导读：对于航天发射来说，出现故障导致发射失败是常有的事情，尤其是在研制之初。然而，由于火箭发动机已经再以接近性能极限的方式运行，了解故障的原因至关重要。在竞争激烈的商业航天业务中，分享经验教训的现象非常鲜见。而NASA却不断有新的知识分享，本期内容将介绍NASA材料和增材制造副技术研究员Alison Park和首席工程师Paul Gradl对采用3D打印研制的火箭发动机一次故障的见解。   20世纪60年代，阿波罗计划将人类送上月球，用牛皮纸绘图桌和手工机器制作零件的时代的工程师们会如何看待各种增材制造技术在火箭推进系统设计和开发中的普及？当团队试图同时理解太空飞行和硬件设计的复杂物理过程时，多次开发的火箭发动机故障还会发生吗？如果他们有增材制造技术，他们能更快的执行设计-故障修复吗？然而，即使3D打印的优势在设计、测试和生产中完全实现，火箭发动机的物理仍然具有挑战性。火箭发动机必须在极端的环境中工作：如果有可能出错，它就会出错。因此，系统实现重要的基础、过程控制和关键集成需求是必要的。显而易见的是，设计、制造和组装复杂火箭推进系统的部件涉及大量资源——时间、资金和技能——以实现最终目标，这始终都是为了安全成功的完成任务。NASA马歇尔太空飞行中心正在充分利用3D打印技术用于火箭推进系统，以减少测试时间和设计-故障-修复周期的迭代NASA马歇尔太空飞行中心目前正在充分利用3D打印技术用于火箭推进系统，以减少测试时间和设计故障修复周期的迭代。3D打印在火箭上的其他优势已经实现，包括降低总体成本、加快进度，零件整合，实现复杂特征制造，以及使用新型合金来提高性能。NASA改变游戏规则开发计划下的“长寿命增材制造组件项目（LLAMA）”就是帮助推进该技术成熟的努力。 51次的成功之后发生失败 该项目的目的是评估激光束粉末床熔融工艺(PBF-LB)与GRCop-42(铜铬铌)合金用于制造高占空比火箭燃烧室组件的可行性。任务包括开发和完善PBF-LB工艺和GRCop-42合金，进行硬件设计和分析，管理硬件需求的采购和集成，以及对子组件进行一系列热测试，高温系列测试的目标是在单个燃烧室组件上满足至少50次启动。一个典型的用于化学推进的火箭推力室组件(TCA)有三个主要的子组件：喷射器、燃烧室和排气喷嘴。TCA的功能仅仅是通过提供燃烧并将热能转化为动能来产生推力。对于高性能高压发动机系统，燃烧室和排气喷嘴通常采用复杂的内部冷却进行再生冷却。 在LLAMA项目下测试的硬件 燃烧气体温度可接近3300°C，压力可经常超过50bar。如果不使用系统中的推进剂主动冷却腔壁，腔室几乎会在瞬间熔化；但这推力室的壁厚很薄，这对传统制造来说是个挑战。这是引入3D打印技术的一个巨大机会，为推力室创造这些具有良好特征的复杂冷却通道，已经成为商业航天领域的普遍做法。喷射器也不是一个简单的零件，采用传统制造通常包含数百个焊接在一起的部件，3D打印简化了其结构。再生冷却喷嘴在冷却壁和燃烧室方面面临着类似的挑战，但必须大规模制造。LLAMA项目开始设计和测试所有这些3D打印组件，使用PBF-LB制造注射器和燃烧室，使用激光束粉末定向能力沉积制造再生冷却喷嘴。 LLAMA项目中3D打印的GRCop-42燃烧室和C-C喷嘴的成功进行热测试燃烧室选用的合金为GRCop-42，其具有良好的材料性能，如高导热系数，高抗蠕变性能，延长的低周疲劳寿命，增强的抗氧化性能，能够在接近800°C的高温下具有较高的拉伸强度。在使用PBF-LB工艺进行加工时，这些材料属性仍然保持。该材料在2019年开发成功后，已成为推力室组件制造的首选合金。NASA对多个使用GRCop-42和GRCop-84制造的燃烧室成功进行了的热火测试，累计超过40000秒，启动次数超过1100次。其中包括单个推力为10千牛的GRCop-42燃烧室，累计启动次数超过188次，时间超过8030秒。  LLAMA项目成功测试的一个推力室获得了51个满足项目的指标，这一成功促使团队测试第二个腔室，它与成功测试的上一个腔室在相同的建造板上制造，使用相同的加工步骤。该测试有望提供关于重复性和性能指标的更多过程数据。2021年2月，NASA启动了一系列测试，同样的条件也在第二个腔室中运行，并成功测试了8次，但之后一个实验性的C-C喷嘴出现了故障，并最终被火焰吞没。实验人员按照正确的指令顺序关闭测试程序，发现推力室断成了两截。 第九次测试中GRCop-42腔室测试失败  测试关闭后断开的腔室深入评估失败原因 这一异常测试的发生促使了深入的工艺评估。评估考察了测试过程、排序、硬件、3D打印构建过程、检查和其他记录的所有方面，在高速视频中观察到一个可视裂缝和泄漏。评估的第一步是收集燃烧室加工步骤的历史，包括粉末给料、3D打印制造工艺和建造后工艺，包括热等静压(HIP)、加工、清洗和检查数据。这个腔室与其他三个一起建造——其中两个是相同的建造模型——在同一个建造板上制造。“双生”燃烧室刚刚完成了广泛的高温系列测试，累积了51次启动和近1000秒的时间。 燃烧室泄漏的瞬间对构建记录的进一步调查显示了关于这四个腔室的一些重要信息，在制造过程中既有有意的也有无意的制造中断。这些中断的历史在零件表面留下了层纹，除了这些中断之外，构建记录表明没有异常，HIP参数是正确的，其他后处理操作都符合预期。构建中断引起怀疑 层纹被定义为3D打印零件表面上与构建平面平行运行的清晰可区分的线，这是由层扫描时间(零件可能会冷却)和层厚度的变化引起的，通常在构建停止和中断期间形成。测量了每条可见层纹的高度，并与指示构建停止的切片层位置一致。虽然层纹与其他表面看起来相似，但形成的机制完全不同。 三个腔室来自同一次构建：箭头1和2表示停电，箭头3和箭头4表示排空溢流；1号腔室(C1)没有测试，2号(C2)是测试断开的腔室，3号 (C3)测试成功51次例如，PBF-LB机器冲入保护气体的过程导致每个部件暴露在开放的空气中不到60分钟（猜测可能有其他原因导致中途充气）；在电源故障导致构建中断的情况下，PBF-LB构建室保持密封，但没有主动清洗腔室气氛。停电中断的时间分别为10分钟和120分钟。第二次构建中断位于腔室的桶形部分，测试腔室断开的位置与层切片精确相关，因此受到了很多关注。该团队使用了与故障腔室一起额外制造的C1腔室来帮助评估材料和加工过程。未测试腔室允许对精确的层纹位置进行表征，以确定缺陷、微观结构、化学和机械测试，从而了解故障并提供大量数据。对测试断裂的C2失效腔室的断裂表面进行评估，当第一次用肉眼观察时，很明显断裂面是平面的，但有两个明显的区域轻微变形为杯状。这些“杯状”区域大致位于首次观察到泄漏的圆周位置。在光学显微镜下，断口表面显示扫描模式为平行线穿过表面。这可能表明，在这条层纹上的重新构建造成了粒子之间严重缺乏熔合，这可能导致力学性能降低。在扫描电子显微镜下，由于较高的孔隙率和缺乏粉末颗粒熔合，断口表面表现出不规则的孔隙形状和较低的变形程度。通过电感耦合等离子体和惰性气体聚变进行的化学分析表明，该腔室的氧含量和铬/铌比略高于规范要求。众所周知，过量的氧气会降低电导率、高温强度和抗蠕变性能，导致疲劳裂纹萌生部位。模拟结果加深疑虑 为了完全回答这些类型的建造中断和重新启动是如何导致层纹处机械性能下降的，直接从腔室中提取了微拉伸试样。除了这些样品外，还构建了模拟的建造中断样品，模拟停电环境和时间，以及其他事件和时间。从这些模拟样品中，进行了拉伸和低周疲劳力学测试，以确定构建中断和重启的影响。在腔室层纹(C1)切除的微拉伸试样表明，与腔室的其余部分相比，其孔隙率接近2%。与GRCop-42的典型PBF-LB构建中观察到的接近100%的密度相比，即使是0.5%的孔隙率也非常高。从腔室中取出切片并采集光学显微镜图像，可以明显看出，该材料具有较高的随机分布的孔隙，同时在层纹周围孔隙度的聚集。  从未测试腔室层纹位置取出的微拉伸标本微拉伸测试结果显示，与在不受层纹影响的区域采集的对照样品相比，极限拉伸强度(UTS)降低了30%，失效应变也降低了80%，表明材料处于脆性状态。这可能会导致层纹的承重能力下降，以及循环应变降低。实验室内的拉伸测试数据最初让研究小组相信，建造中断可能会导致性能下降，但来自模拟建造中断样本的拉伸测试数据却是一个不同的结果。在断电和充气情况下，模拟试样的平均拉伸数据与对照试样几乎相同。 极限强度(UTS)、屈服强度(YS)和延伸率无显著差异，试样的密度接近100%，拉伸性能良好疲劳测试也表明不同类型的重启和控制样品之间的疲劳寿命没有差异。该模拟样本数据证实，在适当的重新启动程序后，显示层纹的部件并不一定会减弱材料性能。可能还有其他操作或工艺敏感的因素导致了层纹处孔隙度的增加。带有层纹的模拟样品和对照样品与预期的韧性破坏断口面一致：典型的杯状和锥状。微拉伸样品作为对照，来自一个没有层纹的区域，也显示了破裂前的变形和颈缩。C1腔室微拉伸试样断口层纹显示，断口呈高颗粒状，但变形较小，断口有大量未熔化的粉末颗粒，气孔不规则，可见扫描/熔融模式。这表明，观察到的孔隙度是由于缺乏熔合和没有足够的能量来完全熔化粉末并与上一层良好结合。这一观察结果让团队不安，因为所有构建记录都表明机器运行正常。使用的PBF-LB参数和硬件之前已经使用相同的GRCop-42合金建造了数十个燃烧室，这些燃烧室的密度接近100%，并成功测试。失效评估结果 这次评估的结果表明了导致腔室失效的几个因素：在构建中断线处有大量的孔洞，在HIP过程中，由于尺寸太大没有完全闭合，这减少了层纹周围的承载面积。这种承载面积的减少，加上这些表面的热疲劳和结构疲劳，导致了热测试期间的过载。试验腔室中的孔隙率总体上比GRCop-42的典型PBF-LB构建高得多，还观察到孔隙率随着构建的高度而增加。总结经验 任何用户为零件生产准备的开发路径将根据项目的需求和最终目标而有所不同。它可能是用于迭代设计原型的早期开发部分，也可能是用于载人航天的关键组件。无论路径可能是什么，本行业可以从NASA的经验教训获得对整个增材制造过程更多的解。参数、原料或其他工艺的微小变化都会影响零件的完整性。NASA正在研究各种3D打印工艺，并正在使用它们生产用于开发关键的航天应用组件。NASA还与商业伙伴合作，将相关设计和部件用于航天器和运载火箭系统。因此，NASA主张用于生产3D打印组件的材料和工艺的资格和认证对其安全使用至关重要。为了支持3D打印工艺和材料的认证，NASA制定了一项名为NASA- std -6030“航天系统增材制造要求”的技术标准，该标准为3D打印硬件的开发和生产建立了政策框架。NASA-STD-6030的主要理念是认识到3D打印材料是高度工艺敏感的，因此良好的基础工艺控制逻辑为可靠的零件设计和生产提供了基础。为了确保足够的质量，在开始“适合飞行”的生产水平之前，这些工艺开发和定义活动是必要的。虽然在这次试验系列活动中，LLAMA腔室不符合NASASTD-6030的要求，但测试失败说明了NASA-STD-6030中建立的几个要求背后的基本原理。该失效腔室为稳健工艺开发和深入的材料性能评估提供了极好的案例研究。构建重新启动对当前的设备和保障能力来说可能是不可避免的，NASA-STD-6030引入了一些与流程重启相关的要求，因为构建中断可能与相对于流程名义上的稳态操作的有害物质缺陷的更高风险相关。因此，如果组件允许重新构建，那么为每种合金开发合适的构建重新启动程序并记录是至关重要的。重启程序应包括但不限于记录停止的原因，最大允许停止时间，搭建平台冷却限制，位置、以及最后一部分层的条件。适当的重新启动研究包括机械测试数据和微观结构特征，破坏性物品评估，视觉和体积检查，以及现场监测系统数据。这为团队提供了必要的信息，以确保重新启动过程的可迁移性到所需的组件几何结构。在构建开始之前，应该就标准和合格程序的列表达成一致。如果在飞行硬件生产环境中发生了计划外的构建中断，这些中断事件需要被记录下来，并在构建生产中作为不符合项进行处理。关于LLAMA腔室，虽然这些部件是在非飞行硬件生产环境中制造的，但如果在重新启动之间对腔室的层纹进行了预先测试检查或进行了一些原位无损评估，则可以发现明显的缺乏熔合缺陷。然而，对顶部和底部层纹的观察，仅显示出轻微的几何偏移，并且没有表面连接的孔隙度，零件可能“可用”。这说明了制造高价值/关键任务组件所需的仔细和严格的实践，特别是如果想排除未检测到的故障模式，防止潜在的灾难性后果。LLAMA项目证明了一点，尽管团队最初对一个腔室进行了51次测试，以达到项目目标。在设计、分析、制造、组装和工艺规划方面的所有艰苦工作都在测试台上达到顶峰，最终仍然存在失败的可能。但成功与失败仍然要分开看，经验教训的总结是为了走向最终的成功。 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。微信已改版，为3D打印技术参考设置星标，以防错过高质量内容推送。公众号首页，点击右上角的“…”，然后点击“设为星标” 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.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 2.多材料金属结构一体成型：NASA正在测试不使用热源的新3D打印工艺 3.NASA：航空航天领域3D打印材料的可获得性、工艺复合制造及成本组成考量 4.NASA：航空航天领域常用的金属3D打印材料及特点

漫格科技近日受邀参加首届核能增材制造高端技术论坛，并宣布加入中国增材制造产业联盟核能工作组，将为促进中国核能增材制造研发应用的发展贡献力量。 作为专注于3D打印软件研发和创新的企业，漫格科技在增材制造领域具有深厚的技术积累和丰富的实践经验。漫格科技此次加入中国增材制造产业联盟核能工作组，将拓展漫格科技的核能增材制造应用，也为中国核能增材制造的软件技术创新注入了新的动力。 中国增材制造产业联盟核能工作组由50余家增材制造装备制造企业和高校组成，旨在整合利用国内外核能增材制研发资源，打通核能增材制造产品研发流程及数字链路，推进核能领域增材产品研发应用，提升构建核级增材产品鉴定及标准化体系并培养一批核能领域增材制造人才，推进中国核能产业的健康发展。公众号：增材制造产业联盟前沿创新赋能核动力，中国增材制造产业联盟核能工作组在核动力院设立 作为工作组中唯一家专注于3D打印软件企业，漫格科技的加入，填补了核工业智能制造的重要空白，将作为软件系统，为增材制造敏捷创新中心构建全周期软件平台，产品数字仓库，实现与数字化反应堆的无缝衔接，为推进我国核能事业的发展做出新的贡献。 关于【Voxeldance Additive】软件 【Voxeldance Additive】 是一款专业的3D打印软件，能为DLP/SLA/SLS/SLM等多种技术的打印机完成数据准备，功能覆盖了3D打印数据准备的完整流程，包括导入，模型修复，模型编辑，2D/3D嵌套摆放，支撑生成，切片,路径填充等。   覆盖了齿科、医疗、珠宝、教育、工业模具、 汽车、航天航空、手板、鞋模、树脂，消费品等主流3D打印应用领域。全球越来越多的增材制造顶尖厂商、服务商已选择与VoxelDance深度合作，联合探索3D打印技术各个应用领域的创新和发展。 现在【Voxeldance Additive】提供1个月的免费试用，长按、识别下方二维码后，申请试用。 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.聚焦应用丨报名深圳「金属增材，升级生产力」研讨会 2.执着于高精度 | 先临天远发布“小个头”计量级手持三维扫描仪 3.3D打印为制造高质量难熔合金提供多种有效解决方案 4.国产3D打印数据准备软件重磅发布新版本，助力2万用户效率提升

近日，3D打印技术参考注意到西交大新闻网刊发了一篇题为《科技自立自强，西安交大金属增材制造科研团队在新型熔滴+电弧增材制造铝合金研究方面取得新进展》的文章，展示了该校魏正英教授团队的最新研究成果。 笔者查询了作者团队发表的论文原文，文章提到，铝合金因具比强度高、高导热、来源广、成本低等优点，成为汽车、航空航天、轨道交通等多领域应用最广泛的金属材料之一。随着增材制造技术的快速发展，多种类型的金属3D打印技术被用于铝合金成型研究和应用，其中以激光和电弧增材制造最为突出。  对比两种热源的3D打印技术，激光粉末床熔融技术在制造中小尺寸、高复杂、高精度零件方面具有显著优势，但由于材料本身所固有的高导热、高反射和易氧化等特点使其难以借助激光实现高效沉积。3D打印技术参考在《铝合金大尺寸构件3D打印一体化制造的需求、限制因素及进展》一文中进行过详细描述。  电弧增材制造相比激光在铝合金3D打印方面具有显著优势，尤其体现在大型构件制造方面。3D打印技术参考已经观察到众多的应用案例，如波音公司已经扩大了与澳大利亚金属3D打印公司AML3D的合作，借助电弧3D打印大型铝合金构件；前不久，西工大刊文指出林鑫教授团队铝合金电弧增材制造研究为我国航天提供了重要支持。总的来说，铝合金电弧增材制造正在引起越来越多的关注。 然而，电弧增材制造也有很多问题需要解决。根据西交大新闻网和论文原文的描述，当前研究普遍认为电弧本身不够稳定：沉积层磁场、气流和表面形貌都对电弧形态有显著影响。同时，丝弧之间的强耦合使材料添加和热输入匹配非常严格。电弧稳定性和材料传递模式是电弧增材制造的核心任务，打破传统电弧增材制造中丝弧之间的强耦合是解决上述问题的根本途径。  西安交大魏正英教授金属增材制造科研团队研究比较了电弧增材GMA-AM（气体金属电弧增材制造）、激光-GMA混合制造、旁路耦合WAAM、气体钨丝电弧（GTA）增材等技术，提出一种新型熔滴+电弧增材制造方法（DAAM），实现了铝合金部件的高质量和高效率制造。  熔滴+电弧增材制造实验平台  在DAAM系统中，团队设计了一种特殊的熔滴发生系统来取代传统的送丝系统，使材料添加过程和弧热输入过程成为两个独立的部分。该研究采用变极性气体钨弧（VP-GTA）作为热源，选用2219铝合金作为沉积材料，首先分析了熔滴生成过程和熔滴+电弧沉积特性。然后提出一种热输入策略，实现具有良好形貌的薄壁构件的制备。在此基础上，研究了微观结构分布和晶粒形貌。最后，研究了不同工艺条件下的拉伸性能和断裂特性。 电弧增材制造2219铝合金薄壁件 DAAM薄壁样品典型晶粒形成示意图 相关研究成果以《一种新型的铝合金熔滴+电弧增材制造方法》（A novel droplet + arc additive manufacturing for aluminum alloy: Method, microstructure and mechanical properties）为题发表在增材制造顶刊Additive Manufacturing上。文章第一作者为西安交通大学机械工程学院硕博连读博士生贺鹏飞，作为新工艺平台的设计与研制及工艺负责人对新工艺研制成功做出了突出的贡献。  近年来，西安交通大学魏正英教授金属增材制造团队先后研究了多物理场耦合的金属增材过程的传热传质增材成形机理，对光/粉末耦合机制、熔滴与超常熔池冶金动力学行为进行研究，分析金属增材制造中熔化特性及凝固宏观形貌和微观组织特征；分析了多重热循环中应力变形机制，对金属增材形—性的一体化进行调控机制研究；研究了金属增材制造精度控制、性能预测和可视化测量反馈控制技术，利用自主研制的SLM平台进行了航天的金属选区融化技术研究。 针对轻质铝合金激光增材高效成形的难点，团队成功研制了颗粒增强铝基复合材料熔滴/电弧高效增材制造技术与设备，并建立了熔滴复合电弧3D打印成形系统和动态监视反馈的主动控制软硬件系统，实现了耐磨陶瓷颗粒增强铝基复合材料构件的熔滴/电弧高效增材制造。 论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221486042200745X 注：本文部分内容参考西安交通大学新闻网。欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.2023首篇Nature：哈佛大学多材料螺旋3D打印新方法 2.高性能铝合金3D打印粉末之宝航多级别材料与应用场景 3.视频：3D打印一站式软件如何完成结构优化、支撑设计与仿真并加快制造效率 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

前言 颗粒3D打印近几年正在高速发展，但真正适合颗粒直接3D打印的塑料并不多，为了更好的推进应用以及兼容更多材料，一迈联合雷孚斯对其新发布的可染色碳纤维母粒进行了测试验证，得到较好的结果。 雷孚斯母粒产品介绍：LUVOBATCH 3F PLA CF 5855 是一款挤出型的3D打印专用母粒，含有40%碳纤维，用户可以在PLA原料颗粒中添加特定比例的5855母粒，从而获得更高的制件强度和表面哑光质感。5855母粒采用精选长径比的特定碳纤维原材料，经过表面包覆技术改性后赋予碳纤维优异的可染色性。5855母粒结合颗粒3D打印时的表现非常出色，可以输出高质量的打印成品，这是一项技术革新，为3D打印领域带来了更多的可能性。 一迈颗粒3D打印机介绍：FAST-JET-1500是一款快速成型的颗粒3D打印机，最大吞吐量可达到6KG/H，最大打印幅面能够达到1.5*1.5*1.5m³，并且能够兼容多种工程塑料，例如PLA，ABS，PETG，PC，PA，PPS，PEEK等，以及它们的碳纤维或者玻璃纤维复合物。 图｜ＩＥＭＡＩ　FAST-JET-1500 打印建议： 1 打印碳纤维颗粒材料时，铜质的喷嘴会发生磨损，建议将耐磨喷嘴 (例如硬化钢) 与该材料一起使用。 2 打印前将5855母粒与PLA颗粒按照比例搅拌混合，放入料斗中设置50-60℃干燥8-10小时，以保证打印成品最终的质量。 3 打印这款可染色碳纤维颗粒PLA材料时，采用3个区域加热，进料端160℃，中段220摄氏度，挤出端180摄氏度。   雷孚斯集团是一家拥有129年历史以技术为导向的德国创新型企业。在高性能聚合物材料、定制化功能母粒和工业级3D打印材料等方面拥有丰富的经验和技术积累，处于行业领先地位。3D打印技术正在进入终端部件的制造领域，LEHVOSS集团在这方面已拥有成熟的工业材料组合，我们将为您展示工业级的碳纤维增强材料和一系列新开发的高速打印材料。   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。 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.衍生式设计+纤维增强3D打印对汽车零部件进行轻量化设计制造 2.聚焦应用丨报名深圳「金属增材，升级生产力」研讨会 3.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 4.执着于高精度 | 先临天远发布“小个头”计量级手持三维扫描仪

新一轮增材制造业核心任务是升级生产力，这一过程需要极具高效性、柔性的金属增材制造方案来适配不同的应用场景，回归工业量产化和最终产品的需求。汉邦科技作为国内专业的工业级金属增材制造（3D打印）设备制造商，多年来为多个领域客户提供创新、有竞争力的一体化专业金属增材制造解决方案，助力制造型企业实现降本增效、创新升级。 由广东省机械模具科技促进协会、中山市增材制造协会主办，上海汉邦联航激光科技有限公司承办的“金属增材——升级生产力”研讨会，将于4月19日在深圳同泰万怡酒店隆重举行。汉邦科技将携手诸多业内优秀企业，共同聚焦金属增材制造如何助力企业升级生产力，探讨金属增材制造技术在模具制造、鞋模产业、批量化生产以及材料应用工艺开发中的创新应用及发展前景。  汉邦科技研讨会  会议议程 报名渠道 识别或扫描上方二维码，即刻报名参会。 报名截止日期4月17日 晚20:00 审核报名信息通过后，我们将尽快与您联系，谢谢！ 关于汉邦科技 汉邦科技，于2007年进入金属3D打印领域，专注于设备的研发、制造、销售、应用和技术服务，在上海和广东设立公司，是国内专业的工业级金属增材制造（3D打印）设备制造商。行业应用覆盖航空航天、医疗齿科、骨科、新能源、模具、汽车、个性化定制、教育科研等多个领域，逐步走出一条产业多元化高质量发展新路，得到客户的高度认可并达成长期战略合作。依托强大的先进装备设计与制造能力，目前已成功研发大中小多款强力迭代机型，产品矩阵完整。其中HBD E500、HBD 1000及HBD 1200等多光路大尺寸设备，已与多家航空航天、能源和知名高端工业企业达成稳定合作并批量供货。从金属增材制造技术到LACM激光增减材复合加工工艺，汉邦科技以智能、自动、数字化为抓手，提供一体化专业金属增材制造解决方案，为客户提供更加高效、柔性的新业态合作方式，持续为客户创造最大价值。 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.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 2.执着于高精度 | 先临天远发布“小个头”计量级手持三维扫描仪 3.精致且可靠 | 小尺寸金属3D打印机的技术要点不容忽视 4.航天增材制造迎来新入局者，可3D打印9米超大尺寸零件

随着新型汽车和新能源汽车的发展，人们对汽车的舒适性和安全性要求逐步提高，同时为了降低汽车能源消耗，有必要在汽车零件开发过程中实现复杂结构零部件的轻量化结构设计。近年，德国奥芬堡应用科学大学的科研人员研究了使用衍生式设计和纤维增强增材制造技术对汽车零部件进行轻量化设计制造，相关研究成果在“第32届CIRP设计大会”上被报道。   原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212827122006722 近年来，增材制造技术（AM）发展迅速，新工艺和新材料不断涌入汽车航行业及新兴市场，越来越多的成功案例克服了以前有限的材料选择和材料性能低等。这种新发展的一个例子是材料熔接层制造(FLM)，FLM工艺的优点是简单且便宜。此外，与昂贵的金属粉末相比，塑料丝的材料成本要低得多。然而，使用这种工艺制备的零部件具有强度低等缺点，可以添加短纤维来克服这些问题，通过添加长纤维可以实现更高的强度增加。衍生式设计可用于开发根据特定标准（例如，轻量化、强度、韧性）优化设计的组件。这项研究主要聚焦汽车行业中衍生式设计与纤维增强增材制造相结合的实际案例。 应用实例为赛车后轴上的A型摆臂，A型摆臂需要连接到后轴的控制臂上，它与控制臂一起提供了轮架的垂直导向，从而产生来自轮架的拉力和压缩力。图1中粉红色区域代表衍生式设计的第一步，是开发的A型摆臂最大可能设计空间。由于A型摆臂为轴对称构件，设计空间只使用A型摆臂的一半。选择控制臂和轮毂载体的连接点作为保留的特征，指定荷载工况下的设计空间如图2所示，这个工况下会出现两种负载情况，分别是受到4800N的拉力和4800N的压缩力。由于A型摆臂是由两个销子连接到控制臂上，力在这些方向会发生作用，除力外还应考虑安全系数。 通过迭代优化A型摆臂的结构，采用收敛建模的方法进行精细化设计，如用折叠面的方法对边缘进行平滑处理、对某些地方进行轻微加固。图3为应力视图和内部2D视图的初步设计，为达到低重量高性能组件的制备，设计的零部件呈细丝状结构(图3a)。最大应力为52.29MPa，出现在控制臂的两个引脚附近。另外在红色区域的中间支柱边缘(图3b)，只有少量的纤维可以连续地铺设在支柱中。由于在支柱中出现高应力，因此在重新设计时对支柱进行加固，以便能够嵌入更多连续的增强纤维。最终的几何形状如图4所示，共有2.42立方厘米的连续增强纤维嵌入在A型摆臂的几何结构中。 拉伸试验在静态试验机上进行，图5是A型摆臂拉伸试验的夹具。由于设计的夹具导致A型摆臂只能承受一个销的拉应力。根据所进行的拉伸试验，最终最大拉伸力Fmax=4110N，延伸率dL=1.6mm，该力高于计算的FZ=2853N，安全系数为S=1.44（图6）。这项研究可以明显表明通过衍生式设计可以优化汽车组件结构（图7）。   图1 带轮托的A型摆臂空间设计 图2 荷载案例1(左)和荷载案例2(右)的设计空间。 图3 A型摆臂几何结构初步设计：（a）有限元分析应力图；（b）内部2D视图  图4 A型摆臂的最终几何形状：（a）增强后的重新设计实体视图；（b）纤维改进的零件内部2D视图图5 A型摆臂拉伸试验用夹具:a)带夹具的A型摆臂，b)测试装置中夹紧的夹具。图6 最终几何形状的零件力学性能图7 A型摆臂的原件和结构优化后的零件 总之这项研究与传统制造工艺相比，衍生式设计和增材制造的相互结合可以显著降低零部件的成本和重量。在衍生式设计中，纤维添加的方向以及纤维的数量对力学性能具有巨大影响，可以制备出承受高力的汽车组件。在拉力试验机上测试组件时，只能证明安全系数为1.44。因此需要进一步提高构件中的纤维含量以提升力学性能。然而也有迹象表明，衍生式设计软件中对长纤维的考虑目前还没有充分实现，弥补这一缺陷对于后续的研究工作具有相当重要的意义。 欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.五千余字国外测评：中国碳纤维3D打印机，性价比高，可批量生产 2.2022年8款国内市场可以买到的桌面型碳纤维复合材料3D打印机 3.国产3D打印数据准备软件重磅发布新版本，助力2万用户效率提升 4.中科大提出热固性材料新型3D打印方法

3月31日，中国航天增材制造技术高峰论坛在京举办。本次论坛围绕增材制造技术创新、工程应用、产业发展等主题，邀请中国科学院和中国工程院院士卢秉恒、刘永才、李应红、王华明，澳大利亚工程院院士谢亿民及业内专家学者、相关企业开展深入交流，共同推动增材制造技术在航天领域的应用。工业和信息化部装备工业一司一级调研员陆瑞阳，国防科工局科技质量与安全生产监管司处长贺芳，集团公司科技委副主任高峰，三院党委书记史新兴、副院长李建民、院总工艺师杨继平、增材制造总工程师邹卫平、质技部副部长胡晓雪，中国航天科工三院一五九厂党委书记、董事长李鹤鹏等相关领导出席论坛。 “增材制造作为新一轮工业革命的标志性技术之一，是实现制造业弯道超车、抢占未来科技和产业制高点的必然选择。”航天科工三院一五九厂党委书记、董事长李鹤鹏在致辞中表达了承办此次论坛的初衷。 “在面对未来增材制造技术在航天领域深化应用方面挑战，需要加强研究，推动增材制造技术进一步发展。中国航天科工集团一直以来对增材制造技术研究和应用非常重视。在航天领域进行了大量研究和实践，取得了一系列重要成果和经验，实现了众多典型产品应用，牵引了国内增材制造技术向着更大、更快、更强的方向发展。”中国航天科工集团有限公司科技委副主任高峰认为这次会议能够进一步加强各方的沟通和交流，促进技术共享和合作，共同推动我国增材制造技术的发展和应用。 航天科工三院党委书记史新兴表示在增材制造快速发展的今天，“一花独放不是春，百花齐放春满园”。加强合作、协同创新、携手共进，才能加快推进增材制造技术及产业发展，为制造强国、航天强国、数字中国建设做出应有的贡献。 中国工程院院士卢秉恒、刘永才、中国科学院院士李应红，中国工程院院士王华明，澳大利亚工程院院士谢亿民，增材制造国家工程研究中心主任许小曙及业内专家学者等嘉宾出席并作报告。在主旨报告环节，来自业内知名高校、生产企业和科研院所的12名专家学者作了主题交流，共话增材制造技术创新和发展蓝图。报告内容覆盖了增材制造优化结构设计，复杂制粉技术突破，激光束、电子束等不同能量源的增材制造技术进展，面向未来的增材制造智能化转型等时下关乎增材制造技术发展脉搏、影响领域未来走向的重要课题。 本次论坛为增材制造领域专家学者、生产企业和科研院所提供了深度交流的渠道，为展示航空航天增材制造领域最新科学研究、技术开发和工程应用提供了良好平台。为深化“政产学研用”合作，深耕高校、科研机构增材制造前沿创新技术，加快推进增材制造产业在航天领域的快速发展起到助推作用。 论坛承办单位航天增材科技（北京）有限公司一直以来坚持以“引领增材技术变革，服务制造强国战略”为使命，以“打造国内一流的增材制造服务商”为愿景，致力于增材制造全产业链系统解决方案集成服务。同时，依托专业化、定制化的设备研发，打造了数字化、自动化的5G工业互联增材制造智能生产线，形成了可参考可复制的数字化增材制造方案，切实提高生产效率，推动增材制造向着批量化生产迈进，践行着“科技强军，航天报国”的初心使命。 论坛由中国航天科工集团有限公司指导、中国航天科工三院主办，中国增材制造产业联盟支持，中国航天科工三院一五九厂、航天增材科技（北京）有限公司承办。 注：本文内容转载已报备。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.执着于高精度 | 先临天远发布“小个头”计量级手持三维扫描仪 2.Wohlers Report 2023：增材制造市场规模达到180亿美元 3.铂力特财报分析：2022年营收9.18亿元，加工服务占比超50% 4.重磅：《增材制造工程技术人员国家职业标准》颁布

1. Relativity  Space总结第一次3D打印火箭飞行收获   Relativity  Space Terran 1于北京时间3月23日11点30分左右发射升空，近日该公司宣布了这次发射实现的重要进展： 西方第一枚以甲烷为燃料的火箭飞越了100公里的卡门线进入太空，全球首枚来自中国公司。 第一个几乎完全3D打印的火箭通过Max-Q（火箭的最大压力）阶段，证明 3D打印制造火箭结构是可行的。 第一个甲烷轨道级火箭在西方成功完成第一阶段飞行、主发动机关闭和第二阶段分离。 西方甲烷燃料轨道火箭在真空飞行期间首次进行二级点火尝试，收集了有史以来的首次飞行数据。 持续的数据审查，并将为未来的火箭带来经验，包括Terran R。 2. Nano Dimension对Stratasys提高收购报价 3月22日，Stratasys发布消息称已拒绝Nano Dimension在3月初提出的以每股18美元的现金收购后者剩余股份总代价约为11亿美元的收购邀约。   随后，Nano Dimension提出以每股19.55美元现金的修订报价，对Stratasys剩余股份的收购将花费前者12亿美元，比上次报价上涨9%。该报价较截至2023年3月3日的收盘价溢价 37%，较公司30天成交量加权平均价溢价40%，较60天成交量加权平均价溢价51%。自 2022 年 7 月以来，Nano Dimension一直是Stratasys的最大股东，目前拥有 Stratasys约14.5%的流通股（完全稀释后为13.7%）。 3. EOS不减慢打印速度实现无支撑金属3D打印 在大多数情况下，无需支持的3D打印是通过大幅减慢打印过程或通过预先计算构建并解决特定几何形状的特定区域来实现的。EOS推出的是一种新软件解决方案，并在今年的RAPID+TCT活动中发布了Smart Fusion，它不仅能够避免添加支撑，它还涉及更大、更重要的过程质量控制问题。 EOS由 316L 材料 3D 打印而成的无支撑定子环 使用 EOSTATE ExposureOT监控系统，可以捕获熔池的辐射，Smart Fusion 可以自动检测过热情况，然后调整后续层的工艺参数。换句话说，EOS开发了一种工具，可以以自动化方式完全改善构建结果，而且是在完全不减慢设备建造速度的情况下实现这一目标。 4. 韩国研究人员开发出一种新的金属3D打印系统 来自韩国的研究人员新近开发了一种新的金属3D打印系统，涉及使用线材和电弧等离子体来实现制造。与常规不同的是，他们能够精确调整这个过程，充分利用液态金属的表面张力，从而可以在任何方向上进行非常精确的沉积。此外，沉积的金属具有细晶微结构，部件具有高强度。 新工艺改善了电弧增材制造的表面质量 大多数线材沉积金属3D打印的零件往往非常粗糙，需要使用CNC铣削才能达到较好的表面质量，但使用该工艺可以获得精细的结构和非常好的表面质量。 该系统当前还处于研究阶段，尚未商业化。 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.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 2.执着于高精度 | 先临天远发布“小个头”计量级手持三维扫描仪 3.铂力特财报分析：2022年营收9.18亿元，加工服务占比超50% 4.重磅：《增材制造工程技术人员国家职业标准》颁布

聚焦于航空航天工业增材制造，本行业迎来了新的入局者——Rosotics，该公司已经与NASA展开了合作，推出了一款能够制造直径达30英尺（约9.1米）大型组件的金属3D打印机。 Rosotics的Mantis打印机可为航空航天制造大型零件 Rosotics在业内被昵称为“婴儿期的SpaceX”，已经引起了航空航天领域投资者和领导者的注意。它成立于2019年，旨在为航空航天及相关行业开发大型金属 3D打印机。Rosotics利用一种称为“快速感应”的新型低能耗方法，其不使用外部热源加热材料，而是使用感应加热使材料熔化。这是一种更高效并且不需要激光的新工艺，能够制造大型金属部件（如火箭中使用的部件），并且比其他基于激光的系统需要更少的能源和基础设施，同时产生同等水平的冶金性能。 3D打印技术参考注意到，它能够以受控方式使每个打印头以每小时15公斤的速度打印，被称为Mantis的打印机最多同时使用三个打印头。该公司表示，这使该系统能够使用具有挑战性的材料（如航空级钢和铝）进行大型打印，累计打印速度达到每小时近50公斤。 Rosotics 的 Mantis 打印航空航天零件 该团队设计的材料用途广泛，计划扩展到不锈钢和铝以外的领域，特别是特殊合金（如用于海洋工业的铜镍合金）。Rosotics的Mantis最有利的方面之一是该平台主要使用商业现成原料，因此许多公司会发现他们的系统是一种有吸引力的产品。 Mantis利用的“结构驱动”，专门设计用于以特定方式连接系统臂的每个关节，旨在满足复杂冶金的挑战性要求和航空航天的制造痛点。 第一代Mantis系统 第一代Mantis系统具有高达30英尺的打印体积和数公吨的打印质量，有望提供超常的生产能力，并大大简化长期维护需求、提高易用性。该公司的航空航天客户将受益于这一创新，用于生产传统上难以生产的结构，如火箭级复杂的圆顶和箭体。 公司创始人兼首席执行官表示，目前已经在打印储罐、圆顶和集成舱壁，并正在为火箭业务的主要参与者运行试点计划。 Rosotics已经与NASA开展合作 Rosotics作为金属增材制造领域的初创公司正在迅速发展。这家初创公司宣布将在猎鹰发射场建立一个高度先进的生产园区，以支持该地区制造和航天能力的进步。对于这项工作，该团队得到了梅萨猎鹰机场和州长办公室的支持。   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.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 2.航天领域总工艺研究师：谈3D打印的零件质量能否满足火箭飞行 3.航天六院百台增材制造设备规模的产业化、研发双中心建成 4.重磅分享（一）：航空航天增材制造批量生产面临的挑战与解决之道

1. Relativity  Space总结第一次3D打印火箭飞行收获   Relativity  Space Terran 1于北京时间3月23日11点30分左右发射升空，近日该公司宣布了这次发射实现的重要进展： 西方第一枚以甲烷为燃料的火箭飞越了100公里的卡门线进入太空，全球首枚来自中国公司。 第一个几乎完全3D打印的火箭通过Max-Q（火箭的最大压力）阶段，证明 3D打印制造火箭结构是可行的。 第一个甲烷轨道级火箭在西方成功完成第一阶段飞行、主发动机关闭和第二阶段分离。 西方甲烷燃料轨道火箭在真空飞行期间首次进行二级点火尝试，收集了有史以来的首次飞行数据。 持续的数据审查，并将为未来的火箭带来经验，包括Terran R。 2. Nano Dimension对Stratasys提高收购报价   3月22日，Stratasys发布消息称已拒绝Nano Dimension在3月初提出的以每股18美元的现金收购后者剩余股份总代价约为11亿美元的收购邀约。   随后，Nano Dimension提出以每股19.55美元现金的修订报价，对Stratasys剩余股份的收购将花费前者12亿美元，比上次报价上涨9%。该报价较截至2023年3月3日的收盘价溢价 37%，较公司30天成交量加权平均价溢价40%，较60天成交量加权平均价溢价51%。自 2022 年 7 月以来，Nano Dimension一直是Stratasys的最大股东，目前拥有 Stratasys约14.5%的流通股（完全稀释后为13.7%）。 3. EOS不减慢打印速度实现无支撑金属3D打印 在大多数情况下，无需支持的3D打印是通过大幅减慢打印过程或通过预先计算构建并解决特定几何形状的特定区域来实现的。EOS推出的是一种新软件解决方案，并在今年的RAPID+TCT活动中发布了Smart Fusion，它不仅能够避免添加支撑，它还涉及更大、更重要的过程质量控制问题。 EOS由 316L 材料 3D 打印而成的无支撑定子环 使用 EOSTATE ExposureOT监控系统，可以捕获熔池的辐射，Smart Fusion 可以自动检测过热情况，然后调整后续层的工艺参数。换句话说，EOS开发了一种工具，可以以自动化方式完全改善构建结果，而且是在完全不减慢设备建造速度的情况下实现这一目标。 4. 韩国研究人员开发出一种新的金属3D打印系统 来自韩国的研究人员新近开发了一种新的金属3D打印系统，涉及使用线材和电弧等离子体来实现制造。与常规不同的是，他们能够精确调整这个过程，充分利用液态金属的表面张力，从而可以在任何方向上进行非常精确的沉积。此外，沉积的金属具有细晶微结构，部件具有高强度。 新工艺改善了电弧增材制造的表面质量 大多数线材沉积金属3D打印的零件往往非常粗糙，需要使用CNC铣削才能达到较好的表面质量，但使用该工艺可以获得精细的结构和非常好的表面质量。 该系统当前还处于研究阶段，尚未商业化。 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.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 2.执着于高精度 | 先临天远发布“小个头”计量级手持三维扫描仪 3.铂力特财报分析：2022年营收9.18亿元，加工服务占比超50% 4.重磅：《增材制造工程技术人员国家职业标准》颁布