于2004年成立的中国科学院宁波材料技术与工程研究所（简称宁波材料所），围绕“材料研究”，先后布局了材料技术、先进制造、新能源与生物医学工程4大领域。并在磁性功能材料与器件、涉海极端环境使役材料、高性能纤维与结构-功能复合材料等科研方向上取得了一系列突破，为发挥国家战略科技力量提供了重大支撑。 磁性传感器 宁波材料所某课题组一项针对“磁性传感器”的创新研发项目。 目前正在探索： 1►具有磁性的弹性树脂材料，用来生产传感器上的弹性结构件。 2► 开发特殊造型的弹性结构件，实现不同区域的“可变化磁场”，增强和改善传感器功能。 然而，项目组却在弹性材料的打印速度、成品质量方面遇到了挑战。 在对口碑、成型速度、弹性材料性能等多方面进行考察后，课题组选择了石生科技（清锋宁波）的科研解决方案来进行材料研发。 宁波材料所课题组 “石生科技（清锋宁波）的3D打印技术相比此前课题组使用过的3D打印工艺打印面积更大、成型速度更快、成型品质更高，能够有效帮助课题组解决弹性材料的打印问题、技术验证后产品批量打印方面的问题。” LuxCreo 清锋科研解决方案 01 材料：高分子弹性树脂 可用于晶格结构制作，功能性好 吸引课题组与清锋合作的首要原因就是清锋的弹性材料（Elastic Material，EM）。 课题组在研究过程中希望能够赋予弹性材料“磁性”（在弹性材料中增加磁性材料），用以生产传感器内部的弹性结构件，组装后的产品在大环境下生成磁场，进而帮助增强、改善产品功能。 清锋自主研发走在世界前沿的弹性体材料，拥有高回弹、强减震、抗撕裂、耐弯折等特性。其中，EM⁺23材料回弹性达35%，极限拉伸强度21.59MPa，断裂伸长率可达560%，相较于市面上已有的弹性体能够很好的满足课题组对磁性弹性结构件的品质要求。 更多EM⁺23详细信息请点击： https://www.luxcreo.cn/material/1?SelectID=MQ%3D%3D&elasticNavId=Mg%3D%3D 同时，清锋的参数化设计能够让材料生产部件形成晶格结构，带来可变化的磁场，为课题组的创新研发提供新思路。 除弹性材料外，传感器的外壳、支架和部分刚性结构件也可采用清锋的韧性树脂TM系列。与传统模具加工相比，TM材料可以满足快速小批量生产验证，省去昂贵的开模费用和等待周期，加速研发迭代。 更多TM韧性材料详细信息请点击： https://www.luxcreo.cn/material/1?SelectID=Mg%3D%3D&toughnessNavId=MA%3D%3D 02 打印机：Lux 3+ 小批量打印速度快，简单操作易上手 在选择清锋之前，课题组曾考察了众多市场上的DLP光固化3D打印机，在对比了设备效率、稳定性和打印成功率后，最终选择了清锋的Lux 3+打印机，配套材料所已有的SLA打印机、金属打印机、陶瓷打印机发挥各自的优势。 清锋Lux 3+打印机，成型尺寸为293×165×380mm, 适用于前沿创新领域，支持复杂结构的快速打印需求，也可以作为通用平台用于高性能、功能性光敏材料的研发。可搭配高性能弹性、坚韧、耐温、透明材料，满足工业、医疗、消费、科研等各领域的打印需求。Lux 3+还可接入LuxCreo的软件生态，实现轻量化设计、高速切片、设备互联。 更多Lux 3+详细信息请点击 https://www.luxcreo.cn/printer/Lux3+?SelectID=MQ%3D%3D 在打印速度上，Lux 3+打印弹性材料目前可以实现垂直打印满版模型30mm/h，相比材料所之前所用的设备（10*10mm的方块需要打印48h），速度提高近150倍。 除了快，在使用过程中，课题组也向清锋反馈Lux 3+操作简单，在清锋的售后团队进行培训后短时间内就熟练掌握了操作技能，新研发的产品能够快速打印进行验证。同时，搭配清锋的软件生态，课题组还可以进行产品再创新。 03 软件 自动晶格生成功能 助力产品二次创新 在此次合作过程中，课题组对清锋的软件也非常感兴趣，使用了清锋自研的增材设计软件LuxStudio和3D打印数据前处理软件LuxFlow。 工业产品的设计往往离不开参数化，然而大多数参数化软件都需要极强的技术门槛，因此对于一些行业来说，亟需找到一个简单易上手的软件实现“晶格设计和力学仿真”。 清锋的LuxStudio正是一款行业鲜有的晶格设计软件。搭在云端的LuxStudio，操作简单、不挑配置、“小白”设计师都能够轻松上手进行参数化晶格设计。只需要给予一个精确的软硬度数值，软件可以自动生成晶格结构，非常适用于处理通过晶格填充实现部件结构优化和轻量化。同时软件内部有对16种不同晶格作用的详细解释，对课题组这样的新手来说十分友好。且LuxStudio生成晶格速度快、文件小、方便输出，能够有效避免打印机加载时崩溃。 点击进入LuxStudio平台： https://studio.luxcreo.cn/#/index 此外，清锋的3D打印数据前处理软件LuxFlow，针对工业领域进行深度整合，能够进行智能化的最优化加支撑、切片、2D/3D检视模型等，还可以用于批量模型的编辑，能够大量节省操作时间，带来的体验感都是成倍提升的。 04 售后 全球24小时在线响应 在售后方面，清锋为课题组提供实地的装机培训、操作培训等，同时针对研究所规划布局给予合理性建议，保证设备正常运行，以及材料和膜的正常使用。此外，清锋的在线客服提供全球24小时响应，及时、快速地为用户解答机器、材料、软件等方面可能遇到的问题。 截止目前，清锋已经为数家研究所、高校提供科研解决方案，帮助解决新产品开发和课题研究等多方面的难题。清锋也将持续加大力度开发新技术、新材料、新应用，为科研教育领域提供更先进的技术支持，和更多可创新、可应用、可持续发展的“新点子”。 此外，针对科研院所，清锋除了工业机解决方案，还有桌面机解决方案，清锋新一代LCD桌面3D打印机 iLux Pro不仅打印速度快，同时兼容工程级高性能树脂，能够打印带有功能性的产品测试件，是有小面幅打印需求的科研院所研发过程中的更优选择。 更多详细信息请点击下方链接了解 https://www.luxcreo.cn/printer/iLuxPro?SelectID=NA%3D%3D

3D打印技术的进步改变了热交换器的制造方式。传统制造路线无法实现的复杂、自由设计，可以通过3D打印轻松实现。热交换效率的提高以及重量、体积、制造成本的降低是3D打印可以提供的其他优势。然而，材料是热交换器3D打印需要考虑的另一个关键问题。近日，3D打印技术参考注意到，国内领先的铝合金3D打印材料制造商江西宝航新材料有限公司，向市场发布了一款高导热铝合金3D打印材料。该产品被命名为HC 200，以显示其不低于200W/(m·K)的超高导热能力。 金属导热原理、材料及3D打印固有缺陷 金属导热的本质是金属内部拥有可自由移动的电子。当金属的一部分接收到热量时，受热部分的自由电子能量增加，运动加剧，不断跟金属离子碰撞而交换能量，从而把热量从一部分传递到另一部分。金属要获得更高的导热能力，必然要求电子在金属内部是“畅通无阻”，亦即金属材料内部的缺陷要足够少，以及受到杂质或其他相的阻碍要少。这就对材料的成分控制、制备工艺提出了非常高的要求。 在铝合金材料中，拥有高导热系数（尤其是高于200）的牌号非常有限，最常用的是6063铝合金。6063是一种AlMg系变形铝合金，主要合金元素包含：Al、Mg、Cr、Cu、Si等。其导热系数高于200 W/(m· K)，一般为210，经T6热处理后具有不低于160MPa的屈服强度和8%的延伸率。且6063可塑性较好，能够进行阳极氧化，因此是各型散热器的首选材料。而在其他现有牌号的铝合金材料中，导热系数没有高于200的。纯铝由于不含有其他合金元素，导热系数达到230W/(m·K)。 易加三维为方程式赛车队3D打印的热交换器 尽管6063铝合金是一种非常好的材料，但其并不能直接用于金属3D打印。该合金是一种变形系铝合金，适用于铸造工艺过程，并不适用于高冷却速率的SLM选区激光熔化3D打印过程。最终的结果是，采用SLM工艺对6063合金粉末进行打印时，会产生大大小小的微裂纹，材料无法使用。目前亦有一些研究人员通过对6063合金进行成分改性或添加纳米相，试图使之可打印，也取得了一些成果，但并未得到商用。目前市场上应用非常广泛的AlSi10Mg材料，尽管其导热系数亦达到了不低的140W/(m· K)，但对于有更高导热能力要求的应用场合，AlSi10Mg则无能为力。 高性能散热3D打印铝合金获得突破 为了开发高导热高性能的可打印铝合金3D打印材料，宝航团队历时一年多自主研发，终于成功实现了双两百（热导率超过200 W/(m·K) 且抗拉强度高于200MPa）的HC 200高导热铝的材料开发。下表是HC200 与6063和AlSi10Mg的材料性能对比： 凭借超高的性能，该材料适用于对散热能力有较高要求的轻质复杂结构件或功能件，特别适用于新型散热器（尤其是微通道散热器）的设计和开发。凭借创新的材料解决方案，再加上金属3D打印的技术优势，宝航希望能为新型散热器的产品开发贡献力量。 出于专利的考虑，宝航此次推出的HC 200并不向客户直接提供粉末材料。宝航将基于客户需求提供高导热铝的打印服务，宝航期待与对可打印高导热铝解决方案感兴趣的客户合作，包括但不限于：高校、研究院所、企业以及新型散热器的设计者、开发者等。 如需更多信息，欢迎联系：刘经理，15210565071（同微信）。 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： 1.3D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 2.中国汽车热交换器市场与3D打印制造潜力 3.视频：金属3D打印铜—钢双金属热交换器 4.国产高性能3D打印铝合金再获突破，具有良好工艺窗口，高温力学性能稳定

冷喷涂增材制造工艺是金属3D打印技术的重要组成部分，NASA将该工艺列为使用粉末材料的未熔化成型一类。 2022年6月，湖北超卓航空科技股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市。该公司是国内少数掌握冷喷涂增材制造技术并产业化运用在航空器维修再制造领域的企业之一。10月，超卓航科发布2022年第三季度报告，实现营业收入3310.51万元，同比增长2.82%。12月2日，公司召开业绩说明会，计划年底前完成洛阳增材制造生产基地建设。 冷喷涂增材制造技术的原理及应用 冷喷涂增材制造技术是一种基于高速粒子固态沉积的涂层制备方法。喷涂粒子在固态下碰撞基体，经过剧烈的塑性变形而沉积形成涂层，同时对基体不形成热影响，可作为近净成形技术直接喷涂制备块材和零部件，在防护涂层和功能涂层的制备、装备制造和再制造领域具有广阔的应用前景。 目前冷喷涂增材制造技术已经在美国、欧洲、澳洲等发达国家和地区用于直升机、战斗机、轰炸机、潜艇等军事装备修复再制造领域。超卓航科是国内少数掌握冷喷涂增材制造技术并产业化运用在航空器维修再制造领域的企业之一，实现了多种金属材料的高强度沉积，建立了冷喷涂增材制造技术体系，并将该技术成功应用于机体结构再制造领域。 冷喷涂被美国等国用于军事装备修复领域 该公司也是第二家在科创板上市的中国增材制造企业。其基于自主研发的高强铝合金高压冷喷涂增材制造技术、高性能涂层界面污染控制技术，实现了应用冷喷涂增材制造技术进行航空机体结构再制造，为我国多型号战斗机起落架大梁疲劳裂纹修复及延寿项目难题提供了更优解决方案，为维修保障及装备费用节约做出了重要贡献，行业地位突出。 超卓航科冷喷涂增材技术在新能源车结构类零部件制造上有具体应用场景，且已有相应的订单推进。虽然冷喷涂技术具有应用在汽车维修的前景，但公司尚未开展汽车维修业务。 超音速火焰喷涂工艺介绍（来源：该公司官网） 超卓航科还研发出了适用于电子器件领域的靶材和适用于航空高温、高压环境的航空紧固件产品、并在新能源汽车、船舶、工业零部件等领域储备了部分在研项目。 冷喷涂增材制造技术的重要动力源及材料 氦气，是高压冷喷涂增材制造技术的重要动力源，但我国高纯氦气储量及产量相对较低，公司使用的高纯氦气主要采购自境外公司在中国设立的分支机构。目前国内已经有销售氦气的企业，但总体来说储量不如境外企业。超卓航科也正在研发使用其他气体（如氮气）代替氦气，总体来说不会存在被“卡脖子”的情况。 冷喷涂具有的高速和低温特点使它在喷涂锌、铝、铜、铁、镍、钛等金属以及不锈钢、青铜等合金，或是对温度敏感（纳米、非晶等）、对氧化敏感（Cu、 Ti 等）和对相变敏感（金属陶瓷）的材料时具有明显优势。可以制备纯金属涂层及其合金涂层，还可制备有机分子材料及金属基复合材料。 采用冷喷涂技术制造的多材料火箭发动机部件（来自Impactinnovations） 关于公司冷喷涂用金属粉末是否国内采购，对此，超卓航科回应称，目前，国产冷喷涂用金属粉末如铝粉等在材料纯度、球形度、球化率等指标上与进口材料尚存一定差距，公司基于冷喷涂增材制造技术的机体结构再制造所使用的铝粉主要自境外采购。 未来，该公司将围绕自身核心技术优势，结合军用航空器修复再制造和高性能靶材的市场需求情况，不断提升研发和生产能力、优化产品结构、拓宽应用领域，实现可持续发展，努力实现成为“成为中国增材制造技术多场景应用专家”的愿景。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.90后掌舵，国内又一家增材制造（服务）企业科创板上市 2.3D打印机装机超700台，华曙高科科创板IPO首发过会 3.讲述两大3D打印技术应用+材料大促 | Stratasys中国年末重磅活动 4.装机逾500台、21个国家！汉邦科技在上海临港建设金属3D打印新厂房

增材制造作为战略新兴产业的重要组成部分，是引领产业变革的创新技术之一。Stratasys深耕中国市场，通过对本土客户业务需求持续深入的关注与支持，加速3D打印服务行业智能制造的战略升级，将增材制造技术应用到更多工业生产领域。 工业级FDM及PolyJet是该公司最知名的3D打印工艺，在中国拥有众多用户，覆盖航空航天、汽车、消费品和医疗保健等行业，中国也在Stratasys全球发展蓝图中具有战略性地位。 12月12日，Stratasys将在国内举办首次直播材料大促活动，给中国用户带来一次“薅羊毛”的机会。扫描下方二维码可预约直播： Stratasys首次直播大促活动 重点围绕FDM和PolyJet两大王牌技术 专业技术讲解、案例分享和材料介绍 汽车及航空航天工装解决方案 + 医疗模型手术演示 + 全彩原型设计案例展示 实时互动+答疑+解惑 多轮抽奖+支撑材料抵扣券 +精美小礼品 购买指定材料 满¥20000可获2000支撑材料抵扣券 满¥30000可获3000支撑材料抵扣券 指定FDM材料 Nylon 12CF (SR-110)、Ultem 9085 (SUP8500B)、Ultem 1010 (SUP9000B)、PC (SR-110)、PC-ABS (SR-110) 指定PolyJet材料 VeroUltra(705B/706B) VeroVivid(705B/706B) 使用条件 拥有所购买材料的对应 Stratasys 3D打印机 并完成序列号认证 需在2022年12月26日前付款下单 仅Stratasys终端用户可参加 购买方式 Stratasys双12直播间随机掉落 支撑材料抵扣红包 点击红包填写信息，工作人员将通过 电话与您确认购买信息 直播安排 12月12日 周一 18:00-20:20 扫描下方二维码预约报名 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.SmarTech：2031年全球金属3D打印零件市场将达千亿 2.装机逾500台、21个国家！汉邦科技在上海临港建设金属3D打印新厂房 3.某天然气企业购买「一批」中国高性能聚合物3D打印机 4.高效完成结构损伤测量，高精度三维扫描助力飞机精准放行

NASA将金属增材制造工艺类型按照冶金现象分为熔化成型和未熔化成型两大类。其中，存在熔化过程的工艺按照材料的输入状态分为粉末床熔化（PBF）和直接能量沉积（DED），PBF按照能量源分为激光熔化与电子束熔化两种；DED按照材料状态分为送粉式（powder）和送丝式（wire），按照能量源又分为激光、电弧、电子束沉积。未熔化增材工艺实际上指的是固态成型过程，按照材料状态分为片材、板材和粉末，分别对应超声波焊接、搅拌摩擦焊以及冷喷涂，并延伸发展为增材制造工艺。 航空航天领域金属3D打印正在研究的材料 因此，根据所使用的增材制造工艺，原料可分为预合金粉末、线材、片材或实心棒材等。NASA的工程师根据当前的研究和行业应用情况总结了53种适用于金属增材制造的合金材料，覆盖了从基于熔化和固态成型的当前几乎所有的工艺类型，但并不是每一种材料适用于每一种工艺。新材料和现有的合金都在不断地开发和优化中，所总结的材料种类仍有很大的扩充空间，很多合金目前仅达到了开发阶段，可能不完全符合使用特定增材制造工艺的航空航天应用要求。 不同制造工艺所使用的材料基本属性 金属3D打印的工艺种类繁多，但不是每一种工艺都有较高的工艺成熟度，这表现在材料的演变和表征、行业采用等多方面。尽管整个行业已经有很多应用案例，但成熟度水平各不相同。 不同工艺的技术成熟度 美国国家航空航天局按照技术的成熟度（TRL）将一项技术能否安全使用进行了分级，对于TRL的评估主要检查项目的概念、技术要求、经过验证的技术能力，并根据分值将其评为1到9个等级，其中9级代表技术最成熟。这是一种评估关键技术元素成熟度的方法，得到了美国国防部、美国国家航空航天局、欧洲宇航局和许多其他航天机构的承认。 L-PBF是当前应用最多的金属增材制造工艺，技术成熟度TRL等级达到了最高等级9。因此可以看出L-PBF技术在当前航空航天领域的认可度，商业航天和航空公司有大量的应用案例展示。L-PBF工艺已被批准用于许多项目，并且供应链广泛可用，服务提供商和装备类型的可选择性都在显著增长。 EB-PBF（电子束粉末床金属3D打印）在2011年左右获得了飞行验证，并一直在航空航天领域应用，但程度低于L-PBF。从事该技术开发的公司远没有L-PBF技术那样多。同时，NASA工程师也指出，EB-PBF工艺的材料选择有限。 LP-DED（基于粉末的激光能量沉积）可以在部件内部制造完整的通道，能够显著减少零件数量，减少采用传统制造工艺所必须的许多步骤。由于这些原因，这种替代技术非常有吸引力，但NASA工程师在本年度4月份的论文中指出，LP-DED工艺的TRL技术成熟度为6级（美国国会立法要求NASA进入重大系统开发合同的技术应达到TRL6级）。 各种金属增材制造工艺的常用航空航天合金（成熟度不同） LW-DED（基于丝材的激光能量沉积）的技术成熟度随着再生冷却喷嘴的应用通过全面系统的火箭发动机测试而增长，未来在运载火箭上的应用可能会进一步成熟。LW-DED工艺的可用性在整个增材制造供应链中比较有限，但很有前景。 AW-DED（基于丝材的电弧能量沉积）已通过系统测试证明其技术成熟度已达到最低的6级标准。虽然该工艺在学术界得到了广泛的研究，但商业供应链可选性仍然有限。EBW-DED（基于丝材的电子束能量沉积）已针对飞行应用进行了演示，但提供商业化流程的供应商同样有限。 每种金属3D打印工艺对应的航空航天组件，根据特征分辨率、构建速率和多合金构建选择工艺，黑色字体代表熔化过程，蓝色字体代表固态过程冷喷涂也已得到飞行应用，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。3D打印技术参考注意到，今年7月，国内超卓航空科技在科创板上市，该公司是国内少数掌握冷喷涂增材制造技术并产业化运用在航空器维修再制造领域的企业之一，主要从事定制化增材制造和机载设备维修业务。 与许多其他工艺相比，AFS-D（搅拌摩擦沉积）和UAM（超声波增材制造）的发展程度较低，但研究和工业化正在迅速成熟。从事这两种工艺的开发商也极少，商业可用性有限，不过UAM的TRL技术成熟度已达到9级，得到了飞行组件应用。 不同增材制造工艺所需要的后/热处理操作 后/热处理是3D打印零件制造生命周期的关键环节，确保零件满足最终性能要求。通过各种热处理手段可以改善材料微观结构，确保零件满足公差要求；后处理操作通常包括粉末清理、支撑去除、构建板分离、机加工、清洁、抛光或表面增强以及焊接等连接方式，在设计阶段需要进行评估。对于后/热处理步骤，并非每个零件都需要进行所有经历上述每一个环节，具体取决于所使用的增材制造工艺和应用要求。 在将零件和构建板分离之前，通常需要消除应力，确保残余应力不会导致零件变形。通常只有经历高能量输入的增材制造工艺才需要该步骤，冷喷涂和超声波焊接这样的固态增材工艺通常不需要。常用的热处理方法包括热等静压 (HIP)、均匀化、固溶退火和时效，这些过程取决于具体合金类型。某些固态增材制工艺因为材料在熔点以下沉积可能不需要热处理，但这取决于材料种类和所需的性能。冷喷涂工艺制造的零件通常需要进行热等静压来提高最终密度，因为沉积后的材料会导致1%-2%的孔隙率。无损检测方法通常包括结构光扫描、X射线CT、中子CT、声学成像等，借助这些方法可以检查零件表面和内部的缺陷。 每种金属增材制造工艺的后处理 最终加工通常是所有增材制造工艺所必须的后处理步骤。航空航天部件需要严格控制公差，并且大多数零件不能在打印态下使用，有些零件可能有配合面，有些表面则可能会接触高压气体、推进剂、燃料或其他流体。每种增材工艺都会根据沉积速率产生不同的表面粗糙度和层纹，因此必须留下足够的加工余量。通常，电弧丝材能量沉积的表面需要较多的加工，激光粉末床熔融技术需要的加工量最少。其他后处理方法如清洁、连接（如用于组装的焊接）或表面增强则取决于具体的应用需求。 不同金属增材制造工艺的打印态表面质量比较：(a) 电弧丝材沉积的喷嘴衬里(b) L-PBF打印的泵壳，(c) 激光丝材沉积的样品，(d)激光粉末沉积的动力头外壳 不同的表面质量也会影响各种检测技术的无损评估和适用性。由于零件要求，还可能需要加工或抛光以完成必要的质量检查。总之，后处理应当作为增材制造设计和工艺选择的重要考虑因素。 END 增材制造为零件制造和维修、维护等再制造以及解决许多过时挑战提供了解决方案。增材制造工艺的行业采用，已促使NASA、欧洲航天局 (ESA)、联邦航空管理局 (FAA)、欧盟航空安全局 (EASA) 和标准开发组织（如SAE、ASTM、NIST、AWS）创建了鉴定和认证规范，从而允许在飞行组件更多应用开发中使用3D打印有据可依。 航空航天工业一直热衷于采用各种增材制造工艺减少复杂零件的原型和生产交货时间，NASA也已经使用每种增材制造工艺制造了各种飞行部件。即便当前不同工艺具有不同等级的成熟度，但多种工艺融合应用也是技术发展的重要趋势。 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;硕博千人交流群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.NASA：航空航天部件稳健金属增材制造工艺的选择原则 2.NASA：航空航天领域常用的金属3D打印材料及特点 3.NASA工程师总结：航空航天金属增材制造部件的生命周期 4.NASA金属增材制造在火箭推进领域的应用进展——工艺和材料

旨在重返月球的NASA阿尔忒弥斯（Artemis）计划的第一步已于11月16日成功执行，此次只是向月球发送无人登月飞船并返回，最终将于2024年实现载人登月。但，NASA的计划并不止于此，其计划未来有可能在月球表面建立更长久的定居点。这一点与众多航天大国的目标一致，中国也计划于2028年左右建成月球科研站基本型。 在此目标的驱使下，NASA可谓挥金如土，发起了多项月球基地建造创意大赛，有团队因此获得了50万美金奖励，竞赛第二阶段还将提供450万美元。NASA还与从事建筑3D打印的公司开展合作。2020年，专门从事该领域研究的ICON公司就获得了1400万美元的资金，开发可以在月球上建造基地的技术。 3D打印技术参考注意到，ICON于2022年11月宣布赢得NASA价值5720万美元的小型企业创新研究第三阶段合同，用于研究和开发月球表面增材制造系统。 采用3D打印建造月球基地 该公司在美国建筑3D打印领域颇有建树，它不仅与美国军事部门合作建造了该国最大的3D打印营房，还在得克萨斯州建造了一个拥有100栋3D打印房屋的社区，而且它甚至还与NASA合作设计并建造了一个采用月球模拟材料制造的可重复使用的3D打印着陆台。而参与NASA Artemis计划无疑是其最重要的成绩。 ICON月球基地设想 为了支持该项目，ICON计划通过月球重力模拟飞行将其先进的硬件和软件带入太空。这家建筑公司还打算使用从阿波罗任务带回的月球风化层样本和各种风化层模拟材料，确定它们在模拟月球重力下的机械行为。这些发现将为未来月球建设方案提供信息，包括着陆台、防爆盾和道路等关键基础设施建设。 ICON月球基地设想 这项即将推出的技术将有助于建立可持续月球经济所必需的关键基础设施，包括最终实现长期月球居住。这份合同的最终交付成果将是人类在另一个星球上的首次建设。这份合同将持续到2028年，解决月球表面的建造问题。 烧结，3D打印月球基地的技术方案 NASA已经发出信号，通过Artemis计划，月球将成为第一个可持续地表探索的地外站点，因此，在月球上建立可持续存在需要的不仅仅是火箭。本月，中国探月工程总设计师吴伟仁院士透露，我国探月工程四期任务即将实施，嫦娥七号、嫦娥八号将在月球上构建月球科研站的基本型，以后逐步扩展成国际月球科研站。 王华明院士于今年7月接受CCTV4鲁健访谈时也提到了此前参与的月球基地3D打印建造的项目可行性论证。月壤的主要成分为硅酸盐、氧化物等，通过对其进行过筛、烧结，打印出建筑结构。 ICON所采用的技术，也是利用高能能量将月球风化层（月球尘埃）加工成超强建筑材料，然后用其进行建筑3D打印。 2021年，我国科技部将“轻量化可重构月面建造方法研究”列入重点研发计划，成为“工程科学与综合交叉”的重点专项。3D打印技术参考注意到，该项目的首席科学家单位华中科技大学在采用3D打印技术模拟建造月球基地方面已经取得了重要进展。 华科“月壶尊”月面基地效果图，左边为建造月壶尊的“月蜘蛛”。(来自国家数字建造技术创新中心) 根据介绍，华科团队所采用的的技术与王华明院士以及ICON所采用的技术思路有很大的相似之处，均是将月壤烧结成砖，然后再用机器人堆砌。他们将中国传统制砖砌筑的建造方式与3D打印建造方式相结合，采用整体预制拼装、局部打印连接的方式，设计建造月面基地。目前，该团队已制备出国内首个模拟月壤真空烧结打印的样品，实现了“从0到1”的重大突破（点击）。 “月壶尊”内部构造示意图(来自国家数字建造技术创新中心) 大型建筑3D打印是一种可实现的形式，当前已经验证成功可以利用月球模拟材料以及自动化的系统建造建筑结构。从地球携带建筑材料建造基地的思路从一开始就没有被认可。因此，从月球采集月壤进行相关研究极为重要。就目前而言，采用3D打印建造月球基地似乎是现实的选择。 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.装机逾500台、21个国家！汉邦科技在上海临港建设金属3D打印新厂房 2.某天然气企业购买「一批」中国高性能聚合物3D打印机 3.发动机部分零组件采用3D打印，我国首台大推力重复使用液氧煤油主发动机试车成功 4.航空航天领域当前能接受金属3D打印零件的批量应用吗？

十年前的11月23日，是中国航空史上辉煌的一天。我国自主研制的第一型舰载多用途战斗机歼-15在辽宁舰首次完美着舰，中国战斗机实现了从陆地向海洋的跨越。从这一天起，中国海上没有舰载机的时代成为历史。源于此，3D打印技术参考注意到近期关于歼-15的相关研制过程被不断公开。 本期内容主要来自歼-15舰载机孙聪总设计师在2017年的开讲以及研制团队于近期的分享。历经十余年探索，3D打印技术已经在我国战机研制过程中实现了规模化和工程化应用，达到了世界领先水平。 01总设计师技术拐点助力战机跨代 歼-15舰载机设计总师孙聪表示，过去人家都讲飞机的成本是制造出来的，实际上飞机的成本是设计出来的，每一个零件加工的工艺，采用什么样的材料、工艺、方法，都直接决定了飞机的成本。新一代的飞机能够跨代，一定是技术上有了拐点；它能实现跨代，一定会在方法上、在手段上有新的创新。 早期有一个项目，要实现材料全部国产。其中有一件钛合金的型材，飞机全机仅用20公斤，但拉伸机需要投资五亿。当时有两种出路，一种是不用钛合金，用能不能高强度的、又耐高温、又强度相当的东西来代替；还有一种就是不用这种加工工艺行不行？在这个时候，北航王华明老师3D打印的小核桃大小的零件对零件制造带来的新希望。 王华明教授团队用三个月的时间完成了钛合金样件制造，经项目团队力学测试，认为3D打印工艺完全可以代替原来的锻铸件。这件事，是我国在钛合金3D打印技术上的一个启蒙和奠基。 02罗阳青年突击队3D打印实现规模化、工程化应用 2013年，随着新型战机在减重量、长寿命、低成本、快速响应等方面的需求越来越迫切。原有的生产方式已触及“天花板”，但当时罗阳刚刚因公殉职不久，在团队需要突破难关的时候一下子没了主心骨，为了加速实现关键核心技术的突破，沈飞公司成立了增材制造“罗阳青年突击队”。 在「东方时空：揭秘中国航母舰载机十年 歼-15到系列舰载机 十年冲破了什么?」节目中，航空工业沈飞工艺研究所李晓丹博士表示： 在1.5m尺寸内的零件，可以直接使用粉末床激光熔融3D打印技术制造； 3D打印技术在飞机上（军用）的应用，我国已经达到了规模化、工程化应用，在世界上处于领先位置，引领了该类技术在这个领域的发展。 一个零件从长的像到能用，这条路是最难得。研究人员在起步阶段用8个月的时间做了800多页的实验，检测了所有的性能数据，来表明这个材料合格、这项工艺合格、这个零件合格，才能第一次把这个零件第一次安装在飞机上。 作为由青年高级技术人才组成的团队，增材制造团队通过在航空业先行先试，全面掌握了3D打印从研制、加工到应用的全部技术。如今，增材制造技术已经在航空领域主要飞机生产厂落地，我国也成为世界上唯一实现3D打印制造技术在飞机上规模化应用的国家。 孙聪总师也表示，从一开始为了解决问题，在创意上产生了新的想法，最后又培育了一个制造行业。3D打印在国际上风靡流行，是未来我们制造业的一大支柱产业。 注：本文视频来自央视频。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.武器准备专题四：我国新一代军机普遍使用3D打印技术 2.15%部件3D打印制造 | 美客运高超声速发动机完成关键测试，接近首飞 3.美国防部鼓励使用3D打印突破制造极限，促进高超声武器从研发过渡到生产 4.英国防部新推优化3D打印军用供应链计划，美国积极部署3D打印国防应用顶层设计

3D打印技术参考注意到，11月26日，航天科技集团六院自主研制的130吨级重复使用液氧煤油补燃循环发动机首台两次起动试车取得圆满成功。 该型发动机是瞄准我国新一代运载火箭重复使用打造的天地往返动力装置，具有综合性能高、拓展能力强、可靠性高等特点，该发动机将有力支撑我国重复使用航天运载器发展，满足我国空间站运营等航天活动需求，提升我国大规模、低成本进出空间能力。 据悉，该型发动机在充分继承系列型号研制技术基础上，航天六院研制团队在不到一年时间内就完成了从方案设计到全流程演示验证，实现了该系列发动机通用化、一体化和数智化技术融合。此外，发动机部分零组件采用3D打印、自动化焊接、智能装配等新工艺技术，在重复使用大推力发动机高压补燃两次点火、连续变推力等核心关键技术上取得突破性进展，具有重大里程碑意义。 西安航天发动机有限公司指出，后续，针对发动机可重复使用要求，研制团队将持续开展工艺可靠性提升技术研究，从材料、工艺、结构、性能等多方面综合研究发动机的工艺可靠性，在保证质量可靠的同时，积极推进新材料、新工艺、新技术的应用，稳步提升发动机的工艺可靠性和质量可靠性，以满足发动机未来多次重复飞行的能力。 本次试车在航天液体动力“功勋试验台”502台进行，是该试验台考台成功52年来承担的第24型756次试车任务。从西安航天动力研究所推出的视频可以预见，我国实现火箭可重复使用，将指日可待。 火箭返回示意动画 根据航天六院于11月发布的消息，航天特种构件增材制造技术创新中心建立了覆盖设计、材料、成形、后处理、检测评价的全流程技术体系和能力体系，实现了3D打印技术在军工装备制造领域推广应用的示范引领。目前，已实现了高速旋转件、复杂壳体等20余类结构共500多种复杂精密构件的增材制造工艺替代，应用于50多种液体火箭发动机，开创了航天液体动力整体集成制造的先例，支撑了产业化、规模化生产能力的提升。 几代液体动力人接续奋斗，及时适应应用需求，不断提升能力水平，为载人航天、北斗导航、探月探火等发动机研制定型提供重要支撑。 注：本文内容来自航天六院。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.15%部件3D打印制造 | 美客运高超声速发动机完成关键测试，接近首飞 2.航天六院借助3D打印研制我国新型火箭发动机，应用发动机数量达50余种 3.航空航天领域当前能接受金属3D打印零件的批量应用吗？ 4.3 x 1.2 x 1.2 米，SLM Solutions推出世界最大SLM金属3D打印机

天然气作为一种重要能源，广泛用作城市煤气和工业燃料。2021年，全球天然气产量为4.18万亿立方米，是能源领域的重要组成部分。为应对气候变化、战争和疫情导致的供应链中断等问题，天然气企业正在寻找提高管道和其他组件制造效率的新方案，3D打印便是选择之一。 3D打印技术参考注意到，一家天然气客户于2022年采购了我国知名高性能聚合物增材制造设备商一迈智能的一批大幅面高温3D打印机MAGIC-HT-MAX，用于打印大型特种工程塑料制件，以满足极端条件下的使用要求。 一迈正在调试备货的大型高温3D打印机01高性能聚合物能满足石油、天然气行业的应用要求 3D打印技术参考注意到，石油和天然气行业要求材料耐高温、高压、拥有高机械强度和良好的耐化学性，适用于极端环境。现代技术性塑料在提高石油和天然气行业现有解决方案方面做出了重大贡献，可提供具有更多优势的最先进的材料。该行业当前常用的材料包括PI（聚酰亚胺）、PA6、PEEK、PTFE（聚四氟乙烯）等。这些塑料能满足部件的特定设计需求，典型的应用如水听器外壳、密封件、阀座、支撑环、衬套和齿轮等。这些材料带来的优势包括减轻部件重量、具有良好的耐腐蚀性、热脱耦和低噪声排放。 MAGIC-HT-MAX是一款专为高性能工程材料而设计的3D打印机。拥有高达500℃的打印温度和200℃的热床温度，以及高达150℃的内胆温度，可以支持打印市场上大多数普温和高温塑料。其配备的两个模块化的打印头支持打印水溶性支撑，并且维护操作更加简单。该设备的可成形尺寸为500×500×700mm，支持PEEK/CF-PEEK/GF-PEEK/PEKK/PEI-1010/PEI-9085/PPSU/PPS等8款线材。以3D打印的PA材料为例，其具有机械强度高、韧性好的优点，而碳纤维增强PA的机械强度甚至超过了PEEK和PEKK，因此能够满足天然气行业对主要材料的使用要求。 一迈全新高性能材料体系 一直以来，一迈都保持着与行业上下游的交流/探讨/测试，旨在从材料改性/挤出结构/软件规划/打印工艺等方向着力，共同提升经过FFF打印后的最终制件性能。近期，该公司对材料体系进行了重大更新： 1.全系使用金属线盘，支持高于150℃烘烤干燥，缩短干燥时间，提升干燥效率，从而提升制件性能； 2.同步更新打印指南，基于最新金属盘和原料配方，制作了各种高性能材料的打印指南，可在官网www.iemai3d.com的材料页面下载； 3.PEEK系列提升结晶统一性，PEEK/CF-PEEK/GF-PEEK等线材的PEEK基料具有更低的结晶速率，更窄的结晶窗口，这可以使其结晶统一，减少应力，从而提升Z轴的性能。 4.新增玻纤增强PEEK与PPS线材，发布了10%玻璃纤维增强的PEEK线材以及热变形温度高达180℃的V0级别阻燃PPS线材。 02聚合物3D打印在石油、天然气行业有重要应用 3D打印的主要优势在石油天然气行业可以体现为三点。第一是它能够加快产品开发过程。使用增材制造，产品设计师和工程师可以快速且经济高效的可视化、开发和验证他们的设计。石油和天然气行业可以利用这一优势更好地应对新兴市场机会，并在生产前的设计阶段评估任何潜在风险或故障。虽然该领域以使用金属3D打印居多，但聚合物3D打印同样不可或缺。加拿大一家综合石油和天然气公司已经使用纤维复合材料3D打印技术来定制工厂内部机器的所需零件，为公司节省了27000加元；荷兰跨国公司壳牌也使用3D 打印成功为墨西哥湾的Stones油气钻探站制作了浮标原型，该技术使工程师能够在四个星期的时间内制作出原型的塑料版本，而传统制造则需要几个月的时间。 一迈智能3D打印的高性能聚合物 更为关键的是，这项技术目前已经可以用来制造最终用途部件，这也是3D打印技术快速发展的重要原因。在能源领域，3D打印可以在不需要工具的情况下生产具有复杂内部特征的轻型结构，这是下一代能源、石油和天然气组件的关键要素，从而成为小批量项目的完美解决方案。 3D打印还会对石油和天然气行业的供应链管理产生积极影响。一个关键的优势是转向数字库存和备件的按需生产。该行业分布的工厂往往处于偏于地区，因故障造成的停机成本和向该地区配送备件的后勤挑战也较为复杂，通过现场3D打印则可以提供快速、按需制造的解决方案。此外，还可以对许多备件进行逆向工程，创建用于按需生产的数字库存，从而减少仓库库存和存储成本。 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.我国石油企业使用一迈智能CF-PEEK 3D打印解决制造难题 2.孟加拉国专科医院购买中国3D打印机开展PEEK颅骨植入手术 3.打破垄断，国产米级超大幅面高温3D打印机，航空航天非金属优选方案 4.纤维复合材料3D打印入选“十四五”国家重点研发计划，附5款国内已商业化的打印装备

11月17日，美国Hermeus公司通过发动机测试，完成高超声速里程碑。Hermeus展示了其Chimera发动机从涡轮喷气模式到冲压喷气模式的过渡，这是实现客运飞机高超声速飞行的最重要的技术壮举之一。 Hermeus公司是美国一家开发高超声速飞行器的创新企业，它开发的5马赫发动机组件已经过验证，将被安装在其正在开发的Quarterhorse飞机上，实现客机飞行器的高超声速、可重复使用，乘客将能够在90分钟内横渡大西洋。虽然2018年才成立，但这家公司并不简单： 2021年3月，宣布与NASA签署太空法案协议研发高速飞机； 2021年8月，宣布获得美国空军6000万美元全额资助，用于开发可重复使用的开发超高声速飞机； 2022年3月，宣布获得1亿美元B轮融资； 2022年7月，宣布获得美国空军9.5亿美元上限合同，以支持其“先进作战管理系统”。 Hermeus正在开发的Quarterhorse飞机Hermeus公司所开发的Chimera发动机可实现涡轮联合循环，这意味着它是涡轮喷气发动机和冲压喷气发动机的混合体。在这两种模式之间切换的能力使Hermeus的Quarterhorse飞机能够从常规跑道起飞，然后加速到高马赫速度。今年7月，3D打印技术参考注意到，西北工业大学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。两条信息对比，看出一些端倪。 有人认为，以低于1亿美元的价格对这种组合式发动机进行飞行测试是不可能的。而此次发动机测试成功，实际上是该公司的一个小团队在21个月内以1800万美元的成本设计、制造和测试的，其效率之高和取得的成就让公司创始人惊讶。Hermeus表示，实现这一里程碑的成本和速度效益非常显著。 这台发动机有15%的零件由3D打印制造，Hermeus 的一项基本制造原则是垂直整合。内部制造允许工程师和技术人员之间形成紧密的反馈循环，这是该公司快速迭代能力的关键。此外，垂直整合减轻了对外部供应商的依赖，并允许更好的控制供应链，3D打印无疑为快速迭代创造了便利。 2022年9月，Velo3D宣布Hermeus已经购买了其Sapphire和专为大批量生产而设计的大幅面Sapphire XC 3D打印机。这些打印机都将制造Chimera 发动机和Quarterhorse飞机零件，尤其是采用In718超级合金。 HermeusChimera混合模式发动机 Hermeus 首席技术官表示，“金属增材制造是我们垂直整合生产计划的核心组成部分，我们将寻找提高性能、整合组件、减轻飞机重量并最大限度减少外部依赖性的方法。” 金属增材制造技术已在超声速和新空间行业得到广泛采用，因为它能够在不影响设计、质量或性能的情况下构建工程师所需的复杂、关键任务部件。Velo3D极具优势的“无支撑”金属3D打印技术使客户无需为增材制造设计接受专门培训，即可打印复杂设计。3D打印为更快的产品迭代并大大简化供应链起到了显著作用。 另一家致力于超声速飞机研发和制造的Boom Supersonic公司，也大量使用3D打印零部件，Velo3D也是该公司的服务提供商。 BoomXB-1“超音速验证机”上的大量3D打印零件 对于冲压发动机的燃烧室、进气道等大尺寸零件，采用传统工艺需要将其分解成数量众多的零部件，复杂的装配尺寸链传递将直接导致相关零部件需要具备非常高的加工精度，而且加工与装配消耗的时间也将导致产品制备周期相对漫长，此外大量的零部件装配势必引入较多的附加质量，这些无效质量将使整台发动机的有效推重比降低。 3D打印一体化制造减少了传统工艺中的焊接流程以及制造成本，同时也更利于寻找减轻重量的方法，以便可以携带更多的燃料和载荷。虽然上述零件尺寸巨大，但如今高精度金属3D打印的制造规模已经突破了一米级别，能够满足制造需求。美国雷神公司声称其高超声速武器所使用的超燃冲压发动机是完全3D打印的。 从涡轮喷气模式到冲压喷气模式转换 然而，绝大多数所提到的高超声速基本都是在讲武器，如雷神、洛克希德马丁以及西工大在本年度所测试的那样，它们所采用的均是火箭发动机提供动力（在开发过程中均大量使用金属3D打印），这就意味着发动机不可重复使用，这对于客运飞机来说显然不适用。 Hermeus的组合式发动机在超声速领域独树一帜。在低速时，Chimera发动机可以像喷气式飞机一样处于涡轮喷气模式，但随着进气温度和速度的增加，涡轮喷气发动机达到了性能极限。此时飞机速度可达到2马赫左右，Chimera的预冷器可以降低进入涡轮喷气发动机的空气温度，这使得发动机在过渡到冲压喷气模式之前能够从涡轮喷气模式中释放更多性能，可实现3-5马赫飞行。 通过制造不需要火箭加速的全范围吸气式高超声速发动机，Hermeus为可操作的高超声速飞行奠定了基础——这意味着其所开发的超高声速飞机可以重复使用。 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.全球首架自主研发超音速飞机XB-1包含大量3D打印零件 2.3D打印助力国内外（西工大和雷神）最新高超音速飞行器制造 3.加大投资，克服阻碍增材制造应用的关键技术障碍——美国更新《先进制造国家战略》 4.航空航天领域当前能接受金属3D打印零件的批量应用吗？