 最初，宝马集团打算将WAAM零部件生产集中在增材制造园区。然而，未来计划将生产扩大到更多地点，并使供应商也能够利用这项技术。此外，还可以将该流程直接集成到装配线中，从而无需使用新工具，只需更新软件即可创建独特的组件并生产各种零件。此外，通过增加回收金属的使用，可以进一步增强该过程的可持续性。完成测试评估后，初步车辆试验计划于2025年开始。 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。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.电弧3D打印太粗糙？国内团队工艺优化重大突破！ 2.重大突破，打破封锁！国产多光束集成丝光同轴激光定向能量沉积技术！ 3.3D打印被用于制造我国探月卫星燃料贮箱 4.国内电弧增材制造技术正在爆发，或在复制SLM技术的成功之路

2023年，3D打印技术参考报道了多家知名金属3D打印企业已经实现SLM技术近无支撑打印，但对于如何实现，多家企业讳莫如深。近日，笔者关注到华南理工大学杨永强教授、王迪教授团队联合金石三维的研究人员在中国激光发表了一篇题为“激光选区熔化成形低角度无支撑结构的方法与工艺研究”的文章。其不仅对成形机理、样件表面质量以及成形方法的适用性进行了探究，同时使用实际工业零件进行了打印验证。 01开发普适性的方法打破45°的界限 由于SLM技术的热成形特性，往往需要添加支撑结构来辅助散热以及防止热应力导致的成形件翘曲，特别是在低角度样件的成形中。目前公认的SLM最佳成形角度为45°，当样件成形角度小于45°时，便需要添加支撑结构辅助成形。添加支撑结构虽然能够有效辅助零件成形，但往往伴随着打印时间和耗材的增加、后处理难度增大以及支撑面粗糙度增大等不足，而且对于一些内部镂空或者具有复杂流道的零件来说，由于其内部支撑无法去除，因而无法使用SLM技术成形。因此，开发出一种SLM成形低角度样件的成形工艺及方法对于打印成本的降低以及SLM适用范围的增加具有重要意义。 研究团队低角度无支撑打印测试样件 国内外的部分厂家虽然实现了超低角度的工业零件成形，但其核心工艺都严格保密。与此同时，在现有的研究成果中，许多高校及企业虽然都实现了低角度样件的成形，但都没有对其成形性能进行讨论。因此，开发一种具有普遍适用性的无支撑低角度成形方法，实现大悬垂区域工业零件的有效成形，对于无支撑打印的发展及进一步突破具有重要意义。 02自适应划分工艺区域实现低角度无支撑激光3D打印 目前，SLM成形的低角度悬垂结构主要存在两种缺陷，分别是悬垂表面粘粉挂渣和悬垂区域翘曲变形。激光能量密度对悬垂样件的成形具有较为关键的作用，过高的能量密度输入会使悬垂表面质量下降，同时会增加翘曲变形的风险，减少悬垂区域能量密度输入能有效提高成形质量。 笔者在对悬垂工艺进行探究的基础上提出了一种基于下表面划分准则成形低角度悬垂样件的方法，然后对样件的表面质量以及所提成形方法的适用性进行了探讨，最后采用该方法成形了最低角度为15°的无支撑叶轮样件，验证了所提方法的有效性。 下表面工艺区划分原理及不同模型下表面工艺划分结果。（a）下表面工艺区划分原理；（b）对于固定倾角样件，不同向下比较层数T对下表面工艺区的影响；（c）变倾斜角度样件下表面工艺区的自适应调控 样件翘曲机理及向下比较层数的影响机理：（a）翘曲样件；（b）翘曲机理；（c）T=0 时的激光作用机理；（d）T≥40 时的激光作用机理 环形叶轮模型及成形样件：（a）叶轮低于 15°倾面区域；（b）叶轮低于 45°倾面区域；（c）成形叶轮顶视图；（d）成形叶轮侧视图；（e）成形叶轮叶片上表面形貌 研究团队低角度打印的实际零件 研究团队打印的低角度少支撑实际零件 研究结论如下： 1） 在水平悬垂样件成形过程中，过高的能量密度会使悬垂样件表面飞溅累积严重，在刮刀的作用下，样件的层间结合性会被破坏。过低的能量密度会导致熔道搭接不足，甚至无法成形。采用适熔工艺，样件能够实现多层的有效搭接。 2） 在适宜的工艺条件下，下表面工艺区的划分是影响低角度样件成形的核心因素。在30°成形时，只有当向下比较层数T≥40时，样件的悬垂区域才能抵抗高能内表面激光带来的热应力变形，实现低角度打印。 3） 下表面质量主要受粘粉以及熔池下陷引起的凸起的影响，而上表面除了受粘粉影响外，还会受到阶梯效应和激光扫描盲区的影响。此外，上下表面与粉末接触面积不同也是上下表面粘粉差异的主要原因。 4） 低角度样件成形时，随着样件厚度增加，样件变形逐渐加剧，而样件宽度的增加几乎不会对低角度样件的变形产生影响。 END 总的来说，该团队提出了一种基于加工层角度自适应划分工艺区域，各区域使用对应的优化工艺参数进行打印，进而实现低角度无支撑打印的有效方法，同时对成形热影响进行了深入分析，丰富了后续学者对低角度样件成形的研究手段及方向。此外，所提基于加工层角度自适应下表面工艺区域的划分方法能够有效应对变倾斜角度模型的打印，适用于各类型样件，并已成功打印最低角度为15°的无支撑金属叶轮。 注：本文内容获王迪教授支持，转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.金属SLM无支撑3D打印：国内5家企业有突破 2.解析Velo3D和EOS的SLM无支撑金属3D打印解决方案 3.反其道而行之，EOS工程师介绍无支撑粉末床金属3D打印策略 4.在轨制造！人类首次太空金属3D打印相关看点

使用失蜡铸造和模具制作的传统珠宝首饰制作长期以来一直是一个耗时的手工制作过程。虽然这项艺术形式产生出了出色的结果，但若其过程中出现错误，代价就会相当高昂，同时伴随着时间损失、贵金属浪费和劳动力成本增加。 现代珠宝首饰制造采用数字设计、3D打印和各种铸造材料，已经彻底颠覆了该行业。珠宝首饰制造的数字化变革突破了设计创意的极限，并实现了更高水平的生产力，且质量丝毫不受影响。 3D打印在珠宝制造中的作用 失蜡铸造 珠宝首饰铸造质量的多变性由许多因素引起，这可能会影响珠宝首饰表面质量和准确度。铸造成功的关键因素在于模型的质量。3D打印的珠宝铸造模型具有极高的细节表现力，打印质量均一稳定，为大批量生产和批量定制珠宝带来极大的设计自由度。 型腔模具制造 利用专为兼容珠宝模具制造工艺而研发的3D Systems解决方案，实现大批量生产3D打印超高细节、耐热、高质量的复杂母模，能够在几个小时内创建橡胶模具。   原型制造 精确、精细、高保真的原型可加速创造力。解决方案提供了从数字设计到3D打印珠宝模型的快速周转，使快速设计迭代、验证、宝石镶嵌和试戴成为可能。 借助3D打印解决珠宝设计挑战 每种珠宝样式都有其自身的设计和生产挑战。3D打印珠宝制造解决方案为每种设计风格提供了其所需的高质量、准确性和可靠性，从而带来竞争优势。 一些珠宝由于存在细线、扭曲管道和精致表面等特征，锐利和精细的细节至关重要。3D打印解决方案可用于原型、铸造和橡胶铸造模型，可提供低至0.2毫米的高分辨率和精细细节。 一些珠宝具有生产空心、轻质金银丝和薄金属丝网形状的能力。3D Systems针对可铸塑料或100%蜡质模型生产的解决方案，为这些高度精细的部件提供了所需功能。 对于单个、多个和密镶宝石设计，有些包括间隙最小达0.2毫米的微尖齿，这些需要精确的模型和出色的表面质量。从功能性原型制造和宝石镶嵌验证，到用于直接铸造或橡胶成型的模型，3D Systems 3D珠宝打印解决方案可提供适当的部件，即使是最小的尖齿也可具有高精度、平滑表面处理和精细细节。 有些坚固、较重的设计具有较大的表面积，需要具有优异表面质量的模型。从用于设计验证的原型，到用于直接铸造和橡胶成型的3D打印模型，3D打印解决方案可生成无缝适合您制造过程的几何形状。 快速了解3D打印蜡模的流程     如需进一步了解3D打印蜡模的制造流程，可下载和查看珠宝蜡模打印解决方案电子书。 革新珠宝首饰制造流程，让设计创意不再被局限，将设计提升到新的高度，轻松扩展以满足制造需求，从快速周转的原型和大批量定制制造到高吞吐量生产，从而获得更好的敏捷性。 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。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.两种模式创新：3D打印为复合材料产品开发带来新思路 2.从工艺类型到打印参数，2024年3D打印机企业采购指南 3.3D打印行业领导者：关于增材制造的五大误解 4.3D打印篮球模型下载

零件顺利成形是增材制造最基本的要求。然而受制于金属粉末床熔融技术极高的冷却速度特性，成形过程将产生很大内应力，导致零件极易产生形变。特别是工件的悬空结构区域，其悬空结构的翘曲变形导致打印失败的难题，经常困扰着工件设计人员。 经过持续创新自主研发，目前，工业级3D打印领航企业华曙高科已攻克倒圆锥结构、水平圆孔等特殊结构成形难度大的技术难题，成功实现倒圆锥结构20°-25°倾斜角的无限高度成形，无支撑一体成形的水平圆孔最大可达Φ50mm。 华曙高科于2023年在上海TCT亚洲展上现场展示了金属3D打印少支撑技术，并实现航空航天、汽车等行业关键复杂结构件高效率、高质量、批量化无支撑打印。该技术显著提升了金属3D打印低角度成形能力。 金属增材制造面临支撑设计难题 合理的结构设计、合适的成形工艺是保证零件顺利成形的关键因素。在金属增材制造领域，为了使悬空结构顺利成型，通常需要添加额外的支撑结构，尤其是低悬空角度区域，业内通常将倾斜角45度以下的悬空区域添加支撑，以降低零件成形过程中失败的风险。   首先，打印支撑需要耗费额外的粉末材料、增加额外的打印时间、提升后处理工序的难度和工作量，某些支撑无法去除，且易导致工件损伤而无法使用。 其次，为了减少支撑数量并保证支撑能被去除，设计师不得不更多地考虑增材制造的工艺特性，做一些面向增材制造的结构修改，这在一定程度上给设计带来了更多约束条件。 因此，改进成形工艺，提升材料和工艺的低角度成形能力意义重大。 特殊结构实现无支撑 华曙高科认为，成形能力受材料、层厚、工艺参数等因素的影响显著，且对于相同倾斜角的不同结构零件，其成形难度本身也会有较大的区别。例如同样倾斜角的倒圆锥与正空心圆锥，前者成形要相对更困难。 因此，对于材料和工艺开发人员而言，建立成形能力的验证标准是非常必要的。华曙高科为材料成形工艺优化做了很多前瞻性研发工作，经过多年技术沉淀和创新研发，依托自研切片软件，采用自适应智能扫描策略，精准控制能量输入和零件局部热量，在保证零件致密性的前提下，其成形能力相对于传统扫描技术明显提升。 经过持续创新自主研发，华曙高科攻克倒圆锥结构、水平圆孔等特殊结构成形难度大的技术难题，成功实现倒圆锥结构20°-25°倾斜角的无限高度成形，无支撑一体成形的水平圆孔最大可达Φ50mm。工艺优化使此类零件不仅减少支撑数量，还提升了工件设计自由度，降低了对零件后处理的要求。 超10种应用已批量生产 华曙高科始终致力于推进粉末床熔融技术的应用，以解决用户的实际问题为导向，不断推进技术迭代升级。少支撑技术已应用于数十种工件并实现批量生产，材料涵盖钛合金、高温合金、铝合金、不锈钢等，典型应用包括燃料罐、闭式叶轮、阀体、喷嘴等零件，最大尺寸工件超过450mm。 少支撑/无支撑工艺三大优势 缩短生产及后处理时间，降低生产成本。以直径约130mm，高度约50mm的IN718材料闭式叶轮为例，打印时间可缩短33%，成本可降低约25%以上。对于支撑量更多的零件可节约更多时间及成本。 提升产品质量。支撑与工件结合处易产生冶金缺陷，去除支撑时易损伤工件本体，产生的碎屑若进入流道等狭腔结构，容易形成多余物，减少支撑量都能有效减少这些不利因素。 提升设计自由度。突破传统45°成形角度限制，显著拓宽应用场景。如一些小尺寸零件具有复杂内腔结构，采用一般打印策略需修改设计或添加大量支撑，内腔易存在局部变形问题，如采用无支撑策略，可顺利成形。 华曙高科认为，金属增材制造技术仍有很大潜力待挖掘。未来将持续对金属增材制造技术潜力和创新工艺进行深入研究与挖掘，进一步释放其创新活力和发展空间。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.金属SLM无支撑3D打印：国内5家企业有突破 2.解析Velo3D和EOS的SLM无支撑金属3D打印解决方案 3.反其道而行之，EOS工程师介绍无支撑粉末床金属3D打印策略 4.华曙高科FS811M系列：客户端装机打印超2.5万时

纳米到微米尺度的颗粒在生物医学设备、药物和疫苗输送、微电子、微流体和能量存储系统领域具有广泛应用。然而传统的制造方式需要在制造速度、可扩展性与粒子形状和均匀性以及粒子性能等多个因素之间进行平衡。 对此，来自斯坦福大学的研究人员介绍了一种更高效的处理技术，借助3D打印，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。3月13日，该研究以“Roll-to-roll, high-resolution 3D printing of shape-specific particles”为题发表在nature上，这也是本年度第二篇增材nature研究。 https://www.nature.com/articles/s41586-024-07061-4   传统的颗粒粒子制造方法包括研磨、乳化技术以及光刻等。研磨、乳化、沉淀、成核和生长以及自组装技术，是一种自下而上的制造方法，具有高通量制造的特点，但会导致导致颗粒群体异质，对形状和均匀性的控制有限。为了解决这些颗粒几何缺陷，人们开发出了直接光刻、单步滚对滚软光刻和多步模具制造等自上而下的制造方法，被证明最高能够实现每天86400个粒子的制造速度，但仍然面临同时实现微米级尺寸、几何复杂性、制造速度、材料选择和可排列性等多维度的同时控制。 总的来说，传统的粒子制造技术需要在多个因素之间进行权衡，制造方法各有优缺点。斯坦福大学的研究人员以该校迪西蒙尼实验室2015年开发的连续液体界面生产（CLIP）技术为基础，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，能够快速、可变的制造和收获具有各种材料和复杂几何形状的粒子。通过这项技术，研究人员可以实现微米级精度的3D打印，同时保持高生产速度和材料选择的灵活性，为粒子制造带来了新的可能性。 r2rCLIP 3D打印装置 需要指出的是，3D打印需要在分辨率和速度之间进行权衡。宏观尺度的3D打印已经在大规模制造领域证明了可用性，如消费品、航空航天、汽车、医疗等领域。对于CLIP技术，增材领域的从业人员已经熟知，3D打印技术参考在此不再解释原理。为了实现快速且全自动的粒子打印过程，研究人员使用连续薄膜的模块化滚对滚系统取代了高分辨率CLIP打印机的传统静态构建板，实现了半连续打印和自动化的在线后处理，包括清洁、后固化和粒子剥离。选择镀铝的PET薄膜作为主要薄膜基底，在打印过程中可保持粒子粘附力高于原位正交树脂得回流力和正常吸力，同时仍允许从薄膜上剥离而不破裂。   r2rCLIP 3D打印原理  为了展示r2rCLIP在制造微尺度尺寸和复杂结构方面的潜力，研究人员设计了一系列几何复杂度不断增加的形状。这些设计不仅反映了以前2D制造和多步模具制造技术的成果，还包括一些无法使用模具制造的几何形状，体现了新技术的强大能力。研究人员将几何复杂度分为可模具制造和不可模具制造两类。 使用r2rCLIP方法进行粒子制造的一个显著优点是它固有的无模具特性，该工艺仅通过优化打印参数即可实现在阵列内部或之间改变制造的几何形状。这意味着可以生产各种粒子几何形状，而无需像以前的粒子制造方法那样更换模具。当需要调整几何要求时，这种灵活性特别有益，例如当制造多分散粒子的异质混合物的精确比例时。 由r2rCLIP制造的可塑到不可塑几何形状的SEM图像 由r2rCLIP制造的可塑到不可塑几何形状的SEM图像 通过r2rCLIP制造陶瓷颗粒以及用于药物输送 新的滚对滚高分辨率连续液体界面生产技术，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。打印机和树脂的光学设计优化使得以高达单位数字微米的无支撑z轴分辨率打印物体成为可能。在可模具制造、多步可模具制造和不可模具制造的粒子几何形状的制造中，展示了快速可变性、复杂3D制造能力以及对各种树脂化学成分的固有适应性。此外，对于直径小于200微米的单元，快速粒子生产能够在大约24小时内实现克级潜在产量。这种可扩展的粒子生产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。 总的来说，r2rCLIP技术有望解决当前粒子制造面临的主要工程挑战，为先进应用提供更高质量、更复杂几何形状的粒子。随着该技术的进一步发展和优化，我们期待看到它在生物医学、药物输送、微电子和其他领域的广泛应用。 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。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.两种模式创新：3D打印为复合材料产品开发带来新思路 2.在轨制造！人类首次太空金属3D打印相关看点 3.从工艺类型到打印参数，2024年3D打印机企业采购指南 4.3D打印机安装高速套件，实现高速、高质量制造

复合材料的性能与金属材料相比具有高比强度、高比模量、设计自由度更高、易于整体成型以及轻量化等优良特性。然而传统的复合材料成型工艺（如缠绕、模压、拉挤、热压罐、树脂传递模塑等）均存在复杂结构难以成型，开发前期需要开模等工序，严重影响了产研前期研发进度。3D打印技术因免开模、复杂结构易成型等特点，已获得复合材料制造领域的广泛重视。到目前为止，探索复合材料3D打印已经成为一种新的趋势，有望突破传统复合材料成型的限制，带来复合材料制件领域的成本大幅度降低和时间大幅度缩短的变革。 高性能复合材料3D打印通常涉及短/长纤维增强尼龙（PA）、聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮酮（PEKK）、聚醚酰亚胺（PEI）等材料。FDM挤出3D打印工艺是复合材料产品开发的重要选择。 3D打印聚合物性能金字塔 产研新材料研究院（德州）有限公司，成立于2021年1月，是一家专注于海洋用复合材料、5G通讯用复合材料、先进复合材料成型工艺及高端装备等领域的技术研发与成果转化的山东省级“新型研发机构”。 通过与高性能材料工业FDM 3D打印解决方案厂家远铸智能合作，双方共同开拓出两条将3D打印技术用于复合材料产品零件开发应用的路径。 013D打印直接制造替代传统复材成型工艺 3D打印直接制造，是指通过3D打印技术直接制造出研发或生产所需要的零件产品，满足用户在强度、外观、物理化学性能等方面的要求。为某飞行器发动机开发进气歧管，是产研新材料研究院此前的一项重要项目。进气歧管是发动机系统中的关键部件，其性能直接影响到发动机的综合性能。进气歧管的结构相当复杂，在开发过程中存在着模具制作难度大、成本高，后续振动焊接工艺繁琐，工期较长等问题，严重影响到产品的开发效率。 为解决这些问题，产研新材料研究院首次尝试采用FDM 3D打印技术直接制造。其对市面上几家提供FDM技术工艺和设备的企业进行了深入调研，经过对材料性能、设备能力、服务支持等多方面因素考量，最终选择了远铸智能FUNMAT PRO 610HT 3D打印机和PEEK-CF复合材料进行产品开发应用。 FUNMATPRO610HT 3D打印进气歧管及内部结构 FUNMAT PRO 610HT作为一款高性能材料FDM打印设备，主要用于打印PEEK、ULTEM、PPSU等高温高性能热塑性材料，能够满足市面上绝大多数热塑性材料的打印需求，甚至包括用户自研材料。其恒温腔室在打印高性能材料时表现出色，设备喷头加热温度可高达500℃，成型腔室温度可达到300℃，熔融绝大多数高分子材料的同时保证了高温材料的无翘曲打印。 最终部件的三维尺寸为218.4×216.4×95.4mm，通过德州产研院的专家和远铸智能的工艺工程师共同开发和设计，优化模型结构设计（DfAM），调整打印工艺，可实现如下优化： 减重30%：最终打印产品的壁厚最薄至1.7mm，而传统的注塑进气歧管产品厚度约3mm，有效降低飞行器自身重量， 满足安装精度：零件的尺寸精度控制在±0.2mm范围内，充分满足了进气歧管的安装精度要求； 力学强度提高：产品的力学强度达到100MPa，较传统注PA66-GF产品提高30%以上。 耐高温： 该款产品具有优异的耐高温性能，用户长期在144℃℃下稳定使用无变形，极大提高了应用上限。 FUNMATPRO610HT 在制造效益方面，该零件如果采用传统注塑工艺进行开发，模具费用在20万元左右，开模周期45天。而采用3D打印技术，该产品一体成型，无需开模具，成本仅为传统工艺的十分之一，只需4-7天的生产周期。FDM 3D打印技术工艺在产品开发阶段节约的时间和经济成本大大超出了客户的预期，提高了客户的满意度。由此可见，通过远铸智能FUNMAT PRO 610HT打印出来的发动机进气歧管，完美达到了最初用户要求的使用参数，成功替代了传统注塑成型加焊接的生产方式。 02传统工艺融合3D打印复合材料制造的新形式 3D打印除了直接制造复合材料部件，还可以通过与传统工艺结合，横向打通两项技术之间的壁垒，攻克传统技术无法实现的难题。如能将传统工艺和3D打印两种技术结合，则可以实现性能、成本、时间上的最优解以及价值最大化。基于该种创新目的，产研新材料研究院与国内某顶尖高校合作，开发了机器人复合材料机械臂。 产研新材料研究院与远铸智能也因此开拓出了一条将3D打印工艺融入传统复合材料产品零件制造的新途径。双方首先借助FUNMAT PRO 610HT 3D打印PEEK-CF材料一体成型了机械臂的内部支撑结构，该部件结构具有大尺寸、曲面、高比刚度、高比强度的特点，充分体现了打印设备对高性能复杂构件的制造能力。之后，产研新材料研究院使用预浸料铺放方式在3D打印结构外面包覆碳纤维，最终以快速、低成本且免开模具的方式制造出了轻量化程度高、机械强度高的复合材料机械臂，实现了与铝合金媲美的结构强度效果。 机械臂切片图 这种将预浸料铺放与3D打印工艺相结合的制造模式，避免了开模具，从而节省了开模所需要的时间和成本，且产品强度堪比金属，重量远小于金属。这是产研新材料研究院与远铸智能在将3D打印用于复合材料制造的重要探索。3D打印工艺除可与预浸料铺放工艺相结合外，还存在更大的想象空间，可与传统的缠绕工艺、自动铺放工艺、模压工艺等多种技术相结合。 预浸料铺放后机械臂成品件 END 总的来说，3D打印在产品零件设计直接制造及融合传统工艺上都实现了突破，为提高复合材料产品制造效率、降低制造成本做出巨大贡献。通过与远铸的合作，产研新材料研究院展示了其在工程创新领域的实力，同时也证明了3D打印技术在复合材料产品设计制造和应用开发中的巨大潜力。 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。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.华曙高科助力南理工碳纤维增强PEEK增材制造工艺研究获重要成果 2.Stratasys收购连续碳纤维3D打印技术组合，正在走出困境 3.特斯拉机器人使用PEEK减重，多股涨停！国内3D打印方案已突破性发展 4.3D打印中的PEEK：一种耐用且要求苛刻的材料

通用电气将于今年4月完成分拆，原GE Aviation（GE航空）已更名为GE Aerospace（GE航空航天）。3月14日，3D打印技术参考注意到，GE航空航天公司宣布，今年计划向其全球制造工厂和供应链投资超过6.5亿美元用于提高其生产能力，满足商业和国防客户不断增长的需求。 其中，美国14个州的22个本土生产工厂将获得近4.5亿美元；部分国际基地将获得1亿美元；另外1亿美元将投资于其美国供应商，以帮助确保该公司的国内供应链。 作为美国本土投资的一部分，1.07亿美元专门用于该公司位于辛辛那提的工厂，以扩大商用和军用飞机发动机的生产规模。特别是，这些资金将用于购买新的3D打印机、工具和其他设备，并升级发动机测试设施。GE航空航天公司位于阿拉巴马州奥本工厂的3D打印能力也将得到扩展，该工厂将获得5400万美元的资金。 在此之前，GE航空航天公司去年也进行了类似投资，投资3.35亿美元以改善其在美国各地工厂的装配、产能提高和基础设施安全。GE航空航天公司是3D打印技术的长期采用者。根据欧洲专利局（EPO）的数据，GE在2001年至2020年间提交的3D打印相关专利数量是所有公司中最多的。 该公司的每台LEAP发动机都包括19个3D打印燃油喷嘴。据报道，发动机的燃油效率相比与CFM56发动机提高了15%。实现这种效率的关键是减轻重量，GE具有里程碑意义的3D打印燃油喷嘴头比传统制造的同类产品轻25%，耐用五倍。LEAP喷嘴还具有复杂的几何形状，可在喷气燃料进入燃烧室之前对其进行预混合，从而进一步提高发动机效率。自2016年投入使用以来，已生产了数十万个喷嘴，这是航空航天领域大批量3D打印的一个重要里程碑。这款发动机为空客A320neo、波音737 MAX和中国商飞C919提供动力。 GE Aerospace自2013年以来一直在开发和测试其GE9X发动机，该发动机专为波音777X喷气式飞机设计。2019 年，GE公司宣布每台GE9X发动机均采用了300个3D打印部件，这些部件组合在一起形成七个多部件，如3D打印的燃料喷嘴、温度传感器、燃料混合器、热交换器、颗粒分离器以及低压涡轮叶片。据GE介绍，3D打印使GE9X发动机的燃油效率比GE90提高了10%。 在GE航空航天公司，增材制造被大量用来制造具有传统制造方法无法实现的几何形状的零件，用于推动航空航天制造的未来。 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。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.GE即将推出Point Melt电子束3D打印新技术，称将改变游戏规则 2.GRX-810新超级合金3D打印火箭发动机成功测试，NASA公布多个新材料使用要点 3.在轨制造！人类首次太空金属3D打印相关看点 4.镁合金粉末3D打印易爆、易挥发，电弧增材另具优势