铂力特发布的《铂力特如何助力商业航天“一飞冲天”？》一文指出，其成功助力星际荣耀液氧甲烷可重复使用验证火箭制造。 2023年11月2日，星际荣耀液氧甲烷可重复使用验证火箭双曲线二号验证火箭（代号SQX-2Y）飞行试验任务取得圆满成功。本次任务属于国内首次开展液体火箭全尺寸一子级的垂直起降与重复使用飞行试验，标志着中国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破。铂力特帮助客户研制了多个发动机的关键零部件，有效帮助客户缩短生产周期，节约生产成本，加快产品迭代，提高研制效率。 · SQX-2Y 起飞瞬间 · 2023年12月10日17时07分，北京星际荣耀空间科技股份有限公司双曲线二号可重复使用液氧甲烷验证火箭（代号SQX-2Y）在我国酒泉卫星发射中心开展第二次飞行试验任务。火箭着陆平稳精确，状态安全恢复，飞行试验任务取得圆满成功。 · SQX-2Y 精准着陆 · 该火箭于2023年11月2日圆满完成了首次垂直起降飞行试验，首飞完成后，星际荣耀在仅二十天的时间内便完成了火箭的重复使用维护检测工作，再次转场执行重复使用飞行任务并取得了圆满成功，该次飞行进一步获取了各系统飞行数据子样，为可重复使用运载火箭更多次、更高效的复用飞行提供了技术积累，并为公司正在开展的中大型可重复使用运载火箭双曲线三号的研制工作提供了关键技术验证。 双曲线二号验证火箭圆满完成第二次飞行试验任务，实现了国内首次可复用火箭的复用飞行。本次任务验证了国内首款成功完成垂直起降回收任务的全尺寸液氧甲烷火箭一子级的快速重复使用能力，低空返回和着陆技术可靠性，火箭复用极简检测流程、规范和标准，各系统及单机重复飞行可靠性和复杂环境适应性，简维护、短周期、高频次重复飞行的可行性，火箭回收区处理系统的适应性。  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.吴鑫华院士将举办航空材料与增材制造深度研讨会 2.单客户装机近百台！光固化3D打印技术怎样继续创新？联泰科技给出答案 3.3D打印数据安全性至关重要，Velo3D获高级别权限 4.报告：2032年3D打印收入将超千亿美元，亚洲渐进，欧美激进！

据3D打印技术参考了解，致力于汽车、手板等行业的大模型生产制造的浙江余姚海帅灵模型有限公司（下称海帅灵），已拥有联泰科技旗下G系列、Lite系列产品近百台，成功实现了数字化生产模式。自2013年成立至今，市场需求不断释放，传统CNC工艺早已无法满足客户一体成型、大批量和紧急交付的生产需求，海帅灵果断选择利用增材制造技术实现生产制造的数字化转型。 海帅灵数字化生产车间（部分） 在海帅灵处于数字化转型探索期时，团队接触了市面上其他3D打印机品牌，并进行了筛选比较。但“专业”一直以来都是达成合作的必要条件。联泰科技在业内深耕二十余载，对光固化3D打印技术持续创新，打破业内对该技术装备秉持的一成不变的思维，其技术及设备均处于行业领先水平。 联泰科技面向工业级大尺寸生产需求的G系列设备（G1400、G1800、G2100）有效的满足了大型复杂结构的一体成型设计，帮助企业实现了高质量的批量化生产。最终，海帅灵最终选择与专业3D打印技术开发商联泰科技进行合作。01大幅面、更多科技加持——G1800 G1800采用1800×900×600mm的超大幅面设计，打印尺寸再次升级，让日常模具生产一次即可成型，无需再次拼接。配合联泰科技自主研发的碳纤维涂敷刮刀设计，其采用的是上下运行的打印路径，相较于市面上传统的左右运行，刮刀的来回运动里程得到了显著缩短，进一步提升日常打印速度的同时有效实现了材料的循环利用。这一独创优势成功助力工业生产降本、提质、增效，让生产过程更节能、更环保，在多个行业的模型制造中发挥着重要价值。 联泰科技自主研发碳纤维涂敷刮刀 针对多激光高效生产下的模型质量和稳定性问题，联泰科技旗下的G系列设备采用国内首创的拼接扫描算法。将相邻振镜扫描的同一个成型件的两侧部位无缝拼接在一起，增加了两侧区域的接触面积，从而保证成型件在拼接区域卓越的力学性能。这一独创的“交叉拼接”技术，既能保证成型件在拼接区域的表面质量，又可保证拼接区域的力学性能，基本接近同一振镜独立扫描成型的制件的力学性能（90%以上）。 联泰科技大幅面3D打印机G1800 02高精度、大幅面——G1400 G1400作为联泰科技旗下大幅面SLA光固化3D打印机，可实现1400×700×500mm的超大成型范围，能有效助力企业大尺寸零件的一体成型及小尺寸零件的批量制造。同时与传统的单激光打印相比，G1400采用的是多振镜3D打印技术。其内置双激光器同步操作，通过精密算法及系统的升级，可以对每个独立的激光器实现同步控制。多激光器同步后，打印速度和效率得到了显著翻倍！ 联泰科技大尺寸3D打印机G1400双激光同步操作同时，联泰科技G系列设备配有自动标定功能，其分别采用PSD位置传感器来获取激光的实时位置、采用磁性位移传感器来获取PSD的实时位置。通过刮刀以及刮刀上的电机来驱动PSD传感器在设备内移动，由此完成自动标定的功能。这一精准定位原理可有效避开大面积标定板设计及使用难点，大幅提高标定的精度及柔性。配合大幅面、多激光器的显著优势，助力批量和大尺寸制造！ 联泰科技大尺寸3D打印机G1400自动标定原理联泰科技大幅面3D打印机G1400 03专业设备，兼容多元材料 技术&设备上的有力保障，使得日常生产中对于材料的兼容性更强，打印的效果也更加优越，如海帅灵所制作的模型中就包含耐高温材料、高韧性材料等。其中耐高温材料的耐温可达260℃，主要用于制造具有高特征分辨率的坚固、强韧和精确的部件。而高韧性材料具有较高的断裂伸长率和抗冲击强度，特别适合于功能性验证模型的制作。 海帅灵高韧性材料模型海帅灵耐高温材料模型 除了专业的力量，联泰科技售后团队奉行“有求必应，使命必达”的信念。从最初的“一碗面”到如今售后驻点的建设，联泰科技从未停止前进的脚步。秉承着“客户至上、服务到底”的理念，始终致力于快速响应客户需求，提升客户使用体验。所谓“相信的力量”是客户对联泰科技的信任，更是联泰科技对广大客户的责任！ 联泰科技售后主管程瑞银&海帅灵夏董沟通互动 随着市场需求的不断扩容，工业生产的尺寸逐渐增大、结构复杂程度越来越高，3D打印机品牌也随之层出不穷。在“百花齐放”的市场环境下，联泰科技凭借着“创则必成”的精神，从一年仅一台设备的成交额到如今惠及万千客户。在品牌知名度建成的背后是专业和信赖。 海帅灵与联泰科技的合作是工业生产智能转型的有力实践，更是未来联泰科技和海帅灵蓬勃发展的良好开端。 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.联泰科技总经理马劲松解读“中国3D打印技术如何在全球拥有一席之地” 2.光固化3D打印领导者联泰科技，推出工业级SLM金属3D打印装备 3.3D打印数据安全性至关重要，Velo3D获高级别权限 4.报告：2032年3D打印收入将超千亿美元，亚洲渐进，欧美激进！

关注要点：开发自动扫描装置和几何搜索算法，创建可3D打印零件文件的综合存储库。美国已经在增材制造领域建立起强大的学术基础并吸引全球人才，该国在与增材制造相关的学术研究方面处于领先地位。 在一项标志着美国国防供应链转变的独特举措中，美国国防后勤局(DLA) 与创新咨询公司BMNT合作，克服了传统采办系统的局限性。此次合作促成了美国国防部 (DoD) 最大的3D打印零件存储库的创建，展示了增材制造技术在国防和国家安全方面的变革潜力。 美国国防后勤新时代 据分析文章，负责美国政府最广泛后勤业务的DLA在高效采购所需的86%的维修零件时面临严峻挑战。这项任务充满了问题，包括存在标签错误、有缺陷或假冒零件。3DPrint网站宏观分析师Matt Kremenetsky表示，最近发现某公司经销的航空航天备件存在假冒认证文件，给空客、波音、赛峰等主要航空航天公司造成了混乱。 据称，依靠美国自身的供应链，仅2019年，低效率就造成了约3.05亿美元的损失，相当于三架F-35的成本。寻找替换零件的传统过程非常费力，技术人员需要花费数月时间筛选过时的技术文档和复杂的工程图表。 认识到范式转变的必要性后，DLA向BMNT寻求解决方案。BMNT依靠专门的工具和流程来帮助实体快速、大规模的创新。BMNT的方法引入了利用其他交易机构的新流程。这些合同不受标准采购的约束，从而实现了更加灵活、以问题为中心的方法。该战略促进了技术提供商与DLA需求的快速联系，为创新解决方案的开发和部署营造了协作环境。 创建可3D打印文件综合存储库 在实施新流程一个月内，DLA授予了OTA合同，用于开发自动扫描装置和几何搜索算法。该技术能够创建可3D打印零件文件的综合存储库，标志着国防部库存管理的独特成就。 新的OTA流程既简化了DLA的零部件采购，又通过将数千家美国制造商纳入国防供应链来扩大其供应商基础。这种扩张，再加上按需制造零件的能力，将采购零件所需的时间从三个月以上缩短到不到两周。 美国国防正对3D打印制造形成依赖 BMNT与DLA的合作代表了美国和全球制造业供应链正在发生的另一项重要变化。美国国防部和相关制造商正在对其生产技术进行数字化，以此作为面对全球挑战（冲突或疾病）时确保供应链弹性的一种手段。 根据相关报告，到2024年，美国国防部在3D打印方面的直接支出预计约为5亿美元。这一数字大大低于总支出，因为它不包括劳动力，而劳动力成本是其成本的两倍多。美国海军部 (DoN) 最近的一个增材制造项目预算约为1500万美元，仅分配了约400万美元用于直接采购硬件和材料，其余1000万美元用于劳动力、设施、辅助设备和其他物品。这意味着每花费一美元直接支出，可能就会有另外一到三美元的间接支出。此外，美国国防部增材制造的直接支出预计将以 23%的复合年增长率 (CAGR) 增长，到2030年将达到近15亿美元，其中金属增长最快。 DLA与BMNT的合作以及创建国防部历史上最大的3D零件存储库就是向更敏捷和创新解决方案的转变，这与对增材制造不断增长的财务是一致的。这一趋势不仅表明美国国防部对先进制造技术的优先重视，而且凸显了从长远来看显著节省成本和提高效率的潜力。 数字制造全球竞赛 美国并不是唯一一个致力于提高数字制造能力的国家。除了英国、加拿大和澳大利亚的盟友之外，世界各国都在增材制造及相关技术上投入了数十亿美元。 3DPrintPRO指出，美国已经在增材制造领域建立起强大的学术基础并吸引全球人才。该国在与增材制造相关的学术研究方面处于领先地位，这体现在较高的H指数和大量国际 学生的流入（3D打印技术参考注意到，在美国知名的Velo3D和Seura公司，均有中国留学生任职）。这种学术实力转化为3D打印技术的强劲工业应用，美国占据全球工业3D打印机市场的最大份额（占33%）。 此外，美国国防部正在大力投资增材制造，预计到2030年支出将接近15亿美元。这种增长证明了国防后勤和运营对增材制造的依赖日益增加，凸显了3D打印在国家安全中的战略重要性。 美国正凭借其强大的研究基础和庞大的工业安装基础，在高端工业级3D打印领域仍于领先地位。由于一些原因，我们无法做对比分析。 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.金属3D打印厂商易加三维在美国休斯顿开设子公司 2.投资将达22亿美元：美国军方近年来关注的十类3D打印技术 3.美国海军官员称军用造船的未来取决于金属3D打印 4.3D打印巨头Desktop Metal面临退市危机

时代呼唤创新 科技引领变革 11月25日 清华大学《探臻科技评论》2023 “青年最关注的 改变未来十大变革科技” 榜单发布！ 为营造良好的科技创新生态，鼓励广大青年学子瞄准行业前沿，深入探索交叉领域，清华大学《探臻科技评论》开展了2023“青年最关注的改变未来十大变革科技”榜单评选活动，共吸引了9000余名清华师生参与投票。 清华大学探臻科技评论社是清华大学服务国家战略科技发展，履行高水平科技自立使命，为培养关键核心领域青年领跑者创建的科技创新社团。 11月25日上午，在“青年变革力量·探臻青年科技论坛”现场，《探臻科技评论》2023“青年最关注的改变未来十大变革科技”榜单评选结果正式公布。入选的十项前沿科技（排名不分先后）分别是： 超快激光加工 上榜理由：突破加工精度，打造下一代工业制造的新范式 推介语：“激光制造是当前国际制造业的前沿和热点之一，以激光为工具对材料改性、去除和成形，如激光切割、焊接、打孔、3D打印等，广泛应用于制造的各个领域。超短脉冲激光的出现则开辟了激光精密制造的新途径，超快激光具有极大的瞬态功率和超短的作用时间，与物质作用往往形成强烈的非线性效应，可以实现金属、半导体、陶瓷、玻璃等多种材料的高分辨率、无损伤、超精密加工，为器件微型化、集成化提供关键技术支撑。” 第六代移动通信技术 上榜理由：下一代移动通信技术，助力“万物智联”信息化新时代 推介语：“面向未来，人类社会将进入智能化时代，从移动互联、到万物互联、再到万物智联，6G将实现从服务于人、人与物，到支撑智能体高效联接的跃迁，致力于通信与感知、计算、控制的深度耦合，成为服务生活、赋能生产、绿色发展的基本要素，实现空天地一体化的全球无缝覆盖，构建人机物智慧互联、智能体高效互通的新型网络，在大幅提升网络能力的基础上，6G将具备智慧内生、多维感知、数字孪生、安全内生等新功能。” 第四代半导体材料 上榜理由：聚焦芯片卡脖子环节，引领半导体材料革新 推介语：“随着电子信息技术的不断发展，半导体材料也经历了数代更迭，第一代半导体材料奠定了微电子产业的基础，第二代半导体材料奠定了通信产业的基础，目前以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体材料具有耐高压、耐高温等优越性能，主要应用于功率器件和射频器件。而氧化镓、氮化铝、金刚石等第四代半导体材料具有优异的物理化学特性、良好的导电性以及发光性能，在功率和射频半导体器件、紫外探测器、气体传感器以及光电子器件领域具有广阔的应用前景。” 动力电池回收技术 上榜理由：助力新能源可持续发展，实现旧电池“变废为宝” 推介语：“动力电池回收技术是针对废弃电动车电池进行再利用的关键技术，包括拆解、物理化学处理、精炼、再生利用等步骤，目标是提取并回收电池中的有价值材料，例如镍、钴、锂等金属，并实现其循环利用。该技术被广泛应用于新能源汽车、储能设备等领域，有效降低了原材料成本，同时减少了环境污染。未来发展方向主要集中在提高回收效率、降低回收成本以及环保处理等方面。随着新能源汽车市场的快速发展，动力电池回收技术将具有巨大的市场潜力和社会价值。” 高温超导材料 上榜理由：高温超导现象被誉为“当代科学的明珠” 推介语：“超导电性的黄金判据是，在低温条件下材料兼具零电阻性和抗磁性。高温超导材料是物理领域研究的前沿和热点，因其具有较高的超导转变温度，在应用领域广受关注，有望解决未来能源问题。现阶段研究的核心问题有：提高超导材料的临界温度、探索高温超导机理、降低制备成本等。高温超导材料的研究对电力传输、航空航天、国防安全、量子计算、数字通讯、医疗设备等领域具有重要意义，对其研究上的突破将带来新的科技革命。” 类脑计算 上榜理由：探秘碳基生物大脑，推动硅基通用智能 推介语：“类脑计算是借鉴人脑信息处理方式，基于神经形态工程，创造支撑通用人工智能发展的超低功耗新型计算系统。类脑计算充分发挥神经科学与计算科学两者的优势，旨在大幅增强人类感知世界、适应世界、改造世界的智力活动能力，被认为是后摩尔时代最为重要的发展方向之一，是涵盖万亿元市场的高科技领域，将赋能各行各业极大地拓展人类的智力活动范畴，引领新一代信息技术革命，正是我国信息产业实现跨越式发展的契机。” 类器官芯片 上榜理由：打造仿生人体的体外模型，医药行业的颠覆性技术 推介语：“类器官芯片是传统器官芯片在生物技术方面的延伸，指由原代组织、胚胎干细胞、诱导性多能干细胞在芯片微环境之中衍生发育的各种类器官模型，其含有某个器官特有的多种细胞类型，与人类器官拥有高度相似的组织学和基因型特征，并部分重现该器官的特有生理功能。类器官芯片旨在使类器官变得更易于操作和可控，从而尽可能全面地反映人体内部复杂的微环境。在新药研发、疾病建模和个体化精准医疗等领域具有巨大的应用前景。” 生物3D打印 上榜理由：精准制造活体器官，为再生医学带来革命性突破 推介语：“生物3D打印技术是一种利用（干）细胞作为墨水的新型3D打印技术，基于现代医学精确扫描和计算机快速建模，利用增材制造技术逐层沉积活细胞以及生物活性材料，制造出高精度、高复杂度的人体组织，在器官体外制造方面显示出特有优势，在生物医学和国防军事等领域具有广泛的应用前景。生物3D打印技术有望解决器官供体不足的问题，实现人体器官的完整再造，将改变传统组织工程、药物研发模式，为人类生命健康带来革命性变革。” 生物质能碳捕集与封存 上榜理由：减缓气候变化的负排放技术，助力全球温控目标实现 推介语：“化石碳资源已成为人类衣食住行的主要物质依赖，而此类资源都是由史前生物质衍化而来，理论上生物质可完全替代这些化石碳资源。生物质是唯一蕴含碳的可再生资源，其生长过程吸附固定大气中的CO2。生物炼制将生物质转化为各种产品，如果再与碳捕集和封存技术结合，还可以实现碳的负排放。生物质能碳捕集与封存是实现全球温升控制目标的重要负排放技术，是在基本不改变人类现代生活方式的前提下应对气候变化危机的最有效产业技术手段之一。” 通用人工智能 上榜理由：数据算法助力科研范式变革，加速人类社会生产力发展 推介语：“借助深度学习模型和自然语言处理等领域的最新研究，通用人工智能能够生成连续且具有语境意义的文本、图片、音频等，取得了显著的进展。人工智能模型涌现出惊人的通用能力，通过在上下文中学习，模型能够听从人类的提示，完成多种多样的任务。以大语言模型为核心，视觉、听觉等多种模态进一步融合，模拟人的多感官能力。模拟不同个体的多智能体人工智能初见端倪，为人类与人工智能共处展开了更多的想象空间。” 注：本文内容来自探臻科技评论、清华大学。 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： 1.3D打印巨头Desktop Metal面临退市危机 2.北理工-3D打印技术在5G通讯天线中的应用进展与挑战！ 3.巨型铸造——砂型3D打印应用的新突破，新能源汽车行业的新焦点 4.国产桌面碳纤维3D打印机“不挑材料”，新增11款特种耗材！

导读：橡树岭国家实验室的研究人员开发了一种方法，将打印部件的后检测数据与打印过程中传感器收集的信息结合起来。然后，组合数据会教导机器学习算法来识别产品中的缺陷。这种新方法实现了90%的检测率，与传统评估方法缺陷检测概率一致，从而节省时间并降低成本。 当前，关键金属3D打印的组件资格认证依赖于广泛的机械测试和无损评估。非原位表征技术，如X射线断层扫描（XCT）可用于对单个组件的检测，但仍需要同时进行其他辅助破坏性测试和分析之后才能使用。此外，许多无损检测技术都受到3D打印部件复杂几何形状和粗糙表面的挑战。例如，XCT在对大型或多细节特征零件进行成像时图像质量降低，零件的复杂几何形状会加剧散射伪影。再加上工艺漂移、机械性能不稳定以及机器之间的不一致性，这些严格的鉴定方案限制了3D打印技术的使用。 3D打印工艺的原位监测有望成为一种成本较低、可扩展性更强的非原位测试替代方案，因为它能够检查大型、多细节特征的部件，并且已被确定为能够鉴定增材制造部件的关键技术。然而，现有的原位传感器技术和数据分析技术很难在生产规模的L-PBF打印机上检测到表面缺陷（如内部孔隙和裂纹）。例如，对于通过L-PBF生产的零件，表面缺陷可能会对机械性能产生重大影响，特别是在循环载荷条件下。然而，在打印过程中，仅通过可见光相机成像可能无法观察到这些缺陷，可见光相机是L-PBF系统最常见的商业原位监测形式。目前的研究已经证明，使用红外波长的成像可以用于观察表面下的缺陷，但相对于可见光成像，这些技术要么空间分辨率差，要么视场小。不同但互补的传感器模态（如可见图像和红外图像）的融合提高了整体信息内容，但与对多模态传感器数据解释相关的挑战使原位缺陷检测仍然难以实现。 XCT检查3D打印零件中的缺陷 近年来，机器学习（ML）在处理监控数据方面的最新应用进展释放了3D打印零件鉴定的原位传感潜力。用于分析现场增材制造传感数据的机器学习方法已经取得了重大进展，但评估这些技术的方法很少受到关注，并且对机器学习的准确性仍持怀疑态度。 增材制造技术前沿注意到，橡树岭国家实验室(ORNL) 和国防/航空航天巨头RTX（由雷神公司和联合技术公司合并而成）合作，于近期公布开发了一种软件解决方案，利用机器学习 (ML) 对L-PBF技术生产的金属零件进行现场质量控制。该解决方案的流程涉及利用近红外相机和在打印过程中可见光相机收集的数据，以及对CT扫描后制造的零件进行检查。接下来，两个数据集的组合用于教导算法在后续打印过程中现场识别缺陷。每次打印后，软件还会根据反馈进行训练。 研究人员表示，他们的工作取得的最大飞跃是为量化机器学习驱动的质量控制的可靠性奠定了基础——这是此类技术最终达到规模化不可或缺的先决条件。ORNL研究人员表示，他们所开发的流程可实现90%的检测率，同时降低误报概率，误报可能导致优质产品报废。他们也是第一个对原位（过程中）缺陷检测的置信水平给出数值的机构。 利用过程监测、传感器融合和机器学习对增材制造的部件进行现场无损评价 在训练过程中，该算法首先使用CT扫描图像标记缺陷。然后，操作员根据打印过程中收集的数据中的视觉提示对其余部分进行注释。人工反馈会继续训练软件，因此算法每次都能更准确识别缺陷。ORNL之前在原位监测和深度学习框架方面的进展被用作这种新颖方法的工具。随着时间的推移，这将减少人工参与制造检查的需要。 研究人员表示，这可以在没有CT的情况下实现CT级别的信心。检查某些3D打印零件的常用方法是CT成像和分析，但由于需要额外的时间和专业知识，因此会增加成本。另外，CT无法有效穿透致密金属，从而发现打印部件深层中嵌入的缺陷，限制了其应用。 构建布局 当该算法应用于使用相同材料和工艺一致制造的单一设计时，它可以在几天内学会提供一致的质量分析。同时，该软件融合了从不同设计和结构中学到的所有知识，因此最终能够准确检查具有不熟悉设计的产品。ORNL开发的检查框架有助于扩大增材制造应用。通过统计验证的质量控制，增材制造可以用于大规模生产汽车零部件等产品。 最小可检测缺陷尺寸的确定性允许更大的设计自由度，RTX雷神技术研究中心增材制造高级首席工程师表示，这一点很重要，因为该行业已经朝着更大的打印量和更快的打印速度迈进，这意味着更多的激光相互作用，可以制造出具有不同类型缺陷的更大零件。该研究团队的愿景是通过所开发的检测手段实现致密材料和大型高度复杂增材制造零件的低成本无损评估。 训练过程 总的来说，研究人员开发了一种机器学习框架，用于使用生产过程中同时收集的传感器数据来识别3D打印产品中的缺陷，从而节省时间和金钱，同时保持与传统后检测相当的准确性。在打印过程中量化这种置信水平的能力是一项新功能，使制造商能够保证使用最常见的金属3D打印工艺创建产品时的安全性和可靠性。接下来，ORNL团队将训练深度学习算法，以更好地区分缺陷类型，并对多种原因造成的缺陷进行分类。 推荐文献：Scalable in situ non-destructive evaluation of additively manufactured components using process monitoring, sensor fusion, and machine learning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.高性能离不开工艺调整，Nature 3D打印双优综合性能材料研究分析 2.突破：1.6GPa超强钛合金，达到现有所有3D打印金属中最高比强度 3.金属激光增材制造中的激光熔化模式 | 清华大学赵沧教授最新研究 4.【顶刊综述】金属增材制造过程中多尺度缺陷对性能的影响及控制方法

随着5G通讯的到来以及通信系统向毫米波和更高频率的方向发展，天线将被要求具有更高增益、宽带宽和低能耗。3D打印通过逐层堆叠来实现结构复杂零件的制备，从而能够以更便宜、更快和灵活的方式制造任意形状的天线。近期北京理工大学的科研团队综述了目前最先进的不同频率的3D打印天线制造工艺和材料，并讨论了主要的挑战和前景，以深入了解3D打印如何在天线制造中的进一步发展。 1. 介绍 由于在过去十年中人们对更快数据速率的需求不断增加，研究人员一直致力于创建称为5G的新一代通信系统。随着5G的到来，各种设备与环境交互，带有嵌入式传感器的物体数量呈指数级增长。因此，无线通信的主要挑战是开发高性能系统，包括天线。传统通信频段受限且过载，难以提供未来难以预期的数据速率。需要使用更高频率的通信系统，例如毫米波和亚毫米波。这些高频通信系统的限制部分之一是发射器和接收器，其中天线起着至关重要的作用。对于毫米波频段中的通信，天线必须具有高度指向性以减轻在自由空间的衰减。这些要求导致天线结构复杂、高度集成、重量轻和小型化，这给现有制造工艺带来了压力。  图 1 3D打印天线的概要 3D打印技术又称增材制造，以快速成型、成本低、材料利用率高、无需模具等优点，受到工业界和研究界的广泛关注。它是使用逐层堆叠工艺，容易制备复杂形状零件。这些优势展现了3D打印技术满足射频设备要求的潜力，例如毫米波和更高频段的天线。目前已经有多项关于各种类型的3D打印天线的研究，这些天线通常使用金属、聚合物和陶瓷制造。例如透镜、介质谐振器和天线。其中多款天线工作在毫米波频段，增益高，辐射效率好，适用于移动通信、卫星、遥感等领域。这项报导基于材料分类对3D打印天线进行概述，其中包括对不同频率的不同类型天线的比较，如图1所示。 2. 天线3D打印技术 目前已经开发出多种具有不同功能的3D打印技术。其中熔融沉积成型（FDM）、光固化成型（SLA）、聚合物喷射（Poly-jets）、选区激光熔化（SLM)和粘合剂喷射(BJ)用于制造天线，这些技术的示意图如图2。最近FDM中采用了一种允许一步打印天线结构的新型材料，是一种商用类型的灯丝，具有比传统灯丝更高的导电性，被称为“Electrifi”。它由一种独特的金属聚合物复合材料组成，主要由无害的可生物降解聚酯和铜制成。聚合物SLA已成功用于高滤波和射频封装应用，然而聚合物SLA在微波频率下有损耗，这使得它们不适合低损耗毫米波的应用。迄今为止，已经使用Poly-jet成功制造了多种类型的电介质天线和电磁带隙结构。Poly-jet是实现毫米波、亚毫米波和THz频率3D打印天线的理想选择。与传统方法相比，Poly-jet能够以更低的成本制造结构复杂的天线，制造过程精确、方便、快捷。此外使用SLM打印的天线具有高致密化、无孔洞和高强度的优点，SLM已广泛用于制造微波天线，BJ制备天线目前还没有太多的报道。 图2 天线3D打印技术示意图  图3 天线的不同3D打印技术的比较 图3比较了天线的不同3D打印技术特性。FDM是聚合物天线制造中最常用的方法，因为它成本低且可直接加工。然而FDM的打印精度低，限制了在毫米波等高频领域的应用。SLA在其他3D打印技术中精度最高，被广泛应用于陶瓷天线的打印。纯金属天线可以通过SLM直接打印，使用导电元件可以减少损耗，从而实现高辐射性能。在某些情况下poly-jet和BJ也被用于生产天线。多样化的打印工艺在生产众多天线系统、推动通信系统的探索以及其他领域的发展方面发挥着关键作用。 3. 不同类型材料3D打印天线 目前热塑性塑料、树脂、陶瓷材料和金属粉末已经被用于制造天线。总体而言3D打印天线按制造所用材料可分为以下几类：1）聚合物天线；2）陶瓷天线；3）直接用导电材料打印或用介电材料打印然后金属化的金属天线；4）复合材料天线，主要是指聚合物基体与陶瓷的结合；5）多材料集成天线，主要是不同部分由导体和介质材料组成的天线。 3D打印聚合物天线，在天线制造中，因为它们比导电材料更容易打印。因此，3D打印是制造透镜等介质天线的最合适方法。透镜天线是一种很有前途的高频和高度定向天线，并且已被证明可以在从微波到毫米波、亚毫米波和THz各种频率范围内所有常见的3D打印工艺制备。此外Luneburg透镜(LL)在雷达和卫星系统中引起了人们的关注，传统LL是一种对称的球面渐变折射率透镜。目前使用Poly-jet已经打印了一个LL原型。图4c是简化的球形LL用聚合物材料打印，采用棒状结构作为晶胞，它的工作频段可以覆盖整个波段。图4d是使用PLA+以低成本为X波段打印了一个额外的宽带圆偏振球形LL。图4f是使用SLA成功打印的LL，图4g是使用计算机数控加工制造的透镜。平面LL通常设计为具有多层的环形结构，如图5所示，它是使用SLA打印的，使用的材料是甲基丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯低聚物和光引发剂的复合材料。图5d-g是通过具有不同相对介电常数值的五种不同ABS灯丝打印的平面LL（图5e）。与之前的天线不同，平面LL的六层是使用PLA材料通过FDM打印的，如图5h。  图4 Luneburg透镜(LL)的3D打印研究  图5 （a）径向介电常数分布的平面透镜;（b、c）5层穿孔平面透镜示意图;（d、e）平面透镜有五种不同类型的ABS；（f）径向导电常数分布;（g，h）3D打印的平面透镜 除透镜天线外，喇叭也是毫米波和亚毫米波应用的热门天线备用选择。目前已经通过SLM制造铝合金和铜双脊方形喇叭天线，如图6所示。为提高电镀效果，可以在3D打印原型的表面上吸附一层催化活性贵金属。在电镀前100h，将厚度约为6nm的薄金层溅射到聚合物结构的背面作为种子层，图7显示了其中一个制造的原型。铜用于使用各种方法对不同类型的天线进行金属化。除电镀外，铜还可用于以铜漆和铜带的形式对天线进行金属化。例如用尼龙PA 2200打印的天线，被几层铜漆覆盖，如图7c。使用SLA打印波纹锥形喇叭天线，然后涂上导电气溶胶涂层，如图7e所示。使用3D打印制造的天线的后金属化是低成本制造5G天线的有希望的候选方法。使用这种方法制造的微波元件重量轻（与传统生产工艺和金属制造的相同元件相比）。然而这些零件机械降低低。此外，金属涂层聚合物组件不适合在恶劣环境或大功率应用中使用。 图6 3D打印的铝合金和铜双脊方形喇叭;（c）SLM Cu–15Sn锥形喇叭天线;（d） 轴向波纹喇叭;（e，f）DMLS制造的共形天线;（g、h）双分形天线和逆双分形天线;（i）带有导电灯丝的喇叭天线  图7 3D打印的各种镀导电层天线 与聚合物相比，陶瓷材料可以提供更广泛的介电常数和更稳定的机械性能。微波介质陶瓷在微波介质材料中也起着关键作用，图8a-b的天线是由陶瓷材料打印制备的。通过设计3D晶格获得所需有效介电常数。除透镜外，陶瓷材料还可用于打印其他类型的介电天线。例如图8f是使用Al通过3D打印技术制造的高性能陶瓷反射阵列天线。与天线参数值相似的传统金属相比表现出更高的性能并且重量轻。此外与聚合物相比，陶瓷材料具有更广泛的介电常数和更稳定的机械性能，从而确保更容易控制材料性能。多项研究表明陶瓷天线具有出色的辐射性能，随着可打印陶瓷的使用，3D打印天线将变得更为常见。  图8 由陶瓷打印的各种天线 为实现更高的性能指标或更具体的功能，天线的不同部分可以由几种不同的材料组成，包括聚合物、金属、陶瓷和复合材料的组合。例如，由复合材料和聚合物组成的多层天线，如图9所示。此外采用纯金属线，材料的导电性大幅提升。在天线的设计和制造中还会使用多种材料，以实现电磁特性的空间控制和所需的辐射性能。图10显示了不同材料的3D打印天线的比较。很明显与其他天线类型相比，3D打印聚合物天线是最具成本效益的。采用聚合物材料可以实现满足5G通信系统要求的轻量化天线。然而与金属天线相比，聚合物天线的机械性能较弱。通过3D打印制造的金属天线具有很强的机械强度，然而它们的重量大和表面粗糙度高限制了它们在通信系统中的高频应用。与全金属天线相比，3D打印后通过金属化制造的金属天线具有显着降低的材料成本和重量优势。然而，它们机械不高，不适合在恶劣环境或大功率应用中使用。陶瓷材料提供比聚合物材料更宽范围的介电常数和更稳定的机械性能。通过新颖的天线设计和高介电常数材料的组合，天线的小型化是可行的。 图9 由复合材料和聚合物组成的多层介电棒天线  图10 3D打印天线与不同材料的比较 4. 挑战与展望 在天线设计和制造中，需要考虑用于构建结构的材料，由材料决定的电磁特性对于天线的性能至关重要。因此需要开发具有所需电磁特性的材料。图11显示了介电常数较高的材料对减小天线尺寸的重要性。图12显示了3D打印天线的挑战和前景，通过材料开发和结构控制构建整体天线系统。全3D打印和一体式3D打印可以降低天线制备的复杂性，可以满足天线结构复杂、集成度高、重量轻、小型化的要求。此外可以实现高增益、宽带宽、良好辐射效率和可靠辐射的5G天线。  图11 介电常数较高的材料对减小天线尺寸的重要性  图12 3D打印天线的挑战和前景 5. 结论 总之，目前已经开展了不同材料分类的各种频段的3D打印天线研究，包括3D打印聚合物天线、金属天线、陶瓷天线、复合天线和多材料集成天线。根据成本和重量等因素权衡了所有类型天线的优缺点。此外详细阐述了适用于天线的3D打印技术。最后探讨并提出了3D打印天线的进一步发展方向，以实现完整且功能齐全的天线和微波系统。 推荐：https://doi.org/10.1016/j.cjmeam.2023.100065 欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.干货分享：陶瓷3D打印之粘结剂喷射技术的成形材料、优势与挑战 2.2022年 | 国内外20余款重量级金属3D打印新设备看点 3.五千余字：从德国Formnext展，看3D打印技术的十个最新发展态势 4.盘点：2022年值得关注的3D打印新材料、新工艺和新应用突破

11月28日，3D打印技术参考注意到，易加三维已与德国知名口腔品牌Eisenbacher Dentalwaren以及奥地利Prirevo公司在近期建立合作，以增强在该地区的影响力。 Eisenbacher Dentalwaren是德国生物相容性牙科合金、包埋材料、石膏和相关实验室材料的领先制造商，其成熟的产品已销往全球超过75个国家。易加三维与该公司合作开发了一个项目，成功展示了前者的金属粉末与易加金属3D打印机的匹配度。这一成就在生产高质量的牙科产品方面至关重要，符合ISO22674对第5型合金的严格标准。 外媒指出，Eisenbacher Dentalwaren的金属粉末与易加三维的先进3D打印技术的协同作用，使牙科实验室能够在全球范围内创造出优秀的口腔假体、冠桥和种植体。这一伙伴关系特别及时，因为它符合欧盟的医疗设备法规(MDR)合规要求。易加三维能够验证各种牙科金属粉末，其开放式的机器结构拓宽了牙科实验室的材料选择，对进一步合金的验证也即将完成。易加三维确保为牙科行业的客户提供持续支持，协助实施和维护认证流程。为了加强在奥地利市场的立足点，易加三维与当地的销售设备商Prirevo公司展开合作。 Prirevo公司将在奥地利开始销售易加三维的金属SLM和聚合物SLS 3D打印机。3D打印技术参考注意到，Prirevo的官网已经将相关技术的装备置于首页。该公司常务董事表示，"将EPLUS 3D的系统纳入我们的投资组合，不仅丰富了我们为工业部门提供的机器产品，而且通过增加尖端的EP-P420，也提高了我们当前的服务范围。"  这种合作使易加三维能够有效满足最终用户的需求，其可以利用Prirevo庞大的客户网络，并实现对客户质量和现场服务的承诺。Prirevo增加的EP-P420是一台SLS打印机，具有420 x 420 x 465mm的构建尺寸，能够提高该公司的制造能力，特别是针对汽车部件。Prirevo除代理易加三维的设备外， 3D打印技术参考注意到，他同时代理国内复制科技（Raise3D）的产品。 目前，从易加三维近期的市场表现可以看出，该公司正在加强其在欧美地区的市场影响力，已经涉足德国、奥地利、美国等国家。 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3D打印厂商易加三维在美国休斯顿开设子公司 2.九激光、超米级、已交付三套！易加三维发布国内超大成型尺寸金属3D打印机 3.北理工院士团队：采用国产多激光金属3D打印装备制备出高铁刹车盘 4.多家中国品牌大尺寸金属3D打印机在德国增材展获得订单

近期在汽车行业发生的两个热点事件，引发了全球对砂型3D打印技术的广泛关注。 其一，宝马集团实现全球首个全自动增材制造量产3D打印砂芯生产线的安装和运营，宝马也是首家利用砂型3D打印技术实现发动机零部件量产的厂商。本次曝光的全自动化砂芯生产线将在快速生产和实现优化设计两个方面受益于3D打印技术。 宝马砂芯生产线效果图 其二，通用汽车基于打不赢就买下的方式，“抢走”特斯拉在压铸领域的关键供应商，完成对Tooling & Equipment International（TEI）的收购，该公司曾协助特斯拉开发车身一体化压铸“Gigacasting”技术， 这是一种以更低成本生产大型车身零部件的砂型3D打印方法。 作为汽车行业轰动事件的砂型3D打印技术到底有什么厉害之处，能够吸引汽车巨头纷纷布局呢？作为中国砂型3D打印技术的先驱——峰华卓立，能够给我们带来一些启示。 01大型部件一体铸造被汽车厂商广泛关注通常，大型压铸的初始都需要进行测试之后开模，而大型模具的生产制造和测试，除了成本高、周期长之外，修改模具也是非常棘手的问题，大型砂型3D打印技术为压铸模具开模和模具方案论证缩短周期，往往同一车型的研发周期可缩短50%以上，成本节约几百甚至上千万美元。同时，对于内腔模具的型芯量产，也将在铸造行业获得极大应用。路透社称，砂型铸造的设计验证过程的成本（即使有多个版本）是最低的——仅为金属原型的3%。马斯克从一开始的愿景就是找到一种将车身底部铸造成一体的方法，而特斯拉、宝马、通用汽车等对3D打印砂模的探索正在改变整个行业游戏规则。 近20年来，广东峰华卓立一直在国内推行无模铸型制造技术。特别是在汽车行业，该公司的技术已经广泛应用于传统燃油汽车和新能源汽车的快速研发试制，为国内主流主机厂实现新车的快速开发提供了强大支持，服务价值超过4000万元/年。 使用FHZL技术制作的汽车发动机3D打印砂芯3D砂型铸造的汽车零部件应用（峰华卓立供图） 市场的需求趋势似乎在向着巨型铸造的方向发展，对于汽车主机厂商而言这将成为至关重要的生产战略，标志着汽车行业的重大变革。 巨型铸造是特斯拉开发的一种制造工艺，用于生产汽车零部件的大规模单件铸造，而3D打印推动了特斯拉巨型铸造的发展。这一生产能力的实现，砂型3D打印是重要一步。据外媒报道，特斯拉今年正在进一步推动使用3D打印砂模来一次性铸造大型复杂汽车零部件生产，以提高汽车制造效率和降低汽车制造成本，从而推动汽车制造业重大改变。 峰华卓立3D打印的一体化砂型铸模 峰华卓立3D打印的一体化砂型铸模 这种技术的优点是 “加工步骤显著减少，制造效率提高5-10倍”， “部件数量减少70%，大幅降低成本”，“车身质量提升，刚性增强，安全性能更出色”，“车身轻量化10%，续航能力提高14%”。  这种方法可能会大幅降低生产电动汽车所需的成本和时间，尤其是对于汽车底盘等大型零部件。传统金属模具在修改上价格昂贵且耗时长，但3D打印砂模提供了一种更灵活、成本效益更高的解决方案，可以快速进行设计修改和创新。这一发展符合特斯拉的“非约束式”制造战略，该战略旨在简化生产流程，降低成本，进一步巩固特斯拉在汽车行业的颠覆者地位。 2022年，奔驰全新发布的概念车VISION EQXX中，采用了3D打印砂型与铸造结合的方式，生产出奔驰有史以来最大的铝铸件BIONEQXX 零件，实现了集70多个部件整合为一个单一的、仿生、优化结构铝铸件的制造。  Vision EQXX的3D打印+铸造技术所制造的车架 日本丰田汽车集团公司也于今年展示了其首个巨型铸件，这将有助于其降低即将推出的基于全新架构的全电动汽车的制造成本。丰田公司此前曾表示，将从从特斯拉的制造工艺中汲取灵感，如使用巨型压铸以简化生产，最终降低成本并提高利润率。其最近展示了用单个大型金属件取代之前由33个不同部件组成的设计，首款电动车型将于2026年以雷克萨斯品牌首次亮相，续航里程超过600英里。 丰田一体化压铸后车身 023D打印技术应用新突破从单一部件到整体结构铸造可以看出，特斯拉、通用、宝马、丰田等汽车厂都在扩大3D打印技术在生产上的使用，通过采用3D打印砂模一次性铸造大型复杂汽车零部件，能够提高生产效率并降低成本，从而彻底改变了汽车制造方式，国内厂商也在积极布局，作为这些厂商的合作伙伴，峰华卓立一直在积极探索更多合作的可能，推动砂型3D打印技术的发展，为未来汽车制造业带来更多可能性。 近年来粘结剂喷射3D打印技术的发展已经不再局限于单一零部件的制造，而是深入到汽车的整个结构设计和生产工艺中，重新定义汽车制造，进一步推动汽车制造行业的智能化、高效化和可持续发展。 值得一提的是，正是基于新能源汽车市场的快速发展和对制造成本与生产效率的要求，峰华卓立作为粘结剂喷射3D打印领域的龙头企业，也在积极探索并提供解决方案。  峰华卓立为行业客户提供3D打印一体化智能解决方案 据悉，峰华卓立即将推出第六代粘结剂喷射砂型3D打印技术，在成本增长有限的情况下，增材制造的生产效率提高30%左右，逐步向量产方向布局发展。目前，峰华卓立自主研发的PCM2500砂型3D打印设备，最大成形尺寸为2500×1500×1000mm，可为汽车制造提供创新的解决方案，并在规划PCM4500更大幅面尺寸设备推向市场，以应对巨型铸造时代的到来。 使用FHZL设备打印的铸造砂型（长2.45米，宽1.45米，单件重1.5吨） 峰华卓立新的粘结剂喷射技术，通过与微波固化结合，可以快速实现多种粘结剂和多金属铸件需求，并集成了余料在线回收利用技术，确保未粘合的材料95%以上实现重复利用。 PCM2500 巨型铸造现在被认为是电动汽车制造未来至关重要的一部分，这也是增材制造领域发展的关键契机。随着这种巨型铸造热潮扑面而来，它将推动整个汽车制造业的重大革新，也将给深耕砂型3D打印技术的企业带来重大的发展机遇，让我们拭目以待。 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.机械臂砂型3D打印机和智能化产线，峰华卓立推动铸造产业升级 2.为量产而生！峰华卓立粘结剂喷射金属3D打印技术重大升级 3.特斯拉3D打印技术关键供应商被竞争对手收购，大型一体铸造备受关注 4.特斯拉正与多家3D打印砂型铸造公司合作——电动汽车更便宜的关键

2023年11月27日，Raise3D复志科技（以下简称为“Raise3D”）宣布为旗下专业级碳纤维3D打印机E2CF更新适配多款第三方耗材——包括BASF Forward AM、法国Armour Group旗下Kimya公司、巴西石化、德国PPprint以及国产品牌茧语在内的总共11款特种耗材，部分如下： Raise3D国内市场总监裴梁超表示：“E2CF这款专业级碳纤维3D打印机具有即插即用的特点。由于纤维增强材料通常具有磨损性质，需要使用硬化喷嘴。E2CF独特的挤出头结构设计和碳化硅（SiC）喷嘴有效避免了碳纤维材料打印时的堵头、喷嘴易损等问题。而此次新适配的11种材料，能帮助不同垂直行业深化应用。” IDEX独立双喷头支持复制模式进行打印 扫码下载E2CF完整产品手册 此次更新值得特别关注的部分材料 1. Kimya ABS-EC Kimya ABS-EC是一种新型复合材料，由ABS材料及碳纳米管、电活性添加剂组成。这种材料允许电子在其表面传导，使其具有导电性（EC）。该材料还具有抗冲击、耐热和耐老化的特性，它的独特性能为汽车和电子行业开辟全新应用，如触控传感器。 ABS EC制造的导电盖端 2. Kimya ABS-ESD Kimya ABS-ESD是一种具有静电阻抗（ESD）性能的ABS材料，能够减少因静电释放导致的电子系统损坏、火灾和人身安全问题。它质量轻、刚性强、具有良好的抗冲击性。这种材料易于打印，是防静电的理想材料，可用于电子设备外壳和辅具。3. BASF Ultrafuse® PA6 GF30 BASF Ultrafuse® PA6 GF30是一种添加30%玻纤的增强材料，其特点在于长期的耐热性，可以在150℃以下的工况环境下使用，耐油和耐化学性，并且在标准湿度下的韧性卓越，自熄和阻燃性能优异，确保其可以作为管道等功能零件长期使用。 4. Braskem FL600 Braskem FL600 是一种再生纤维，主要来源于回收的瓶盖，是一种回收的PE和PP混合物，含有90%以上可持续来源的材料。这种材料具有最常见的食品包装用的PE/PP材料相同的低密度以及耐水性、耐化学性和耐冲击性，适用于汽车、包装、消费和工业应用。 5. Braskem FL605R-CF Braskem FL605R-CF 是含碳纤维的再生PE和PP混合材料，除了具有FL600R所有特性和优点之外，还具有更高的强度和刚度，使其能够满足不同的需求，例如应用在航空航天工业中。 Braskem FL605R-CF 在太空进行打印 现在E2CF的用户可以在ideaMaker®切片软件选择这些材料模板，国内用户购买第三方材料，以及更多相关的材料的详细介绍可以访问官网www.raise3d.cn。 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： 1.99.95%！国产Raise3D桌面级3D打印技术具有颠覆性的成功率，广获应用 2.国内知名工控机品牌研华科技开始使用3D打印技术革新生产 3.最大12kg打印！Raise3D发布光固化3D打印解决方案 4.深度融合：3D打印技术推动反应烧结碳化硅陶瓷应用增长

3D打印技术的进步已经产生了越来越强大的能力，可以生产使用传统制造工艺无法制造的复杂结构。然而，将不同的材料无缝集成到一个高分辨率的3D打印工艺中仍然充满挑战，特别是对于具有不同特性的材料。《自然》杂志于11月15日刊登了一篇论文，报告一个3D打印平台，可以使用强大的机器视觉系统获取有关正在构建的物体的拓扑信息，从而实时快速调整其打印参数。这种方法被作者称为视觉控制喷射，它扩展了可用于喷墨3D打印的材料组合，为制造复杂多材料结构和高吞吐量制造开辟了道路。 3D打印的增材制造特性为优化打印结构提供了机会，通过在微观层面上对材料的特性进行编程或调节，例如，通过调整加工条件或集成其他材料。在过去的几年里，机器视觉和人工智能还被纳入到3D打印流程中，以感知和适应打印环境，从而实现打印优化过程的自动化。 材料喷射是一类3D打印工艺，可用于以微米级分辨率制造多材料结构。它的工作原理是通过成百上千个可单独控制的喷嘴打印液态树脂材料。在最常见的机器喷射类型中，沉积的树脂在用紫外线照射时会固化，因此可以逐层构建3D物体。 材料喷射的一个局限性是，由于可变流速引起的液滴体积的内在变化、来自单个喷嘴的喷射液滴之间的干扰以及固化的液滴的收缩，每个打印层的厚度并不完全均匀。如果不进行调整，任何不规则性都会与后续打印层中的不规则性叠加，这可能导致最终零件出现缺陷并最终打印失败。因此，需要一种称为机械平坦化的过程，在该过程中，刮刀或滚筒在打印下一层之前将打印特征平整到其预期厚度。然而，机械平坦化限制了可以打印的材料范围，因为只能使用与刮刀或滚筒兼容的材料，从而阻止了许多具有更适合消费品和工业产品的特性的聚合物的使用。 机器视觉如何防止3D打印失败：a.材料喷射的3D打印过程中打印层并不完全均匀，任何不规则性都可能堆积起来，导致最终物体出现缺陷。使用机器视觉系统（包括四个摄像头和两个激光源）来解决这个问题，该系统扫描每一层的表面，绘制出不规则性；b.然后打印机沉积额外的树脂以填充间隙；c.这会产生一个光滑的表面，可以在该表面上打印下一层。 为了解决这个问题，苏黎世联邦理工学院和美国Inkbit公司合作，开发了一种材料喷射3D打印机，该打印机集成了由四个摄像头和两个激光源组成的机器视觉系统，用于扫描打印层的轮廓。这种非接触式扫描以微尺度分辨率（体积低至 64μm×32μm×8μm）获取拓扑信息。这并不是机器视觉集成到材料喷射3D打印机中的第一个例子，但作者定制的系统扫描速度比此前使用的系统快660 倍，系统的图形处理单元在不到一秒的时间内分析拓扑信息。然后将扫描的轮廓与所需结构的计算机模型进行比较，并调整后续层的墨水量以补偿与模型的偏差。   a.3D打印设备结构。构建板在固定式喷墨、固化和扫描仪单元下方移动。多材料对象是逐层打印的。对于每一层，喷墨单元都会沉积墨滴。UV固化装置诱导喷射材料聚合。扫描单元在构建板上记录沉积层的高度图；b.要打印的复杂物体数字3D模型。用于该物体的不同材料是用颜色编码的；c.分层图示，打印机的切片软件根据对象的3D模型和所需的支撑结构（以灰色显示）创建这些位图图层；d.基于视觉的闭环反馈控制的可视化。位图图层将发送到打印机，在沉积每一层之前，扫描单元会扫描构建板的表面和其上的材料，从而创建高度图。然后，控制系统修改位图层以补偿前一层的不平整表面，然后沉积补偿层。这种补偿确保了以非接触方式运行；e.去除支撑材料后打印物体 这种反馈系统消除了对机械平坦化的需要，允许使用原本与材料喷射不相容的树脂。作者证明了他们的平台可以打印某些类型的工程级聚合物。此外，该工艺允许使用易去除的支撑材料（如蜡，只需要溶解），这是生产复杂特征时所需要的。令人印象深刻的是，结构复杂的多材料结构可以实现高分辨率（体素尺寸为32μm×64μm× 20μm;体素或体积像素是3D打印物体中最小的可区分元素）和高吞吐量（24×109每小时体素）打印，与目前市售的喷墨3D打印机相当。 作为概念证明，研究人员3D打印了由刚性承重芯和柔软可弯曲外壳组成的肌腱驱动手。这种结构可以用气动驱动，以响应施加在指尖的压力来抓取物体。他们还证明，手可以响应感知到的压力而做出抓握动作。 3D打印的机械手 使用类似的设计，作者构建了一个可以移动、感知和抓取物体的多功能机器人。 3D打印后可工作的抓取机器人 研究人员还建造了一种类似于生物心脏的流体泵。该结构与单向阀、腔室、膜和导管集成在一起，可产生高达每分钟2.3升的流速。仿生泵的泵送周期由进入执行室的空气流入和流出来控制。驱动室压力的循环变化反复使驱动膜变形，进而导致预期的液体流动。多材料阀门的机构设计灵感来自大自然，并在软质和刚性材料的布置和特征尺寸方面进行了进一步优化。类似的泵设计只能通过单个部件的铸造或注塑成型来实现，这两者都涉及耗时且劳动密集型的组装。 功能性心脏泵，在单个过程实现 在另一个例子中，作者打印了超材料。超材料在刚度和重量方面可以进行各种权衡，性能超越传统材料。但传统的超材料由单一材料构成，如能将具有不同特性的材料结合在一起，复合材料系统可以带来更广泛的应用领域。基于所开发的3D打印平台，研究人员打印了一系列桁架状超材料。通过精确调节桁架状超材料的软链接和刚性节点的尺寸，他们可以调整超材料在压缩下的力学响应。 3D打印的桁架超材料 总的来说，研究人员开发了一种自动化、高吞吐量的方法，可在单一制造工艺中制造高分辨率、耐用的多材料功能系统。结果表明，这种新的打印方法可以创建具有集成传感和驱动通道的复杂多材料功能机器人。该打印机的高分辨率、速度和广泛的材料特性使一组新的混合软刚性机器人制造成为可能。打印机可以使用更广泛的材料化学成分，从而能够构建功能性和持久性的材料。这种非接触式打印方法可以创建几乎任何内部结构的几何形状，如内腔、3D流体流道、肌腱导向器和压力传感线。在设计中自由控制软质和刚性材料在体素级别的放置方式，可以大大提高打印多材料系统的功能和性能。 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.碳化硅陶瓷间接3D打印：不同烧结工艺制备的异同 2.干货分享：间接陶瓷增材制造裂纹的形态、产生原因及应对策略 3.北理工：短碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料增材制造 4.3D打印+粉末冶金，打开碳化硅反射镜轻量一体化制造大门