近年来，国产金属3D打印技术在航空航天领域发展很快，出现了众多优秀企业和应用案例，而国产非金属3D打印（塑料）在航空航天的应用却不及预期，大部分相关终端企业选择采购国外的3D打印设备方案，例如Stratasys的Fortus 900MC，用户考虑点主要集中在如何在较大成型尺寸的基础上，使用经过验证的航空级高性能材料，仍然能够确保成品稳定性和产品一致性。在这些方面，一些中国企业正在追赶海外巨头。 与金属3D打印一样，非金属高性能聚合物也正在经历从进口转变为国产化的过程。通过完整国产化的硬件、软件、材料和打印工艺的结合，越来越多的国内外航空企业正在选择中国的高温工业打印机厂商。 一迈自成立以来一直专注于高性能塑料的3D打印研究开发，产品已被商飞、UAC、赛峰、成飞、中国航发、北航及山西航天清华等众多航空航天企业选购。经过与用户的需求交流，以及多年的技术验证，一迈正式发布航空级高性能塑料3D打印机：SPAC HT 920，分为航空版和纤维复合版。 SPAC HT 920具有920*620*920mm的超大构建尺寸，打印温度高达500℃，腔体温度220℃，热床温度300℃，优异且稳定的温度条件为打印大幅面的高性能制件创造了基础。为了避免材料受潮带来的打印性能下降甚至失败，SPAC HT 920的料仓温度达到了150℃，并且导料管也具备气体干燥功能，是超高性能材料的专用3D打印机，支持纤维增强材料。 SPAC HT 920还具备真空吸附平台，可使用附着力更好的专用膜材，同时方便取模；以及最高6Kg的自动补料功能，当用户打印较大尺寸的制件时，若首卷3Kg的材料不够，不必手动换料，SPAC HT 920在备用料仓中仍然有3Kg材料进行自动补充，过程不需等待也不需人工参与，减少外在因素导致的打印失败，2号头的支撑材料仓也是如此。若6Kg材料均已用完时，设备会自动暂停并提醒。 SPAC HT 920具有液冷式散热的双打印头，支持独立升降和自动清洁喷嘴，以确保双头打印效果。打印头可模块化更换，当需要维护或更换为纤维增强套件时，将会体现出易用性。此外，SPAC HT 920还具备堵头检测、远程检测、互联网远程控制等功能。 为了确保打印稳定性，减少由于温度或应力位移误差带来的性能不一致，SPAC HT 920分别针对热床温度、腔体温度及热风循环、Z轴强度等因素经过了大量的仿真模拟分析，优化后得到了非常优异的表现。 中国商飞使用一迈机器打印的高性能制件 针对航空应用的非金属材料，目前主要使用PEI 9085，该材料具有优异的阻燃性能、FST评级和大量的实践验证。同时，一迈已与相关国产材料企业进行联合测试开发，期望能够开发出适合3D打印的国产高性能塑料。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.美海军与Stratasys达成25台2000万美元的历史最大政府3D打印机购买交易 3.Stratasys 3D打印机关键专利本周到期，高温FDM市场将迎重大变化 4.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

Continuous Composites是一家先进的复合材料3D打印技术公司，已被NASA的小型企业创新研究(SBIR)计划选中，使用其专利的连续纤维3D打印技术，制造太空低热膨胀系数开放式网格等结构。SBIR计划是NASA为太空探索任务进行的技术储备和创新项目，通过选择数百家小型企业和数十家研究机构来开发技术，帮助推动太空探索的未来。 波音CST-100Starliner压力容器上的等轴网格结构 Continuous Composites因其CF3D连续纤维增强材料、快速固化光敏聚合物和先进的机器人技术而被选中，这些技术能够制造用传统制造方法无法生产的复合材料结构——更高效、且成本更低。该公司指出，这种开放网格肋结构在许多行业都有应用，包括太空和航空航天。 该公司成立于2015年，声称拥有“世界上最早获得的连续纤维3D打印专利”，能够将连续纤维增强材料与热固性树脂技术相结合，安装在机械臂末端的执行器用于将纤维材料与快速固化的聚合物树脂一同沉积。加入了纤维的树脂在紫外线下几乎立即固化，产生具有可定制强度特性的各向异性部件。该技术可处理多种纤维类型，包括碳纤维、玻璃纤维、光学纤维和金属纤维。 3D打印可以非常精确地定位和定向连续纤维。因此，可以将纤维放置在产品内部的选定方向和位置，使其沿着指定载荷路径提供所需强度和刚度，形成内部结构的组成部分。这意味着纤维被安置在需要其发挥作用的任何位置，多条纤维甚至可以在整个零部件中形成一系列传感器。与此同时，由于3D打印不再需要工具或模具，因此它提供了一步制造方法来生产任何形状的连续纤维增强复合材料，从而取代了更复杂、耗时且昂贵的传统多步制造技术。 3D打印的开放式网格结构 Continuous Composites表示，本次计划将展示CF3D先进的机器人转向单个连续碳纤维丝束，打印和测试一个扁平的1.6x3.3英尺开放等网格肋结构。据报道，CF3D打印的等网格结构可以沉积在许多不同形状（包括平面、圆柱形、球形、圆锥形等）的支撑表面上。根据发射和空间载荷，可以优化生成的零件以获得所需的强度和刚度。 “鉴于我在空间应用复合材料设计方面的背景，我很高兴能够在这个NASA项目中展示我们独特的纤维转向能力。除了与NASA的合作，Continuous Composites公司的技术也受到美国空军青睐，后者使用3D打印技术制造飞机翼梁和翼肋结构，同样也为网格结构。 注：本文内容来由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.美空军研究室大力开发连续复合材料3D打印，并用于无人机机翼成型 3.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 4.视频：大型工业六轴连续纤维增强复合材料3D打印机

树脂因其具有优异的机械性能和加工性能，在汽车行业具有重要应用。这种材料的使用，有利于减轻汽车运行质量，提升汽车燃油经济性和汽车设计性，实现零部件的一体化发展，有效降低汽车制造成本。尤其是近年来3D打印技术和高性能树脂材料的发展，将企业开发周期大为缩短，生产级的树脂更是在制造终端获得使用。 以丰田Gazoo Racing赛车团队为例，其一直在与3D Systems合作，为赛车运动、汽车定制以及短期和长期生产能力寻找增材制造(AM)解决方案。随着材料化学的新进展，3D Systems公司将一系列突破性的生产级树脂推向市场，提供了创新的材料性能和寿命。基于Figure 4的3D打印系统，使快速交付数千个更小的批量生产部件成为可能。如今这项工作正在扩展到3D Systems的大尺寸立体光固化(SLA)系统ProX 800，后者可提供全尺寸、1:1比例的夹具、夹具和生产部件制造能力。 汽车等生产制造业已经转向生产级树脂，3D Systems生产级材料具有极高的强度和更好的耐久性，通过与丰田的合作，测试了这些革命性材料的全部潜力。 新推出的Accura AMX Rigid Black 是一款创新材料，结合了长期环境稳定性和高性能机械特性与立体光固化成型技术的成熟优势，具有卓越的表面质量、制造精度和可重复性，非常适合用于包括汽车和赛车及消费品在内的一系列行业的制造和工程应用。 使用 Accura AMX Rigid Black 生产的带纹理的夹具，具有与标准热塑性塑料相似的应力/应变性能 与此同时，Accura AMX Rigid Black 能够以具有成本效益的方式交付结构性承重定制最终用途组件、大型制造辅助工具、夹具和固定装置的理想之选，也十分适合用于替代注塑成型或软模具工艺的直接生产。 TOYOTA Gazoo Racing使用 3D Systems Accura AMX Rigid Black 制造了汽车格栅CNC夹具 - 实现了具有光滑侧壁和卓越各向同性强度的生产部件 Figure 4 Tough 60C White 是一种生产级品质的白色多功能材料，不仅符合生物相容性要求，而且具有出色的抗冲击强度、伸长率和抗张强度。该材料具有类似于注塑成形的表面质量，可提供长期的环境稳定性和持久的白色。该材料可用于批量生产高机械承重部件，并能够在多年内保持功能和稳定。 同时，该树脂具有65℃的热变形温度和23%的断裂伸长率，7.1%的屈服伸长率使其非常适合制造支架、卡扣和夹片。高打印速度和简化的后处理速度可实现出色的吞吐量。 在往期研讨会中，深入探讨了丰田GAZOO赛车如何应用3D Systems新推出的生产级树脂的案例，以及生产级树脂的进步带来的新功能，扫描下方二维码回看。   网络研讨会的主题包括:什么是3D打印生产级树脂？新材料科学如何使生产应用成为可能？案例：全尺寸增材制作制造辅助设备案例：增材制作生产车身内部部件TGR赛车如何利用3D打印技术应对挑并取得成功3D Systems生产级树脂背后的材料科学数据 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.增材制造如何提高汽车行业生产力并推动创新 3.【电子书】3D Systems推出大尺寸批量制造尼龙机SLS 380，将3D打印融入生产流程 4.一种新型光固化3D打印工艺装备，能够处理50倍于标准的高粘度树脂

6月21日，3D打印技术参考了解到，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，于22日开始申购。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。招股书显示，2019年、2020年及2021年度，公司分别实现营业收入5123.06万元、1.22亿元及1.41亿元，最近三年年均复合增长率为66.08%。此次公开发行股票，超卓航空因此成为即铂力特之后第二家在科创板上市的中国增材制造企业。 同时值得注意的是，该公司招股书指出，超卓航空公司董事、副总经理、核心技术人员、研发总监生于1991年，持股超30%，是最高持股人。其历任超卓航科董事、副总经理、研发总监。自2014年12月于普渡大学毕业后，在超卓航空负责了冷喷涂工艺的整体研发和管理，带领团队成功攻克冷喷涂工艺中的多项关键难点，为公司6项发明专利的第一发明人。2018年以来，其带领公司获得国家企业技术中心、第24届全国发明展览会“发明创业奖·项目奖”银奖等各类荣誉和奖项。 湖北超卓航空科技股份有限公司（来源：该公司官网） 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，超卓航空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，修复效果通过了由空军装备部、实战部队、我国航空航天高等院校及科研院所以及基地级大修厂的专家组成的技术评审团的状态鉴定，是中国空军装备部下属 A、B 基地级大修厂多型军机起落架大梁疲劳裂纹修复再制造的唯一供应商，为我国军方单位增加了数十万飞行小时的飞行资源。经中国航空工业集团下属某战斗机设计研究所试验测试后，公司修复的起落架大梁可实现的起落次数达到了原设计值的 3 倍，创造了显著的军事效益和经济效益，为军方维修保障及装备费用节约做出了重要贡献，行业地位突出。 超音速火焰喷涂工艺介绍（来源：该公司官网） 冷气体动力喷涂工艺介绍（来源：该公司官网） 等离子喷涂工艺介绍（来源：该公司官网） 冷喷涂增材制造技术是一种建立在空气动力学上的增材制造技术，可应用于制作保护涂层和功能涂层、零部件修复、增材制造等领域。3D打印技术参考了解到，该技术在欧美等国家的应用水平相对成熟，但国内尚处于追赶阶段，且国内企业实现冷喷涂增材制造技术商业化应用的企业较少，产业链和行业标准也有待健全和完善。 招股书指出，超卓航空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。 冷喷涂被美国等国用于军事装备修复领域 超卓航空还是国家高新技术企业、国家认定企业技术中心，拥有国家级博士后科研工作站，经过多年的研发投入，公司不断提升在原位增材制造、冷喷涂增材制造工艺参数、增材修复界面污染度控制、飞机承力结构疲劳裂纹源区强化增材补强修复等方面的技术水平，拥有了较强的技术储备，并成功实现了以冷喷涂增材制造技术进行再制造的工程化、商业化应用。 随着国际军事环境的日益复杂，我国国防军事装备，特别是军用航空器、武器装备的保障性需求增长明显。此次科创板上市，超卓航空拟募资2.79亿元。其中，2.19亿元用于增材制造生产基地项目，3068万元用于钛合金粉末的冷喷涂工艺开发项目，2964.49万元用于高性能靶材研发中心建设项目。 未来，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。 注：本文使用简称为超卓航空，也称超卓航科。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 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.增材制造在航空航天工业中的市场趋势、制造优势、应用范围及研究现状 4.铂力特二期项目将成为国内规模最大的金属增材制造智能工厂

作为高附加值产品产业，航空航天工业一直对先进制造技术开发和采用具有强大推动力。随着航空业对节能减排、轻量化、可靠性和舒适性的要求越来越高，飞机制造需要越来越多的高性能材料和新设计。传统的制造工艺已经达到了满足要求的极限。 增材制造在航空航天工业中的市场趋势 增材制造的快速发展为满足这些行业需求提供了可能性，因为增材制造提供了独特的优势和可行性，可以克服几何形状、材料、性能和功能方面的限制。它为制造具有高精度复杂、复合和混合结构提供了前所未有的设计自由，这是传统制造路线无法实现的。增材制造的上述优势在航空、汽车、电子、医疗、军事、建筑等领域的广泛工业领域正在得到应用。全球增材制造市场规模从2013年的约30亿美元迅速增长，至2021年市场规模达到152.44亿美元。3D打印技术参考根据历年来的Wohlers报告，随着增材制造行业市场规模的不断扩大，增材制造技术在航空航天工业中的市场规模也迅速增长，在该领域所产生的市场价值所占整个增材制造市场规模的比例在2019-2021年分别为14.7%、15.9%和16.8%，到2021年，达到25.6亿美元。   增材制造在航空航天工业中的制造优势 由于以下优势对该行业的适用性，增材制造在航空航天工业中的应用是整个增材制造市场最重要的组成部分。 (1)几何设计和优化自由。增材制造能够将材料转换为自由形式的3D组件，例如复杂的外部形状和内部几何结构，还允许拓扑优化制造轻质组件，通过使用晶格结构，可实现同等甚至更高的机械性能。 (2)功能整合和零件整合。增材制造能够生产具有定制材料组成的集成多功能部件，如功能梯度材料。由增材制造工艺生产的功能性多材料燃烧室，通过将镍基高温合金沉积在铜合金表面，可以简化传统制造工艺，同时增强部件功能。此外，增材制造也可实现零件整合，在功能集成的同时提高了可靠性和性能。复杂的航空航天部件传统上由多个简单部件组装在一起，与激光增材制造整合部件相比，这可能会降低可靠性和几何精度，同时增加维护成本。3D打印技术参考曾经介绍，Launcher采用SLM技术制造了世界上最大的单体燃烧室，为小型卫星发射提供最低的推进剂消耗和发射成本，将多个部件合并为一个部件可以降低成本并实现高性能的再生冷却设计。此外，伯明翰大学的AMP实验室还研究了使用SLM技术将数千个发动机部件整合成几个部分的可行性。 (a) 铜-镍多材料燃烧室(b) SLM打印的Launcher E-2大型单体燃烧室，高 86 cm，喷嘴直径41 cm (c) 伯明翰大学AMP实验室SLM制造的引擎；(d) GE 3D打印的喷嘴和(e)燃烧器；(f)SLM技术生产的In718 喷嘴环 (3)材料和能源效率。在材料使用方面， SLM技术的材料浪费约为 5%，远低于传统减材制造，后者可产生高达95%的材料浪费。GE基于SLM技术设计和制造了燃料喷嘴，重量减轻了25%，并降低燃料消耗，成本效率提高了30%。GE采用激光增材制造的燃烧器和喷嘴环是典型的近净成形的节材案例，与传统的锻造钢锭加工相比，后者将浪费大部分材料。此外，使用激光增材制造实现飞机部件的轻量化是降低油耗的非常有效的措施。据报道，商用飞机每减轻一公斤重量，每年大约可节省价值约3000美元的燃料，并大量减少碳排放。 (4)定制和小批量生产。与传统制造工艺相比，激光增材制造的大批量生产成本往往更高。然而，考虑到模具制造、加工工具和库存的高投资成本，该工艺对于航空航天工业中常见的小批量定制零件更具成本效益。 (5)缩短制造周期。近净成形激光增材制造组件所需的加工时间较短，可以减少产品制造提前期。罗罗报告称，使用激光增材制造可以节省 30% 的生产时间，而波音公司声称零件数量的减少将使总安装时间减少50%。利勃海尔航空航天用增材制造部件取代了传统的主飞行高压液压阀块部件，重量减轻了35%，部件数量减少了10个，所需的制造时间减少了75%以上。 增材制造在航空航天工业的应用范围和研究现状 在上述优势的推动下，航空航天业一直在探索使用增材制造生产飞机零件，包括各种铰链、支架、内部组件、轻量化机身等，甚至发动机部件，如带有内部冷却通道的涡轮叶片、燃料喷嘴和压缩机以及集成管道系统。值得注意的是，航空发动机是飞机的心脏，也是现代工业皇冠上的明珠。 波音787飞机的GE CF6涡轮发动机中的材料分布 航空发动机使用最广泛的高价值材料主要包括钢、镍基高温合金和钛合金，对后两种材料，3D打印技术参考也曾进行过详细介绍，尽管增材制造学术界对这三种材料进行了广泛研究，但没有对增材制造高强度钢进行全面审查，也没有对钛合金和镍基高温合金的最新进展进行审查。例如，最近对镍基高温合金的评论仅集中在In718，新开发的镍基高温合金，如WSU 150和单晶高温合金还有重要的研究机会。尽管已有大量关于Ti6Al4V增材制造研究，但对于这种材料和其他钛合金的典型微观结构、静态力学性能和疲劳性能仍然缺乏更广泛和全面的总结。此外，激光增材制造钛合金中的一些最关键的问题，包括如何在打印态下实现高延展性以及等轴β和α结构的形成机制通常未被考虑。 飞机机身的主要材料：铝合金、钛合金、复合材料、高温合金 激光增材制造过程中复杂的激光-材料相互作用使得难以概括不同航空发动机材料的工艺参数-微观结构-机械性能之间的关系。深入了解不同航空发动机材料的这种关系，可以推动优质高价值航空发动机材料和先进尖端设备的开发。然而，现有的评论往往集中在这三种广泛使用的航空发动机材料中的一小部分。 因此，需要对这些特定高性能合金的激光增材制造进行严格和专门的审查，总结其进展，并确定研究机会和差距。对航空发动机材料，包括先进高强度钢、镍基高温合金、钛合金进行详细综述，绘制这三类航空发动机材料在加工窗口、强度-延性组合、疲劳性能、室温/高温性能等方面的材料性能属性图，将为研究人员提供关键航空发动机材料激光增材制造的完整最新信息，并鼓励在新型先进航空发动机材料激光增材制造方面进行更具启发性的科学研究，促进该技术在航空发动机行业的应用。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext解锁增材智造新技能！ 2.视频看懂Launcher 火箭发动机多部件采用3D打印制造 3.8本3D打印行业应用报告，覆盖航空航天、汽车、生物医疗及服务等多领域 4.年度总结：2021年中国航空航天领域3D打印技术10大应用

点阵结构具有非常多的优点及应用场景，但其创建过程并不容易。近年来，随着3D打印技术的发展，点阵结构正在被航空航天、汽车、消费品等很多领域使用。 首先，点阵结构可以优化强度—重量比，将非关键区域的材料网格化，虽然整体的强度会有所降低，但不失为一种提高强度重量比的好方法，同时，点阵可以将外部载荷均匀分解，在实现减重的同时保证承载能力。 其次，点阵结构不仅重量轻，还具有超大的比表面积，这对于促进热交换和化学反应具有很大优势。独特的晶格结构显著增加了表面积，从而能够以更经济的方式实现更高的换热效率。事实上，这种效率增益可以在许多不同类型的热交换器应用中实现，这些具有大表面积的小特征结构在没有3D打印的情况下几乎是无法制造的。 第三，点阵结构可以通过更好地吸收冲击能量起到防护功能，基于此可以制造防护体育器材，也可以在在电子元件周围或内部使用晶格来保护免受外部动态环境的影响。 除此之外，点阵还具有理想的吸振和降噪功能。飞机、火箭在推进过程中产生的振动会使飞行器发送颠簸，也会增加对部件的磨损；高铁在运行时车体外的湍流边界层也会产生强烈的随机声学激励和振动，同时有巨大的气流冲击车身；此外，解决潜艇的结构振动和确保低躁隐蔽性，也是力学和声学领域具有重大意义的课题之一。点阵结构作为一种典型的周期结构，通过对具有频率禁带的点阵进行周期型设计，以调节其频率禁带的宽度、深度和频段位置，可以实现对结构的振动和噪声的有效控制，同时还能减少附加质量以及外界能源的供给。 一系列无源散热器晶格（来源：nTopology） 点阵胞元结构的形式众多，它们是点阵中的基本单元，常见的胞元结构有立方体、星形、八角形、六边形、菱形和四面体等。点阵胞元结构可以调整甚至混合使用以获得部件所需的效果，选择不同的结构会产生不同的效果，因此，为获得所需要的结构往往离不开仿真。同时，点阵结构的可以创建非常复杂的高级结构。 不同单元生成的点阵结构（来源：nTopology） 点阵结构的建立也需要具有专门的技术，因此还诞生了获得数亿美元融资的公司，如nTopology衍生式设计平台。该公司近日推出了其第三代点阵技术，使用户能够方便快捷地使用和更好的控制高级点阵的生成。 为了实现这一点，nTopology将点阵生成过程分为三个基本步骤：选择单元格、定义单元格和控制参数。通过掌握这些简单的步骤，用户可以更快、更直观的学习如何应用更高级的点阵。 △左右滑动查看更多，nTopology设计的高级点阵结构 新点阵技术的一个优点是显著提高了性能，特别是对于具有非常多单元数的晶格。例如，具有超过50000个单元格的点阵过去需要45-60秒（已经很快）才能生成，而现在只需1-2秒即可重建，这标志着性能提高了50倍。 新的晶格技术还配备了多项新功能，可进一步简化晶格设计和优化过程。新的变形工具允许用户应用场驱动设计技术来控制晶格单元，就像可以控制其厚度一样。将此功能与实时可视化相结合，使用户能够精确调整复杂形状并设计高级点阵结构。 注：本文内容来由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.3D打印点阵结构：材料疲劳容限设计与制造的力学性能综述 3.增材制造：拓扑优化与梯度点阵结构提升零部件附加值 4.中科院研究：晶格结构的性能差异，材料、3D打印与传统加工工艺

多年来，对3D打印镍基高温合金的需求不断增长，这些材料通常具有出色的机械性能、耐腐蚀性和抗蠕变性，能够在500°C以上的温度范围内工作。因此，它们是航空航天领域的首选材料，用于制造涡轮叶片等发动机部件。 单晶涡轮叶片能够在比合金材料高得多的温度下工作，但迄今为止，镍基单晶高温合金的增材制造已被证明非常困难。虽然可以通过电子束熔化(EBM)进行加工，但使用SLM等基于激光的技术通常需要使用单晶构建基板。 近日，3D打印技术参考了解到，来自日本国家材料科学研究所、九州大学和大阪大学的团队已经使用平顶激光3D打印了单晶镍，且完全不需要单晶基板。 使用SLM打印时，密切控制零件的晶界、应变抑制和组织均匀性是一个棘手的过程。由于打印过程中顶层与底层之间存在极大的温度梯度，重复的热循环导致高应变和位错密度，造成内部动态结晶和新晶粒的形成。 对于更精确的微观结构控制，尤其是为了获得单晶，用户要么需要微调扫描策略，要么从一开始就使用单晶基板。 研究人员表示，传统基于高斯的光束造成了典型的SLM显微组织和和微观结构，但目前还没有针对平顶光束的研究。在本研究中，研究人员使用SLM Solutions SLM 280HL系统在Ar环境中打印了纯镍结构。首先，多晶镍板用于检查单个平顶激光轨迹的行为，以便估计后续熔池的形状。 测量熔池深度并使用观察到的熔池几何形状在多晶304不锈钢基板上打印由Ni制成的圆柱形试样。每个试样都经过研磨和抛光，并使用扫描电子显微镜成像和电子背散射衍射研究微观结构。 通过优化平面熔池，该团队在不依赖单晶构建板的情况下，成功地3D打印了由纯镍制成的均质单晶结构。研究人员表示，这项工作为如何使用各种参数控制SLM工艺中的微观结构及其相关特性提供了新的见解，特别是在确保单晶结构方面。在未来的研究中，这些发现将应用于更广泛的金属合金。 论文地址： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000408#! 然而，3D打印材料凝固过程冷却速度快的突出特点，极易造成高残余应力和高位错密度的亚稳态微观组织结构。这种亚稳态结构在标准热处理或服役过程中容易发生再结晶，导致材料高温力学性能下降，造成安全隐患。 在2020年，由西安交通大学、美国麻省理工学院以及美国约翰霍普金斯大学组成的研究团队刊文指出，从微观结构演化的规律入手，为3D打印单晶高温合金定制热处理制度，可以解决单晶叶片3D打印修复后的再结晶问题，并提出了高温合金塑性变形回复的新机制。 3D打印镍基单晶的微观结构演变，与研究的新型高温还原退火相比较图 高温合金的标准热处理制度一般由固溶、时效组成，实践证明该工艺流程会导致3D打印高温合金发生再结晶。研究团队经过系统的文献调研与综合分析，提出并证实在固溶前增加“回复”（Recovery）步骤，可以消除再结晶驱动力。 经过“回复-固溶-时效”处理，高温合金的残余应力伴随微观组织γ′相的定向粗化而消除，位错密度可降低至热处理前的5%左右，时效后沉淀强化γ′相达到与铸态基材相同水平。因所发现的现象与高温合金在高温蠕变条件下发生的筏化效应（Rafting）相似，且在事实上起到了回复的效果，故将其命名为“筏化-回复”效应（Rafting-enabled recovery）。 镍基高温合金叶片 这一发现为防止3D打印单晶由于残余应力未消除而开裂提供了一种实用方法，为增材制造修复、恢复和重塑其他高温合金单晶产品铺平了道路；突破了经典观念所认为的“单晶高温合金不具备回复能力”的认知，为设计3D打印高温合金的非标准热处理制度提供了科学依据，并表明新的热处理制度完全能满足3D打印单晶叶片修复的需求。 该研究以《利用“筏化-回复”效应抑制3D打印修复单晶高温合金的再结晶》（Rafting-Enabled Recovery Avoids Recrystallization in 3D-Printing Repaired Single-Crystal Superalloys）为题在材料学科权威期刊Advanced Materials上发表(doi: 10.1002/adma.201907164)。 注：本文内容来由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.西交大最新：3D打印单晶高温合金突破经典理念 3.华中科大开发出一种消除裂纹、同时提高强度和延展性的3D打印镍基高温合金热处理方案 4.高温合金增材制造成熟用于武器装备核心部件高质量制造

增材制造（AM)及其应用可以推动创新，同时帮助汽车制造商紧跟当前的行业步伐。 通过将增材制造技术应用到产品开发和生产战略中，汽车制造商能够将高价值变革性应用与高水平的生产力结合，从而在保持较高利润率的同时生产出创新型部件和产品。 此电子书说明了增材制造如何帮助汽车制造商兼顾创新和生产力。帮助您了解3DSystems近期在增材制造技术和设备上取得的进步如何使其成为可能，以及具体的解决方案将如何帮助制造商从增材制造中获利并应对汽车行业最紧迫的挑战。 1 变革性应用 基于标准的材料创新将持续推动汽车行业中的最终用途采用增材制造。 汽车制造应用需要使用按照标准设计并测试的材料，以满足各种需求，如耐热性、化学品接触以及长期的环境稳定性。 全面的工艺流程、参数开发以及材料测试，结合应用专业知识，共同推动了满足汽车行业质量和生产要求的增材材料的开发。 UL94 V0阻燃等级的黑色塑料，热变形温度大于150C，适用于稳定、长期使用的部件，如支架、盖子以及固定组件。 观具有长期环境稳定性的立体光固化成型技术树脂，适用于严格要求机械性能的大尺寸塑料部件。 拥有出色的刚度、高强度重量比和高耐热性的纤维增强塑料，是发动机罩内的外壳和外罩、夹具和固定装置的理想之选。 耐用的聚丙烯(PP)材料具有优秀的流体抗性和耐化学性；易于焊接以组装大型零件。 无钴钢适用于生产带有随形冷却通道的模具镶件、工具以及具有高硬度和出色耐腐蚀性的组件。 2 关键挑战 如今的汽车公司可以利用增材制造应对关键挑战，如曲面体验、精益制造、坚固的组件以及新设计的系统。每一个挑战都需要生产力和创新的同时进步，这需要增材技术和汽车应用的进步来实现。 曲面体验 快速生产A级曲面，为特定用户或群体提供定制的汽车体验。 我们的车身内饰和外饰增材制造解决方案让您更好地把控性能和视觉体验，同时简化和定制生产。 车身内饰 通过我们全面的增材制造技术和材料的组合，您可以快速地设计、测试和迭代定制的高端体验。精准掌控每一个感官因素，同时减少整体组件数量以优化制造。 车身外饰和面板 我们的增材制造解决方案可让您在数小时内构建部件，以便快速地迭代、优化和生产您的设计。包括刚性塑料、复合材料在内的高性能材料以及一系列不同的曲面类型可以在不影响生产力的情况下进一步最大化风格和性能。 发动机舱/动力总成 通过快速迭代优化推进系统、传动系统和周围组件的性能，同时满足高温和阻燃要求。我们的增材制造解决方案可快速生产耐用的 3D 打印部件，助力您获得竞争优势并保护您的知识产权。 金属结构组件 利用精确而高效的 3D 打印流程来打造高性能结构系统，便于生产轻量化部件，在提升整体强度的同时减小惯性。利用多种合金进一步强化制造流程，使您能够利用高效的后处理和清洁技术。 空气和流体处理 优化流体管理，最大限度利用宝贵的安装空间。采用我们的创新型空气和流体输送解决方案，您可以生产符合设计意图的复杂几何形状，并对它们进行测试，来验证组件和系统的性能。您的部件不仅支持有价值的概念评估，还可以耐受极端环境、压力和流量，同时提供化学兼容性和所需的长期稳定性。 制造辅助工具 机器人抓手、夹具、固定装置和定位器等制造辅助工具需要在颇具挑战性的环境中表现出可靠性能。这些工具会受到力、磨损和化学物的影响，从而对某些增材制造材料和技术带来压力。 能源和流体管理（金属） 利用我们的金属增材制造解决方案最大化流体和能源管理的性能。您可以制造出能够优化推进系统中能源、流体流动和热量的强大、耐腐蚀、简化的金属组件。采用我们的解决方案生产的组件可耐受高温和严苛环境条件以及适用各种流体，而且可以轻松地安装在有限空间中。 耐用金属模具 创建以传统模具制作方法无法实现的注塑模具和压铸模具镶件等耐用模具，并在短时间内构建。具有创新（如随形冷却）的先进模具通常需要采用创新的生产方法，才能批量生产出优质部件。凭借3D打印耐用模具较短的交付时间，您可以加快这些先进模具的迭代和创新。 3 启动增材制造之旅 ★ 无论您是刚刚起步还是需要持续的支持，每一个阶段我们都可以为您独有的目标提供专业知识。 ★ 应用创新小组：这支由工程师、技术人员和设计师组成的专门团队致力于加快高级应用的开发，无论是需要确定技能差距、提高部件性能还是扩大制造流程的规模，都能够帮助您解决最困难的设计和生产挑战。 了解更多关于汽车3D打印的材料和应用讯息，可扫码下载下方电子书。 扫码下载 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.满足车规级材料成形，3D打印汽车XEV指定供应商的3D打印工艺与材料技术 3.三种金属3D打印技术分别适合怎样的汽车行业应用 4.使用金属桌面3D打印机能做什么——以汽车客户为例

汽车工业不断发展并需要融入新的技术，而车辆生产过程中的技术涉及高度复杂的生产工艺，既面临着传统技术和新技术竞争性的双重挑战，同时准入标准又比较高。据Wohlers2020报告，汽车行业已经成为3D打印技术最大的应用市场，超越航空航天、医疗等领域。 特斯拉、宝马、奔驰、大众等汽车厂商等都已引入增材制造技术。2020年4月份，国外工程师Sandy Munro对特斯拉Model Y进行了拆解，其中汽车HVAC系统中采用了3D打印部件。这也意味着3D打印技术不在停留于“工艺验证”，而是已经直接用于汽车制造。（文末扫码，观看增材制造在汽车制造业的运用） 特斯拉Model Y上的3D打印零件，采用FDM工艺制造 2022年5月23日，3D打印汽车制造的知名品牌XEV YOYO与世界能源巨头意大利石化（ENI）在意大利都灵市政厅共同签署了全方位合作协议。XEV作为世界首家3D打印新能源汽车公司，开启了3D打印新能源汽车的新时代。自2020年旗下YOYO新能源汽车在欧洲市场面世以来，在欧洲市场广受关注与好评。 Lobotics作为XEV唯一指定3D打印制造供应商，开发了用于量产汽车的工业3D打印工艺和材料，将3D打印技术应用到汽车研发和生产中，以满足高度定制化的需求。该公司专注于将广泛的增材制造工艺整合至一站式超高效的自动化生产流程，把数据端、3D打印、机器人控制、自动化生产、材料技术、后处理、云端控制、AI学习等不同未来生产环节高度整合，打造出为工业场景服务的一站式生产解决方案，从而为制造业的未来塑造一种新的生产方式。 Lobotics AMPS 1200工业3D打印机 XEV--YOYO车体大部分组件均采用3D打印技术制作,让汽车个性化定制得以实现。不仅如此，搭载Loobotics 3D打印技术生产的YOYO汽车已通过欧洲L7车规，完全满足汽车配件要求。以YOYO门板为例，无需软模具、临时检查夹具，采用Lobotics AMPS 1200工业3D打印机耗时8小时制造而成，具有优异的热性能和机械性能。 AMPS 1200是Lobotics开发的能够满足车规级热塑性塑料成型的3D打印机。独有的RFC(Rapid Fusion of Composite)打印技术，同时兼容多种热塑性塑料选择（PA/GF/CF），可完全满足大尺寸零件打印，最大有效成型尺寸可达1200 x 600 x 600 mm；在打印速度上，比一般同类型3D打印设备打印速度提高2倍。 和AMPS1200搭配的还有三大高性能生产级塑料，不仅可生产出满足欧洲车规级汽车成品零件，还可运用于航天航空、医疗器具等高端制造业。 三大高性能生产材料 1．XPET™ ：在挤压工序时，控制增强玻璃纤维在材料基体中的分散和分布，从而使纤维在材料内形成网状骨架结构，并承受材料基体传递的大部分载荷。智能纤维增强技术极大地提高了材料的机械性能和耐热性，并通过增强纤维网状结构释放了打印过程中的内压，使打印部件具有良好的尺寸稳定性并没有翘曲问题。 2．XPA™：是一种玻璃纤维增强尼龙（PA6），具有优异的机械性能（冲击强度和刚度）。该材料在保住打印层之间的附着力的前提下，具有优异的热性能和机械性能。XPA™可在较大温差范围内工作生产零件，并已被一家客户用于在-190°C低温下，生产实验室设备。 3．PA12CF ：具有超强耐磨性，摩擦系数低，具有自润滑性，耐磨性极佳。轻松实现各类高强度齿轮或高耐磨要求工业应用。超低湿度敏感性 PA12CF基材使用PA12长链尼龙，饱和吸湿率仅为普通PA6的十分之一，彻底解决尼龙材料吸湿前后机械性能与尺寸稳定性 变化极大的缺陷。 世界能源巨头意大利石化（ENI） 利用增材制造技术生产汽车零件，不仅能够满足客户定制化的需求，且能简化生产工艺，节约成本，提高生产效率，与传统制造工艺相比，优势十分显著。Lobotics为XEV提供的解决方案比目前市场上竞争对手的成型效率高出数倍而成本低了近10倍，这也预示了Lobotics的3D打印技术具备大规模走入终端用户市场的能力。目前，该公司不仅为XEV-YOYO提供定制服务，客户还包括法国共享汽车品牌Shaary以及意大利重型电动汽车公司REGIS MOTOR，接下来还将为意大利石化新能源汽车项目服务。 YOYO搭载的3D打印附件 法国共享汽车品牌Shaary REGIS MOTOR--意大利重型电动汽车公司 顺应行业趋势，Lobotics致力于将过去离散式的制造生产工序整合至一站式端到端交付的生产流程，为用户提供更快、更好、更经济的高自动化整体解决方案。在不断融合创新、深化应用的实践中，Lobotics 增材制造设备也在不停地更新换代。近期，最新自主研发的新型生产级增材制造设备及自动化解决方案即将上市，新设备在速度、大尺寸打印以及功能上都有了新的突破，同时更有生产级别的材料配合生产，突破了原来增材制造只适用于设计原型和验证的技术瓶颈。 2022年6月15日 13:30-15:00，Lobotics携手3位不同行业专家，介绍Lobotics自动化整体解决方案以及如何使用3D打印技术实现从设计原型到生产跃进。 长按以下二维码，预约直播 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.传热专家Conflux推出首款产品——3D打印的汽车用环形空气冷却器 3.三种金属3D打印技术分别适合怎样的汽车行业应用 4.行业Insights｜新能源汽车企业对3D打印技术的需求相比传统车企更为迫切

将3D打印技术用于民航飞机备件生产已有多年时间，但绝大多数是塑料制成的，金属部件甚至是承重部件则受到严格管制。近日，3D打印技术参考获悉，欧洲航空安全局批准了第一个在飞机上使用的3D打印承重金属部件——用于IAE-V2500发动机防冰系统的“A-Link”，该发动机为空客A320提供动力。 A-Link（A形连杆）由3D打印服务提供商Lufthansa Technik和空客子公司Premium AEROTEC开发，其作用是在发动机进气罩上固定一个环形热空气管道，后者可防止在飞行操作期间结冰，一台发动机上总共有九个A-Link零件。然而，发动机在运行过程中发生的振动会导致A形连杆在其安装孔处磨损，因此每隔几年就需要更换备件。 由于A形连杆需要暴露在高达300摄氏度的温度下，因此采用钛合金制成。最初，该组件通过锻造工艺制造，以满足对材料性能的最高要求。然而，制造团队所开发的新制造方案通过激光粉末床熔融金属3D打印逐层制造，在生产时不需要夹具或模具。此外，该过程可以节省材料，在3D打印之后，仅需要在某些功能表面上进行非常小程度的材料去除。 在金属增材制造方面，零件的机械性能受到打印参数的严重影响，因此，工艺认证是一项复杂但至关重要的过程。为了验证A形连杆的3D打印工艺，Premium AEROTEC使用原型样本进行了“大量”打印测试，以微调构建的可靠性和可重复性。在增材制造中，相同部件之间的尺寸差异始终存在问题，但欧洲航空安全局认为A-Link在这方面是安全的。测试的目的之一是与锻造工艺的性能相匹配，Premium AEROTEC所打印的零件最终证明抗拉强度优于传统制造的同类产品。 作为认证过程的一部分，Lufthansa Technik扩展了其为欧洲航空安全局提供服务的能力，其中包括金属3D打印。Premium AEROTEC首次向空客集团以外的客户提供系列3D打印组件——第一批A形连杆零件将用于汉莎航空机队。 汉莎航空技术公司首席运营官表示，多年来他们一直在使用3D打印为飞机机舱生产部件，其中绝大多数是塑料制成的。使用金属3D打印零件用作飞行承重部件则是首次，通过这种方式，不仅节省了相关组件的成本，而且还定义并验证了将这种开创性制造方法应用于结构相关金属部件的所有必要流程。 因为A形连杆零件的几何形状仍与原始零件基本一致，因此，承重金属备件的首次航空认证目前仅代表双方合作的第一步，未来还将利用增材制造的优势对几何形状进行有针对性的优化。从理论上讲，增材制造组件的成型没有限制，因此它们可以更容易地生产，使用更少的材料，同时保持相同的强度和功能。双方都打算在不久的将来进一步开发这些可能性。 注：本文内容来由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.年消耗5.4吨钛合金，成功用于陆、海、空、太空的金属3D打印解决方案 3.南洋理工综述：金属增材制造资质鉴定与认证 4.看东方航空如何将增材制造运用到民航维修改装领域