在工程应用背景下，对金属3D打印材料进行工艺摸索及优化，大多会通过广泛的实验来实现，这个过程繁琐且耗时，但一直被采用。而高校等研究机构则倾向于借助仿真从微/宏观的角度分析，来减少确定工艺参数对实验的依赖程度。这是工程实践和科学研究的区别，可前者离不开后者。 目前，已经有很多研究人员提出了多种基于模型的方法来预测熔池尺寸，这些模型从计算冗长到简单快速不一而足，大多都是建议使用最佳的熔池尺寸比来确定扫描间距之类的变量。但为了确定最佳间距还是会需要大量实验，而且这些方法并没有考虑球化、孔隙等的形成机制。因此，建立一个基于模型预测的无缺陷工艺框架则实用的多。 借助简单的模型预测确定可打印区和不可打印区 来自美国Texas A&Muniversity的研究人员，利用简单的Eagar和Tsai模型来预测熔池几何结构，结合单道实验，以及开发的扫描间距选择准则来研究SLM过程的工艺参数选择范围。最终证明，利用该方法选定的参数组合，均可以实现SLM零件的完全致密化。 为了确定材料的可打印工艺范围，必须对参数空间进行广泛的扫描，无论是实验上还是数值上。熔池尺寸的预测是SLM参数优化框架中的第一步，因为它是决定熔池尺寸以及导致零件孔隙的敏感性标志。研究人员的目标是选择一个简单但快速且合理的模型来预测熔池尺寸，而不是使用高精度、复杂的元素分析来获取大多数物理信息。 激光熔化工艺参数优化的研究流程图 研究人员将输入参数分为了两类：一类是热输入参数包括激光功率、扫描速度和激光高斯热源半径；另一类是材料参数，包括热导率、密度、比热、熔点和激光吸收率。利用统计方法对该模型的不确定性进行校正，结合特殊设定的单道打印实验结果对模型偏差进行校正。随后，研究人员利用预测的熔池尺寸，来确定能够良好成型、未熔合、过熔的相关参数边界，从而获得该材料的可打印工艺框架。 统计校正后的E-T模型绝对预测误差等值线图与实验测量值的比较：（a）熔池宽度误差为2.77%和；（b）熔池深度误差为11.95% 为了排除可能导致球化的工艺组合，研究人员借助实验设计了特定的向量分类器，将参数组合分为球化区和非球化区，而错误分类的误差为零。校准后的Eagar-Tsai模型允许在定义的参数空间内合理、准确地预测熔池尺寸。基于几何推导的扫描间距确定准则，在给定熔池宽度、熔池深度和层厚的情况下可以确定能够实现完全熔合的最大扫描间距，这区别于其他一些研究采用所谓最佳搭接率来确定扫描间距的方法。 根据校准的E-T模型预测，将AF9628的打印工艺区进行划分，及不同工艺组合下的实测致密度 研究人员所选定的实验材料为马氏体不锈钢，此类材料具有超高的屈服强度和合理的韧性，在汽车、航空航天、国防等领域得到高度重视。而最新研制的低合金高强度马氏体不锈钢AF9628，其强度可以达到1.5GPa，韧性可以达到10%。研究人员希望采用3D打印和AF9628不锈钢来生产对几何形状具有高度控制的高强度零件。 通过以上模型分析方法，研究人员构建了AF9628的SLM工艺框架，在此框架内的各种工艺参数均可以成功打印出全密度样品。而最终利用该模型优化出的最佳工艺参数，最终获得的实验样件致密度大于99.25%，强度大于1.4Gpa，伸长率高达11％。文章指出，这是迄今为止公开报道的强度最高的3D打印金属样品。 SLM制造的AF9628的应力-应变曲线（垂直试样和水平试样） END 该研究最终开发出了一套简单的工艺参数优化框架的确定方法。根据该方法，工艺工程师可以轻松选定材料的可打印参数范围，而且这种方法仅取决于可预测的熔池尺寸。 在保持材料全密度的同时，在工艺参数选择方面表现出的灵活性也为局部微结构改进和参数优化提供了可能性，从而可以进一步改善打印零件的机械性能。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博交流和资料下载群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.预热至400℃，H13工具钢打印态的强度达到2GPa 2.最新研究：调整增材制造工艺参数，控制材料凝固过程，实现性能可控 3.一款基于3D打印工艺预测、性能数据库和全动态工艺自适应调整的黑科技软件 4.西交大最新：3D打印单晶高温合金突破经典理念

据外媒7月份的消息，美国陆军研究实验室（ARL）的作战能力发展司令部已向美国领先的3D打印机制造商3D Systems授予了1500万美元的机器开发合同，后者将与国家制造科学中心（NCMS）合作，开发“世界上最大、最快、最精确的金属3D打印机”。上周，该项目公布了许多新细节。该金属3D打印系统需要配备9台激光器，成型尺寸达到1m x 1m x 600mm，将用于满足武装部队的弹药、地面车辆、直升机和导弹防御需求。除了系统本身之外，3D Systems还在开发补充材料、软件和服务，以提供更全面的产品。 九激光系统将用于制造陆军武器系统的金属零件，来自美陆军 ARL的高级制造、材料和流程计划经理Stephanie Koch指出：“当我们着手这个项目时，我们需要一种更快的方法来生产主要地面战斗子系统的关键部件。迄今为止，该项目所取得的进展是巨大的。我们期待在未来几个月内逐步开发出全面的生产解决方案，该解决方案将实现新功能，以解决转型过度的问题。”在陆军进行安装后，该技术将提供给领先的航空航天和国防供应商。 用于大型金属3D打印系统的高级光学器件 到2020年10月，新系统的第一份测试打印已经完成。该机器的关键部件基于3D Systems成熟的DMP系列打印机来选择，其光学系统能够为九个激光器中的每一个提供单独的熔池监控系统，从而改善零件质量控制。由于采用了几乎相同的光学系统，因此新机器还能够利用公司现有的材料工艺库。 3D Systems还将六台高对比度单镜头反光（SLR）摄像机集成到机器的构建室内，从而可以进行现场监控。摄像机提供了自顶向下的视图，这意味着用户不需要执行图像处理过程。除了粉末床图像外，该系统的固件还可以捕获传感器数据、位置数据和熔池数据，并将所有数据整理到SQL数据库中，以待全面了解零件质量。 3D Systems的联合创始人兼CTO Chuck Hull补充道：“ 3D Systems秉承创新精神，我们的客户在推动这一过程中发挥了关键作用。我们与ARL的合作使我们能够加大研发力度，在使ARL达到其目标的道路上实现了许多行业首创。我们在该项目的第一阶段所取得的成就将为下一阶段提供动力，这将有助于我们帮助ARL扩展其能力并巩固其供应链。” 提高材料效率 与传统的PBF 技术不同，3D Systems将采用选择性粉末沉积工艺，仅通过在需要的地方沉积材料来减少粉末的使用。3D打印技术参考猜测该技术可能与Aerosint混合材料铺粉系统类似，其在打印过程中采用两种不同的粉末，其中一种廉价粉末用作支撑材料，这种方法可以减少在打印非常大尺寸零件时所需要的金属粉末的用量。该系统的打印基板同样可以预热，以减少热应力并提高沉积质量。 Aerosint选择性粉末沉积技术使用特殊装置来沉积两种或多种材料 3D Systems在打印前对构建室抽真空能够排除粉末中的氧气 此外，该公司将继续采用真空构建室，氧气含量保持在25ppm以下（大多数传统金属3D打印机中氧含量约为500-1000ppm），氩气的消耗大约相当于其他类型金属3D打印机的十分之一，从而使零件具有较高的化学纯度，还可以显著降低机器运行期间氩气的总购买成本，并通过提高粉末的可重复使用性来节省总成本。 该项目自2018年10月就已启动，但官方并未指出项目何时结束。从目前的趋势来看，多激光、超大型金属3D打印的时代或已到来。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.中文视频：SLM Solutions上市12激光、20倍速NXG XII 600金属3D打印机 2.重磅：Velo3D 推出8激光器超大幅面金属3D打印机 3.GE增材：金属3D打印中气流（风场）设计的重要性 4.中国航天科技集团首席信息官：金属增材制造技术在航天领域的应用(视频)

对于粉末床激光熔融金属3D打印技术，用户对于零件的机械性能、设备使用率、相关工艺，甚至设备的整体设计，都期望能够达到最高的品质。然而对于打印过程中的烟尘、飞溅却可能重视不足，GE旗下增材制造部门认为，这些“副产品”是影响零件质量的关键因素。 SLM Solutions 12激光同时打印产生大量烟尘及其全新优化的风场舱室设计和多孔风墙专利技术 在SLM Solutions刚刚发布的12激光金属3D打印机视频中，我们看到多激光在同时打印过程中产生了大量烟尘，如果没有好的风场和气流设计，便难以保证加工过程的顺利进行。在过去几年里，对熔融过程和气流重要性的理解一直在进步。如今，设备商通常可以对成型仓中的气流进行专门的设计优化，来确保成型过程的稳定。本文重点介绍熔融过程中的物理机制，以及GE Additive如何对Concept Laser M2进行气流优化来改善成型过程。 为什么加工基板上方的气流对激光增材制造过程如此重要？ 在3D打印过程中，金属粉末吸收激光能量所产生的熔池温度会超过粉末材料的沸腾温度，这会在熔池表面形成强烈的对流和蒸汽反冲力，气化的金属和夹带的粉末会从熔池和周围粉末中喷射而出。金属蒸气会逐渐冷凝成黑色烟尘，夹带的粉末在喷射后会部分聚集在粉床表面。 如果没有优化的气流设计，烟尘颗粒甚至可能到达成型仓顶部的激光窗口。当这种情况发生时，烟尘-激光相互作用可能导致激光束的折射和吸收，并因此导致到达粉床表面的激光功率降低以及光束形状失真。 激光熔池与激光束相互作用的物理过程（撞击粉末床的功率分布呈现高斯形状）：粉末、激光和烟尘相互作用（左）；显示温度分布的模拟结果（右） 此外，落在粉床上的夹带粉末和飞溅颗粒可能会导致下一层熔融不充分，从而形成孔洞。上图描述了激光-粉末相互作用的多种机制，以及气流如何有助于改善这种情况。在气流的作用下，烟尘和飞溅物等可以被带离成型仓，从而确保上述杂质不会影响打印过程，进而可以保证较高的成型效率和质量。但如果颗粒太大，气流也无法将其有效带离。 为此，GE增材已经开发了多种有效解决方案来减少这类颗粒。研究发现，通过在风速和风场分布方面改善气流，可以显著改善零件密度和表面粗糙度（见后文）。 熔融过程中烟尘和飞溅形成的基本原理 通过对金属粉末与激光相互作用的物理过程的分析，可以帮助优化气流系统，改善增材制造工艺。 根据粉末材料特性、激光功率、光束形状和扫描速度，熔池会呈现某种特征形状。当光束在粉末床上方移动时，熔池尾部的对流、反冲压力形成的凹陷等都会影响激光功率吸收以及熔融金属中涡流的形成。 在凹陷表面，局部温度会超过金属的沸腾温度，导致材料蒸发。凹陷越深，尤其当锁孔出现时，局部表面温度就越高，甚至可以达到几千度，这也与非常高的局部压力有关。蒸发的材料被推离熔池表面，形成高速射流，该高速射流与从熔池带走的三种不同类型的喷出物相关联。 打印过程中零件边沿的飞溅 1. 高成型速率下，假设熔池温度很高，形成金属蒸气射流，其以接近局部音速的速度喷出。由于这种射流的动量很高，气流无法将喷出物带离熔池正上方。蒸气射流上升十几毫米后动量在那里减少，并充分冷却形成黑色的纳米颗粒（或所谓的烟尘）。此时的烟尘可以很容易被气流带走。 2. 喷射出的小熔融液滴在冷凝落回粉床前可以被气流尽可能带向基板边缘，但大于100微米的冷凝颗粒与气流相比会显得太大、太重，最终会落到离起点只有几厘米远的粉床上，无法以有效的方式被带走。 3. 最后是被热蒸气射流夹带的未熔化粉末颗粒。这些粉末颗粒可能与其他颗粒聚集在一起，这取决于射流中的温度以及与激光束的接近程度。如果这些颗粒变得与上述熔滴一样大，也很难被气流带走。 因此，良好的气流设计应当保证： • 可以有效地去除烟尘，防止烟尘在成型室中扩散、到达激光窗口或对激光构成持续威胁。 • 与扫描策略相配合，尽量避免副产品的产生，并防止与激光束的接触。 对传统风场进行升级改造 Concept Laser M2此前的风场设计如下图所示，首先气流会冲刷激光窗口，然后在粉床上方形成回流将飞溅和烟尘带离成型仓。由于以前对熔池物理特性和参数开发的理解不如现在先进，这种系统当时也被认为可行，并可以稳定打印。 Concept Laser M2原有气流设计（a 和 b）以及新的气流设计（c 和 d） 但随着对相关物理学有了更多理解以及一些参数的进一步发展，研究人员发现在成型仓中心的回流区域产生了潜在的烟尘区，积聚的烟尘会与激光束相互作用。特别是在加工基板的中心（回流区域就位于其正上方），在高能量密度的情况下，烟尘就可能在打印区上方聚集。 由气流偏转引起的复杂流线曲率使得很难在整个加工基板上获得均匀的气体流速分布，烟尘有可能会出现局部堆积，从而对铺粉造成影响。不过尽管如此，该设备当时还是提供了稳定的结果，但是为了进一步降低表面粗糙度和提高可重复性，GE Additive与通用电气全球研发中心 (GE Global Research) 的流体分析和优化专家合作，实现了新的设计： • 第一步，成型仓中的气流方向从右向左均匀设置，消除导致回流的反向流动。 • 第二步，对于已知的烟尘流向，评估所需气流的速度，成型仓因此被分成两部分。 a)从 Generation 3到Series 5（从左到右）基板表面气流速度的进步。可见气流分布质量显著改善；b) 成型仓中气流测量的实验结果，切片显示成型仓中以及加工基板上方的均匀速度分布 通过几个周期的数值模拟、机械设计与实验评估，发现在成型仓的上部（更加远离加工基板）需要低气流速度（大约1米/秒），但气流需要均匀分布，因为烟流速度也相当低；相反，设计的重点被放在保持激光窗口清洁并防止成型仓中出现回流区，需要不惜一切代价避免上部气流中的较低速度导致回流区。成型仓的下部采用高速气流，主要解决加工基板上方的烟尘，以尽可能有效地将其带离激光路径，实现永久的烟尘去除，并保持平均烟尘浓度尽可能低。由于烟尘的动量很大，下方气流如果太稀薄几乎不会影响烟尘。而成型仓上部的气流，这里远离加工基板，气流设计不必用于移动高动量颗粒，只需将烟尘吹走即可。 升级改造后的风场气流环境中的烟尘颗粒流向和速度分布。顶：侧视图，下：顶视图。 采用新风场设计的打印机所制造的零件具有更低的表面粗糙度 与此前的版本相比，最新的机器具有高得多的流速，这是有效排出熔融过程中的烟尘和飞溅物所必需的。实验结果显示了成型仓中上下部气流的均匀流速，均匀流场使扫描策略可以保持一致，从而将整个构建板上方的烟尘风险降至最低，使零件之间的差异减小，排除零件性能的位置差异性。 对风场的模拟结果也显示，由高能量激光引起的烟尘被有效地带到下游，而没有出现在基板上方。这种情况表明，新的风场设计可以保证烟尘不会上升到底部气流以上，其在到达成型仓上部区域之前就被偏转并带到出口。 气流和风场的设计需要优化，我们也曾看到一些设备风速设计很大，但把粉末吹走了很多。 本期上传：GE Additive气流设计的持续改善中英文版本PDF。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.GE增材：具有增强后处理和质量控制的金属3D打印 2.大型零件增材制造整合设计，看GE增材高级设计工程师如何说 3.GE Additive：连续增材生产是一场马拉松，而非短跑冲刺 4.美国航空业成就GE增材，中国航天崛起能否再造铂力特？

昨日，SLM Solutions 12激光金属3D打印机正式发布，型号命名为NXG XII 600。这台备受期待的设备配备了12台1千瓦的激光器和600x600x600mm的成型舱室。NXG XII 600是目前市场上打印效率最快的设备，比SLM ®280单激光设备快20倍，同时使用光学变焦等创新技术，使其能够达到最佳的生产效率和稳定性。此设备主要用于大尺寸零件的批量化生产，为汽车和航空航天等行业新应用带来更多的可能，为工业级的批量化生产开启新的篇章。NXG XII 600配备多种创新技术，全自动化运行，让生产力上升至全新的高度。激光的使用效率在成型过程得到了根本性的优化，从而使打印速率达到最高。此设备为实现批量化生产重新设计了全新的光学系统，基于定制化的激光扫描系统最适合打印分区实现大面积搭接。所有12套光学组件可以通过“缩放变焦功能”的双透镜系统提供光斑尺寸快速定义，使客户能够在焦平面中选择不同的光斑尺寸，使打印速率提高到1000cc/h及以上成为现实。最终实现单次打印作业的超高零件产出，同时降低批量生产的成本。 12激光同时烧结，烟尘很大，如果没有好的风场，问题会很严重 轮廓与填充采用不同尺寸光斑 SLM Solutions的首席运营官SamO'Leary强调该设备的发布意味着增材制造的新时代已经开始，他提道，“NXG Xll 600是一场工业制造业的革命。到目前为止，一直被外界认为没有办法突破四激光系统的限制——可是今天的12激光系统，不仅对于增材制造业来说是一个颠覆性的突破，对于整个制造业来说也是一个重大的进步。这台设备将为用户带来前所未有的增材制造体验，它能在提高生产力的同时很大潜力降低生产成本，用户可以将真正的批量化生产完全集成到供应链中。” NXGXII 600打印的大尺寸IN718中框组件 NXGXII 600打印的大尺寸铝合金引擎机壳 NXGXII 600打印的大尺寸零件 为了便于将NXG XII 600集成到工厂和供应链中，解决方案中包括几个自动化功能，如自动成型缸替换、自动打印开启以及外部预热站和外部除粉站。 为了实现全平台上零件特性的统一，SLM Solutions采用全新优化的风场舱室设计以及成熟的烧结多孔风墙专利技术。客户还可以通过为风场重设计的双向铺粉专利技术，实现更加紧凑的腔室布局和风场的优化。 NXG XII 600采用全新优化的风场舱室设计以及成熟的烧结多孔风墙专利技术 NXG XII 600具有可靠的热管理设计理念。减少温漂移的同时，以实现及保证客户多达12个激光打印的无缝搭接。此外，该设备还提供全新的用户操作界面，此界面可为操作人员优化工作流程且减少培训需求。SLM Solutions为客户提供了最高的设备生产力、稳定性及安全性。 该设备有两种不同的粉末处理选项：一个是基于重力的粉末加载方式，另外一个则基于粉末真空自动运输加载方式，这两种解决方案都将每个打印作业之间的停机时间保持在最小。 设备功能概述 成型尺寸: 600x600x600mm 12台激光器，每台1KW 缩放变焦功能 集成打印扫描分区，均匀分布所有12个激光器的打印工作 自动成型缸更换 自动打印开启 外部预热站 外部除粉站 通过降低每个零件的成本和总的制造时间来降低生产成本 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.SLM Solutions将推出12激光金属3D打印机（附解析） 2.重磅：Velo3D 推出8激光器超大幅面金属3D打印机 3.GE增材：具有增强后处理和质量控制的金属3D打印 4.顶刊综述：3D打印金属材料的缺陷种类及其对疲劳性能的影响

按照传统制造工艺，在最终用途零件进行批量生产之前，通常首先采用CNC加工来制造金属原型来进行装配和功能测试，然后再通过其他工艺进行批量生产。金属3D打印作为一种新型便捷的制造工艺，加工出来的零件性能与传统零件相当，甚至更好。GE Additive开发的3D打印燃油喷嘴就是最为知名的应用案例。它将20个零件组合成一个单元，几何形状过于复杂以至于无法通过传统工艺制造，3D打印将其实现了一体化成型，并减轻了25％的重量。3D打印仅是整个制造过程最前端的环节 然而，3D打印仅仅是整个制造过程的其中一环，将金属3D打印提升到更高生产水平的一个重要要素是后期处理，包括后期加工选项、材料可追溯性、检验报告以及相关认证，以确保高质量零件符合最终用途和行业标准。 通过机加工满足关键特征要求   3D打印后的CNC加工可以实现高要求零件所需的更严格的公差，同时还能满足增材制造的设计自由度。 通常，SLM打印的零件公差为±0.003英寸（0.076毫米），经过后处理CNC精加工后可达±0.001英寸（0.0254mm）。与大多数3D打印过程一样，使用线切割机床或带锯将零件从构建基板上取下，并用手动工具去除支撑，对于需要更严格公差的关键特征，机加工能够满足要求。 与SLM打印后的情况相比，精密加工可在制造后实现更严格的公差和更好的表面质量 此外，后期加工也可用于提高表面质量。3D打印金属零件的标准表面粗糙度范围为5-10 µm，具体取决于方向、材料和层厚度。后期加工可以实现最高2μm左右的表面粗糙度。CNC加工的更高精度非常适合制造精确的孔和螺纹。 通过粉末分析和材料可追溯性进行质量控制   随着航空航天和医疗等受到严格监管的行业将3D打印作为最终用途制造工艺，对于粉末材料的分析和可追溯性变得至关重要。 通过按照ASTM标准采购材料并实行单批次跟踪，材料质量控制在打印过程开始之前就开始了。材料采购后还将进行频繁的粉末测试确保符合ASTM规定的化学成分。除遵循这些流程外，粒度分布测试也被包括在其中，同时也会记录源粉末的分析和机械测试数据。 通过热处理强化零件   对3D打印的零件进行热处理可以消除应力、降低潜在的变形和开裂风险，同时还可以使最终用途部件韧性更好、更加耐用，提高材料的综合力学性能。常用的热处理手段包括去应力退火、热等静压、固溶退火和时效处理。 SLM过程中发生的快速加热和冷却可能会增加零件内部应力，因此每个SLM零件都需要按照ASTM 3301标准进行应力消除处理。专门的热处理技术如热等静压（HIP），通过在高温条件下施加均匀的压力可以消除大部分零件内部空隙，为减少故障提供了另一种控制方式，这是航空航天应用的普遍要求。 对3D打印的零件进行热处理 退火是最终用途SLM零件的另一种热处理选择。此过程将零件加热到高温，然后迅速冷却，从而改变了零件的实际微观结构并提高了延展性。时效提高了零件的疲劳强度，使其可与锻造材料媲美。 机械测试可以在热处理后进行，确保生产零件的机械要求得到满足。相关测试通常包括拉伸强度、洛氏硬度、疲劳和振动等。 质量保证和检验报告   为了确保具有高要求的零件符合严格的标准，需要提供许多质量检查选项来评估零件的几何结构、材料组织以及尺寸特征，检查零件是否在公差范围内并具有所要求的内部结构。根据具体零件和注意事项，可以通过坐标测量机（CMM）、光学、CT扫描以及X射线来实现。质量报告和认证有助于根据行业标准验证零件，这在具有行业特定要求和高度安全考虑的行业（如航空和航天）至关重要。 GE Additive指出，航空和航天是增材制造应用最为激进的领域，其产品以具有很长的寿命周期和极高的安全要求而闻名。有些零件在起飞和着陆期间，或在遭遇空气湍流的情况下将面临高水平的热负荷或机械负荷，这也是大多数部件要求制造档案的一个重要原因。 3D打印的航空发动机部件与传统制造部件对比 这些高安全性和质量标准通过AS9100（航空器、航天和国防工业的国际管理标准）进行监管。该标准为供应商提供了全面的质量体系，以向航空航天和军事实体提供安全可靠的产品。制造商可以按照AS9100质量管理体系的AS9102报告进行SLM生产零件的首次物品检验（FAI），验证最终零件是否符合原始图纸、采购订单以及其他注明的规范。 总而言之，金属3D打印的后处理可改善尺寸精度、表面粗糙度和机械性能。生产高质量零件不仅限于3D打印的制造过程，附加的后处理为高要求的最终用途零件提供了高级选项。 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.GE Additive：连续增材生产是一场马拉松，而非短跑冲刺 2.美国航空业成就GE增材，中国航天崛起能否再造铂力特？ 3.从磨削到精加工：增材制造的后处理解决方案 4.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

传统的金属增材制造技术均采用高能热源将材料熔化，这在材料的熔化/凝固过程中难免产生缺陷。本期我们要介绍的是一种新型的增材制造技术，它完全不基于高能热源，也不需要保护气氛，还能以10倍于熔融成型3D打印的速度制造大型整体构件，它就是搅拌摩擦增材制造技术。近日，美国公司Meld Manufacturing采用该技术打印出了直径3.05米的铝合金零件。 3D打印的直径3.05米的零件 搅拌摩擦增材制造的基础是搅拌摩擦焊技术，它利用搅拌针与连接件的搅拌摩擦产生热量软化连接处的材料，再通过轴向的压力使得材料连接在一起。这样的焊接方式没有经过金属的熔化与凝固，只是经过塑性软化和轴向的挤压，连接处在材料性能上存在一定的优势。 搅拌摩擦焊的原理 搅拌摩擦增材制造就是基于搅拌摩擦焊的原理，把分离部件“连接”变成纵向的“堆积”，材料在高速旋转的刀具作用下摩擦生热，同时搅拌针的旋转使得前进侧的材料跑到返回侧，这样摩擦以及塑性变形产生的热量使材料软化，再在刀具的纵向压力下形成熔核组织; 刀具在控制系统的控制下按照预定的轨迹运动就会形成一个由焊核组织构成的“纯核”构件，最终实现增材制造。  Meld Manufacturing搅拌摩擦增材制造过程 搅拌摩擦增材制造的三种进料方式   笔者查询资料发现，搅拌摩擦焊增材制造有三种进料方式，分别是板材、旋转棒料和粉末三种。基于板材的进料方式很容易理解，但从Meld Manufacturing的制造过程来看，很显然不是这种方式。从其原理图可以看出，它采用的应当是棒材进料。 meld manufacturing搅拌摩擦增材制造原理 meld manufacturing搅拌摩擦增材制造视频演示 以棒材的进料方式已经证明了可以得到多道多层的成型件，其最大的特点是在送料和刀具上，也就是进料棒还充当了“刀具”的角色，起到摩擦挤压的作用，所以此模式的材料利用率很高。对于以板材为进料的方式，其进料上主要是根据需要逐层添加板材，然后用独立的刀具进行摩擦增材制造，在材料利用率上打了很大折扣，而且由于进料板的先前形状，在成型件形状上有了限制，所以成型控制性较差。另外，此方式需要夹具对进料板进行固定，给加工过程带来不便。以粉料添加进料的方式，可随刀具运动实时添加，具有很高的材料利用率和很好的成型控制性。  基于多层板材的搅拌摩擦焊 搅拌摩擦增材制造的技术优势   这三种进料方式的一个共同特点，也是该技术本质上的优势，就是经过摩擦搅拌过程可以得到性能良好的微观结构(细晶组织)，而这正是实现良好机械性能的本质。进料通过与搅拌针摩擦生热，发生塑性软化，然后再通过两者的挤压，实现增材过程。在这样的过程中，材料并未经历熔化与凝固而一直保持固态，且过程中的挤压又起到“锻造”作用，最终得到的是性能良好的细晶组织。细晶组织具有良好的机械性能和疲劳性能，且能改善材料的延展性，这也是材料提高强度等性能的原因。 Meld Manufacturing采用搅拌摩擦增材制造的部件 此外，由于成形过程中不存在金属的熔化/凝固过程，材料在成形过程中不会产生与熔化相关的热裂纹、气孔等冶金缺陷。而正是由于成形温度低且成形发生在材料内部也不会受外界影响造成材料氧化等问题，生产过程可以在露天环境中进行，所制造的部件的尺寸显著增加。 同其他大型金属增材制造技术一样，该技术所制造的零件需要通过铣削才能获得最终成品。 搅拌摩擦增材制造可成型材料和应用   虽然可查询到的资料多以铝合金的搅拌摩擦增材制造居多，但Meld Manufacturing已经成功开发出钛合金、铜合金、不锈钢以及镍基合金等主流材料的3D打印工艺。所制造的IN625的疲劳寿命相比原料棒材提高了4倍，并能够以至少10倍于粉末熔融工艺的速度进行材料沉积。而且，该工艺能够制造多金属材料和梯度材料。 Meld Manufacturing搅拌摩擦增材制造的铜合金部件 Meld Manufacturing的搅拌摩擦增材制造技术已经在大型卡车和国防装甲车辆中获得应用，该公司被美国陆军选为远征技术服务商，使其尽可能靠近战场进行维修和生产战斗车辆部件，同时提高整体效率并降低成本。 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博交流和资料下载群：867355738；网址：  延伸阅读： 1.重磅：国家增材制造创新中心推出“激光增减材复合制造装备” 2.冷喷涂：动力学金属化过程 3.增减材混合制造技术大幅提高武器装备生产速度 4.连续纤维增材制造技术或将颠覆航空复合材料结构生产模式

10月15日，美商务部再将六项新兴技术添加到《出口管理条例》的商务部管制清单中，其中包括混合增材制造、光刻软件和5nm生产技术。至此，受到出口管制的新兴技术总数已经达到了37项。美国商务部在官网发布公告中写道：“此举是为了支持关键及新兴技术这一国家战略”。实际上，就增材制造技术而言，我国早也已经将同类技术纳入了“中国限制出口技术目录”。 公告指出，最新商业出口管制中的新兴和基础性技术的出口将对美国国家安全起到至关重要的作用，这六项新兴技术为： 混合增材制造/计算机数控工具 特定的计算光刻软件 用于为5nm生产精加工晶圆的某些技术 有限的数字取证分析工具 用于监测电信服务通信的某些软件 亚轨道航天器 所谓混合增材制造，是将增材和减材集于一体的新型制造方式。它主要采用激光熔融与CNC加工相结合，可以用工业机器人、3轴或5轴联动切削加工机床、商业化的SLM机床等相结合，通过独立的增材与减材机器（机器人交换工件）、将增材制造装置安装在主轴上（无刀库）、在机床上安装永久性的增材制造头、或者是在商用SLM机床上进行设备重构来实现。本文叙述的重点主要包含前几项。 国外增减材混合增材制造设备及重要应用   金属增材制造技术在加工精度上与传统加工相比较低，因而受到极大限制。将增材制造与传统加工工艺有机地集成起来，成形件加工完成后无需后处理即可直接投入使用，大幅缩短了制造时间和生产成本，还可拓宽原材料范围，减少生产过程中切削液的使用，实现绿色加工。近年来，增减材混合加工工艺与装备不断涌现，在提高制造精度，增大制造尺寸、提高生产效率等方面取得多项进展。 1. 洛马公司建造世界首台多机器人增减材混合制造系统 几年前，洛马建成了世界上首台“多机器人增减材混合设备”，该设备由两个机器人串行工作，具备增材制造、减材加工和工艺过程监测、尺寸检查、热测量等多种功能，适用于多种材料加工，能够显著提升大型复杂结构的制造效率，降低制造成本。 洛马公司多轴激光束沉积打印机 洛马公司增减材制造的卫星燃料箱体 2018年，洛马公司使用电子束增减材制造技术生产了迄今为止最大的3D打印空间零件—卫星燃料箱体。采用该工艺，使部件减少了超过80％的材料浪费，并将总交付时间从两年减少到三个月，同时部件经过了严格的质量测试，使其能够承受严峻的发射和长达数十年的空间真空任务。目前，该部件已作为标准件用在了LM 2100卫星平台上。 2. Relativity Space世界最大金属3D打印机，一个手臂打印，两个手臂切削 在本月Relativity Space最新的在线讲座中，其工程师介绍了该公司的世界最大的“Stargate”的3D打印机。它基于定向能量沉积技术，拥有三只庞大的机械臂，一只用来熔化金属丝进行增材制造，另两只则用以进行减材加工。依赖智能数据驱动和机器学习控制算法，该打印机可协作进行增材和减材加工以制造复杂几何形状。 三只机械臂，一只进行熔丝增材制造，另两只用来进行减材加工 Relativity Space分别拥有若干台可以打印15英尺（4.5m）、20英尺（6m）甚至30英尺（9m）的“Stargate”的3D打印机，可同时打印第一级和第二级火箭以及整流罩。 Relativity Space世界最大金属3D打印机 尽管火箭通常由数千个单独的零件组成，但Relativity Space公司设计的零件却合并了一些部件，他们的火箭零件数量是同类火箭的零件数量的1/100（Terran 1火箭只有730个零件）。目前，Relativity Space可以在30天内打印出整个整流罩，能够在短短60天内生产出整枚火箭。 3. DMG MORI多金属增减材复合制造 DMG MORI公司独特的混合式（增材制造与传统制造结合）加工解决方案，是一项令众人瞩目的技术，它将铣削加工技术与激光金属沉积加工工艺结合在一起，应用于一台具有完整铣削功能的激光熔覆加工机床上。 灵活结合增材制造与铣削加工，生产成品质量的3D工件 LASERTEC 3D hybrid是DMG MORI推出3D打印混合制造打印机，这台“机床”中融合了5轴喷粉堆焊和5轴联动铣削加工技术，可交替进行堆焊、铣削以及车削加工。 增减材一体实现 DMG增减材一体设备制造的火箭发动机部件 但基于激光堆焊的增减材一体制造工艺不仅可生产非常复杂的几何形状，而且同时可解决3D打印的表面质量问题及材料复合问题。2019年5月，卫星发射公司Virgin Orbit采用DMG MORI增减材一体式设备为NASA打印了发动机燃烧室，其内衬采用GRCop-84铜合金，外部为镍基高温合金，其结构与材料与传统设计完全相同，制造工期则节省了数月时间，热火试验更证明了基于该工艺制造的复合材料部件与传统制造的性能相一致。 除上述公司之外，能够开发增减材混合制造设备的国外知名公司还有Optomec、沙迪克、Mazak等公司。篇幅所限，不一一赘述。 国产增减材混合增材制造设备，已被纳入禁止出口名录   2020年9月，国家增材制造创新中心重磅推出了“五轴激光增减材复合制造装备”，能够实现增材成形和减材加工的自由切换，完美呈现精密复杂结构零件精整加工，满足增减材复合制造及修复再制造的需求。对于具有内腔、内孔、内流道的复杂零件，在工艺制定阶段，可以将其分段制造，逐段增材、逐段切削，实现内腔的加工来保证质量。 国家增材制造创新中心“五轴激光增减材复合制造装备” 武汉天昱智能制造有限公司与华中科技大学合作开发的微铸锻铣一体化增材制造机床（点击），是针对航空、航天等行业对大型钛合金结构件的一体化制造需求而研发的，集成了电弧 / 等离子弧快速成形、柔性微型轧制、数控加工、惰性气氛保护等多种技术于一体，在熔积成形过程中对熔积工艺参数、熔积层表面形貌、制件冶金质量进行在线实时检测，对于在增材成形过程中产生的表面裂纹、未熔合、气孔、夹渣等缺陷的无损检测，采用多种无损探伤集成装置，判定缺陷的大小、位置、性质和数量；采用快扫红外热像仪测量成形件的温度场和热循环曲线、视觉成像分析诊断系统，监测电弧弧柱特征和熔池形态，并进行数控减材加工，达到制造件的质量要求。 武汉天昱微铸锻铣复合增材制造机床 微铸锻铣复合制造技术由于突破了增材技术无法制造锻件的瓶颈，一经问世便获得了GE、空客、商飞、西飞、成飞等大型企业的高度关注，并展开了相关合作。目前，该技术也已被列入“中国限制出口技术目录”。 此外，国产增减混合五轴加工中心相对于国际同类装备具有更高的性价比。大连三垒机器股份有限公司研发的 SVW80C-3D增减材复合五轴加工中心，是金属喷粉激光熔融与立式加工中心复合机床。采用2kW光纤激光器，工件最大回转直径1000mm，工作台最大承载850kg，主电动机最大功率36kW，主轴最高转速12000/min ，X/Y/Z 轴行程800mm/800mm/600mm，X/Y/Z 快移速度48m/min，A/C 轴转动范围±120°/360°。 国产增减混合五轴加工中心SVW80C-3D快速制造复杂零件 除上述知名企业外，国内可开发增减材混合制造设备的公司还有北京机电院机床有限公司、上海航天一亘智能科技有限公司、青海华鼎装备制造有限公司等单位。 END 由以上国内外增减材混合制造设备的研发现状可以看出，国外针对增减材混合制造的研发起步早，已出现了一批商业化的增减材混合制造机床。国内针对增减材混合制造的研发起步较晚，但是研发势头较强，正在迎头赶上，而且还出现了国外所没有的一些特色增减材混合制造机床。随着增减材复合制造技术的发展和逐渐成熟，将涌现出越来越多功能强大的复合制造设备，涵盖越来越多的应用领域。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.增减材混合制造技术大幅提高武器装备生产速度 2.3D打印铣床—混合制造的特点与优势 3.3D打印火箭再生冷却推力室的材料、机遇与挑战 4.国家增材院课程：金属熔丝高效低成本增减一体化制造技术及应用

10月20日，Velo3D推出新一代具有“超大容量”的Sapphire XC 3D打印机，φ600x550mm的构建体积与上一代φ315x400mm的成型尺寸相比，吞吐量提升了五倍，并且能够将零件的制造成本最高降低75％。 Velo3DSapphire XC3D打印机 配备8激光器的无支撑金属3D打印机 Sapphire XC配备了八台1000W的激光器，与上一代产品的两台相比，可实现更高的生产率和打印速度。除了这些主要差异之外，新系统保持了该公司一贯的体系结构，如光学设计、重复涂铺技术、气流技术和计量系统，Flow预处理和Assure质量控制软件同样集成在内。不需支撑结构进行大尺寸零件增材制造对许多工业最终用户来说非常有吸引力。在粉末床激光熔融系统中，大型组件的质量保证至关重要，任何制造失败都会造成严重的经济损失。Velo3D指出，其集成化的解决方案已经证明可以生产出更高产量的高质量零件，随着各种基础技术应用在Sapphire XC打印机上，客户将首次对增材制造大尺寸零件的质量拥有最好的信心。 Sapphire XC配备Velo3D集成化的解决方案 目前，Velo3D可打印的主要材料包括F357铝合金、Ti6Al4V、In718以及HastelloyX高温合金，Sapphire XC在3D打印材料的特性方面也与以往无异（点击查看材料性能）。 Velo3D IN718常温机械性能（垂直建造方向） 除Sapphire XC之外，今年4月Velo3D还推出了成型尺寸为φ315*1000mm的Sapphire 1MZ，与前者一起组成该公司第二代产品系列。在本次的新品宣传中，Velo3D还宣布将对初代Sapphire打印机进行软件和硬件升级，推出Sapphire Gen 2系统，有望将生产率和零件成本指标提高10-50%，而升级可在已安装的系统上进行改装（对此，国内的打印机制造商应该反思）。 Sapphire1MZ Velo3D旗下的 Sapphire系列产品专门用于解决航空、发电和能源市场对具有质量保证的复杂几何形状制造长时间以来未能得到满足的需求，因此日渐受到这些领域的关注。目前，Velo3D已经收到13个新增材制造系统的预购订单，因此可以看出终端用户对于其技术的认可以及对传统金属粉末床激光打印技术制造弊端的“无法容忍”。 “剑走偏锋”，创新传统打印工艺，全方位保障产品质量我们在此前的文章中曾经指出，目前金属3D打印机的形制基本上都大同小异，而技术的弊端却显而易见，谁能打破常规，谁或许就能创造新的营收空间。像Velo3D这样“剑走偏锋”的企业确实已经不少，但目前最成功的或许也只有这一家。SLM Solutions自去年开始宣布将推出12激光器的SLM打印机，近一年过去，其基于“下一代”打印机所制造的样件已经看了许久，12激光器的打印机尚未等来，Velo3D 8激光器打印机却率先登场。 VELO3D打印的高质量零件 当前，能够显著增加打印速度又能保证产品质量的有效手段是增加激光器的数量，国内外几乎所有能够实现工业生产的金属打印机制造商均在朝着多激光的方向迈进，目前已经有公司正在研发配备6激光器、成型尺寸达2米的金属SLM打印机。然而多激光同步打印带来的质量问题远比单激光要多，要复杂。 大尺寸零件的打印需要多台激光器协同工作，此时便出现了因激光器数量增加产生的扫描场域对准问题（或称拼接的准确性问题）、激光分配问题以及多光束的互不影响问题等，这对航空航天部件和其他大型部件影响显著。 Velo3DFlow预处理软件 Velo3D为此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。 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。 Velo3D Assure质量保证系统 Assure质量保证软件则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。 总的来说，Velo3D在其增材制造系统中集成了相当多的先进技术来解决传统SLM技术所面临的挑战，着力于满足生产领域对于效率、质量一致性以及加工稳定性的需求，这无疑能够推动增材制造技术在批量零件制造中实现更广泛的应用。 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.多光束下的3D打印系统（二）：激光对齐校准将严重影响大尺寸零件的打印质量 2.VELO3D无支撑金属3D打印材料性能数据报告 3.全球首架自主研发超音速飞机XB-1将VELO 3D现有技术扩展到了绝对极限 4.SpaceX首次载人火箭发射成功，3D打印发挥作用，开始纳入Velo3D无支撑金属打印

这项工作证明了利用增材制造热循环在不改变成分的情况下细化晶粒的可行性。SLM打印态的CP-Ti表现出34.3%的极高塑性，无明显机械各向异性。 增材制造中金属和合金的晶粒细化一直吸引着人们的极大兴趣，它促进了细等轴组织的形成并降低了热开裂倾向，从而在打印态下即可得到均匀且改善的机械性能。通常，增材制造过程中的晶粒细化可以通过与材料或工艺相关的策略来实现。前者通常涉及添加成核颗粒或限制生长的溶质，这在轻金属和合金的常规铸造中已得到充分研究。在过去三年中，此类晶粒细化手段已在铝合金增材制造过程中得到应用。 钛和钛合金由于缺乏有效的成核剂，在增材制造工艺中实现晶粒细化极具挑战性。目前已经表明，通过添加具有高生长限制因子的溶质（例如硼、铜、钨），可以改善增材制造的工业纯钛（CP-Ti）和Ti6Al4V的微观结构，尽管有显著的晶粒细化并因此提高了强度，但由于形成了脆性的金属间化合物，因此牺牲了延展性。此外，大量添加外来元素或颗粒会导致与“标准”成分的显著偏差，从而形成了新开发的钛基合金或复合材料，而非微量改性合金。 不同Cu添加比例的钛合金机械性能 通过调整增材制造过程中的外部和内部加工参数来控制晶粒度也是一种重要手段。研究表明，将高强度超声应用于直接能量沉积（DED），可以将Ti6Al4V的柱状晶转变为等轴晶。然而这项技术不能扩展到粉末床熔融（PBF）工艺，因为超声波会破坏粉末层。因此，调整工艺参数仍然是细化晶粒的常用方法。 通过SLM制备的Ti6Al4V可以通过原位或非原位热处理来控制相组成，从而调整力学性能；SLM制备的CP-Ti在室温下表现为单一的α/α’相，其力学性能在很大程度上取决于粒度。有文献证明，SLM制备的CP-Ti的微观结构通常是沿打印方向的柱状晶粒，这导致了机械性能的各向异性；而EBM制造的CP-Ti的微观结构由细等轴晶粒组成。那么能否通过调整SLM的打印参数实现CP-Ti的原位晶粒细化呢？ 近日，来自昆士兰大学和丹麦技术大学的研究人员揭示了采用SLM制造CP-Ti实现原位晶粒细化的可能性及其潜在机理。制备的CP-Ti表现出34.3%的极高塑性，无明显机械各向异性。这项工作证明了利用增材制造热循环来细化金属晶粒而不改变成分的可行性。 SLM过程中原位晶粒细化的示意图 钛合金经调质处理或淬火后，常出现高密度位错，这与高冷却速度有关。考虑到SLM高冷却速率的制造特点，势必也会形成大量位错，但实际情况是沿打印方向的顶端常具有相对较高的位错密度，而底部则由于不断的热循环加热导致位错逐渐湮灭，造成了一种打印过程中“固有热处理”的效果。在本研究中，使用的较高的能量密度使已打印区的CP-Ti的温度可以保持在再结晶退火的温度范围内，结果导致底部区域原位实现了显著的晶粒强化。 EBSD图对应于样品靠近顶部表面的顶部和下部区域：（a1）和（a2）IPF贴图（黑线表示错误对准角≥15°的边界），（b1）和（b2） KAM图，（c1）和（c2）GOS图（GOS值<1.5°的晶粒被视为重结晶晶粒）。 SLM对CP-Ti的多物理场模拟：（d1）ZX平面（平行于扫描方向）的温度轮廓和速度场，其中黑色轮廓线表示熔池边界，（d2）温度轮廓和速度场在 ZY平面（横向于激光束下方的扫描方向），以及（d3）SLM过程中计算域的3D视图。 同时可以看出，晶粒大小沿打印方向呈现梯度分布。当热循环峰值温度低于β-转变温度时，大循环重熔是一个“固有”退火过程，在此过程中发生再结晶，再结晶的驱动力来自晶粒内部位错的储能。因此，大的母晶逐渐被再结晶晶粒所消耗，导致微观结构强化。 （a）SLM以Ev = 69.4 J / mm3制作的CP-Ti的工程应力-应变曲线（沿构造方向和扫描方向进行测试），以及断层表面的SEM图像和（b）（b）通过不同制造工艺制造的CP-Ti的屈服强度与伸长率 研究发现，较高的体积能量密度有利于晶粒细化。似乎存在一个临界的体能量密度，只要在该能量密度上就可以进行完全的晶粒细化。SLM打印态的CP-Ti的屈服强度为502.2±1.7 MPa，延伸率极高，达到了34.3±0.5％。此外，在沿打印和扫描方向测试的样品中均未发现各向异性。断裂面在较高放大倍数下显示出面积显着减少和韧窝前移，这是典型的韧性断裂。将文献中可获得的拉伸性能数据与当前工作进行了比较，SLM制造的CP-Ti具有很高的数据分散性，但大多数显示出比其常规制造的同类产品（如铸造和退火）的ASTM标准更高的屈服强度。 注：本文内容来自3D打印技术参考，研究原文已上传QQ群。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.可替代Ti6Al4V | 结构应用和增材制造工艺的极佳候选材料 2.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 3.中国学者 | 动画揭示激光金属增材制造过程中的熔体流动行为 4.知识回顾：粉末床熔融过程中的冶金问题和质量控制

近日， TWI（英国焊接研究协会创立的独立研究和技术组织）增材制造部门展示了一段非常震撼的视频，其采用SLM技术制造了20张具有高度柔性的钨薄片，其厚度仅70μm，将钨的3D打印水平提高到了新高度。 70μm厚度的3D打印钨片 作为一种非常小众的3D打印材料，钨的熔点高达3400°C，是熔点最高的金属材料；传统加工方式也只能加工钨镍铁合金，而无法直接加工纯钨。金属3D打印技术似乎能够解决它的加工难题，然而，采用激光粉末床技术制造的纯钨零件内部极容易出现微裂纹等缺陷，因此限制了钨的3D打印应用。 尽管面临挑战，钨已经证明自己是一种有价值的3D打印材料。钨及其合金广泛用于电子、电光源工业，也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。此外， 采用3D打印制造的纯钨格栅尤其适合于制造CT机的准直器。 实际上，3D打印的钨组件已经开始商业化。国内外制造商早在五年前已经开发出适合于3D打印的钨粉和打印工艺，甚至已经有定制化的设备交付客户，因此足以看出钨的3D打印存在市场需求。 铂力特打印100%纯钨材料光栅 3D打印对于制造薄壁零件非常有效，这给CT机准直器的准直孔径角和形状带来了极大的制造自由度。国内很多制造商也多将可打印纯钨的最小壁厚作为重要的宣传参数。从报道来看，目前普遍实现的最小壁厚为0.1mm。 TWI展示的高度柔性、具有极大高宽比的 70μm 3D打印钨薄片，无疑将最小壁厚达到了新的水平，同时证明研究人员克服了包括微裂纹、应力在内的钨材料3D打印更多的难题。 LLNL利用模拟和监控技术进行了钨的3D打印研究 LLNL利用模拟和监控技术进行了钨的3D打印研究，指出钨零件的3D打印过程中出现微裂纹的确切原因仍然是个谜，但其3D打印工艺需要将优化机器参数与材料组成相结合，预热和控制打印室中的氧气水平对于降低应变速率非常重要，材料中的杂质浓度也有影响。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.激光成型高温难熔金属材料的种类及应用 2.欧洲8国21家机构携手推进多材料、多工艺协同金属3D打印 3.全球最大多材料混合增材制造系统发布，可打印金属和树脂 4.Fraunhofer开发多材料喷射系统：可同时打印陶瓷、金属等四种材料