点击上方「增材制造技术前沿」快速关注专注于3D打印技术硬知识分享由于增材制造技术制备的零件具有较大残余应力，因此大型零件的增材制造仍然存在困难。北京理工大学、装甲兵工程学院装备再制造国家重点实验室、新加坡国立大学等科研院所的研究人员提出了一种工艺、结构和性能相结合的方法来控制零件成形质量，并以高铁制动盘作为验证实例，采用多激光-选区激光熔化（ML-SLM）制备了大尺寸产品。探究了工艺参数优化、力学性能分布、结构设计等，相关研究成果发表于材料科学顶刊《Materials & Design》。 原文链接：https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.111209 选区激光熔化 (SLM) 是一种使用高功率激光熔化金属粉末以逐层叠加形成三维零件的一种技术，已经表明SLM能够生产孔隙率小于0.1%的完全致密部件。因此，它非常适合生产具有优良机械性能的零件。此外，SLM的使用极大地扩展了产品设计的可能性领域，因为它能够产生复杂几何形状零件。然而由于零件尺寸限制、可加工材料类别少和成型质量差等增材制造 (AM) 技术的限制，上述优势仍未得到充分利用。通常，单激光系统的成型室尺寸小于300mm×300mm，无法生产交通和航空航天行业需求量大的大尺寸复杂零件。 近年来，多激光器选区激光熔化技术发展迅速，它利用两个或多个激光器同时扩大成形尺寸，提高生产率。24CrNiMo是一种高强低合金钢，在高温下具有优异的摩擦学性能、力学性能和结构稳定性，已广泛用于生产时速250km/h以上的高速铁路制动盘。现有的24CrNiMo不适合AM工艺，因此调整化学成分可以提高成形质量。目前，作者团队已经针对SLM技术对24CrNiMo的材料设计和形成机制进行了广泛的研究。然而，目前这种材料的应用尚未得到验证和研究。因此，这项研究着重于大型合金钢零件的质量控制以获得高性能产品。主要探讨了工艺参数与孔隙特性之间的关系，以获得兼顾成形质量和生产率的最佳组合。并对不同区域、不同状态下的力学性能进行测试，考察成形质量和性能的一致性。最后，使用多激光金属3D打印技术制造了新的制动盘并进行了首次测试。 使用多激光金属3D打印技术制造了新的制动盘并进行了首次测试 这项研究中使用的24CrNiMo合金钢粉末通过真空感应气体雾化方法制备。24CrNiMo粉末的粒径范围为18.7-144μm，平均直径约为53μm。所有样品和零件均采用E-Plus M650 SLM增材制造机器，由中国E-Plus科技有限公司生产，该机器配备了四个500W光纤激光器，光束直径约为100μm，成型室尺寸达到655mm×655mm×800mm。在打印过程中，将底板加热至60°C，使用高纯氮气作为保护气体，确保氧含量保持在0.1%以下。 (a) 部分自支撑测试结构(b) SLM-disc 结构(c)中空结构剖视图(d) 内部流道结构透视图和关键测试尺寸 ‍(a) 制动盘的生产过程(b) 金属3D打印的半成品盘(c)磁粉检测结果(d) X 射线CT检查子区域‍ 大多数样品孔隙率低于0.1%，并随能量密度的增加而降低。足够的能量可以更充分的熔化金属粉末，从而减少孔隙和夹杂物等缺陷的形成。当能量密度达到一定值时，孔隙率几乎保持不变甚至增加。 将基板上的试样分成不同的成形区域，对应于系统中运行的四个激光器，每个区域的边界处有一个重叠区域。与单一激光系统的不间断扫描方案不同，重叠区域的结构分两步成形，先成形一半，然后使用相邻激光一段时间后成形另一半。探索成形质量的一致性，测试不同区域制造的试样的力学性能。结果发现，不同区域样品的标准差从统计学的角度反映了性能的一致性。伸长率一般与强度成反比，但拉伸试验结果显示出与传统方法不同的趋势，传统方法有望实现高强度和高韧性。优异的拉伸性能不仅可以提高成型质量，还可以提高产品性能。 图6 ML-SLM 沿扫描方向在不同区域制作的试样的代表性工程应力-应变曲线。 研究人员同时将单激光和重叠区域制备的样品在热处理状态下的冲击能量与铸造制作的样品进行了比较（29J），单激光区域的平均冲击能量为101J，重叠区域为113J，均优于铸造样品。冲击断口存在大量较小的韧窝，为典型的韧性断裂特征。与传统技术相比，SLM制造的24CrNiMo试样具有更高的强度和韧性，可以生产承受更大变形的零件。合适的热处理工艺可以释放残余应力，提高性能一致性，但会在一定程度上降低强度。SLM技术提供了克服强度-韧性权衡的潜在途径，它可能会解决制动盘的断裂问题。 最后，作者团队采用SLM技术制备的刹车盘进行机械加工，使用压缩空气清洁中空结构中未熔化的金属粉末，以防止热处理过程中出现烧结现象，并在热处理后使用线切割机将零件从基板上取下，使用机床而不是手动方法去除薄壁支撑结构。与传统制造方法相比，采用SLM技术制备的制动盘大大缩短了加工步骤，利用该技术有利于探索新产品的开发。 使用SLM制造的制动盘的生产流程 使用SLM制造的制动盘进行测试 总之，这项研究有望为大型合金钢零件的质量控制提供参考，同时也展示了增材制造技术对功能性产品的潜在好处。主要结论总结如下：工艺参数与孔隙之间存在密切关系，这也会影响成形效率，特别是对于大型零件。孔隙率随着热输入的增加而降低，然而，过多的热输入会导致孔隙率和孔径的增加。合适的激光功率和高扫描速度更适合大尺寸零件，提高成型质量。SLM技术可以改善强度-韧性关系。SLM技术可以扩大成形尺寸，提高生产率，不同区域的力学性能和成形质量具有良好的一致性。合适的热处理可以释放残余应力，保证性能变化小，甚至可以减小单激光器区域和重叠区域之间的性能差异。制备的刹车盘台架测试表明，在SLM制备的刹车盘在连续制动过程中具有更集中的摩擦系数和更均匀的温度分布，这显示了增材制造技术在功能性产品上的潜在优势。 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.国内LPBF大尺寸金属增材制造制造装备汇总 2.与Oqton合作，华曙高科将使激光粉末3D打印流程高度精简 3.西门子能源授权第三方将自研金属3D打印数据库商业化 4.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月15日，3D打印技术参考注意到，SLM Solutions已与以钛合金回收和粉末再制造为重要业务的IperionX公司签订了一份不具约束力的谅解备忘录，后者将向前者供应回收再制造的钛合金粉末。 IperionX能够将100%回收的钛合金原料再制造为高质量钛粉，并显著减少传统钛合金粉末生产过程中的碳足迹和环境影响。谅解备忘录的签订，意味着SLM Solutions将为全球客户提供第一批由100%回收再制造的钛金属材料。 IperionX联合创始人兼首席执行官Anastasios Arima表示：“我们很高兴能与金属3D打印解决方案的全球领导者SLMSolutions合作。该协议承认了可持续、100%回收的钛金属粉末对领先公司的价值，并将成为SLMSolutions全球客户的独特粉末产品。” SLMSolutions首席执行官Sam O’Leary表示，“IperionX和SLMSolutions之间的合作对用户来说有真正的好处，能够利用回收的低成本钛材料扩大材料组合。我们期待将回收钛金属粉末作为我们广泛材料产品的一部分。” 2022年，IperionX购买了两台SLM Solutions的金属3D打印机（SLM 125 和 SLM 280），以验证回收钛合金粉末在制造合格零件方面的潜力。 SLM Solutions认识到IperionX在商业、技术和可持续性方面的优势，它将成为前者开放式架构材料产品的宝贵补充。 重建钛合金粉末材料供应链 2021年，IperionX与美国能源部 (DOE) 和橡树岭国家实验室(ORNL) 合作，验证了该公司的Ti6Al4V 粉末在增材制造中的使用。IperionX 获得DoD和DOE的批准预示着该公司在政府采购市场的未来，它还有可能成为其他关键经济领域不可或缺的一部分。 2022年9月，IperionX宣布将开设首家100%回收钛金属粉末工厂。 2023年1月，3D打印技术参考注意到，美国空军研究实验室（AFRL）公布了一项关于3D打印用钛合金回收和低成本生产新粉末项目的合同，美国国防部 (DoD) 技术加速器的国家安全创新网络部门（NSIN）将提供高达50万美元的研发资金，IperionX获得了合作机会。具体来说，该项目要求企业提交3D打印用Ti-6Al-4V粉末的回收方法提案，该方案需要具有低成本制造新粉末的特点。 2023年2月，美国海军授权采用IperionX的回收再制造钛合金粉末为舰船3D打印制造泵组件，这将使美国海军显著缩短关键部件交货时间、提高设备可用性并持续重建美国关键钛金属供应链。 IperionX 的专利技术为国防、航空航天、汽车和消费电子等一系列重要行业在美国制造低成本、低碳钛合金粉末提供了一条途径。这些获得专利的技术可以对低品位、高氧、不合格的钛废金属进行升级改造，生产出达到或超过行业标准的钛金属。 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.与Oqton合作，华曙高科将使激光粉末3D打印流程高度精简 2.比哈佛难进！中国3D打印企业入选微软加速器创业加速计划 3.铂力特多激光金属3D打印零件剖分和路径规划软件—更智能，更高效，更便捷 4.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

近日，3D打印技术参考注意到，知名软件技术开发商Oqton已与华曙高科建立合作伙伴关系，双方将结合各自的领先技术和专业知识，为制造企业提供在单个软件中实现从设计到生产的完整制造数据生产体验。完整的端到端增材制造解决方案将高效赋能先进制造企业，提高生产率、最大限度地发挥创新和竞争优势。 Oqton是一家通过智能自动化技术帮助制造商提高创新和效率的工业软件供应商，华曙高科则是知名的金属激光熔融和工业级高分子激光烧结系统解决方案供应商。 聚焦设计、数据处理、工艺仿真与排产 Oqton的增材制造软件方案包括3DXpert点阵设计与数据处理、Amphyon成型仿真和Manufacturing OS生产操作系统，为整个增材制造工作流程中提供软件方案。用户可以使用3DXpert进行增材制造的设计优化、路径规划和数据编程，复杂零件则使用Amphyon进行过程仿真并针对性改进打印策略，大规模制造的用户则可以选择使用人工智能驱动的Manufacturing OS生产操作系统协同管理生产订单、排程调度、生产监控和绩效管理。 将使增材制造流程高度精简 华曙高科高质量工业激光粉床金属打印设备为客户提供多样的成型尺寸和产能。华曙设备以高效生产、稳定可重复的零件质量而闻名，这些零件具有出色的机械性能、精度和表面光洁度。将Oqton的软件方案和华曙高科的增材打印设备结合为客户提供的集成解决方案，将实现高度精简、高效的增材制造流程，同时为制造企业日后扩大生产、发展多条生产线的劳动力、设备和材料的调度和规划提供有效扩产管理解决方案： -产效提升：客户可以使用包括高效设计、数据准备、模拟、生产计划和监控在内的流线型解决方案来减少处理数据所需的时间。 -成型质量保障：通过强大的数据处理和仿真工具，制造企业能够不断改进打印策略、持续优化并管理零件成型质量。 -生产可溯：为医疗等行业提供服务的制造企业将能够迅速通过制造执行(MES) 和机器监测 (IoT) 功能实现的产程的完全透明和可追溯性。 “华曙高科是极具前瞻性思维的行业领导者、我们值得信赖的合作伙伴。华曙的增材制造技术所带来的商业和技术成功令我们印象深刻。随着我们和增材制造技术和应用的急速发展，我们计划深化软硬件合作伙伴的技术合作，进一步帮助我们的客户通过提高生产力获得市场成功。” ——Oqton副总裁王磊“与Oqton的合作伙伴关系将为我们的客户提供从增材数据设计和处理、到生产管理的真正价值。凭借华曙‘开源加速3D打印产业化’的核心战略，我们对与Oqton增材软件解决方案的先进设计和管理集成带来的可能性十分期待。”——华曙金属产品事业部总监郭文郁关于Oqton堃腾Oqton通过高度智能自动化的工业软件帮助制造企业提高创新和效率。使用基于AI人工智能技术、云计算的Oqton Manufacturing OS连接工程设计和生产现场制造，打破技术和设备种类的壁垒，为制造企业提供全组织完整可追溯性和可见性。同时，Oqton在逆向工程、三维检测、有机设计、增材制造（3D 打印）及成型仿真模拟方面提供高度专业的解决方案，使用Geomagic、3DXpert产品方案，制造企业能够快速连接分布式工程和生产任务。Oqton受到全球知名制造商的信任，并得到与机器供应商、服务机构和材料供应商的合作伙伴关系的支持。关于华曙高科华曙高科成立于2009年，是工业级高分子和金属激光烧结系统解决方案的全球化制造商和供应商，是中国工业级增材制造领航企业，国际市场发展迅速。2017年，华曙高科率先发布具有革命性意义的连续增材制造解决方案CAMS，并在美国德州奥斯汀建立北美子公司。2018年，华曙高科在德国斯图加特建立欧洲子公司，进一步扩大欧洲市场影响力。华曙高科致力于为客户提供工业级高分子及金属增材制造全产业链解决方案，涵盖增材制造设备、材料、软件、应用及服务。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.增材制造研究机构鲁汶大学使用集成化的3DXpert来减少对其他软件的依赖 2.Oqton公布先进的3D打印软件应用解决方案 3.设计、试制与批产的工艺侧重 | 航空制造企业将3D打印业务规模提升至30% 4.五千余字：从德国Formnext展，看3D打印技术的十个最新发展态势

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注专注于3D打印技术硬知识分享对于粉末床激光熔融（LPBF）工艺，打印后的热处理通常是调节零件微观结构和性能的重要步骤。增材制造技术前沿注意到，西工大凝固加工国家重点实验室于近期发表了一项研究，采用一种新的原位重熔策略，无需热处理即可在打印过程中定制微观结构，因此可在不牺牲延展性的情况下有效提高强度。 https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103443 对于金属3D打印的零件，为了进一步调节机械性能，通常需要对零件进行热等静压 (HIP) 等热处理。例如，基于高温高压条件的热等静压可以减少甚至消除增材制造零件内部的孔隙或微裂纹，从而提高机械性能，尤其是延展性和韧性。同时，增材制造零件的热处理通常需要消除内应力，恢复所需的延展性和韧性，改变磁导率, 或对沉淀强化材料实现固溶强化和进一步沉淀强化, 但对大多数金属材料仍无法减少缺陷。虽然这些处理能够在一定程度上优化LPBF制造部件的性能，但由于温度升高，打印态的分层微观结构消失了，特别是对于固溶强化和沉淀-强化材料以保持均匀和过饱和的基质，这也可能导致异常晶粒生长。异常的晶粒生长会导致晶粒粗大，当晶粒尺寸超过某个阈值时延展性会严重下降。同时，增材制造零件特有的分层异质微观结构，包括柱状晶粒、熔化边界、低角度晶界和高密度位错，有助于提高强度而不会明显损失延展性，它们的消失会降低相应的强化效果。原位热处理，也即在打印过程中实施，已经成为当前研究的热点。利用LPBF的逐点沉积特性，研究人员通过创新设计和操纵打印过程来实现对凝固条件的特定控制，从而实现对微观结构演变的控制，力图不需要进行额外的热处理。有研究人员设计了一种双通道激光处理，以同时修复打印后的低碳马氏体钢中的凝固裂纹，减少化学偏析并诱导有利相。也有研究人员通过适当调节沉积参数，促进沉积过程中的固有热处理，在选择性激光熔化的商用纯钛中实现了柱状到等轴的控制和原位晶粒细化。通过新的扫描策略，也可原位操纵微观结构和机械性能演化，例如打印出的具有受控梯度晶体结构和特定位置异质微结构的316 L不锈钢，展示了采用3D打印创建功能梯度材料和定制性能的潜力。受上述工作的启发，西工大的研究人员提出了一种原位重熔策略，用于调整NiCoCr中熵合金在LPBF打印过程中的熔池和微观结构，以进一步增强强度-延展性协同作用。NiCoCr已被证实在室温和低温下具有更好的机械性能组合，这归因于其固有的低堆垛层错、早期缠绕优点和化学短程有序效应。通常，通过控制激光功率和扫描速度等沉积参数来改变熔池并优化沉积质量，而由于能量不足或过多，在大范围的激光能量输入下很容易形成未融合或小孔。研究人员使用新颖的原位重熔策略来控制熔池的几何形状并保证不会形成匙孔。同时，原位重熔工艺不仅在不牺牲异质微观结构的情况下有效实现了微观结构致密化和晶粒细化，而且在LPBF重熔NiCoCr合金中形成了独特的晶体层状织构并增加了位错密度，从而在不牺牲延展性的情况下显著提高了强度。借助多学科表征技术，系统研究和揭示了由额外激光重熔过程引起的潜在微观结构演变以及相应的强化和韧性机制。 NiCoCr材料和打印策略 不同加工条件下的性能对比 LPBFed和LPBF重熔NiCoCr试样及其常规再结晶对应物的OM微观结构 拉伸变形后常规再结晶、LPBFed和LPBF重熔 NiCoCr MEA 的EBSD表征 总的来说，原位重熔处理不仅改变了熔池几何形状，有利于优化致密化和形成独特的晶体层状微观结构，而且还促进了制造过程中固有的热变形和热处理，从而增加了打印过程中的位错密度和晶粒细化。这项工作为金属3D打印提出了一种新的工艺策略，无需额外热处理即可定制微观结构来增强机械性能。注：欢迎加入硕博千人交流QQ群（248112776）

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注专注于3D打印技术硬知识分享美国能源部（DOE）阿贡国家实验室的研究人员开发了一种使用X射线和机器学习检测和预测3D打印材料缺陷的新方法，可以改变增材制造过程。该方法于2023年1月5日由阿贡和弗吉尼亚大学（UVA）领导的研究小组发表在《科学》杂志上。科学家们使用各种成像和机器学习技术以近乎完美的精度实时检测和预测3D打印金属中孔隙的形成。 LPBF工艺中的孔隙通常难以避免 研究中使用的金属样品是使用LPBF（激光粉末床熔融）工艺创建的，该工艺通常会导致孔隙的形成，从而影响零件性能。许多增材制造机器都有热成像传感器来监控构建过程，但它们可能无法判断孔隙的形成，因为它们只对正在构建的零件的表面进行成像。直接检测致密金属部件内部孔隙的唯一已知方法是使用X射线，如阿贡实验室内部的高级光子源（APS）。阿贡大学助理物理学家塞缪尔克拉克表示，“我们的X射线束功能非常强大，每秒可以成像超过一百万帧”，这些图像使研究人员能够实时看到孔隙的产生。通过关联X射线和热图像，科学家们发现，在样品内形成的孔隙会在表面产生不同的热特征，热相机可以检测到这些特征。 实验装置示意图 研究人员训练了一个机器学习模型，仅使用热成像来预测3D打印金属材料中孔隙形成。他们使用来自X射线图像的数据验证了模型，这些数据准确反映了孔隙的产生。然后，他们测试了该模型检测热信号和预测未标记样品中孔隙生成的能力。 “通过集成原位同步加速器 X 射线成像、近红外成像和机器学习，我们的方法可以捕获与锁孔生成相关的独特热特征，具有亚毫秒时间分辨率和100%预测率。” 孙涛，弗吉尼亚大学材料科学与工程副教授 “我们的方法可以很容易的在商业系统中实施，仅使用热像仪，机器应该能够检测打印过程中何时何地产生孔隙，并相应调整其参数。” Kamel Fezzaa，阿贡实验室物理学家 可靠、无孔隙金属3D打印 如果机器在制造过程的早期检测到主要缺陷，机器可以自动停止构建零件。即使构建过程没有停止，新方法也可以提供有关零件内孔隙缺陷位置的信息。Tao Sun表示，“如果一个日志文件告诉你这四个位置可能有缺陷，那么你只需要检查这四个位置，而不是查看整个零件。”根据Nikki Forrester的文章，最终目标是创建一个系统，该系统不仅可以检测缺陷，还可以在制造过程中修复缺陷。展望未来，研究人员将研究能够检测增材制造过程中发生其他类型缺陷的传感器。最后，希望开发一个全面的系统，不仅可以告之存在缺陷的位置，还可以告知缺陷到底是什么以及如何修复。 参考文献： https://www.science.org/doi/10.1126/science.add4667 注：欢迎加入硕博千人交流QQ群（248112776）

近日，3D打印技术参考注意到，美国威奇托州立大学于3月9日发布了一则消息，该校国家航空研究所(NIAR)获得了美国陆军授予的一份价值1亿美元的合同，用于研发陆军地面运输机队的先进制造技术。协议初始项目将侧重于金属增材制造，特别是对采用激光粉末床熔融（LBPF）和定向能量沉积（DED）工艺生产金属汽车零件进行鉴定。这项为期五年的地面系统集成技术现代化(MINT-GS)邀约来自美国陆军作战能力发展司令部地面车辆系统中心(GVSC)先进制造材料部。 MINT-GS计划的任务是为先进制造工艺和材料开发创新工具、方法和鉴定框架，从而实现地面车辆和部件的现代化和维护。它支持GVSC为作战人员提供增强能力并确保战备状态。 推动先进制造工艺和材料的应用落实为支持先进制造零件的交付，MINT-GS计划将基础研究和应用研究集中在四个主要领域： 采用先进制造工艺和材料开发地面车辆零部件 采用先进制造工艺的材料开发和过程控制 采用先进制造工艺的材料和零件快速鉴定 实施用于数字孪生开发和维护的集成数字环境 除威奇托州立大学之外，该协议还涵盖其他九所有资格获得资助的大学，包括华盛顿州立大学和奥本大学，其中奥本大学是美国国家增材制造卓越中心所在地。因此，MINT-GS项目跨越了三个对美国汽车业至关重要的州——堪萨斯州、密歇根州和阿拉巴马州。 在威奇托州立大学（WSU）的新闻稿中，该校国家航空研究所（NIAR）的执行董事评论道：“通过这个项目，美国陆军GVSC将利用威奇托州立大学的多个专业领域，包括先进材料开发和鉴定专业知识。对于威奇托制造业和WSU学生来说，这是一个与美国陆军新部门建立联系的独特机会。”堪萨斯州高级美国参议员Jerry Moran(R)表示：“威奇托州立大学和NIAR继续支持美军的关键任务，与陆军的这份合同证明了WSU所做的出色工作。这份新合同将有助于确保服役人员拥有必要的资源来打赢国家战争并保护国家安全。” 本年度美国已有大量资金涌入先进制造领域 本月初，美国总统拜登签署了一项行政豁免法案，取消了国防部相关部门在未经国会授权的情况下在“电子、动力能力、铸件和锻件、矿物和材料以及电力和储能的关键供应链”上花费超过5000万美元开支上限的要求，WSU获得开发活动被认为符合该计划的特定范围。 3D打印技术参考注意到，美国在本年度已经开始将大量资金投入包括3D打印在内的先进制造领域。 美国国家制造创新研究所地图 拜登政府发起AM Forward计划以支持增材制造技术发展 3月2日，通用电气宣布计划在2023年向公司现有的制造设施投资超过4.5亿美元，其中GE航空与3D打印相关的资金将获得超过1600万美元，这些资金将用于设备升级，增强增材制造能力。3月9日，全球最大的独立发动机制造商美国康明斯宣布将投资15亿美元用于新技术，它也是首批拥有GE Additive金属粘结剂喷射平台的客户之一，并于2021年初将其第一个金属打印部件（柴油发动机喷枪头适配器）商业化。而借助包括粘结剂喷射工艺在内的金属3D打印是其实现清洁能源和净零碳排放目标的重要新技术。由于拜登政府对将先进制造业用于基础设施项目和供应链弹性的兴趣和投资很大，这也吸引了大公司的注意。3月7日，西门子交通宣布正在向美国北卡罗来纳州的业务注入2.2亿美元，在列克星敦建设一个先进的制造和铁路服务设施。新设施将于2024年开始运营，将提供机器人焊接、3D打印和虚拟现实焊工培训。鉴于西门子在增材制造技术方面的的重要布局，该技术无疑将得到大力部署。警惕差距拉大美国两党基础设施法的资金以及一系列相关的政府行动正被用于推动美国的先进制造业，这标志着将推动美国3D打印和其他先进制造技术的进一步快速发展。由于国家竞争意识的存在，对美国来说，对新技术领域尤其是先进制造技术的投入显得更为急迫，其力图确保与中国等国家拉开更大的差距，获得绝对的领先地位。2022年2月，美国白宫发布更新版《关键和新兴技术清单》，3D打印再入其中，确保持续领先。此外，美国还积极部署3D打印国防应用顶层设计。具体可以在3D打印技术参考网站查询关键字。与之对比的，国内创新、最先进3D打印技术的发展仍未有特别明显的可圈可点之处，同时也未表现出对更为先进3D打印技术需求的特别急迫之处，这一点值得我们警惕。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.GE宣布2023年将投4.5亿美元于制造业务，包含3D打印 2.比哈佛难进！中国3D打印企业入选微软加速器创业加速计划 3.西门子能源授权第三方将自研金属3D打印数据库商业化 4.Raise3D助力低成本小批量生产

金属晶格的高强度和低密度特性已在许多领域得到应用，例如汽车/航天轻量化支架、卫星蒙皮点阵、医学植入体、热交换器以及化学反应器等等。激光粉末床熔融工艺已经成为3D打印晶格或点阵结构的专有技术，然而采用3D打印制造的支柱通常接近工艺本身所能达到的极限，因此常会存在支柱缺失的情况；同时，金属3D打印本身尚无法有效克服的缺陷问题也会出现在点阵/晶格结构中。3D打印技术参考曾介绍过打印缺陷对点阵结构力学性能特别是疲劳损伤的影响。 点阵结构典型应用 3D打印制造的支柱通常接近工艺本身所能达到的极限 为确保质量，研究人员通常会进行打印后的检查，用于晶格非破坏性检查的手段有X射线断层扫描、声发射检测和超声波检测。然而，由于零件和材料的密度以及晶格几何形状的复杂性，这些检查方法既耗时又昂贵，并且在技术上具有挑战性。因此，开发独立的过程监控技术对于确保金属3D打印晶格零件满足质量要求并获得使用认证至关重要。 非破坏性新技术极大提高检测准确度 近日，3D打印技术参考注意到，美国伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）的一个团队开发了一种方法，能够在3D打印阶段即可检测和预测增材制造金属晶格结构中的支柱缺陷。该过程结合了监控、成像技术和多物理场模拟，使用户能够在尽可能早的阶段确定零件是否满足质量要求。这是一种使用高速熔池热监测手段来检测金属晶格结构在3D打印过程中支柱缺失的方法。通过使用光电二极管、高温计（两者都测量从熔池发出的光）和热成像监测金属微晶格结构打印过程中熔池的热辐射来高精度的预测缺陷。 研究人员故意设计的带有支柱缺失的晶格结构通过测量发现，当晶格支柱在打印过程中出现断裂后，后续的打印过程中熔池的表面温度会变低，造成光电二极管的信号较低。额外的热成像和多物理模拟表明，低光电二极管信号伴随着热飞溅物的存在，热飞溅物将热量从检测中带走，熔池上的粉末也会连续“雪崩”。基于这些观察，开发了一种方法来识别有缺陷的单个支柱。LLNL科学家兼该项目的主要参与者表示，这是第一次在金属晶格中研究这种质量控制过程，并开发出一种方法来检测底部缺失的有缺陷支柱，该方法可以以高于94%的置信度进行预测。 热辐射检测的物理机制 值得注意的是，该研究得出了与以往研究不同的结论。研究人员通过实验观察到打印在高厚度粉末上（悬空打印）的单个支柱在激光熔化过程中表现出更低的热辐射，这一观察结果与之前的许多研究不同。此前多项研究表明，在单道扫描实验中，熔池的辐射温度随着粉末厚度的增加而增加。这些作者认为，松散粉末的热导率较低，导致较高的热辐射，从而造成更大的熔池和相应更慢的冷却速率。 完整支柱与缺失情况下的仿真分析 LLNL的研究人员观察到相反的效果：当熔池无支撑的出现在厚粉末中时，相比完整支柱上的良好熔池具有更低的热辐射。这是由熔池动力学的两个特征引起的：这两个特征比高速成像和建模结果显示的粉末导热性更重要。首先，由于缺乏对熔池的支撑，熔池蒸汽反冲压力导致熔池在厚粉层中进一步凹陷，造成低温粉末因夹带而向内扫掠，落在热熔池顶部，影响高温计测量到熔池表面最热的部分并阻碍了激光吸收，减少了熔池峰值温度；第二，缺乏底层支撑导致熔池中的流体流动混乱，因此更不稳定，进而导致更多的热飞溅喷射，这种热飞溅会耗散熔池中的能量，从而导致较低的总峰值温度。 来自完整支柱的飞溅颗粒比来自破损支柱的飞溅颗粒具有更低的热辐射，与全支柱相比，半支柱具有更多数量的飞溅颗粒、喷射速度更低研究人员表示，确实观察到与支柱连续体相比，由于周围粉末的热导率较低，断裂支柱的冷却速度较慢，但这种温度差异仅在激光器关闭后出现，因为热扩散比决定熔池几何形状和喷出物的流体动力学过程慢。另有研究人员在打印悬垂结构时发现了类似的现象，即由高能量密度引起的热耗散可能会导致更热、更大的熔池或增加飞溅喷射，积聚的热量随着热飞溅物的排出而不断消散，同时能量沉积在深层粉末上。这两项研究确定了与研究人员在微晶格支柱打印时观察到的相似的熔池冷却机制。 END 总的来说，这种识别指标背后的物理机制是通过高速热成像、光学成像和模拟的组合来确定的，在于测定熔体的热辐射——在出现断裂缺陷的位置，热辐射更低——这是由两种机制的组合引起的。首先，熔池稳定性降低导致能量耗散，在半支柱情况下比在全支柱情况下发生更多的热飞溅喷射。其次，半支柱熔池不受先前打印体的支撑，能量会更深入渗透到粉末床中，导致附近的冷粉末产生阴影效应，从而减少同轴熔池传感器观察到的热辐射。此处描述的缺陷检测方法说明了基于高温测量的缺陷检测方案在量化金属部3D打印零件中存在的缺陷数量方面的潜力。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.使用挤出间接3D打印技术制作金属和陶瓷晶格结构 2.2023年首篇Science：实时检测3D打印缺陷，预测率100% 3.3D打印的固有制造缺陷使其还无法完全替代热交换器的传统制造技术 4.3D打印点阵结构：材料疲劳容限设计与制造的力学性能综述

微软加速器（隶属微软总部）近日正式发布其2023年创业加速计划春季班榜单，中国3D打印企业RAYSHAPE铼赛智能成功入选，成为该加速器在中国的新成员。 作为微软旗下的创业加速器，微软加速器计划为初创企业提供孵化、加速、投资和资源整合等服务，为初创企业提供全方位的支持，帮助企业加速产品的研发和推广进程，进一步提升企业在行业内的知名度和影响力。RAYSHAPE入选微软加速器，不仅是对其技术和创新能力的认可，更是对其未来发展的信心。 23家硬科技企业进入榜单（来自微软加速器） RAYSHAPE是一家快速成长的中国光固化3D打印方案提供商，专注于中小尺寸精密样件的高质量打印，拥有从专业级到生产级的完整的光固化3D打印设备产品线。致力于为制造业、医疗齿科等提供高效、便捷的3D打印解决方案。入选微软加速器，将为RAYSHAPE的未来发展注入新的动力和机遇。 公司成立于2019年7月，总部位于中国苏州，是国家高新技术企业。自研高性能树脂以拓展更多应用场景，高韧性、耐高温、防静电树脂等一系列特色材料，推动产品在消费电子、低压电器、光电、医疗器械、齿科、文创等行业，被广泛用于3D打印功能原型、模具、产线夹治具、精密部件小批量生产、种植导板、正畸牙模，等诸多应用场景，在各行业积累了丰富的客户案例，如施耐德、华为、大疆、牙博士口腔、瑞尔口腔等等，取得了良好的市场口碑。 RAYSHAPE工业产品线及齿科3D打印解决方案 部分RAYSHAPE自研光固化3D打印材料产品 入选微软加速器，RAYSHAPE将能够获得包括技术支持、导师指导、市场营销和投资等方面在内的更多资源和支持，同时，RAYSHAPE也将能够与其他初创企业和企业家进行交流和合作，拓展其在3D打印乃至智能制造领域的影响力和竞争力。 随着3D打印技术的不断进步和应用领域的扩展，RAYSHAPE不断推陈出新，不断创新，致力于为用户提供更高品质、更多样化的产品与服务。公司在研发方面持续投入，并与多家高校和研究机构进行合作，共同研究开发更先进的3D打印技术和材料，以满足不同行业的需求。 创始人参加微软加速器创业加速计划2023年春季班RAYSHAPE积极拥抱国际化，2019年成立至今，已在英国伦敦和美国俄亥俄州设立分支结构，致力于为全球用户提供更合乎本地市场需求的产品与服务，而微软加速器的全球资源和影响力，也将为RAYSHAPE拓展市场、辐射全球提供支持。 RAYSHAPE入选微软加速器是未来发展的重要里程碑。微软加速器将为RAYSHAPE提供全方位的支持和资源，为其未来的发展注入新的动力和机遇。同时，RAYSHAPE也将与其他初创企业和企业家进行交流和合作，共同用科技见证未来。 RAYSHAPE创始人 RAYSHAPE创始人刘震，上海交通大学机器人专业硕士，10年3D打印行业经验，曾在世界领先的3D打印机创业公司担任CTO。任职5年间，从0开始组建研发团队，开发的产品累计销售收入超6亿，助力该公司成为工业级SLA型3D打印公司世界TOP 3。目前已获评常熟市科技创新创业领军人才（B类）、姑苏创新创业领军人才等殊荣。 微软加速器 微软加速器隶属于微软，是微软的全球项目，除中国外，在美国、英国、德国、印度、以色列等国家均设有办公室，每年赋能全球创业企业超过5000家。上海是微软加速器北亚区总部，管理着微软创新企业事业部大中华区，日本和韩国系。自2012年在华启动以来，微软加速器始终恪守对中国创业者的承诺，致力于为创业企业提供贯穿全生命周期的创业服务，志在成为信息科技演进的风向标和优秀新创企业的引力场。 入华十年，微软加速器已成功加速了800多家硬科技企业，入选的成员企业皆具备世界前沿的硬核科技成果或技术，其中进入微软加速器加速计划的超过80%的企业成功获得下一轮投资，总体估值已超过4000亿元。依托于国际化的创新资源网络，微软加速器同时承担了帮助中国创新企业出海及国际创新企业进入中国的赋能工作。 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.RAYSHAPE向全球展示精密光固化3D打印解决方案 2.崛起速度惊人，国产3D打印设备商成功开拓欧美市场的密码 3.知名JCI国际认证医院，借助国产3D打印解决方案深化齿科数字化转型 4.国产高性能DLP 3D打印机畅销10余国家和地区，不乏华为等高端用户

近日，3D打印技术参考注意到，有美国公司开始售卖金属3D打印数据。 西门子已经为增材制造开发了一个端到端的设计建造开发平台，涵盖从概念、设计、制造到车间操作及自动化的所有过程，通过重塑设计、重组制造、重构业务，着力于实现增材制造的工业应用。深入研究金属3D打印工艺是整个流程的重要组成部分，其中就包括系统的工艺参数-材料性能对应数据库的建立，如拉伸、低周疲劳、高周疲劳以及在各种温度条件下的蠕变等信息。 西门子能源拥有约90台工业金属3D打印机（点击）、400多种符合批量生产条件的材料，对于激光粉末床熔融工艺，已经实现100多个合格的能源行业应用。 该公司使用激光粉末床熔融工艺创建了Ti64、Inconel 625和Inconel 718的数据库，并授权增材制造数据专家Senvol实现商业化。Senvol表示，这些数据最初仅供内部使用，但最近决定将其商业化，且每个数据库都可单独出售，并提供对数据库的快速访问。 西门子能源内部3D打印生产设施 系统的数据研究极其耗时 正在使用Senvol数据库的组织 掌握金属3D打印的参数-性能关系，对高端应用来说至关重要，它关系到制造质量、性能、效率、成本以及认证。系统的数据研究涉及数十项测试、数百个样本信息，是一项极耗时间、极耗精力的过程。Senvol表示，数据库将以开发价格的一小部分出售。 西门子正在更广泛的提供这些数据产品，这表明它希望自己的标准被整个行业采用，同时也推动整个制造业更快的将3D打印集成到供应链。作为拜登政府AM Forward计划的重要参与者，西门子能源是该计划的创始成员。该倡议要求西门子、通用电气以及其他世界上最大的国防承包商一起努力促进增材制造在其供应链中的使用。将小公司更牢固的绑定在西门子的供应链中，同时还确保该行业能够遵守西门子的标准，对于西门子来说无疑具有安全保障。当然，西门子可通过将这些产品授权给其合作伙伴来获得一部分利润。 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.西门子能源：90台金属3D打印机、100种认证应用案例、400种零件进入批量生产 2.GE宣布2023年将投4.5亿美元于制造业务，包含3D打印 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.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

原定于北京时间3月9日凌晨发射的全球首枚全3D打印火箭——Relativity Space Terran 1，由于火箭第二级燃料温度“超过发射承诺标准限制”而被自动取消发射。 下一个发射尝试窗口已确认为美国东部时间3月11日星期六，北京时间3月12日周日凌晨。 本次发射备受关注的原因在于： 火箭85%以上质量的零件由3D打印制造，包括火箭整个箭体和几乎所有发动机部件； 将以极低的成本发射商业载荷； 通过零件整合，火箭零件数量减少了100倍； 能够在短短60天内制造整枚火箭； 将改变过去60年航空航天业历史。 本次任务的代号为“祝你好运，玩得开心”，简称GLHF。本次试飞的一个关键目标是证明飞行器具有足够的强度，能够满足发射上升段严酷的环境力学条件。顺利发射、飞越海洋，并能承受飞行中载荷最高的点，是最具挑战性的阶段之一，这将有效证明3D打印火箭在结构上是可行的。首飞测试的Terran 1未携带有效载荷，只有一个重约3.3磅(1.5公斤)的纪念性3D打印金属环。 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： 1.2023年增材制造行业薪资调查报告（附投票） 2.知名电池3D打印厂商Sakuu将上市，下一代产品今年上市 3.GE宣布2023年将投4.5亿美元于制造业务，包含3D打印 4.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