随着增材制造技术不断发展，许多行业都在采用这项技术以及创新材料来生产高精度和高质量的零件，为工业生产提供支持。这使企业能够获得优化零件的新设计策略，从而简化生产流程、提高工人安全性、提高机器的耐用性，同时保持成本效益和性能导向。 夹具以及其他专用工具是制造和装配从汽车到工业零件和设备等产品的必需品。如今，不论个人还是企业均在寻找一种更简单、更快捷的方式来开发定制夹具，3D打印已成为扩展和改进其制造流程的最可靠工艺。 满足并超越期望——克服传统制造的挑战 在传统的夹具制造方面，企业面临着一些挑战。首先，它们可能耗费时间和成本，这意味着使用传统技术生产夹具所需的创建和迭代可能会很长，具体取决于设计的复杂性、可用材料和工艺。 WKW.automotive公司3D打印的工具 其次，传统的机加工技术需要大量的时间和资源投资来开发和维护必要的工具，从而导致成本增加。其他挑战还包括：受限于没有内部工具或生产能力、供应链或外包问题、传统机加工无法生产具有复杂形状和特征的复杂设计、不一致的机加工精度会影响零件质量和成本。设计、测试、重新设计和加工新的夹具或固定装置也可能需要数周或数月的时间，这既低效又可能导致成本增加和生产延误。 如今，通过增材制造可以实现的速度和准确性改变了这一切。全球各行各业都受益于3D打印夹具的使用，这可以带来以下优势： 1.与铣削相比，通过减少材料浪费来降低成本； 2.优化供应链，避免外包造成的等待和沟通环节，提高产品制造效率； 3.由于可以在内部和按需高精度生产零件，因此降低了外包成本； 4.减少夹具和固定装置所需的零件数量，因为复杂的组件可以单件生产，从而使零件更具成本效益且更易于组装； 5.减少零件生产所需的交货时间； 6.通过组合用于避免刮擦的硬质材料和软质材料，提高多材料夹具和固定装置的性能； 7.3D打印制造零件有可能减轻重量，从而更好的符合人体工程学； 8.与传统制造相比，可快速实施精确的设计变更，从而节省时间和金钱； 9.能够通过按需生产零件来保持数字库存； 10. 表面光滑、无毛刺或瑕疵的高质量零件，与传统制造相比，可获得更好的表面处理和更耐用的零件； WKW.automotive 3D打印的工具 寻找合适的材料：刚性与柔性 使用刚性材料具有优势，在与公司合作确定零件的最佳设计后，ForwardAM就最适合夹具的材料提出了专家建议。刚性的Ultracur3D®RG反应性聚氨酯光聚合物具有Ultracur3D®系列中最高的弯曲模量和最高的热稳定性。它们经过专门设计，可提供一流的抗拉强度和刚度，以及高打印精度和低收缩率，同时确保打印部件的长期紫外线稳定性。 Ultrafuse®产品系列通过熔丝制造(FFF)提供直接驱动挤出系统的应用。ForwardAM提供范围广泛的材料，确保客户获得各种有益的材料特性，例如易于打印、尺寸稳定性、耐用性和柔韧性。更多的产品组合包括标准丝材、用于高温和工程的丝材以及临时支撑材料。 WKW.automotive 3D打印的工具 柔性材料在工具制造方面也有应用，ForwardAM的Ultrafuse®柔性长丝产品组合包含Elastollan®，适用于要求苛刻的工业应用。广泛的材料特性包括柔软的触感、高结构强度以及卓越的柔韧性、回弹性和出色的耐磨性。这使得Ultrafuse®柔性丝材成为需要长期部件柔韧性的理想选择。 ForwardAM Ultrasint®粉末在使用聚合物粉末进行3D打印方面树立了新标准，从功能原型制作到最终用途的批量生产部件，为高级应用提供了新的可能性。 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.因零件整合，3D打印为一体化制造带来的60余项改变 2.奔驰匈牙利工厂选择一迈大幅面3D打印设备，用于生产工装夹具 3.国产3D打印解决方案为SpaceX、特斯拉级别的企业制造工装夹具 4.福特采用大幅面（1m³）3D打印机制造夹具和固定装置

SourcePro 成立于2000年，是制造各种家用产品和电器的领导者。 SourcePro 在中国东莞拥有超过60万平方英尺的工厂，大力提高自动化生产，以高效、有效地向客户交付产品。公司在香港设有办事处，在美国和加拿大设有客户服务中心。 SourcePro与一迈合作，使用其大幅面3D打印机YM-NT-1000，以灵活制造能力推进其研发和生产的迭代，从而更好地满足市场需求。 YM-NT-1000具有1米*1米1米的超大幅面，可以灵活加工各种大型原型和工装夹具。 YM-NT-1000采用真空吸附的方式，能够更好地固定模型，保证打印过程中的稳定性和精度，并且便于操作人员进行模型的附着和拆除。 YM-NT-1000具备模块化的双打印头，支持可溶性支撑材料打印，这意味着该打印机在打印过程中，能够使用更多的材料类型，实现更高质量的打印效果。 这些支撑材料能够被溶解，可以减少手动拆除支撑的麻烦和降低损坏模型的风险。模块化的设计和易于解除的连接方式，使得清洁、维修和更换配件变得非常容易。 借助工业3D打印，能够以前所未有的速度和效率简化生产流程，并获得更高的灵活性和控制权，从而在激烈的市场竞争中占领优势。 未来，一迈将继续致力于为制造业工厂赋能，通过3D打印技术实现智能化、高效化和多材料兼容，为更广泛的应用领域提供支持。 在数字化转型进程中，3D打印技术正成为制造业的重要组成部分。3D打印具有快速定制、高精度和低成本等优势，能够满足生产过程中的多种需求，同时可以减少浪费和节省生产时间。 3D打印技术正在深刻地改变着制造业的面貌，让制造业更加智能、高效、可持续。未来，一迈将持续助力更多制造业工厂，帮助他们更好地应对市场挑战，提高竞争力和创新能力。敬请期待下期客户故事。 东莞一迈智能科技有限公司是中国一家专注于3D打印研发生产的高新技术企业，其品牌一迈 IEMAI 3D是全球化的工业级3D打印机品牌，致力于为用户提供多材料兼容的“All in one”3D打印解决方案，支持打印市场上绝大部分的热塑性材料，帮助用户解决在制造生产中遇到的难题。我们执行产品研发及生产的高质量标准，所有的3D打印机和材料均已获得CE和ROHS认证。我们重视品牌打造，目前已获得中国、美国、欧盟的商标证书 。我们追求核心技术研发，目前已获得软件著作权、发明专利、实用新型专利、外观设计专利、国家高新技术企业称号。现在，我们的3D打印解决方案已应用到：航空航天、汽车、石油化工、医疗和电子制造业。

导读：3D打印技术参考注意到，江南大学刘仁教授团队于近日新提出了一种陶瓷打印方法，通过将直接墨水书写和近红外诱导转换粒子辅助光聚合相结合，可以实现无支撑多尺度、大跨度陶瓷的3D打印。该技术可原位固化直径从410µm到3.50mm的多尺度细丝，通过无支撑打印成功构建了扭转弹簧、三维弯曲和悬臂梁等陶瓷结构。这种方法将为复杂形状陶瓷的无支撑3D打印制造带来更多创新。   陶瓷具有结构稳定、耐磨、耐腐蚀、耐高温等优异力学性能，广泛应用于机械、电子、能源、航空航天、生物医学等领域。然而，受制于陶瓷材料固有的硬脆特性，复杂形状陶瓷部件的精密快速制造难以通过传统成型工艺实现。增材制造技术的出现为获得结构和功能一体化的复杂陶瓷提供了一种高效便捷的途径，进而能够促进实现陶瓷的更多先进应用。增材制造为先进陶瓷的制造提供了更高的设计自由度，为高性能陶瓷材料的制造提供了革命性的推动力。增材制造的快速发展离不开工艺技术的进步和适用材料体系的扩大。传统领域也正面临着重大的制造方式转变，即按需制造具有足够分辨率的定制功能结构，在不同尺度上具有可调的化学成分。尽管立体光刻、数字光处理或粘结剂喷射等工艺可以制造分辨率高的陶瓷部件，但仍存在一些挑战。  www.nature.com/articles/s41467-023-38082-8 1. 探索大跨度无支撑陶瓷3D打印的必要性一个主要问题是由于重力原因，在不使用额外支撑结构的情况下，很难通过3D打印直接制造具有大跨度或异形结构的陶瓷。由于后期需要去除支撑结构，3D打印技术所谓的“所求即所得”的优势并未得到充分体现。同时，额外的辅助支撑会造成表面质量和尺寸精度较差，并增加加工时间长和成本。除此之外，去除支撑件容易产生微裂纹，这可能导致组件在使用过程中出现应力集中，增加陶瓷部件失效的风险。对于一些特殊设计的开放性较差的结构，内部支撑去除几乎是不可能的。为满足陶瓷的功能性和轻量化要求，探索大跨度结构的无支撑陶瓷3D打印技术具有重要意义。2. 使用近红外光代替传统紫外光进行3D打印基于紫外线的原位光固化辅助直接墨水书写（DIW）技术保留了光聚合的时空控制优势。适合的光固化行为可以提高DIW构建复杂结构的能力，并使聚合材料的无支撑打印成为可能。然而，在陶瓷打印时，由于紫外线或可见光在高固含量陶瓷浆料中的穿透力有限，固化效率和产量远不能令人满意。光敏浆料中大量悬浮的陶瓷颗粒引入了额外的光散射、折射，经过多次吸收、散射和折射后，光能在感光介质中梯度衰减，阻碍了光聚合过程。与紫外光相比，近红外光(NIR)由于其在各种介质中的线性吸收和瑞利散射较小，因此具有更强的穿透能力。近红外光诱导的上转换粒子辅助光聚合方法已成功应用于深度光固化、活性/可控光聚合、生物医学材料的3D打印。 直接墨水书写示意图 不同光聚合条件之间的差异 在此，江南大学刘仁教授团队开发了一种新方法，将直接墨水书写与近红外光诱导聚合相耦合，使用近红外辐射以受控的固化速率进行按需固化，能够获得具有灵活几何形状和高分辨率特征尺寸的陶瓷结构。 3. 实现高纵横比和大跨度复杂陶瓷结构无支撑打印 通过调整辐照强度和打印速度，陶瓷浆料可以在挤出过程中原位固化，无需使用支撑。挤出结构强度和自支撑能力提高了制造精度，而且3D打印的灵活性可扩展到XYZ空间，更容易打印低角度甚至水平的悬垂。NIR-DIW技术进一步增强了陶瓷增材制造的灵活性和自由度，允许打印多材料结构，并实现高纵横比和大跨度复杂陶瓷结构的无支撑打印。 该技术满足大跨度的制造需要，具有更大的设计灵活性。打印的悬臂结构长丝超过85mm，形状保持良好，没有观察到粘弹性下垂。通过将NIR光诱导的光聚合应用于DIW打印，研究人员在不使用任何支撑材料的情况下打印出了具有高一致性和高形状保持性的高强度长丝和陶瓷组件。选择这些特定结构只是为了证明概念验证，即制造具有悬臂的多尺度复杂结构，这是其他没有支撑材料的增材制造技术无法实现的。   打印部件的结构稳定性和保真度评估 打印部件的结构稳定性和保真度评估 在增材制造领域，人们对制造单一零件较感兴趣。然而，由于浆料本身的粘弹性和剪切稀化特性无法保持异形结构，因此很难通过DIW直接打印悬浮结构。为了最大限度提高打印能力并生成更复杂的3D结构，研究人员将打印方法扩展到了XYZ维度。 4. 多材料陶瓷结构3D打印 多材料3D打印可以将设计空间扩展到不同的材料，无需组装即可一次制造具有多种功能特性的产品。与高分子多材料增材制造技术相比，陶瓷多材料增材制造技术仍然是一个具有挑战性的研究领域。除了陶瓷材料的光固化特性不同外，陶瓷各向异性的尺寸收缩和烧结温度的差异也容易导致高温烧结时产生翘曲、分层和裂纹。 对不同浆料的多材料3D打印 为了确保多材料部件更好的共烧结，不同材料的烧结温度通过烧结添加剂匹配，调整热处理曲线和固含量。在这项研究中，研究人员展示了使用NIR-DIW打印多色陶瓷材料和离散梯度结构。 END 基于NIR-DIW的无支撑增材制造技术为陶瓷增材制造设计开辟了更高的自由度，这项技术不仅消除了典型打印过程中所需的支撑，而且还带来了许多其他优势，例如减少打印时间、材料使用和后处理工作量。同时成功构建了扭力弹簧、三维弯曲、悬臂梁等高保真局部悬垂和低角度陶瓷几何体。这些突破进一步优化了3D打印陶瓷零件的表面质量，同时还消除了支撑结构占用的成型空间。在近红外光诱导聚合的协助下，一旦NIR辐射强度达到一定值，光敏陶瓷浆料可瞬间凝固成稳定的结构，打印出的曲线无需支撑即可在空间自由伸展。打印过程连续流畅，无需加热等待冷却。时间和空间可控，可以快速制造异形结构件。该技术可提高材料利用率并增加设计自由度。 它在制备高纵横比组件、快速打印和多材料兼容性方面具有优势。虽然使用较小直径的喷嘴打印可以获得更高的精度，但对于单丝无搭接形成的结构（如扭力弹簧），烧结后的形状保持性要差得多。通过优化墨水成分和打印参数（喷嘴直径、挤压压力、移动速度、光照强度等），可以获得分辨率更高、外观独特的物体。相信NIR-DIW方法将得到进一步扩展，无支撑生产的陶瓷几何形状将有助于产生更多的创新组件，并促进增材制造技术的广泛应用。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，请勿侵权转载。 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.无需脱脂烧结，重点实验室采用高精密陶瓷FDM 3D打印研制介质天线 3.2300万！燕山大学陶瓷增材制造课题获科技部国家重点研发计划支持 4.为特殊金属和特种陶瓷开辟一种可行的3D打印解决方案

5月2日，3D打印技术参考注意到，区域金属3D打印代表厂商Seurat Technologies已与Siemens Energy签订协议，将采用当前最先进的粉末床激光熔融技术3D打印重量达59吨的涡轮机金属部件。这些满足西门子能源材料资格要求的零件将在六年内加速开发，该合作将从制造单个零件系列开始，并逐步扩大到其他零件类别。 当前传统、主流的粉末床激光熔融（SLM/L-PBF）工艺制造效率仍旧较低，主要用于制造高成本、小批量零件。为了在成本、规模和质量方面与传统的、污染性的生产方式相比具有成本竞争力，Suerat开发了Area Printing（区域金属3D打印），该过程将单个激光束转换为200万个光点，可实现面烧结/熔融的效果，从而更快的3D打印金属部件。通过极大提高金属3D打印的速度，该公司相信它可以取代传统制造方法。 使用其第一代装备，可以实现约300美元/公斤的制造成本，根据3D打印技术参考的了解，当前国内某领先的金属3D打印服务商提供的最便宜的金属3D打印材料316L不锈钢的价格为1.8-2元/克，两相对比可以发现价格的优势是显而易见的。到2025年，其第二代设备有望将打印速度提升到现有L-PBF工艺的100倍，使平均零件打印成本将为150美元/公斤；到推出其所谓的第X代，则会将制造成本降至25美元/公斤以下，从而在金属制造领域开辟更大的市场。其发展目标是到2030年，将制造成本优势超过传统压铸工艺，促使增材制造成为主流制造技术。  区域打印和单/双/4激光及16激光slm相比的成本和构建速度对比  不同技术在构建速率与细节特征方面的对比 当前金属增材制造和Seurat几代设备制造成本的对比 基于这一规模性的巨大改进，西门子能源风险投资公司早已投资了Seurat，以此致力于能源创新、减少碳排放以及改变商业模式。 西门子所有的增材制造用例都是针对小批量组件的，此次Seurat瞄准了Siemens Energy内部通常使用铸造和机加工制造的零件系列。如果初始项目一切顺利，Seurat将能够从第一个零件系列扩展到西门子用于其能源发电技术的数百个其他组件。 仅需一台3D打印机，Seurat就能够每年为西门子能源3D打印10吨零件。随着它扩大到更多的零件系列和更多的客户，该公司将推出更多的微型工厂，每个微型工厂由20-30台打印机组成，每年可生产500吨。在2022年10月，3D打印技术参考注意到，Seurat已与三大制造商签署了向他们供应25吨零件的制造协议，涉及工具、运输、能源领域等。此次59吨制造协议，无疑是该公司取得的又一重大发展。 Seurat未来工厂规划 区域金属3D打印带来的技术进步是巨大的，至少与传统的打印方式相比，它具有革命性的变化，并具有挑战传统制造技术的潜力。 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.区域金属3D打印是对传统SLM技术的发展更是挑战 2.25吨零件：区域金属3D打印制造商Seurat获得大批量制造订单 3.蓝光+区域打印 | 美空军资助100倍速未来金属3D打印设备研发 4.面区域金属3D打印的真实过程，及200万个激光点是如何实现的

3D打印技术参考注意到，美国能源部 (DOE) 能源效率和可再生能源办公室 (EERE) 于4月12日宣布有意发布融资机会公告 (FOA，即美国联邦拨款资助机会的通知)，以促进大型金属近净形状部件的国内生产，这是美国部署清洁发电技术的关键一步。由该办公室领导的拨款计划将影响美国制造业的广泛领域，包括清洁能源发电、运输、工业机械、重型设备和国内基础设施。 目前，美国约95%的无碳发电依赖于由大型（10多吨）近净形状金属部件组成的复杂系统。通过制造接近其最终或“净”形状的部件，减少了用于制造这些部件的原材料和能量，并减少了制造过程中的后处理操作量。然而，美国国内制造基地目前缺乏有竞争力的生产这些大型零部件的能力和技术，这直接导致了对国外供应链的持续依赖，从而进一步影响到拜登政府到2035年获得100%清洁电力和到2050年实现净零排放的目标。该拨款计划将解决2022年“国家先进制造业战略”中确定的先进制造业技术挑战。鉴于开发和部署这些技术的紧迫性，确定加快技术开发到商业化的途径将是这些项目的核心。 基于3D打印的近净成形技术包括激光能量沉积、冷喷涂、电弧增材制造、快速等离子体沉积、搅拌摩擦焊等等。 这次拨款预计将提供约3000万美元的资金，领导办公室计划以合作协议的形式授予多项财政援助奖励，每项奖励从500万美元到1500万美元不等，每个奖项的预计执行期约为两至三年。 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.NASA喷气推进实验室公布2022年三项3D打印应用成果 2.工艺综述：金属增材制造技术的重要创新发展及代表性企业 3.2023最新金属与非金属增材制造技术全景图（中文版） 4.SLM-3D打印一体化多金属材料散热器，揭示未来应用潜力

对于增材制造技术尤其是金属相关工艺来说，直接打印完的零件通常仍需要进行二次技工，这实际上是一种将增材与减材相结合来完成最终零件加工的模式。即便很多用户日常就是这样做的，但有些团队正在将这种模式提高到一个新高度，由德国机械制造研究理事会与德国斯图加特大学机床研究所牵头的一项名为“增材制造零件的高级加工 (Ad-Proc-Add)”的行业项目正在深入研究这种增减材混合工艺链。对于许多应用，增减材混合工艺链将成为最终使用部件的最佳制造途径，就如同3D打印技术参考不久前在“SLM-在传统加工零件上高精度3D打印，为整体制造降本增效”一文中所描述的嫁接3D打印方法，也是增减材混合制造的范畴。这种生产模式，可以更具成本效益、实现最佳的性能设计以及提高整体制造效率。 Ad-Proc-Add项目的实施主要是详细了解增材制造和再加工零件的材料和组件特性在工艺参数、制造策略和边界条件方面的相互依赖性和相互作用，目的是能够通过加增减材工艺链有意识的调整几何形状、表面和边界区域特性，满足预定义的要求。这将使金属部件的制造过程更加清晰，更好的后处理，实现更好的质量保证，从而得能够在各种工业应用中有针对性的设计和实施增减材加工。这实际上是，增减材作为一种复合加工手段，正在将经验转换为理论，从而更好的指导生产，进而减少试错、避免浪费、提高工艺实施的可行性。基于此，Ad-Proc-Add项目结合了增材制造、减材功能化过程、过程监控、机器技术、模拟和能效分析方面的必要专业知识。新的工具概念、制造策略、设计方法、原型组件和最终产品将由此产生，将能够兼顾生产过程中的整体制造需求。特别的，中小企业将能够获得新的生产流程、优化产品和服务过程。中小型制造公司、夹具制造商以及机械工程师可获得使用增材减材工艺链的方法知识。软件、系统和服务提供商将被引入新的产品开发流程，并提供实施和支持增减材工艺链，降低准入门槛。该项目，还将创建一个可供设计和生产人员使用的数字纲要。 3D打印技术参考注意到，该项目已经形成了250页的研究成果，涉及与激光粉末床熔融、电弧增材等工艺相关的仿真、几何设计、后处理加工整体参数、表面质量等等一系列问题。研究团队提出了一个公式，可以用来查看3D打印过程的参数设置和铣削参数如何共同影响表面质量；研究了采用激光粉末床熔融制造的零件对钻孔后处理的影响，如何设置可以以使后处理更容易；采用气体保护金属极电弧焊和冷金属过渡焊的增材制造方法，等等。 Ad-Proc-Add项目在范围和规模上都非常庞大。许多研究似乎都集中在长期需要一遍又一遍的为某项工艺确定特定材料的规格，这需要很多不同的研究人员、很多不同的专业知识并花费大量时间。通过在四个国家的多所大学，协调并行进行了大量研究，形成了有凝聚力的研究。研究团队指出，知识无法共享严重放慢了技术发展的进程，尤其是与深度流程相关的知识。尽早集体开始理解参数中的相互作用和反馈循环及其影响，这对整个行业来说是一个真正的力量倍增器。250页成果PDF文件，可在QQ群下载，加入一个即可，请勿重复申请。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;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.多光高效、稳定可靠、智能便捷 | 易加三维发布金属3D打印机新品 2.SLM-在传统加工零件上高精度3D打印，为整体制造降本增效 3.金属增材制造行业深度：新时代新工艺，先军后民踏上新征程 4.3D打印重要进展：EOS推出可实时自动调整激光功率的解决方案

4月19日，NASA技术团队在Nature发表了关于最新开发的GRX-810超级合金的相关研究，涉及其微观结构、机械性能以及与当前同类型增材制造合金的比较。3D打印技术参考于去年4月首发了对该材料的解析，这是一种采用热力学计算和3D打印协同开发的具有突破性性能的新型高温合金，NASA团队目前已经成功采用粉末床熔融工艺实现了其制造，而与新材料开发相关的3D打印工艺则多是采用激光能量沉积。 多主元素合金具有强大的机械和抗氧化性能，尤其适合于极端环境使用。NASA团队使用模型驱动的合金设计方法和基于激光的增材制造开发出了这种新材料——氧化物弥散强化型NiCoCr合金。无需机械或原位合金化，借助粉末床激光熔融工艺就可以将纳米级的Y 2 O 3颗粒分散到整个微观结构中，该材料展示了在1093°C下与广泛使用的增材制造传统多晶变形镍基合金增强两倍的强度和抗氧化性，以及提高了1000 多倍的蠕变性能。这种合金的成功开发显示出与过去的“试错”方法相比，模型驱动的合金设计能够使用更少的资源实现更佳的材料组分组成，展示了利用弥散强化与增材制造工艺相结合的未来合金开发将加速革命性材料的出现。 https://www.nature.com/articles/s41586-023-05893-0 将重量百分比为1%的Y2O3包覆在NiCoCr粉末颗粒上 多主元素合金又被成为高熵合金，具有高抗拉强度和延展性，在航空航天和能源等需要在高温和腐蚀性环境中使用的组件制造显示出巨大潜力。而氧化物弥散强化高熵合金则可以对后者的高温强度和蠕变性能等带来改善，以往在3D打印过程中引入弥散强化的手段通常是借助机械合金化、原位合金化或化学反应，但这些方法通常使过程变得复杂且可重复性存在不足。NASA团队使用了一种不需要任何粘结剂、流体或化学反应的高能混合过程，成功将纳米级的Y2O3涂覆到NiCoCr金属粉末上。此过程不会影响粉末球形形态，对于高质量粉末床3D打印制造至关重要。使用这种方法，研究人员3D打印出的新合金与之前相比，1093°C时的抗拉强度提高了35%，延展性提高了三倍。 在该研究的基础上，NASA团队采用相同的方法进一步优化了NiCoCr合金系统，研究证实了模型驱动的合金设计和3D打印工艺的成熟，可以生产具有以前传统制造技术无法实现特性的下一代材料。 研究使用的粉末原材料（粒径为10-53μm）与纳米级Y2O3（直径为100–200 nm，纯度为99.999%）使用高能声学混合器混合，然后使用筛网去除大的氧化物或金属粉末颗粒。研究探索了NiCoCr、NiCoCr-ODS、NiCoCr-ODS，添加少量Re (1.5 wt%) 和B (0.03wt%) (ODS-ReB)的合金。 1093°C高温拉伸试验显示了五种合金的强度和伸长率差异，发现非ODS NiCoCr样品的强度和延展性低于NiCoCr-ODS样品。事实上，通过简单地掺入Y2O3颗粒，NiCoCr的强度增加了，延展性提高了两倍。这突出了这些氧化物在高温下提供的强化效果。向NiCoCr-ODS中少量添加Re和B似乎略微提高了合金的强度。值得注意的是，与其他ODS合金相比，GRX-810显示出更高的强度和延展性；事实上，GRX-810提供了两倍的强度和三倍以上的延展性，使其成为一种性能更高的高温合金。一个令人惊讶的结果是，非ODS GRX-810的强度，尽管延展性有限（与非ODS NiCoCr合金相比），但其似乎与成品GRX-810的强度相当。这一发现表明强度的提高是由于基础成分，而氧化物是延展性提高的来源。 GRX-810、非ODS GRX-810、锻造Haynes 230、锻造625和718相比，不同合金之间的强度和伸长率方面几乎没有差异，尽管与其他三种合金相比，GRX-810确实提供了略高的抗拉强度。HIP室温测试提供了一些强度变化，因为ODS合金能够在该处理步骤后保持更高的强度。打印态和HIP GRX-810在不同温度下的拉伸性能显示了两个值得注意的观察结果：首先，与 HIP GRX-810 相比，打印态的GRX-810始终提供更高的强度；其次，GRX-810提供了意想不到的低温拉伸性能，表明纳米级氧化物在这些低温下不会对合金强度产生不利影响。 GRX-810和NiCoCr成分空间的建模   a.测试材料在1093°C 下的工程应力-应变曲线；b.不同合金之间的极限抗拉强度比较；c. 1093°C下的蠕变曲线；d .包括与GRX-810 曲线的相同测试   1093°C和1200°C下的循环氧化结果   GRX-810的蠕变断裂寿命与当前的增材制造高温合金对比 蠕变试验也在1093°C下进行以比较这些合金的性能。数据显示，在1093 °C和20MPa下，HIP GRX-810在蠕变6500小时后破裂，而打印态样品在1%应变（超过2800 小时）时终止，其他非ODS合金在40小时内破裂。 与NiCoCr基体和NiCoCr-ODS合金相比，GRX-810表现出显著改善的蠕变断裂性能。此外，与目前最先进的增材制造高温合金（超级合金718、625和Haynes 230）相比，GRX-810在1093°C下的蠕变寿命提高了几个数量级。 总之，NASA研究团队介绍了一种新型NiCoCr基ODS合金GRX-810的设计、表征和性能，与当前的合金相比，它在极端环境中具有卓越的性能。在合金设计中使用计算模型产生了一种平衡性能和可加工性的成分，先进的表征可以深入了解底层的微观结构和机制。与目前使用的高温合金相比，GRX-810在1093 °C 下的蠕变性能提高了几个数量级，从而能够3D打印制造在极端环境中使用的复杂部件。 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.突破：NASA开发出一种新型超高性能3D打印合金，耐温1093℃ 2.西工大黄卫东、林鑫教授团队：3D打印Al-Si合金工艺–组织–性能量化关系研究 3.天津大学：抑制激光增材制造镍基高温合金热裂纹的新合金设计方法 4.顾冬冬教授总结回顾-金属激光增材制造技术在高端领域的应用与研究!

3D打印能够制造许多独特的、经过优化设计的几何形状，这使3D打印零件的结构设计越来越复杂。而且，通常认为该技术能够以与批量制造简单形状相同的价格批量制造超级复杂的形状。这句话被认为是对3D打印技术优势的重要描述，但实施过程其实要更为复杂。 高度工程化的组件可以具有大量的点阵、内部腔室、特殊纹理和其他结构细节，生成的文件的大小也呈爆炸式增长。这导致即使在非常快的计算机上处理这些文件也很繁琐，这些结构可能还具有颜色、渐变部分、多材料等，因此会占用大量存储空间，使文件的处理过程变得缓慢。 近日，3D打印技术参考注意到，EOS和nTopology正在合作解决庞大文件的处理问题。这一解决方案称之为“隐式互操作”，这是一个针对文件的数据量缩减程序。据称，该程序可以将文件大小减少99%，并将文件的加载速度提高60%，从而使文件的生成速度提高500倍。从2023年6月开始，EOSPRINT2.14将采用隐式互操作插件。 除了节省时间之外，隐式互操作还保持了原始文件的保真度和设计意图。它跳过了网格创建和渲染步骤（这可能需要几分钟、几小时甚至更长时间，具体取决于文件的复杂程度），直接将数据传输并保存在隐式建模文件中。如今，研究团队希望让这些类型的文件能够在软件程序之间交换，因此有了隐式互操作的称号。  Siemens Energy开发的热交换器，以前由于文件过大而无法打印 由Siemens Energy在nTopology中设计的工业热交换器，由于当前数据传输格式的限制，该设计以前无法制造。通过程序缩减，该换热器的数据量减小为只有1MB，因此可以更快地导入EOSPRINT。EOS和nTopology还希望通过3MF联盟对隐式文件格式进行标准化。 nTopology中热交换器设计的剖面图，热交换器中冷热流体的路径是可见的 nTopology中热交换器设计的剖面图，具有大量格子结构  nTopology首席执行官Bradley Rothenberg表示，“nTopology开启了设计自由，使工程师能够设计出他们以前无法设计的产品，但他们也发现了打印这些设计时的数据瓶颈。我们专注于开发工程师的有用工具——不仅设计而且生产这些部件——我们与EOS合作提出了一个解决方案来打印这些复杂的部件。我们期待在与OEM的这种合作伙伴关系的基础上推动整个行业发展。“EOS软件产品线经理Alexander Bockstaller表示，“随着拓扑优化、衍生式设计和DfAM等现代设计方法的兴起，零件几何形状的复杂性一直在飙升。此类复杂模型的离散化通常会导致文件大小超过几千兆字节，这使得它们在后续生产步骤中的处理变得非常具有挑战性，EOS解决了这个问题并推动了隐式几何表示的标准化，这使得打印以前无法打印的设计成为可能。” 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.晶格结构3D打印机遇与挑战并存——设计与可制造性分析 2.47页电子书！全面了解3D打印塑料材料种类、属性和应用 3.RAYSHAPE完成A+轮融资，发布4K大尺寸DLP 3D打印机 4.中国航天日 | 铂力特2022年航天金属3D打印重要应用案例

2022年度，金属3D打印上市企业铂力特获得9.18亿元营收，同比增长66.32%，公司财报显示这是因为公司继续深耕航空航天领域，持续开发新的设备型号，且不断开拓新的市场和应用领域所致。财报同时显示，航空航天领域贡献了6.37亿元，占总营收的69.46%。这一收入也使其成为当前国内航空航天增材制造金属零部件产品市场的龙头。 航空航天零部件的生产周期长、成本高，制造难度大，而铂力特为我国航天领域的用户提供了高质量的制造服务，使金属3D打印技术在航空航天领域获得了高附加值应用，从零件级、部件级到整机级逐步加深应用程度。在中国航天日，本期内容，3D打印技术参考主要介绍其在过去一年实现的重要应用案例，用户单位涉及航天科技、航天科工、商业航天以及高校。01助力凌空天行“TXI”系列火箭发射 2022年5月，凌空天行“TXI”系列火箭完成了第9次发射，火箭将某载荷精准投送到了任务窗口，任务获得圆满成功。 铂力特为此次任务打印了火箭电控舱圆柱段壳体、电气舱锥段壳体、尾段壳体三个零件。零件均为回转体，分布较多凸台、筋条、窗口，且零件成形尺寸大，质量要求高。由于航天零件服役要求严苛，结构复杂，客户要求零件一体打印，除装配位置外不进行机加加工。综合考虑后，铂力特选用BLT-S800对零件进行制作。 凌空天行“TXI”系列火箭 BLT-S800是铂力特在2021年发布的明星设备，针对航空航天领域零件大尺寸特点，打印尺寸为800mm×800mm×600mm（W×D×H），可使复杂特征零部件一体成形。该设备拥有十激光选配方案，成形速度可达250cm³/h，零件更快成形。经验收，零件整体变形控制较好，尺寸及力学性能稳定且符合客户要求。BLT-S800大尺寸成形设备生产的零件的精度、质量能达到工程应用的标准。  02助力西工大“飞天一号”火箭成功发射 2022年7月，由西工大航天学院空天组合动力创新团队牵头研制的“飞天一号”火箭冲压组合动力在某基地成功发射，在国际范围内首次验证了煤油燃料火箭冲压组合循环发动机火箭/亚燃、亚燃、超燃、火箭/超燃的多模态平稳过渡和宽域综合能力。 铂力特参与制造了该组合发动机某些关键零件。这些零件结构复杂，成形尺寸大，铂力特使用BLT-S515和BLT-S600进行打印，在保证零件质量的同时实现了零件快速制造并缩短了交付周期。 西工大“飞天一号”火箭 BLT-S515经多批次迭代和大批量应用验证，运行成熟稳定，出品零件经得起国际标准的考验。该设备成形尺寸为500mm×500mm×1500mm，可满足大尺寸长轴形零件的制造需求，让3D打印技术突破零件高度限制。BLT-S600最大成形尺寸达600mm×600mm×600mm，满足多种应用场景零件尺寸需求，可解决高端应用领域中大尺度异形空间曲面特征、多特征跨尺度结构、镂空网状及空间连续拓扑包络等复杂结构的一体化成形难题。03助力蓝箭航天发动机制造 蓝箭航天致力于研制以液氧甲烷作为推进剂的中大型运载火箭系列产品，为全球市场提供高性价比、高可靠性的发射服务。3D打印一直是其在产品研制过程中使用的重要技术。 在市场调研阶段，蓝箭航天了解到铂力特在金属3D打印航空航天零件研制和生产方面技术成熟、经验丰富，多型号的设备可满足各类大尺寸零件生产需求，且设备经过大规模应用考验，出品零件的质量和可靠性受到客户认可。  蓝箭航天研制的液氧甲烷发动机  在合作中，蓝箭航天感受到铂力特在产品交付质量、交付周期和最终整体价格方面均有竞争力，这促使了蓝箭航天不断增加跟铂力特之间合作的深度和广度。在零件制造方面，铂力特帮助蓝箭航天打印了发动机接头类零件、点火器支座和游机身部等。这些零件具有异形结构，采用传统方法制造周期长、模具制造困难、成本高，且生产难度大、难以保证质量。铂力特利用金属3D打印技术为用户节约了研发成本、减少了生产周期，制造出了高质量的零部件。 04助力九州云箭可回收发动机制造 2022年7月， 由九州云箭出品的龙云液氧甲烷发动机完成了系列可靠性热试车考核。在该项目中，铂力特为九州云箭打印了旋转机械、燃烧装置以及发动机管路等零部件。 旋转机械、燃烧装置是液氧甲烷发动机的核心部件，其品质好坏对发动机整机性能和可靠性至关重要。其中旋转机械零件在制造过程中控形难度高、零件局部结构后处理工艺难度较大；燃烧装置结构则较为复杂，强度要求高，且零件需要在高温或低温条件下工作；发动机管路突破了原有的设计边界，更加轻量化，旨在提高整机工作可靠性。  龙云液氧甲烷发动机可靠性热试车 △左右滑动查看更多 在打印前期，铂力特产品团队对所需零件的服役条件进行了充分分析，选用了抗疲劳、耐腐蚀性良好的高温合金作为零件的材料，并根据零件的工艺特征确定了零件的尺寸、力学性能等关键数据，确保成形零件满足技术要求。基于对上述零件打印指标要求的分析，最终确定使用BLT-S400、BLT-S515、BLT-S600进行生产。 05助力快舟十一号运载火箭成功发射 2022年12月，快舟十一号固体运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将行云交通VDES试验卫星送入预定轨道。 快舟十一号的研制过程中，研制周期、经济成本是项目的重要考量因素。同时，火箭本身需要具备很强的运载能力，需要对全箭进行轻量化设计。 快舟十一号固体运载火箭 在参与项目之初，铂力特就聚焦以增材制造思维协助研制团队进行轻量化、尽己所能提升研制速度和降低成本，并参与研制了快舟十一号的多个发动机组件产品，涉及需要在高温条件下服役的多流道结构或异形管路的壳体结构。 铂力特产品团队利用BLT-S310打印了相关的钛合金和高温合金零部件，在保证零件强度的同时实现了零件的轻量化，而且零件性能指标更优。经检验，成形零件满足发动机的使用要求，而且铂力特的一体化成形策略缩短了零件的设计改型测试时间和制造时间，提高了制造效率，同时避免了零件在服役过程中出现焊接处开裂等问题，有效提高了零件的质量和使用寿命。06助力星际荣耀发动机半系统联合试验 2023年3月，星际荣耀百吨级液氧甲烷火箭发动机“JD-2”顺利完成两次真实介质下的半系统联合试验。铂力特利用多年的金属3D打印经验，协助研制团队为“JD-2”液体发动机打印了多个管路类和涡轮泵类零件，帮助客户实现了降本增效。 星际荣耀“JD-2”半系统联合试验   △左右滑动查看更多 发动机管路类零件多为异形薄壁结构，成形过程易变形；涡轮泵类零件尺寸较大，控形难度大，且对流道表面粗糙度要求高。这两类零件采用传统方法生产的难度均较大。 铂力特根据零件成形难点和服役条件，开发了定制化的工艺方案，选用BLT-S515、BLT-S600打印了相关的钛合金和高温合金零部件。经检验，成形零件的质量精度、强度、性能指标均满足“JD-2”液体发动机的使用需求，同时铂力特实现了零件的快速制造，帮助客户加快了技术迭代和方案验证，提高了研制效率。左右滑动查看 依次为BLT-S400、BLT-S515、BLT-S600、BLT-S800 END 铂力特自2011年成立以来，围绕金属增材制造装备国产化、粉末材料制备、工艺技术自主研发以及增材制造产品工程化应用推广进行了不懈努力。针对航空航天领域零部件的制造特点和客户需求，不断研发，满足产品品质与制造效率，在充分发挥自身技术优势与制造经验的基础上，不断探索改进，精益求进。 而在当前航天发射密集及国防应用需求增长的背景下，这些领域也表现出对金属3D打印技术更多的认可。铂力特2022年在航空航天领域的收入较上年增长了101.71%，这一数据足以证明这些领域对该技术需求的增长，以及对铂力特技术的认可。 铂力特表示，将始终坚持以高质量、高标准打造产品与服务，利用自身的研发能力与生产经验，不断探索改进，突破技术难题，提高技术水平。在未来，将持续聚焦空天领域工程化应用，以高质量、高标准打造产品与服务，用金属增材制造技术助力航空航天更深远的征程。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，已经过铂力特审核，转载请点击转载须知。 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.行业洞察：高强铝3D打印材料体系、市场化历程及其应用现状 2.重磅分享（二）：航空航天增材制造产线建设面临的挑战与要求 3.五千字分享：NASA采用3D打印研制火箭发动机的失败教训与经验 4.期待更多3D打印行业专家分享独到观点

北京时间4月20日晚，SpaceX第一艘完全集成的Starship（又称星际飞船、星舰）首次发射，升空后一级就要多台发动机工作不正常，升空2分30秒后火箭姿态失稳并开始旋转，最终解体爆炸。 在通往成功的道路上总是要经历无数次失败，其可重复使用的猎鹰火箭就是最好的例子，而后者也是当前最成功的商业发射火箭。在升空前夕，马斯克便有降低预期的表示，“成功不是我们应该期待的”，在星舰后爆炸后其表示，“成功来自于我们学到的东西，今天的测试将帮助我们提高星际飞船的可靠性”。 Starship由第一级的超重型火箭助推器和第二级的航天器组成，两级火箭都设计为可重复使用，可在发射塔上进行受控着陆并在数小时内重新飞行。星舰全箭直径9米，高约120米，起飞总推力达到7590吨，是当前人类建造的最大规模的火箭，其旨在将宇航员和货物运送到地球轨道、月球、火星甚至更远的太空。Starship两级结构均由猛禽发动机提供动力，其中高达69米的巨大一级助推器装有33台，二级航天器部分装有6台。 当前人类建造的最大规模的火箭 与之前的许多其他运载火箭一样，Starship拥有大量3D打印部件。自从2018年底开始建造第一批原型以来，马斯克曾多次谈到SpaceX在星舰的设计和生产中使用3D打印技术。最早的例子之一是2017年9月在澳大利亚举行的国际宇航大会上的一次演讲中，当时他强调了使用3D打印制作星舰的重要性，并表示“我们确实在对大量投资3D打印，这可能会成为我们制造火箭结构的主要方式。” 马斯克表示，SpaceX的目标是将3D打印技术用于星舰尽可能多的部件，包括发动机和机身，并已经打印了广泛的部件，如燃烧室和喷嘴延伸件，以及整个航天器中的各种支架、配件和其他元件。该公司还投入巨资开发新的3D打印技术和材料，旨在进一步提高其制造过程的速度、质量和性能。 高达69米的巨大一级助推器装有33台猛禽发动机 为加快生产速度和提高设计灵活性，Starship上的3D打印部件使用了多种3D打印技术生产，包括粉末床激光熔融和和电子束熔融。总的来说，3D打印一直是SpaceX能够快速制作原型和迭代星舰设计以及生产高精度和高性能零件的关键因素。 作为在航空航天工业中使用增材制造技术的先驱，SpaceX一直在广泛利用该技术为其火箭和航天器制造零件，尤其是那些使用传统方法难以或不可能制造的零件。该公司3D打印应用相关的信息透露很少，据外媒介绍，SpaceX使用粉末床激光熔融工艺3D打印制造复杂的发动机部件，如为星际飞船和超重型助推器提供动力的猛禽发动机的喷油器板。此前，Merlin发动机（设计用于为猎鹰 1 号、猎鹰 9 号和猎鹰重型运载火箭提供动力）也需要3D打印部件，尤其是推力室、喷嘴和喷油器。  SpaceX 3D打印的部分组件如下： 发动机部件：龙飞船自燃推进剂发动机使用通过EBM工艺制造了钛合金发动机舱，使用SLM工艺制造了猛禽发动机的涡轮泵外壳。 燃料系统组件：3D 打印了为火箭发动机提供燃料的系统组件，如燃料歧管。 隔热罩：为将宇航员运送到国际空间站，SpaceX建造了带有3D打印隔热罩的Crew Dragon航天器，旨在重返地球大气层时保护太空舱及其乘员。 阀门和配件：用于火箭和航天器的3D打印阀门和配件，用于控制推进剂流量和其他流体。 有效载荷整流罩：3D打印了用于在发射期间保护卫星和其他有效载荷的整流罩组件。 栅格舵：猎鹰火箭一级的栅格舵也采用3D打印制造，它是一种火箭飞行姿态控制装置。 在过去的几十年里，SpaceX与几个3D打印品牌合作为其火箭制造零件，最著名的是EOS、Concept Laser（GE 公司）、Velo3D、SLM Solutions、Stratasys和3D Systems。 SpaceX与Velo3D建立了紧密的关系，后者表示，SpaceX选择其Sapphire系统是因为它能够生产质量和性能始终如一的部件，即使是复杂的几何形状和具有挑战性的材料。虽然具体的合作细节并未公开披露，但该公司在本次星舰发射之后即向SpaceX表达祝贺，并表示“对于新的太空行业和全人类来说，这是一个巨大的里程碑，我们很荣幸能与像SpaceX这样的创新型客户合作，他们正在突破各自行业的可能性极限”！ 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.SLM-在传统加工零件上高精度3D打印，为整体制造降本增效 2.重磅分享（二）：航空航天增材制造产线建设面临的挑战与要求 3.电弧增材制造获评中国航天科技集团2022年度十大技术突破 4.人族火箭发射升空，即是3D打印技术大规模应用的重要里程碑