2020年5月18日，在Stratasys南亚区总部召开了大中华区Stratasys全彩3D打印小批量生成技术研讨会。来自科恒、汇通等手板模型行业超过25家3D打印服务厂商早早预订了席位并前来参加此次研讨会。 从2011年开始，全球便掀起了3D打印的热潮，经过10年的发展，3D打印服务在航空航天、汽车、医疗等领域的应用取得了阶段性的进展。目前全国已经超过1万台3D打印设备用于3D打印服务。 2020年4月30日，Stratasys在全球发布了J55新产品，希望与3D打印服务商一起将全彩3D打印发展到全面普及化时代，随时随地完成设计想法，无缝链接从设计到终端产品的所有流程。 会议上南亚区总裁安志杰先生及中国区销售总监汪成功先生对于本次各位的到来表示欢迎。并分享了Stratasys这些年在中国的发展以及未来的发展方向，Stratasys将会在华南、华东地区进行3D打印服务行业的深度拓展，与全国各地知名3D打印服务商，共同开发一个全新的全彩3D打印小批量、定制服务市场。 Stratasys 南亚区总裁安志杰先生与中国区销售总监汪成功先生 会议上，Stratasys手板行业经理吴利鹏对整体行业的发展计划做了具体分享。同时，对Stratasys下半年高速尼龙3D打印机的新品发布做了简要介绍。为接下来小批量、功能件生产服务提供了更多想像空间，提出了与友商共同帮助3D打印服务商开拓更大的尼龙打印服务市场的愿景。 Stratasys手板行业经理吴利鹏 企业的发展离不开品牌形象，行业的深挖离不开成功的市场推广。会议上，Stratasys 大中华区数字营销经理沈轶鑫以全渠道整合营销为切入点，为在座的企业负责人分享了如何打造品牌影响力以及完善的营销自动化体系。 Stratasys大中华区数字营销经理沈轶鑫 Stratasys南亚区应用工程主管梁柱则对Stratasys的FDM及PolyJet技术的应用案例做了详细的介绍 Stratasys 南亚区应用工程主管梁柱 之后，Stratasys南亚区应用工程师李清淏为在场与会人员详细介绍了J55的应用讲解及性能介绍。 Stratasys南亚区应用工程师李清淏 Stratasys此次涉足3D打印服务行业预示着Stratasys愿意成为在中国下一个3D打印工业“前浪”中的一员。Stratasys完全看好中国的发展以及新基建的概念，同时，也有信心能够将更多创新的研发技术及产品带向中国市场，与中国市场的合作伙伴一起共同推动整个的行业发展。 研讨会之后，科恒、汇通、峻宸等多家3D打印服务商达成了深度合作意愿，更表达出愿意与Stratasys一起共同开拓新市场的决心。

尽管采用选择性激光熔融（SLM）技术打印的材料具有可以超越铸造材料的拉伸强度和屈服强度，但它们经常会在远低于预期塑性的情况下失效。这一点在Al-12Si和AlMgSi系合金中已经得到证实，其加工硬化曲线与拉伸应力-应变曲线不满足Considère判据，材料在颈缩之前已经失效。4.24日，华南理工大学在nature子刊《NPG Asia Materials》发文指出，过早失效是SLM制造金属材料中非常普遍的现象，研究人员不仅提出了造成材料失效的根本原因，并为高强韧材料的开发提供了思路。 Nature子刊《NPG Asia Materials》封面文章 华南理工大学王智教授与其合作者采用SLM技术，以Ag-Cu-Ge为研究对象探讨了材料过早失效的机理，明确指出高密度结构缺陷和孔洞、未熔化颗粒以及微裂纹等是增材制造金属材料发生过早失效的根本原因，裂纹在孔洞和未熔化颗粒处萌生并沿内部结构缺陷扩展直接导致了材料失效。 与此同时，本文研究人员通过SLM技术制造的试样，改变了纳米胞状组织的界面连续析出脆性相，得到了有规律排列的不连续析出相，使材料最终达到了410±3 MPa的超高强度，同时具有16±0.5％的均匀伸长率，超过了铸件和退火件的强度-韧性组合。 SLM和铸造Ag-Cu-Ge合金的力学性能比较 在机理方面，研究人员同样给出了详细的解释。采用SLM制造的金属材料的高强度是由于其内部的高密度位错、层错/孪晶、析出相和晶界对位错滑移的阻碍作用造成的。SLM试样具有较高的加工硬化率，可归因于多种变形机制的共同作用，这对于获得较高的均匀延伸率至关重要。在变形初始阶段，高应变硬化速率主要是由位错的大量积累引起的；在变形后期，大量形变孪晶的产生造成动态“霍尔-佩奇(Hall-Petch)”效应，进一步形成高应变硬化率。此外该研究指出，胞状组织中与银基体呈半共格关系的规律排列的不连续析出相可有效阻碍位错运动并提高强度，同时析出相变形过程中可产生孪晶，有利于缓解局部应力集中，避免裂纹萌生扩展，从而提高塑性。 SLM制造的Ag-Cu-Ge合金的典型组织 在实际生产上，可以通过两种途径来减轻材料过早失效情况的发生：一是减少外部缺陷，抑制裂纹萌生，可通过仔细清洗成形腔室，调控气体流量，采用优化的工艺参数以及使用无任何表面吸附气体的金属粉末打印来实现；二是减少内部缺陷，如热处理减少残余储存的位错，调控微观组织、优化裂纹扩展路径等来实现。 注：本文受作者支持，研究原文已上传QQ群。 欢迎转发联系笔者：2396747576;技术交流和资料下载群：867355738；网址：延伸阅读： 1.快速热处理 | 可平衡3D打印钛合金的强度和延展性，大幅提升塑性 2.【高被引综述】增材制造制备新材料的研究进展 3.顶刊：3D打印出1.4GPa超高强度钢，致密度达99.25% 4.最新研究：硅可以防止3D打印7075铝合金的微裂纹

在2019年法兰克福formnext 3D打印展会上，德国机床制造商通快（TRUMPF）展出了一种新的专利解决方案，其通过对传统的金属SLM打印机进行改造，实现了3D打印基板的自动更换，从而将打印机停机时间减少到最低限度。本期，3D打印技术参考来介绍其实现的过程以及意义。 对于SLM技术来说，打印之前的准备工作非常繁琐且要花费大量时间，这些操作包括了构建板的加热与调平、铺送粉与充气过程等等。如果业务不多，大可慢慢去做；而如果订单紧急，批次打印之间就需要重复进行上述工作，操作人员甚至还得加班；而如果打印过程需要更昂贵的气体保护，那就进一步增加了成本。 通快推出的构建板自动更换技术在原理上其实非常简单，就是把两块板摞在一起，一次任务打印完成时，送粉装置会将上面的基板推送至溢流容器中；随后，3D打印机自动在新的基板上进行构建，系统立即开始下一个打印作业，而无需操作员打开舱门进行粉末清理和一系列的准备操作。 这一功能将为用户节省时间、成本和资源，缓解生产高峰期带来的生产压力，真正实现设备连续不间断自动运行。 该解决方案特别适合订单波动很大的行业，尤其对牙科行业增材技术的工业化具有重要意义。由于牙科打印时间往往较短，且需要频繁更换基板以保证交货周期，如夜间打印完成则只能等待工作人员第二天处理，一些紧急任务则只能拒单。基板自动更换解决方案使机器完全可以在无人干预的情况下满负荷运行，当订单激增时，该方案可以帮助企业履行交付任务，保持行业竞争力。 通快基于其TruPrint 1000的机型进行了设备升级改造。该打印机成型尺寸为φ100*100mm，主要面向牙科和珠宝制造。基板自动更换解决方案因无需补充保护气体还能够节省资源，同时笔者认为该方案集成了基板自动调平功能，并具有良好的基板预热能力。通快声称，凭借TRUMPF打印机的一系列独特设计，TruPrint 1000已成为世界上最畅销的小型3D打印机。 自动化将是金属3D打印未来趋势 在此之前，EOS和SLM Solutions也推出了自动化的解决方案。 由EOS主导的“NextGenAM”新一代增材制造试验性生产线项目于2019年5月取得成功。该项目的实施基于一个复杂、可扩展的增材制造生产线，从数据准备到打印直至热处理、线切割、后处理以及质量检测等过程全部实现自动化，无需人工干预。 点击查看详情 自动化实现的基础是所有机器的网络化，全部由中央自动控制站发出命令并控制。生产线的核心是用于金属工业3D打印的四激光EOS M 400-4系统，它与其他外围设备如粉末站和拆包站等配合使用。无人驾驶运输系统和机器人确保零件在整条生产线间流动。无论实际生产过程如何，它们都可以执行单独的操作，如为新订单进行打印准备、已完成的部分进行拆包、零件机械加工等等。 SLM Solutions于2017年推出的SLM800打印机也在一定程度上推进了零件生产的自动化理念。SLM 800配置了自动化处理站，可以自动处理开箱、预热、冷却、粉末移除和粉末转移等过程。此外，它还集成了永久性过滤技术，熔池监测、多激光功率监测技术，机器控制优化软件和真空可选粉末供料单元等技术。SLM 800可以集成到自动化和全自动化的生产流程中。 SLM 800自动化装备 3D打印作为一种补充性、多功能且相对新型的制造手段，正在如火如荼的发展。如果抛开自动化谈金属3D打印的制造过程，很难界定它是否仍然属于劳动密集型技术，在当前的3D打印生产模式下，人发挥的作用至关重要，有些工作也是非人力所不能及。全流程的自动化不仅仅意味着控制系统以及硬件系统的成熟，更在于它可能解决了一些类似工艺规划、打印失败等关键问题的处理能力，使之更契合工业4.0的发展要求。 欢迎转发联系笔者：2396747576;技术交流和资料下载群：867355738；网址：延伸阅读： 1.从传统加工的角度谈增材制造解决方案 2.EOS金属3D打印批量生产全自动化解决方案

1月 南科大：一种将3D打印钛材料价格降低10倍的方法 2月 医疗：PEEK相较金属植入物的优势与不足 3月 关于3D打印的十大理解误区 4月 五大鞋类领导品牌使用3D打印引领鞋业制造的未来 5月 3D打印在航空航天领域的研究现状及国内应用案例 6月 3D打印在固体火箭发动机上的研究现状及国内应用案例 7月 GE9X发动机：多材料金属3D打印航空应用的集大成者 8月 3D打印集成制造的最佳实例：从855个零件到12个零件的非凡效益 9月 中国航发：基于增材制造的微型涡喷发动机轻量化设计及试验 10月 阅兵式：我国新一代军机普遍使用3D打印技术 11月 2019年度3D打印市场发展关键词：增长与活力 12月 2019年10大3D打印技术、材料和应用突破 欢迎转发联系笔者：2396747576;工程师技术交流和资料下载QQ群：867355738；网址：延伸阅读： 1.新一代增材制造 : 金属3D打印批量生产全自动化试点取得全面成功 2.今日Nature：新型3D打印超强材料—钛铜合金 3.北航最新Science: 3D打印抗疲劳高性能材料—镍钛合金 4.哈佛：多材料多喷嘴，高频无缝切换3D打印系统实现功能器件制造 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：2019年3D打印技术参考年度12佳文章

由于人口老龄化、消费升级和政策扶持，中国骨科植入物市场近年来发展迅猛，市场规模从2009年的67.4亿增长至2018年的262亿，保持了较高的年度复合增长率。其中，创伤类、脊柱类和关节类是最主要的骨科植入耗材。 由于价值较高、对人体生命和健康有重要影响，植入物的生产和使用受到了严格监管。由于制造方式的进步，医疗器械的制造方式已经多种多样，近些年来3D打印的快速发展为医疗植入体的制造提供了新方式，同时也正在被国家药监局大力推进。然而，作为一项新的加工方式，3D打印的医疗器械也面临一项重要的安全性挑战—消毒灭菌，这对于高分子材料尤其重要。 3D打印正在逐步提高到一系列医疗器械更高的生产水平 ▌反复的热灭菌过程导致钛合金、高聚物等材料失效 医用材料在使用过程中需要经常消毒，然而一些聚合物可能符合化学稳定性或强度方面的规定，但可能会因长时间反复暴露于热灭菌过程而过早分解；钛合金植入物经受长期反复高压蒸汽灭菌也会造成材料疲劳引起断裂（氢脆失效）。对于使用特定温度形成聚合物的3D打印工艺，需要高耐热性也就意味着更高的加工温度。这可能需要特殊的高温打印机、加热床等设备，并可能需要一个封闭的内部空间来控制环境条件以防止医用材料被破坏。 钛合金植入体也存在疲劳断裂风险 3D打印的PEEK植入体（来源：陕西聚高） 在医用材料消毒中，挑战不仅仅是加热。用消毒剂擦拭设备等简单的操作会随着时间的流逝而降解聚合物。如下表格是熔融沉积（FDM）工艺可接受的相关卫生消毒方法，目前来说这可能是一种经济高效的零件制造与灭菌方法，可以针对医疗应用进行适当的灭菌。 常见的可消毒材料 材料 制备技术 灭菌方法 ABS M30i 熔融沉积建模（FDM） 伽马射线，环氧乙烷 PC-ISO 熔融沉积建模（FDM） 伽马射线，环氧乙烷 PPSF 熔融沉积建模（FDM） 环氧乙烷，等离子体，伽马射线，化学试剂 PA12(nylon) 选择性激光烧结（SLS） 环氧乙烷，等离子体，伽马射线，化学试剂 17-4PH Stain-less Steel 选择性激光熔化（SLM） 环氧乙烷，等离子体，伽马射线，化学试剂 ▌开发专门用于医疗领域3D打印的更高等级材料 目前全球有多家公司正在努力开发专门用于医疗领域3D打印的更高等级的聚合物。美国某公司去年提出某些材料特性是耐高温、耐化学腐蚀和耐磨损的并且同时宣布了三种新的用于医疗领域材料： 1.KetaSpire PEEK AM Filament NT1 HC； 2.KetaSpire PEEK AMFilament CF10 HC； 3.Radel PPSU AM Filament NT1 HC. PEEK打印机采用高温喷嘴 同年某化学公司一直在追踪医用设备中的聚合物，发现使用溶剂和其他化学物质对聚合物进行消毒可导致过早失效。为此，该公司开始了一项测试，该测试正在被更多公司采用。测试由不同半径的刚性夹具组成，将测试和对照样品安装到选定的夹具上，测试样品暴露于消毒剂中24小时，然后对测试和对照样品进行冲击测试，惊人的发现可以使用任何消毒化学品进行此测试。该公司目前正在与其他公司合作，以帮助医疗原始设备制造商（OEM）将正确的材料用于医疗应用，或了解在不同产品上应使用哪种消毒剂。 END 随着材料供应商越来越意识到对聚合物进行消毒的挑战以及3D打印在医疗行业中的优势，一些供应商正在大步迈进，将更高强度和耐化学性的塑料推向市场。除了灭菌之外，从3D打印原型制作到生产还有其自身的挑战。当然要使用灭菌材料，医疗市场的定制量和有限的投放量还需要进行一定的管制。 本期上传内容： 1.《国产骨科植入物制造中小企业供应链分析》 往期上传内容： 1.《定制式医疗器械监督管理规定》 2.《定制式医疗器械团体标准》 欢迎转发联系笔者：2396747576;工程师技术交流和资料下载QQ群：867355738 延伸阅读： 动画揭示：髋臼杯的机械加工、3D打印及植入过程 国内对3D打印医疗器械的生产、应用有哪些严格要求和限制 3D打印医疗植入体的安全性、国内审批流程及存在的问题医疗：PEEK相较金属植入物的优势与不足

3D打印的钛合金已经在许多领域获得应用。然而，该材料在和激光的相互作用中，高冷却速率和高温度梯度通常会产生非常精细的微观结构，并趋向于几乎完全的柱状晶粒生长。复杂的热力学环境使得钛合金在3D打印过程中容易变形和开裂，并且材料通常具有各向异性。即使通过对工艺参数的优化也难以促进晶粒等轴生长。与其他常见的工程合金相比，目前还没有商业化的钛合金晶粒细化剂能够有效地细化其组织。 新型3D打印超强钛合金—TiCu 近日，Nature刊载了由皇家墨尔本理工大学、俄亥俄州立大学、英联邦科学和工业研究组织以及昆士兰大学等多家机构的联合研究成果，他们共同开发了一款新型的钛铜合金3D打印材料，它的打印态显示出与常规使用的Ti6Al4V相当的机械性能，并且不易变形和开裂。而第一作者Duyao Zhang疑似中国留学生。 ▌3D打印过程获得完全等轴细晶粒组织，具有更高性能 这种专门开发的钛铜合金因在凝固过程中的元素分配而具有较高的组织过冷能力，它可以克服激光熔化过程中的高温度梯度，而无需任何特殊的工艺控制或其他热处理手段，在3D打印的过程中就可以形成完全的等轴细晶粒组织。相比于传统3D打印的柱状晶结构，这种结构的性能更加优异。 实验用的通快3D打印机 3D打印的Ti6Al4V和TiCu8.5组织结构，上图为沿打印方向粗大的柱状晶结构，下图为细密的等轴晶 与在类似加工条件下的常规合金相比，完全等轴晶粒组织显示出优秀的力学性能，如高屈服强度和均匀的伸长率，这归因于高冷却速率和多次热循环而形成的超细共析微结构。这种具有微观结构的合金可以承受更大的力，在制造过程中也不太可能出现裂纹或变形等缺陷。 不同成分的TiCu合金机械性能 同时，研究人员认为这种方法也将适用于其他能够形成共析金属的合金材料，并将在航空航天和生物医学行业中得到应用。 ▌不易变形和开裂，为3D打印更加复杂结构提供可能 一个典型的案例是，飞而康在采用SLM技术打印C919钛合金薄壁结构的过程中，就遇到了严重的变形和开裂，整个参研团队花费2个月时间终于解决问题，这突出显示了钛合金在极限特征条件下的制造困难的特点。由于材料的特殊属性，新开发的钛铜合金在打印过程中不易变形和开裂，这为打印更加复杂和具有极限特征的零部件提供了可能。 3D打印的TiCu合金试样 这项研究属于材料设计的范畴，它为开发一系列新的钛基合金开辟了可能性，同时它也专为具有特殊性能的3D打印材料而开发。关于研究太过于学术的内容不宜展示，有兴趣的读者可进QQ群下载研究原文。 打印样件的成分 ▌Nature2017，一种新型的3D打印高强铝合金，已商业使用 早在2017年，Nature刊文，美国休斯研究实验室（HRL）研究人员通过在打印材料中引入纳米颗粒形核剂进行表面修饰，来抑制3D打印中的热撕裂行为，控制金属固化方式，从而在急剧的温度梯度下实现等轴晶体的生长。 纳米颗粒附着在金属粉末表面 研究发现，以往不适合3D打印的7075和6061系列高强度铝合金可以通过SLM技术实现3D打印，且产品具有无裂缝的、等轴、精细结晶微结构，使得3D打印的铝合金和锻造铝合金强度接近。 实际上，上述所讲的钛铜合金，研究中也提到是通过引入形核剂来促进等轴晶的形成。这种方法适合一系列合金材料和3D打印工艺，具有良好的普适性，为不可焊接的超级镍合金或镍基间金属提供了3D打印的可能。 3D打印的高强铝合金回旋结构热交换器 今年10月，HRL开发的3D打印用高强铝合金正式投放市场，从而成为首个可用于增材制造的锻造等效高强度铝合金。随之而来的，是NASA马歇尔太空飞行中心开始将这种材料应用于大规模航空航天零部件的生产。HRL还与合作伙伴开发了一项能够突出该材料传热和流动性能优势的应用—拓扑回旋换热器，基于材料更高的强度，可减少零件制造中的材料用量，因此整个结构重量更轻，性能也更高。 由此可见，高性能的材料具有更好的应用潜力。由HRL开发的高强铝合金从发表文章到实现商业化用了两年多时间，我们期待新型的钛铜合金也在解决当前钛合金面临的变形开裂问题的同时，也可获得更多实际应用。 本期上传内容： Nature刊文3D打印钛铜合金新材料 欢迎转发 联系笔者：2396747576;工程师技术交流和资料下载QQ群：867355738延伸阅读： 1.南科大：一种将3D打印钛材料价格降低10倍的方法 2.3D打印+拓扑优化制造542*542*141mm的钛合金无人机框架 3.钛合金和PEEK颅骨修复体的传统和3D打印制造方式及面临的问题

在本次法国Formnext 3D打印展会之前，包括EOS、3D Systems、华曙高科、盈普、易加三维等企业在内的所有从事激光烧结技术（SLS）的公司，均采用二氧化碳激光器作为能量来源。2018年9月，EOS推出了称之为LaserProFusion的二极管激光阵列烧结技术，今年11月，SLS技术再次被革新—EOS第一次将CO激光器用于工业级粉末床3D打印。 本期，3D打印技术参考将对CO激光的特点进行介绍，并对EOS采用其进行烧结取得打印效果进行分析。 ▌CO激光—波长更短，光斑更小，处理效率更高，加工范围更大 CO激光器的输出波长为5（5-6）μm，不同于10.6（9-11）μm的CO2激光器。由于某些材料在5μm和9-10μm处具有不同的吸收系数，因此存在与波长有关的光-材料交互作用问题。对于PE、陶瓷、玻璃来说，它们对CO激光具有更高的吸收率，使其在这些材料的加工领域有独特的优势。同时，CO激光也适用于加工一些电介质材料和PCB板的氧化铜。然而，硫化物光纤对5μm波长的吸收率却很低，这为CO激光的光纤传输提供了可能性。 聚合物对不同波段激光的吸收率 5μm的光束可以聚焦到更小的光斑尺寸。对于10.6 µm CO2激光器，理论上受衍射限制的光斑尺寸约为55 µm，而在工业应用中实际实现的最小光斑尺寸为80-90 µm。在相似的聚焦条件下，5 µm CO激光器可以达到大约25 µm的理论光斑尺寸，实际光斑尺寸在30-40 µm的范围内，更小的光斑尺寸可以制造更加精细的结构。此外，CO激光的功率密度可以达到CO2激光的四倍。更高的功率密度再加上某些材料在5µm处更强的吸收能力，使得这些材料可以用CO激光低得多的功率进行处理。 相同功率下两种激光器切割聚乙烯的速度。20瓦CO激光器的切割速度大约与150瓦CO2激光器相同 更大的加工范围。根据衍射理论，对于相同的光斑尺寸，CO激光的聚焦深度比CO2激光更长，更长的聚焦深度可以带来更大的处理窗口。 ▌CO激光为何未曾适用于SLS技术？EOS多年前开始探索可行性 虽然CO激光器数十年前就已推出，但其制造技术长久以来无法和CO2激光器相匹敌，商业化的CO激光器更是非常鲜见。从2011年开始，相干公司（Coherent）CO2激光器部门的工程师开始探索工业CO激光器在室温下高效工作的可行性。2015年，相干在技术上取得突破，使新一级别高功率CO激光器具有跟之前推出的板条激励CO2激光器类似的寿命、可靠性和维护特性，开启了一些潜在的应用可能性。 相干公司现在可提供几乎所有与CO2激光器一致的CO版本 在过去的几年里，EOS和相干公司一直在合作研究利用CO激光进行聚合物烧结的可能性。使用CO激光代替CO2激光的动机有两方面。首先，在孔径和焦距相同的情况下，CO激光的聚焦光斑尺寸约为CO2激光的1/2，因此可以提高器件的分辨率。第二，CO激光具有更高的功率密度，这使得可以用更快的扫描速度提高生产效率。到目前为止，EOS一直在利用C-55-5 CO激光器探索这些潜在的制造优势，初步测试的结果非常优异。 ▌采用CO激光进行烧结具有更高的细节表现 在今年2月举办的高功率激光材料加工会议上，相干公司展示了EOS采用CO激光器3D打印的零件效果。从复杂零件的打印效果来看，CO激光的聚焦光斑可以实现非常高的细节展现，表面光滑度也得到改善。而对两种激光打印的服装结构进行放大观察，也可以发现CO激光可制造更加细小的结构，从而有可能制造出更舒适、更高级的服装。 a. EOS采用CO激光打印的复杂零件；b. 两种激光打印的零件表面光滑度比较 采用两种激光分别打印服装结构（网格尺寸不同） EOS将采用CO激光的烧结技术称之为FINE DETAIL RESOLUTION，即FDR 3D打印技术。EOS聚合物事业部高级副总裁Tim Rüttermann博士解释说：“这项新技术将结合两个方面的优势——立体光刻（SLA）的精细分辨率与选择性激光烧结（SLS）的耐用性和质量。”已公开的数据显示，该技术可以打印最小壁厚为0.22 mm的精致而坚固的聚合物零件，它将为批量生产开启更多新的应用，对于高分子加工行业也将迎来更广泛的应用空间。 FDR技术3D打印的零件 目前，FDR工艺配备了一台 50 瓦的CO激光器，由于波长、光斑和吸收率的差异，所有的工艺参数需要重新调试。该工艺已通过PA 1101的测试和认证，打印过程中的层厚度为40或60μm，零件具有很高的抗冲击性和断裂延伸率。EOS也正在为FDR技术开拓新应用，例如过滤器单元、流体通道、插头以及电子产品组件等。 使用FDR技术3D打印的插头（左）和阀门（右） 3D打印创新形式的改变 从去年的LaserProFusion 技术到今年的FDR技术，我们不得不说EOS在持续引领行业创新。LaserProFusion技术旨在最大限度提高生产率，同时注重产品的质量，可以在许多应用中替代注塑工艺；FDR技术则提高了产品的细节展现力和应用等级，打开了SLS技术的高档次应用场景。 从近两年的创新形式来看，设备商除了把打印机做大，还正在变换传统意义上的成型方式。这不仅仅包括正在风靡的喷墨成型和材料喷射技术，也包括我们今天提到的更换主能量来源，SLS可以从CO2激光器更换至CO激光器，SLM也在尝试将传统的光纤激光更换为绿激光以适应纯铜材料的打印。创新形式丰富多变，国内也许跟紧步伐。 本期上传资料： 1.CO激光器和CO2激光器的性能对比，进行3D打印等加工对比分析等详细PDF文本。 2.高聚物、陶瓷、玻璃与激光加工PDF文本 3.formnext展会EOS 47分钟新产品介绍视频（含字幕） 欢迎转发联系笔者：2396747576;工程师技术交流和资料下载QQ群：867355738延伸阅读： 1.EOS与惠普的批量化制造技术之争：LaserProFusion与MJF 2.TruPrint 1000：目前已知的唯一配备绿激光的SLM设备 3.惠普多射流熔融技术与激光烧结技术谁优谁劣，该如何选择 4.多光束下的激光打印系统

11月13日，哈佛大学工程与应用科学学院Jennifer A. Lewis教授团队在国际顶级期刊《Nature》上面在线发表名为“Voxelated soft matter via multimaterial multinozzle 3D printing”的研究文章，涉及一种新型的多材料全彩3D打印系统，为3D打印功能材料制造提供了一种新的途径。本期，3D打印技术参考对其进行介绍。 ▌多材料、多喷嘴，无缝高频切换3D打印系统 当前彩色3D打印技术，以惠普多射流熔融技术和stratasys的polyjet技术最为先进，两者严格意义上皆属喷射成型，且多宣称体素打印。目前存在的技术难题是液滴形成的物理限制要求使用低粘度的油墨来保证打印成功。 体素3D打印（来自原文，已上传QQ群） 该团队设计的多材料多喷嘴3D打印系统（MM3D），通过使用高速压力阀控制并行排列的多达128个喷嘴，能够在极短时间内实现八种不同材料无缝高频切换，实现对材料组成、几何形状和结构性质的体素级别控制。该种方法大大拓宽了可以设计和制造复杂图案的体素化材料的范围。 每个喷嘴每秒切换材料的速度高达50次 该技术快速切换墨水的关键是打印头内的一系列Y形连接，多个墨水通道在一个输出喷嘴处汇合在一起。喷嘴的形状、打印压力和墨水粘度均经过精确计算和调整。当将压力施加到接合处时，向下流经的墨水不会混合，更不会进入另一通道和向后流动，这可以保持打印质量。 Y形连接喷嘴的工作过程 荷兰阿姆斯特丹软件机器人组的Johannes TB Overvelde针对该项技术在《Nature》在线发表名为“How to print multi-material devices in one go”的评论文章。他认为该项技术推动了增材制造可达到的速度和材料的界限，使我们比以往任何时候都更能够控制组成、几何形状和结构性质等，甚至于用肉眼无法看到的微小结构。这一突破不仅仅是实践应用的进步，更具备改变设计、制造功能器件的潜力。 研究团队打印的实物 ▌3D打印复杂制造与功能制造的宏微观属性 增材制造从宏观上讲可以制造复杂结构，但在微观尺度上，该技术也可以控制结构的组成、几何形状和特性。此前，由于打印机在各种材料之间切换的速度太慢，由多种材料制成的物体可以打印的最小尺寸受到限制。 为了解决一系列的技术难题，研发团队开发出一种微流体喷嘴，可以在喷嘴尖端将多达八种粘性流体作为单独的细丝聚集在一起。通过依次对单个流体加压，它们以高达50 Hz的速率在材料之间切换，并产生大约250微米的尺寸。切换速率足够高，以致于可以打印“体素化”的结构，在3D网格每个点上皆具有不同的材料属性。这项工作成果扩大了小特征尺寸下可以打印的材料范围，从而打开了需要精确控制局部材料属性的3D打印应用市场。 材料快速切换（颜色） 研究人员为了证明体素定期布局可实现功能的有效性，进行了相关实验。首先采用一种坚硬的环氧材料打印刚性薄片，并在中间选取柔软度约为前者1000倍的另一种环氧材料作为中间连接边缘进行结构制造。打印完成后通过外界施加作用力，可以将打印的结构从扁平状可逆地转变成折叠的紧凑状态。此结构的折叠寿命达到1000次以上，这表明在打印过程中刚性和柔性材料可实现高质量的过渡。 刚性区域之间为柔性折叠边缘，体现多材料制造特点 另一项验证是采用两种不同硬度的硅橡胶制成的软机器人。机器人的腿由一些小室组成，这些小室在放气和充气时会沿预定的方向变形。连续的充气和放气可使该结构实行步行运动。通过实验发现，打印成功的软体机器人可承受自身八倍负载。 16脚软硬质弹性体功能机器人 对于这两项研究，使用多个平行喷嘴可显著减少打印时间。目前，该系统的打印头只能打印周期性（即重复的）零件，研究人员的目标是将其发展成可以在不同时间挤出不同墨水的喷嘴，较小的喷嘴可以实现更高的分辨率。将来可以采用阵列式喷嘴在各种尺寸和分辨率下进行快速单步3D打印。 END 哈佛大学的多材料、多喷嘴技术可能会对“结构化”材料的开发产生重大影响。这些材料表现出因工程化的周期性亚结构而特有的性质，这些特性的材料并非由化学方法合成，而是通过重新配置材料和内部结构来调整机械、光学或声学特性。 在微观水平上，通过打印不同物质体素组合来控制对象组成的能力成为一个新的领域，该领域可以将更多创新的功能编程到相同的架构材料中，从而获得更加丰富的功能结构。 注：本项研究的具体内容已上传QQ群。 联系笔者：2396747576;工程师技术交流和资料下载QQ群：867355738延伸阅读：1.将电子器件打印至武器装备中，实现结构功能一体化2. HP与Stratasys : 全彩3D打印 , 谁更具优势

作为粘结剂喷射3D打印技术的领导者，ExOne拥有砂型和金属两种成型系统。其最大的砂型打印机成型尺寸达1800 x 1000 x 700 mm，广泛应用于铸造领域。近期，该公司推出了最新的金属3D打印机X1 160PRO，其凭借800 x 500 x 400 mm的成型尺寸成为迄今为止最大的金属粘结剂喷射3D打印机，从而为实现高产量生产带来更强劲动力。本期，3D打印技术参考对该系统进行分析，并对该工艺当前的市场概况进行评论。 ▌基于市场需求的迄今最大成型尺寸的金属打印机 从打印尺寸和批量化制造的角度分析，激光粉末床熔融工艺当前尚无法与粘结剂喷射技术同日而语。而仅从当前现有的金属粘结剂喷射成型技术来讲，Desktop Metal公司的Production系列最大的成型尺寸为750 x 330 x 250 mm，惠普公司为430 x 320 x 200mm，其他品牌如GE的H2等同类型设备的成型尺寸均较小，从而使ExOne继续领衔最大成型尺寸打印机制造商。 ExOne打印的大尺寸金属汽车部件 X1 160PRO总制造量为160升，可以生产大型零件，包括用于汽车、航空航天和国防工业的精密铸造零件。高达10000cm3/小时（取决于材料）的打印速度，为大批量生产带来了可能。多年来，ExOne推出的一系列金属粘结剂喷射系统已经广泛用于航空航天、汽车和国防领域的客户，从而得到了广泛的市场反馈，新推出的大尺寸打印机，也应当是基于市场需求。 ▌关键技术：均一稳定的铺送粉及材料压实工艺，集成工业4.0先进技术 ExOne大尺寸打印机背后的主要推动力之一是其新型的铺送粉系统，它可以分配、铺送和压实粉末，确保粉末均匀分布，这是制备性能一致和可重复高质量零件的关键要素。 据ExOne首席执行官介绍，采用粘结剂喷射技术成型的零件很大程度上与系统铺送粉的质量有关，粉层必须具备一定的压实度，才能减小烧结过程的收缩。而新系统则具有极高的稳定性，使用户可以获得较高的性能可预测性。 ExOne上一代金属打印机M-Flex打印过程 X1 160PRO不仅是一台大型、快速的打印机，同时它也最大程度实现了智能化。该打印机集成了许多工业4.0技术，具有4.0云连接和流程链接功能，这两者均基于西门子MindSphere（基于云的开放式操作系统）开发。智能化使客户能够同时管理多台机器生产，实现质量、进度和无缝的数字制造线程。 ▌开放式的材料系统，可打印金属、陶瓷和复合材料 新型X1 160PRO 3D打印机集成了开放式的材料系统，可以与各种金属和陶瓷粉末一起使用。目前，有六种金属粉末已通过认证，包括316L、304L、17-4PH不锈钢等，另可以打印一些陶瓷和复合材料，ExOne还在不断努力开拓更多的材料种类。实际上，就目前的情况来说，其他品牌的同类型技术，所能打印的金属材料种类远不及此。 ExOne打印的金属零件 此外，用户也可以自行开发适用的材料以及工艺，但需要确保粘结剂能够匹配，确保能够实现稳定生产。ExOne也正在和粉末制造商以及用户一起合作，共同开发成型工艺，如镍基高温合金以及轻质铝合金材料的打印工艺。 拓展阅读 ExOne于1998年即推出了首个商用金属粘结剂喷射系统RTS-300，但由于几年前对粘结剂喷射技术以及金属打印批量化制造提及不多，以及该公司在国内的推广不足，Exone的产品鲜为业内熟知。 近年来，粘结剂喷射技术由于在批量化制造过程中的诸多优势而被广泛重视，被认为是推动工业增材制造的关键技术之一。当前，比较有名的同技术类型设备商还包括GE、Desktop Metal以及惠普，Stratasys也正在加紧相似技术的研发。国内也有公司从事该技术的研发，但从目前的情形看，尚未形成规模。 据IDTechEx预测，到2025年全球将会有37000台粘结剂3D打印设备，这意味着粘结剂3D打印技术将迎来爆发式增长，也表明3D打印技术将开启批量化制造的时代。 注：本期上传内容为ExOne公司三项关于打印机设计的专利，包含打印机整体设计、铺送粉机构设计以及均匀化铺粉的技术等。欢迎转发联系笔者：2396747576;工程师技术交流和资料下载QQ群：867355738延伸阅读： 金属3D打印批量化制造品牌总览 HP Metal Jet和SLM谁更快，更具性价比 金属打印批量化竞争：SLM无支撑系统PK HP与DM 金属粘结剂喷射技术：批量生产须考虑整个工艺链

在TCT深圳展的第一天，全球桌面级3D打印的领导者Ultimaker推出了两款新产品，即S-line系列的最新款S3以及S5 Pro Bundle。这两款产品的推出，使该公司能够继续在创新性、可靠性和经济性方面引领桌面3D打印市场，同时为办公室带来工业生产动力。本期，我们就来了解Ultimaker这两款最新型的打印机。Ultimaker S3：经济实惠的专业级打印机，实现办公室内生产新款 Ultimaker S3 可无缝融入Ultimaker的开放生态系统中。进料装置驱动轮采用硬化钢制作，与CC打印芯结合，用户几乎可以使用任意一种2.85毫米耗材进行打印，如PLA、ABS、Nylon、第三方材料和研磨性材料。工程师可实现设计、测试并可以生产最终使用零件。更宽的喷嘴覆盖范围确保不会浪费空间，同时也带来了更高的成型尺寸。Ultimaker S3Ultimaker S3 包含触控界面和预定义打印设置，可在任何工作流程实现更精确的3D打印。加热打印平台、高级自动调平、更硬的打印平台和精准的步进驱动器，保证该打印机实现最高的打印质量。双料耗材流量传感器可检测打印机耗材轴架，并自动暂停打印作业，从而让用户可以立即补充材料，确保打印机能够平稳运行。Ultimaker打印的原型该款打印机的售价为5万人民币，相对于目前市面上很多FDM设备价格要贵，但质量确实可以保证。它适合于企业通过经济实惠的方式快速开发零件和各种应用。Ultimaker S5 Pro Bundle：最佳的材料和空气质量管理方案Ultimaker S5 Pro Bundle 包括S5、Air Manager（空滤系统）和Material Station（储料仓），它们之间可以相互无缝集成，实现全天候无人值守，并显著改善3D打印工作流程、提高工作效率，同时缩短管理和监控打印机的时间。Ultimaker S5 Pro BundleAir ManagerAir Manager为打印机提供了封闭的由内到外的气流，从而可在打印机内部获得更好的控制环境，且能够过滤打印时产生的高达95%的超细颗粒，从而有助于用户采用更广泛的材料进行安全打印，并实现更安全的工作环境。空滤系统Material StationMaterial Station也就是储料仓，旨在保证材料安全存储，并实现更高的工作效率和材料稳定性。它带有6个耗材托架，配备耐磨的送料结构，可输出玻纤和碳纤维复合材料。其配备干燥系统可以控制储料仓的湿度，使材料更不易变性。储料系统S5凭借高度可靠的打印效果、更大的成形空间和直观触控界面，依旧是打印较大型功能模型、制造工具和最终使用零件的专业解决方案。其国内售价为10.8万人民币。关于 Ultimaker自2011年以来，Ultimaker构建了开放且易于使用的3D打印机、软件和材料解决方案，使专业设计人员和工程师能够每天专注于创新工作。如今，Ultimaker已成为桌面级3D打印领域的市场领导者。欢迎转发延伸阅读：大众汽车：在生产线上使用3D打印机进行车辆生产利用高性能复合材料和金属3D打印解决更多制造挑战奥迪实现高效3D打印产出的应用经验奥迪实现高效3D打印产出的应用经验福特汽车：借助3D打印技术重塑汽车生产线长按复制联系笔者：2396747576工程师技术交流和资料下载QQ群：867355738 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：Ultimaker 新推S3、S5 Pro Bundle，为办公室生产带来工业动力