近期，3D打印技术参考注意到，2022年国家重点研发计划项目评审结果公布，由西空智造牵头承担的国家重点研发计划“增材制造与激光制造”重点专项“激光粉末床熔融增材制造在线监控与质量评价技术”项目获批立项。本项目由西空智造牵头申报，西安交通大学、武汉大学、南京理工大学等5家高校，中国航发北京航空材料研究院等2家科研院所及铂力特、易加三维等增材制造方面知名企业联合参与。研究“机理-测试-评价-调控”全链条的LPBF增材制造在线监控和质量评价关键技术，解决金属增材制造规模化生产的质量保障难题，进一步提升我国金属增材制造装备与技术能力，具有重要的科学技术及工程应用价值，同时会产生显著的社会经济效益。西空智造近年来开发的激光增材过程监控系统属国内首创产品，从点、线、面、体多个维度来实时监控激光加工过程中的粉床、熔池、打印机信息，以实现成形过程的可知可控，可直接用于增材制造产品的质量认证，是一款针对粉末床熔融工艺的过程质量监控工具，包含激光功率、粉末床、熔池等多个模块。分别从热源输入、铺粉质量、冶金过程稳定性全方位立体去监测和评价工艺过程状态及成形件质量，有效解决了增材制造过程中质量追溯、闭环控制、降本增效、工艺快速研发等技术难题和应用需求。 此次获得科技部重点专项的支持，势必推动国内粉末床金属3D打印监控技术的进一步发展。 注：本文内容获西空智造授权。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.金属3D打印过程监控技术的监测数据和措施有哪些 2.采用统一的方式来访问、监控和控制3D打印零件的质量 3.EOS与ORNL合作改进金属3D打印质量控制——50多个参数需要监控哪些？ 4.金属3D打印在线监控——为什么一定要有完全自主可控的增材制造监控系统

大地回春，踏上兔年新征程。升华三维作为中国金属·陶瓷间接3D打印技术的开拓者和领航者，专注于金属/陶瓷间接3D打印装备及材料研发生产，致力于提供高性能间接3D打印整体解决方案。现已推出钨合金3D打印服务。 钨及钨合金加工难 钨及钨合金是典型的难熔金属和难成形材料，以优异的耐腐蚀性和高热导率闻名，其熔点高达3400℃，硬度极佳。因其熔点高、硬度大和脆性大的特点，导致极其容易出现变形、裂痕和夹心等缺陷，甚至无法制备出形状复杂的钨零件。 市面上金属3D打印技术痛点 随着3D打印技术的不断成熟，金属粉末成功加工成高质量合金制品的概率也越来越高。在3D打印中，如选区激光烧结（SLS）或电子束选区熔化（EBM）等都能将金属粉末直接打印烧结成最终零件，但是对于钨合金来说，使用SLS、EBM等激光3D打印技术加工仍存在一定不足。由于成分多样，性能差异大，熔点相差大，各元素的饱和蒸气压不同，难以保证钨合金中各成分的可控性，制造具有优异机械性能致密钨合金零件具有一定的困难性。▲PEP工艺说明图升华三维利用间接金属3D打印技术——粉末挤出打印技术（PEP）为制造钨及钨合金零件提供了一种新途径。可广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源、化工、医疗等制造业领域。 钨合金颗粒料 升华三维基于PEP技术完美攻克钨材制造难点，自主研发了UPGM-93WNIFE钨合金颗粒料，为钨合金的成品制备打下了重要基础。利用PEP技术的热融挤出系统实现无模化成型制备和对材料的一体化成形控制，后经脱脂和烧结后可形成具有所需结构和高性能的合金零件，避开了变形、裂痕和夹心等缺陷问题。▲钨合金打印材料（来源：升华三维）▲钨合金打印样品（来源：升华三维） 钨合金打印说明 PEP工艺采用粉体混炼成颗粒材料，利用自主研发独立双喷嘴3D打印机作为钨材料打印制备的重要支撑，可完美满足钨合金的3D打印需求。可支持同时打印或者各自轮流打印金属材料，实现不同种类材料的复合产品开发及复杂结构的成形，解决钨及钨合金复杂结构设计、减重设计及加工制造的难题。在制备出具有一定密度和强度的生坯，再经过脱脂烧结后处理工艺，获得最终致密的成品件。▲3D打印设备·最大成型体积：500×500×600 mm·打印层厚：0.05-1mm·打印速度：10-100mm/s·喷嘴直径：0.6-1.5mm经测试，通过PEP技术打印的钨合金成品均能达到或超过传统工艺制备性能指标。并且在时间上可以实现更快的打样或生产。 ▲UPGM-93WNIFE钨合金烧结件力学性能 钨合金打印服务流程： 提出需求 客户提出产品制造需求，提供产品设计源文档，指定制造类型、材料。 模型结构优化建议 我司会根据客户的需求对模型文档提出优化建议，毕竟3D打印的制造设计和模具制造在部分产品上是有一定差异的。 确定报价 在确定好模型文件、制造类型、材料后，我司在模拟打印后会给客户进行报价。 合同签订 双方确定条款后，会进行合同的签订。 打印制造 在合同签订后，我们根据具体需求来制定制造周期。如遇产品材料需要定制或者没有存货，我们会与客户确定到货时间以及打样时间。 交付使用 制造完成后，交付使用，服务流程结束。 钨合金的3D打印是材料、装备、工艺三者是互相耦合的，缺一不可。如今，升华三维已通过对3D打印设备、打印材料以及3D打印工艺的系统化开发和集成。已完全掌握了钨材的增材制造能力，可成功制备出符合应用需求的钨合金成品。欢迎各位新老客户在线咨询： 扫码二维码，与技术专家在线交流

双金属结构或功能梯度金属最典型的应用是制造火箭发动机燃烧室。发动机在工作时燃烧温度超过3000℃，很少有金属能够承受这种高温而不被熔化，因此改变燃烧室的结构成为满足其正常运行的关键。当前的燃烧室采用再生冷却，结构由内、外两层壁构成冷却夹套。内衬一侧为高温燃气，要求材料必须具备极佳的导热能力，多采用铜合金；另一侧为结构护套，要求在高温下提供良好的机械性能，镍基高温合金是重要的选择。 近年来，3D打印制造燃烧室已经成为研究热点，同时已有大量应用案例。新材料、新工艺和新结构也成为研发的关键。NASA的研究人员专门开发了适合于3D打印燃烧室的GRCop-42（Cu-Cr-Nb）铜合金以及HR-1（Fe-Ni-Cr）高温合金。3D打印的GRCop-42相比传统的Cu-Cr-Ag，前者具有更高的蠕变性能和高温强度，有望提高新一代火箭发动机推力。HR-1则可在极端环境中抵抗腐蚀、氧化和脆化，用于承受高温强度的火箭发动机部件。由这两种材料3D打印的功能梯度双金属接头可用于需要高温强度和高热通量的火箭发动机部件，如内燃机衬套、夹套和喷嘴。 用于火箭发动机的双金属3D打印零件案例：（a）LP-DED制造的GRCop-42燃烧室，带有HR-1护套；（b）L-PBF制造的双金属喷注器；（c）LP-DED制造的双金属腔室 NASA已经使用基于激光的金属增材制造技术制造了GRCop-42和HR-1双金属火箭发动机接头。在此之前，马歇尔材料与工艺实验室已经借助DMG MORI的增减材一体3D打印机制造了In625和C18150（一种铜铬锆合金）制成的火箭发动机部件，并成功进行了测试。 使用DMG MORI设备沉积铜合金零件、铜合金基础上沉积高温合金及最终完成的状态 使用DMG MORI设备激光沉积多金属部件 双合金功能梯度结构将出现两种材料之间的逐渐过渡，以消除不同热膨胀系数的材料之间接缝处产生的应力集中。然而，基于熔融的技术涉及熔化，双金属接头中容易出现孔隙和偏析，导致残余应力产生并在组件中形成有害相。 实际上，NASA也在测试一种不需要高能热源的3D打印工艺——采用冷喷涂制备双金属材料。这是一种基于高速粒子固态沉积的制备方法，粒子在固态下碰撞基体，经过剧烈的塑性变形沉积形成涂层，同时对基体不形成热影响，可近净成形制备零部件。 通常激光打印用粉的质量要求较高，如粉末流动性、球形度要好，不能有卫星球、空心粉等，加上雾化效率低，导致激光打印用粉的价格很高。冷喷涂对于粉末的要求主要在于直径，要求粒子大小必须在1-50μm范围内，直径越小越容易获得和气流一样的速度。因此说来冷喷涂对粉末的要求要更低一些，当然lens技术对粉末的要求也比SLM用粉要求低。 采用冷喷涂沉积多材料部件 NASA的研究人员和南达科他矿业技术学院的研究人员采用不同含量的Cu-Cr-Nb（GRCop-42）和Fe-Ni-Cr（HR-1）粉末为原料，通过冷喷涂3D打印技术制备了样品，有望为火箭发动机燃烧室的制备提供一种3D打印新方法。 NASA冷喷涂3D打印制造的双金属发动机部件 冷喷涂3D打印中工艺气体会对材料的微观组织和性能产生很大的影响。NASA这项工作的主要目的是研究冷喷涂3D打印技术制备GRCop-42和HR-1合金双金属结构，评价了氮气和氦气两种工艺气体对机械性能的影响，同时为改善机械性能进行了热处理，分析了热处理对微观结构演变和力学性能的影响。 冷喷涂3D打印制造的双金属发动机部件 这项研究采用冷喷涂3D打印技术制备了GRCop-42和HR-1合金，研究了两种粉末含量、工艺气体和热处理对样品微观组织演变和力学性能的影响。与氮气工艺制备的样品相比，氦气工艺下制备的样品具有相对较低的孔隙率和更好的机械性能。主要归因于氦气工艺下粒子具有更高的速度导致产生更多的塑性变形。所有冷喷涂3D打印制备的样品都具有非常低的延展性和较高的显微硬度。通过热处理实现了再结晶和析出相的细化，显著提高了GRCop-42和HR-1合金的延展性和拉伸强度。向GRCop-42中添加HR-1可降低孔隙率，GRCop-42中HR-1含量超过50 %，将会降低样品力学性能。 END 冷喷涂目前也已得到飞行应用，TRL技术成熟度较高，虽然主要用于维修，但应用正在成熟。冷喷涂被证明可用于自由形式和双金属应用开发，如液体火箭发动机燃烧室的热火测试。目前用于生产的商用冷喷涂装备数量也很有限，但该技术正在得到关注。 总的来说冷喷涂3D打印技术可用于制备GRCop-42和HR-1合金及其复合材料，可作为制造火箭发动机应用部件的替代生产方法。若采用这种3D打印方法制备出火箭发动机可以有效避免传统工艺中的钎焊、铸造等工艺，可有效提升零件成品率，减少工艺流程，是一种有潜力的多金属结构材料加工方法。 论文推荐：https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.103354 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.应用潜力无限！2022年重量级(准)工业级聚合物3D打印机概览 2.2022年 | 国内外20余款重量级金属3D打印新设备看点 3.为特殊金属和特种陶瓷开辟一种可行的3D打印解决方案 4.「理光」欲将粘结剂喷射金属3D打印用于铝合金散热器制造

基于激光的金属增材制造技术的快速发展让其应用相比以往显示出更大的潜力。过去几年，由于激光器数量的增加、气流的改善和控制系统的改进，生产率大幅提高。随着批量生产的发展以及由此带来的速度和吞吐量的提高，往往会对组件质量带来影响。这使得质量控制成为增材制造行业最后也是最关键的未解决问题。 现场监测为这个问题的解决提供了一个可行的方案，但在被提及多年之后，该方案时至今日可能仍未实现完全的质量保障。熔池监测是一种特别强大的工具，可以确保零件的质量和一致性。通过跟踪熔池排放特征，可以检测异常和故障。它是为数不多的可以随生产需求扩展的检测技术之一，使其成为大规模 3D打印生产的重要组成部分。 来自AMiRIS NIR成像传感器的熔池成像数据示例 现场监测可以采取多种形式；密切关注3D打印工艺的各种参数，例如温度、粉末分布和熔凝特性。这些信息与智能分析相结合，可以在问题导致最终产品出现缺陷之前识别出问题。识别过程中的故障有助于减少生产的有缺陷零件的数量并提高制造过程的整体运行效率。 虽然现场监控是质量保证 (QA) 问题的明显解决方案，但最好能够在所有各类系统中采用通用方案。许多机器供应商根据所使用的方法和传感器提供具有不同功能的专有监控解决方案。使用来自不同供应商L-PBF系统的用户在对数据进行分析时由于不兼容就会存在困难，导致成本增加，更有可能无法实现质量保障。 Additive Assurance构建了通用的AMiRIS质量保证套件来解决这个问题，为所有机器提供统一的实时质量保证。独特的传感器包以非常高分辨率的近红外 (NIR) 光谱从离轴有利位置捕获熔池特征，传感器可以通过打印室窗口识别熔池异常，而无需改造设备。至关重要的是，安装后不需要对机器进行重新认证。传感器包将捕获的熔池数据提供给中央服务器（云端或本地），在中央服务器中训练机器学习模型来检测一系列过程故障，包括：未熔合、过熔、飞溅、激光参数变化等。 Additive Assurance致力于通过降低进入壁垒、简化生产质量以及减少操作员和质量经理的工作量来支持下一代金属增材制造用户。AMiRIS基于云的平台已经并将继续与领先的增材制造供应商合作开发，以实现这一目标。 安装在Renishaw AM400上的AMiRIS传感器 Additive Assurance的外置监控系统 虽然过程监控是捕获故障和异常的强大工具，但数据处理却并不简单。任何使用现场监测的有效QA系统都必须具有高度自动化，以便该技术能够大规模运作。自动化是AMiRIS设计背后的核心理念，工作流程的每个部分都已实现自动化，从初始校准和个别异常检测到最终通过/不通过部件检查。 对于大规模的增材制造用户而言，对一组机器进行现场监控可以提供一种通用形式的质量控制，无论使用何种品牌的设备，都有助于确保始终如一的增材制造质量并减少出现缺陷的可能性。当自动化时，现场过程监控可以大规模生产有质量保证的零件。 Additive Assurance构建了通用的AMiRIS质量保证套件 AMiRIS数据可视化平台截图 原位过程监控是解决增材制造质量问题的有力工具，具有减少故障和提高生产率的效果。随着3D打印行业的不断发展，现场监控对于大规模制造商来说将变得越来越重要，Additive Assurance它提供了一种统一的方式来访问、监控和控制所生产零件的质量。 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.工艺综述：近十种铝合金3D打印工艺汇总，阐述技术特点及应用方向 2.无支撑金属3D打印：VELO3D成功探索全球范围可重复、无差别制造 3.NASA验证用于深空任务的第一台全尺寸3D打印旋转爆轰火箭发动机 4.尼康完成对SLM Solutions的收购，后者领跑多项“最记录”

齿科，是桌面级光固化3D打印技术最重要的应用领域之一；与此同时，如今齿科治疗也已经普遍使用3D打印技术。因此，3D打印制造商应该思考所开发的解决方案，有没有以需求为导向，让用户对3D打印技术的使用更加便利。这是如今在竞争越来越激烈的市场环境下，取得市场优势的不可或缺的要素，也即能够提供差异化的服务。 作为近三年来的新锐品牌，RAYSHAPE的崛起速度让人诧异，在全球范围内更是快速获得了认可。“以用户为导向”，是其能在竞争激烈的3D打印行业迅速崛起的关键。 与行业龙头合作，加速融入本地市场 在齿科行业，EasyRx具有突出的行业地位。它是世界领先的实验室解决方案、3D软件服务商，超过2000家诊所和550个实验室使用其软件平台。 基于EasyRx在齿科领域的重要行业地位，3D打印业内的许多企业均试图借助该公司提供的软件平台来快速融入欧洲齿科市场。而能够与这家企业合作，3D打印设备商也必须具备行业一流的技术水平。 为了给用户更好的使用体验，RAYSHAPE 2022年与EasyRx达成合作，打通了RAYSHAPE ShapeWare软件与齿科行业通用的EasyRx软件之间的壁垒，让用户可以体验到更加流畅的3D打印体验。 EasyRx提供的革命性的“通用”系统，允许正畸医生和牙医设计、创建、管理患者的矫治器处方并将其在线提交给世界上任何正畸或牙科实验室或内部实验室。EasyRx的全套设计工具使医生能够针对单个数字化正畸设计进行管理和创建他们的矫治器处方，从而提高效率并朝着无纸化环境发展。 牙科诊所及实验室与EasyRx互联互通以寻求更高效的解决方案 在合作达成后，用户在EasyRx软件可以自动把文件传输至ShapeWare软件，并且可以从EasyRx软件直接唤醒ShapeWare软件，实现了两个软件的无缝整合。EasyRx和RAYSHAPE的用户可以通过便捷的操作，简化的流程，更快、更有效的编辑和打印模型。 EasyRx提供的解决方案可以快速简单高效的查看、建基并编辑STL文件 RAYSHAPE能够与这家企业达成合作，意味着这家国际化的行业领导者认可RAYSHAPE解决方案的领先水平与该公司的品牌价值，同时将加速RAYSHAPE快速打开欧美市场。 针对行业需求，做全流程解决方案 在3D打印技术参考看来，很多3D打印技术从业企业的很大通病在于做出的解决方案不够聚焦某一个行业的使用需求。终端用户咨询“你的技术可以做什么”，很多从业者会回答什么都可以做，但真正委托试做的时候却又难以满足客户的需求。 EasyRx的视觉DLP实验室管理功能界面展示 每个行业都有其特殊的使用需求，粗放的解决方案必然无法满足用户差异化的使用需求。对于齿科行业，构建数字化牙科全链路流程，诊所和技工所系统的兼容性需求不可忽视，要确保各环节高效衔接有序运转。RAYSHAPE与EasyRx的此次合作，是RAYSHAPE数字化牙科生产流程的又一次自我迭代，大大提升了生产效率。同时，也是RAYSHAPE数字化牙科解决方案的进一步升级。 未来，RAYSHAPE将继续坚持“以用户导向”，不断深耕数字化牙科诊疗全流程，为广大牙科从业者提供全方位服务，为舒适牙科治疗保驾护航。 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.仅仅3年，85后创立的3D打印“小”企业已成立两家海外子公司 2.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 3.尼康完成对SLM Solutions的收购，后者领跑多项“最记录” 4.高性能聚合物3D打印在石油、天然气行业有重要应用

采用单一的数字打印文件，在世界范围内不同地点、不同3D打印机上产生相同的结果，对几乎所有金属3D打印设备商来说几乎都难以保证。然而，这一情况的实现，将使可扩展生产成为可能，制造商才会有信心在现在和将来的任何时候，在任何类似的机器上制造出符合规格的相同零件，而不需要额外开发。 即便金属3D打印已经成为航空航天这一高端应用领域不可或缺的重要技术，但直到现在，几乎没有金属L-PBF供应商能够在全球范围内实现可重复的3D打印分布式制造。 基于此，能源领域高端制造商IMI Critical和Velo3D携手合作，探索了金属3D打印可重复分布式制造的可行性。该项目的目标是证明Velo3D Sapphire打印机可以解决许多3D打印平台一直在努力解决的生产可扩展性和就绪性问题——使用相同的打印文件在不同的打印机上生产符合规格的相同部件，而无需任何进一步的开发工作。如果成功，这将使IMI Critical 确认可以采用该技术扩大生产规模，使用相同的打印文件在世界上任何Sapphire打印机上可靠的生产相同零件。 IMI Critical和Velo3D通过在三个不同国家、六个地点的装备，打印完全相同的节流阀来实施该项目。该部件是用于注水井的高压流量控制装置，传统上通过机械加工和钎焊等方式制造，用于防止侵蚀、噪音和振动问题，基于3D打印的优化设计提高了该部件的性能。 IMI Critical此前已经使用Velo3D的打印机进行了相关产品的制造，而开展分布式制造项目的探索，则是为了验证能否依赖这一新技术扩大生产规模。该公司新产品开发总监Steve Freitas表示：“从最终确定新阀门设计，到决定在不同地点打印更多零件，这一年的等待让该产线上的每个人充满焦虑。而在产品开发一年之后，在没有对设备进行额外开发、认证的前提下，再次批量生产零件，谁也无法确认它能否符合规范。” Velo3D的打印文件包括3D打印的整个指令集，从IMI Critical的PLM系统中提取，安全的发送到三大洲的六个制造基地（四个在美国，一个在亚洲，一个欧洲），并与在Velo3D总部的打印结果进行对比。 该项目的实施方式 在每个站点，Velo3D Sapphire系统都经过一系列校准检查，确保可预测和一致的打印结果。3D打印技术参考此前曾经介绍，Velo3D配备了一键式校准解决方案，只需点一下按钮，校准程序就可以对打印机的精度和一致性进行检查；在工作过程中，系统也会每隔几层自动检查激光对准情况，从而在出现问题之前消除任何漂移。除此之外，每次构建之前系统还会自动检查耗材的级别或寿命，并在机器监视器上显示相关信息。 锁定的“GoldenPrintFile”被加载到每个Velo3D Sapphire系统中，同时无法更改激光指令参数集。原始打印文件没有任何改动，使用Velo3D的打印准备软件Flow分配的基于特征的参数创建。根据3D打印技术参考此前的介绍，在打印工艺方面，Velo3D在系统中配置有超过20种标准化的参数组合，用户只需要在Flow预处理软件中点一下按钮就可以自动根据零件的特征选择合适的工艺参数。这样可以节省数月的开发时间，并减少对专业技术人员的需求。 每个构建包含两个部分，并在现场打印。校准过程和打印执行质量均由嵌入在每个Sapphire系统中的Assure进行监控。Assure质量保证软件可以逐层提取和跟踪数据，从而可以对机器的运行状况进行详尽记录，监视构建过程的任何缺陷确保生产质量，并最终提供详细的构建报告。 构建报告由Assure自动生成，它从监控构建的800多个传感器收集数据——确保每台机器上的每个构建都在过程控制限制内一致执行。对于所制造的零件，从Assure收集的数据符合相关规定的要求，并无缝集成到OEM的质量体系中。 每次构建后，都会从零件上去除多余的粉末。 将部件消除应力并从构建板上取下，在同一位置进行额外的热处理和机加工。 对零件进行严格的质量控制，包括尺寸检查、机械测试和流量测试。 IMI Critical和Velo3D通过在六个地点和三个不同的国家打印相同的认证部件来证明分布式制造。 结果 完成上述步骤后，将12个打印部件（六个生产地点各有两个部件）的数据整理完成。最终得出的结论是，机械测试和流动测试以及材料试样的破坏性和非破坏性评估表明，所有部件在冶金和功能方面均符合IMI的设计和性能规范。 Velo3D技术业务开发总监ZachWalton表示：“我们现在有信心，无论是两周后还是两年后，将来都可以在这些供应商中的任何一家打印相同的打印文件。”“数字产品定义在API20S中被阐明为复制增材制造组件所需的数据集合，与项目最初的结果相比没有变化，这证明了无需重新认证或重新开发——这对O&G来说是一个巨大的胜利以及其他试图部署分布式制造的行业。” 这些结果表明，使用先进的粉末床激光熔融(LPBF)金属3D打印技术可以实现可重复的分布式制造。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载须授权。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.Velo3D 推出8激光器超大幅面金属3D打印机 2.不加支撑、多层堆叠，让金属 SLM 3D打印更灵活，并实现大规模制造 3.百台设备全部就位！西发公司增材制造产业化平稳推进 4.2022年3D打印技术参考精选技术文章推荐

近日，3D打印技术参考注意到，NASA的一个推进工程师团队开发并测试了NASA的第一台全尺寸旋转爆轰火箭发动机(RDRE)，这是一种先进的火箭发动机设计，可以显著改变未来推进系统的制造方式。 旋转爆轰火箭发动机与传统火箭发动机的不同之处在于，它使用称为爆震的超音速燃烧现象产生推力。与当今的推进系统相比，这种设计使用更少的燃料产生更多动力，并有可能为人类着陆器和行星际飞行器提供动力，使其到达月球和火星等深空目的地。 资料来源：美国宇航局 该发动机基于3D打印工艺设计和制造，点火十几次——总持续时间将近10分钟，证明了其可同时承受爆炸产生的极端高温和高压环境，从而实现了主要测试目标。 旋转爆震发动机的概念（来自橡树岭国家实验室）‍ 3D打印技术参考注意到，该旋转爆轰火箭发动机采用NASA开发的GRCop-42铜合金与粉末床熔融3D打印工艺制造——使发动机能够在极端条件下运行更长时间而不会过热。根据此前的分析，该合金中使用了铬和铌，使其在高温下仍能保持强度，同时具有优异的抗蠕变性能和低周疲劳寿命，所有这些特性对于火箭发动机部件具有重要价值。 3D打印技术参考曾详细介绍过该材料的工艺开发过程，研究发现，GRCOP-42是一种易于打印的合金，可以制备完全致密的部件。2019年，NASA研究人员宣布成功完成GRCop-42（Cu-4 % Cr-2% Nb）粉末的改造和工艺开发，该材料旨在替代此前的GRCop-84，它可以在保证同等高强度的前提下，大幅提高导热系数，而且比当前燃烧室内衬用合金NARloy-Z的导热率还要高。 2022年5月，Velo3D宣布旗下Sapphire系列打印机完成了针对GRCop-42铜合金的认证。Velo3D给出的材料性能显示，在50μm的打印层厚下，材料密度为8.79g/cm³，致密度超过99%；打印态（垂直方向）室温拉伸强度533Mpa、屈服强度296Mpa，延伸率23.8%；经热等静压后，拉伸率达到34.1%   Sintavia无须热等静压实现GRCop-42的高性能 NASA GRCop-42机械测试样件分布图 测试期间实现的其他里程碑包括深度节流和内部点火的成功性能。这次成功的演示使该技术更接近于用于未来的飞行器，并使NASA和商业空间能够将更多的有效载荷和质量转移到深空目的地——这是使太空探索更具可持续性的重要组成部分。得益于NASA最近在RDRE方面取得的成功，NASA工程师正在进行后续工作，以开发完全可重复使用的10000磅级RDRE，以确定与传统液体火箭发动机相比的性能优势。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑。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.视频：3D打印米级构件，Atlas超大幅面、高速增减材一体解决方案 2.高性能聚合物3D打印在石油、天然气行业有重要应用 3.视频：用于高超声速客机的发动机点火震撼测试 4.俄罗斯科学家借助3D打印开发出青铜钢新合金

春节期间，3D打印技术参考注意到哈佛大学刘易斯实验室于1月18日在Nature发布了一篇名为《Rotational multimaterial printing of filaments with subvoxel control》的文章，介绍了一种旋转多材料3D打印平台，可以实现多材料3D打印，并能够在局部方向进行亚体素控制。 在自然领域，具有独特功能的螺旋结构极为常见，如肌动蛋白和原肌球蛋白在骨骼肌中的螺旋组装引起收缩和其他功能；植物的运动源于植物细胞壁内螺旋排列的硬纤维素纤维。人为合成螺旋结构的努力在于制造人造肌肉以及超材料，哈佛大学刘易斯实验室是世界上最早开发毛细管结构多材料生物打印方法的实验室之一，过去几年一直在研究软机器人技术。 通过以受控的角度和平移速度连续旋转多材料喷嘴，研究人员能够创建多材料螺旋结构，且能够对不同材料之间的体素、结构的层厚度以及螺旋角度进行编程。 具有可编程亚体素控制的架构细丝的旋转多材料3D打印 跨尺度的几何复杂图案 多材料喷嘴结构 旋转多材料3D打印平台的打印头配备四个墨盒，每个墨盒可以包含不同材料。然后将油墨送入一个复杂喷嘴，该喷嘴允许同时打印多种材料。当喷嘴旋转和平移时，油墨以螺旋细丝的形式挤出。 借助该方法，研究团队设计并制造了用于软机器人和结构应用的人造肌肉和弹性体结构，并为制造这些机构开辟了新途径。

2023年1月3日，SpaceX一枚猎鹰9号火箭成功执行小型卫星专用的“运输者-6”（Transporter-6）拼车发射任务，其中就包括Launcher的Orbiter卫星运输工具（可称为太空拖船）。该运载工具旨在以最低的价格将卫星精确定位在轨道上。此前，完成这项任务需要专门的发射，与拼车发射相比，成本可能高出10倍。 Launcher的Orbiter卫星运输工具（释放部分） 3D打印技术参考同时注意到，由于3D打印能够提高性能或缩短零件交货时间，Launcher在任务开发过程中使用了大量的3D打印部件，制造材料包括铝F357、Ti6AI4V以及Inconel718。 包含众多3D打印组件的太空拖船 贮罐（Tit6AI4V）：单个部件打印，内部无支撑，为主要和次要结构的燃料箱。 推进器支架（铝F357）：用于固定推进器歧管组件。 推进器歧管（铝F357）：用于姿态控制和位置保持，为轨道飞行器发动机提供燃料。 轨道飞行器发动机喷射器(Inconel®718)：混合推进剂以在发动机燃烧室中燃烧。 轨道飞行器发动机室(Inconel®718)：用于改变轨道的主发动机，以定位Oriber，从而将有效载荷正确的放置到特定轨道上。 推力结构（Ti6AI4V）：支持Orbiter发动机和万向节组件。 弹簧外壳（Ti 6AI4V）：用于连接轨道飞行器和运载火箭的分离系统的弹簧。 星形相机挡板（铝F357）：用于精确导航，使轨道飞行器保持在轨道上。 通过3D打印，Launcher能够快速迭代并大大缩短这种卫星转运装置的开发时间。这种快速迭代是使用3D打印开发空间应用的最大优势之一。用户无需为修改后的零件开发新工具，只需更改设计文件并打印新设计即可。设计完成后，金属3D打印也使公司能够快速提高产量。 轨道飞行器试验台与推力矢量控制和称重传感器集成 在未来十年，金属3D打印将成为太空创新的最大推动力之一，Launcher是该技术如何帮助企业对社会产生重大影响的典型例子。Launcher是航天领域将3D打印用于火箭发动机和航天器制造的知名公司，3D打印技术参考此前曾有多篇文章介绍其采用新技术进行相关应用开发的案例。 Launcher还使用Velo3D的金属3D打印解决方案为其E2火箭发动机生产关键部件，E2火箭发动机是一种闭式循环多级燃烧发动机，为其轻型运载火箭的第一级提供动力。这种高效发动机使小型低成本火箭能够携带相对大量的有效载荷。 E2火箭发动机 通过利用最新、最先进的制造技术，太空初创公司正在使用更新和更为优化的运载火箭向太空运送有效载荷，从而使太空发射更为经济实惠。回顾过去十年，会发现人类明显增加了将有效载荷送入太空的数量和速度。 相比上世纪七八十年代，许多现代火箭发动机将每公斤的发射成本下降了多达90%，这要归功于新的制造技术以及新的设计。通过有效利用两者，大大增强了轨道发射系统的运载能力。 3D打印的贮罐展示 3D打印的贮罐展示 3D打印在制造下一代火箭发动机方面发挥着重要作用。相反，当今一些最尖端的火箭具有复杂的几何形状，可提供真正的性能优化，并且由主要为太空应用开发的高性能的3D打印金属材料制造而成。 一个非常明显的现状是，几乎所有新的航天公司都在使用3D打印来生产关键任务组件。一些应用包括涡轮泵、燃料喷射器、热交换器和再生冷却推力室以及喷嘴等。即使是像NASA这样的传统太空组织，也在探索依赖3D打印来推动创新。 3D打印的发动机 金属3D打印为航空航天工程师带来的是能够在不为了可制造性而影响设计的情况下生产零件。通常，工程师需要更改性能最优化的设计，因为它们太复杂或成本太高，无法使用传统制造技术可靠的生产。 使用金属3D打印，工程师可以摆脱这些限制。然而，这项技术不仅用于生产发动机，还用于制造航天器和卫星部件。 如今的航天活动，人类最终到达火星变得越来越有希望，借助于3D打印，这一进程无疑会被加速并更为可行。 注：本文内容由3D打印技术参考创作，转载须授权。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.2022年3D打印技术参考精选技术文章推荐 2.精彩总结：2022年十项有影响力的3D打印技术研究成果 3.俄罗斯科学家借助3D打印开发出青铜钢新合金 4.3D Systems专家总结2022年塑料和金属3D打印取得的创新

本文梳理了3D打印技术参考2022年的重要技术文章，部分为笔者花费大量时间和精力才能完成，部分为专业的从业者撰写。这些内容对笔者本身有限的能力而言受益颇深，在重点推荐之余也自感惭愧，同时希望对有需要的读者能有所帮助。它们涉及技术原理、新材料强化机理、技术创新发展现状以及应用经验总结等。 1. 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 文章亮点：如今大量金属增材制造新技术、新工艺正在不断被开发出来，这使得金属增材制造市场呈现出日益多样化、生机盎然的景象。本文内容系统介绍了金属3D打印工艺新形式的发展及制造潜力。 2.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 文章亮点：面区域金属3D打印是对传统SLM技术的发展更是挑战，它具有传统SLM技术的制造性能，同时具备粘结剂喷射批量制造的潜力。本文内容详细描述了一束激光200万个激光点的产生原理，并阐述了其对未来制造带来的挑战。此外，另有《区域金属3D打印是对传统SLM技术的发展更是挑战》一文推荐。 3.NASA开发出一种新型超高性能3D打印合金，耐温1093℃ 文章亮点：对于金属3D打印材料，每一年都会有重量级的产品诞生，2022年由NASA开发的GRX-810尤其引起关注。本文内容在业内首次详细描述了这款材料实现高性能的机理，阐述了其开发手段，同时预见氧化物弥散强化合金3D打印可能会成为新的研究热点。 4. 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 文章亮点：单纯区域打印已经极大提高了传统SLM技术的打印速度，蓝光作为近几年新的可选光源则具有其他重要的制造优势。将两者结合将会进一步增加制造速度并拓宽可打印材料的范围。本文内容介绍了这一新的解决方案，对未来技术的发展，或是一种启发。 5. 深度好文：讲透3D打印高强铝合金究竟是什么材料 文章亮点：在铝合金3D打印材料领域，高强铝热度颇高，不少行业从业者对这款材料翘首以盼。但高强铝的实际应用可谓寥寥，造成这种现象一定是发生了什么问题，那究竟是哪里出了问题？本文内容详细介绍了何谓高强铝、高强铝的类别、阻碍高强铝应用的因素及破解之道。 6. 工业聚合物3D打印工艺对比：HSS高速烧结、MJF多射流熔融和SLS激光烧结 文章亮点：聚合物3D打印市场正在快速增长，《Wohlers Report2022》指出，聚合物粉末的消耗量在2021年超过了光敏树脂，全年增长43.3%，成为使用最多的3D打印材料。工业3D打印机OEM之间的竞争比以往任何时候都更加激烈，高速烧结(HSS)、多射流熔融(MJF)和选择性激光烧结(SLS)是当前聚合物粉末床3D打印的主要工艺，本文内容译自外媒，详细介绍了这几种工艺的制造特点，并进行了相互之间的对比。 7. 不同金属3D打印技术——FDM、BJ、L-PBF与MIM技术的比较 文章亮点：随着MIM技术的不断成熟发展，一些公司开始开发和MIM共用脱脂和烧结工艺的新型金属增材制造工艺，目前逐渐兴起的就是由使用金属线材（或粒料）的熔融沉积成型技术（FDM）、粘结剂喷射成型技术（BJ）。本文内容较为全面的对比了基于烧结的MIM、FDM、BJ技术和基于熔化的L-PBF技术在材料、工艺、性能、制造特征方面的差异以及对制造终端用户和供应链产生的影响。 8. 从德国Formnext展，看3D打印技术的十个最新发展态势 文章亮点：三年疫情对各行各业的发展都带来了极大影响，人们的线下交流受限、市场的发展速率降低，那技术的发展走到哪一步了？2022年德国Formnext展的成功举办，3D打印技术最新的发展态势被展现出来。3D打印技术参考结合国外资深3D打印编辑Peter Zelinski的视角以及自身的认知，从十个方面展示了国际上最新技术的发展现状和趋势。 9. NASA 3D打印技术应用经验系列文章 文章亮点：NASA一直都是3D打印技术应用的风向标，他们对这项技术的应用一直受到航空航天领域从业者的关注。3D打印技术参考在2022年查阅了大量资料，对其在这项领域的3D打印技术应用进行了多项总结。笔者在总结这些稿件的过程中大受裨益，对深入了解金属3D打印技术的类别、应用方向、解决产品问题等，开拓了笔者自身的视野（共七篇，以下仅展示部分）。 NASA 2022年最新「航天增材制造技术」应用经验总结（中文） NASA：金属增材制造在火箭推进领域的应用进展——工艺和材料 NASA：航空航天领域常用的金属3D打印材料及特点 NASA：航空航天金属3D打印的工艺种类、技术成熟度及流程差异 10.航空航天领域当前能否接受金属3D打印零件的批量应用 文章亮点：本文内容放在最后但并不做重点推荐，仍将其总结在内是为了阐明金属3D打印技术确实正在被批量使用，现在是时候放弃金属3D打印无法批量应用的固有观点了。当前，本技术领域对零件安全性、制造稳定性、产品一致性问题的解决已经发展到了新的发展阶段。 END 技术文章的总结较为不易，非常多的内容需要花很多的时间、查阅大量资料来完备文章结构并保障内容无误。但受限于眼界与知识所能探查的范围，在已经书写的内容中仍旧可能存在一些明显的错误，希望读者能够指正；一些观点也受限于笔者自身的经历、经验等，可能存在偏颇，因此仅能算作一家之言，也仅可作为一个思考的角度，希望获得读者的理解与指正。 愿有兴趣的读者可以加入我们，共同努力，在2023年贡献更多的优秀技术文章。 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.盘点：2022年值得关注的3D打印新材料、新工艺和新应用突破 2.2022年国内3D打印领域被广泛关注的十大重要事件 3.2022年 | 国内外20余款重量级金属3D打印新设备看点 4.应用潜力无限！2022年重量级(准)工业级聚合物3D打印机概览