据国外调查机构SmarTech Publishing的最新报告，鞋类3D打印将在未来10年内达到63亿美元的市场规模，如果这一消费品细分市场能够在未来满足消费者的需求，那么大部分功劳可能要归功于五家主要的鞋类公司，因为他们在开发鞋类有效数字制造方面已经进行了大量投资。正如我们将在下面的文章和图表中看到的，这些领先的鞋类品牌——阿迪达斯、耐克、安德玛、New Balance和Reebok （锐步），都在依赖于不同的3D打印技术和材料制造不同的鞋类结构和产品。在先进制造业的总体宏观趋势之下，大规模定制和数字化生产正在成为大形势下的小趋势。本文仅关注主要鞋类制造商的3D打印制造活动，并不意味这是鞋类制造的唯一手段或最重要的手段。在鞋类3D打印中还涉及鞋垫/凉鞋、模具和原型制造。阿迪达斯应用：可变晶格结构中底技术：连续液态界面制造（CLIP）技术技术提供商：Carbon材料：聚氨酯数据特点：生成设计adidas是在鞋类批量生产中使用3D打印最重要的品牌。该公司使用Carbon数字光合成技术已经生产了超过100,000双带有聚氨酯中底的跑鞋，该公司表示在未来几年内会将产量提升至几百万双。阿迪达斯拥有足够的Carbon打印机，可生产百万双3D打印运动鞋，其采用的树脂材料具备足够的强度和柔韧性，不仅形状新颖，而且能提供十分舒适的穿着感。adidas Y-3 Runner 4D IIFuturecraft 4D是阿迪达斯首次涉足3D打印的项目，其特点是采用了生成式设计的中底。第一批跑鞋的生产成本高达300美元（很快售罄），但由于规模经济开始发挥作用，降低了材料和打印机的成本，因此后续的批次价格一直在下降。在小试牛刀之后，阿迪达斯后续推出了几款新品，包括AlphaEdge和Y-3 Runner，证明了这项技术已经初具品牌实力。耐克应用：大规模定制鞋面，定制足球钉鞋技术：FDM（固体矿床模型），SLS技术提供商：EOS，Prodways材质：TPU / 尼龙数据特点：仿生、定制设计耐克是首批在高性能产品开发中大量使用3D打印的公司之一，该技术用于快速迭代功能部件。耐克公司推出的Nike Vapor Laser Talon是第一款专门设计用于赋予运动员更快速度和更大力量的3D打印运动鞋。3D打印允许测试、迭代和创建传统制造工艺无法实现的形状，这有助于更快地推动创新的极限，这是耐克使用3D打印的重要原因。Nike FDM技术制造鞋面（点击图片观看视频）如今，耐克与Prodways合作，使用该公司的SLS技术和TPU材料开发创新型的3D打印中底。针对劳动密集型的鞋面生产，耐克也正在开展TPU熔融沉积技术试验，旨在使用该技术进行3D打印纺织鞋面制造。与传统的2D织物相比，3D纺织品通过在经纱和纬纱之外增加互连而提高了动力。New Balance应用：限量版，定制钉鞋技术：SLS，SLA技术提供商：EOS、3D Systems、Formlabs材料：尼龙、TPU、高性能耐用树脂数据特点：仿生、生成式设计New Balance是第一批为多种应用尝试3D打印的公司之一。2016年，New Balance与3D Systems合作推出的带有3D打印TPU弹性中底的Zante Generate跑鞋，是第一款商业化的3D打印跑步运动鞋。然而该型号当时只能在其官网和波士顿的体验店购买，数量也不过只有44双，价格则达到400美元。New Balance Zante Generate在其他项目中，New Balance还与EOS合作，为其精英运动员使用设计驱动模式进行3D打印定制钉鞋制造。此外，该公司还一直与Formlabs合作开展一独立项目，旨在通过该公司经济实惠的SLA打印机和新开发的材料大规模定制高性能鞋类；与Russell Finex的合作则将自动化表面处理技术用于3D打印中底制造。安德玛应用：限量版中底技术：SLS技术提供商：EOS材料：TPU数字数据：生成设计Under Armour是一家将创新作为其战略关键要素的运动品牌公司，也是最早采用3D打印进行终端产品制造的公司之一。该公司的第一款3D打印运动鞋UA Architech于2016年推出，采用Autodesk软件设计和EOS 激光烧结技术生产。安德玛最新的UA Futurist3D打印中底运动鞋第二款产品UA Futurist于2017年推出，售价300美元，是Under Armour迄今为止最昂贵的鞋品系列，同时也是该公司迄今为止最大批量的3D打印运动鞋。对于这两代鞋品，Under Armour的产量翻了两番，从最初的Architech 96双，到Armour的410双。目前，该公司正在生产一批超过2000双的新品。锐步应用：大规模鞋面3D打印技术：liquid drawing（液态沉积）技术提供：内部开发材料：巴斯夫聚氨酯数字数据：生成设计2018年，Reebok首次推出Liquid Floatride Run运动鞋，采用与Liquid Factory相同的技术制造，该过程类似3D绘图。这款鞋专为远距离跑步、有氧运动和舒适运动而设计。2016年，Reebok推出了液体制造工厂，采用基于机械臂的气动挤压工艺替代模具直接制造鞋面。 锐步 Floatride Run 3D打印制造工艺售价180美元的Floatride Run跑鞋将公司现有的Floatride Run运动鞋与Liquid Factory 3D打印技术融为一体，使整体重量减轻了20%。此外，锐步公司用流体式花边代替了传统的鞋带，这种特殊结构是直接3D打印而成，能够在不牺牲跑鞋稳定性和支撑性的前提下，为用户提供最大的舒适性。未来会怎样？虽然每次提到3D打印跑鞋便会引起很多关注，但与整体鞋类市场相比，3D打印跑鞋生产的数量仍然微不足道。当以大规模生产为目标时，鞋类产品与巨大规模的经济动力发生冲突，这可能会使注塑中底的价格（即便是具有晶格结构的中底）降至约1美元。直接3D打印如何与这种生产力竞争？在外包、自动化、定制和创建更复杂和有效的几何结构方面是否有足够的附加价值来证明实施3D打印生产线所需的投资是合理的？事实上3D打印行业的发展正在使这一状况发生变化。3D打印材料的价格，尤其是Carbon的技术和材料的使用成本已经大幅度降低，其树脂每公斤降至50美元左右，这主要得益于设备更高的生产能力和阿迪达斯的大量需求。激光烧结材料的价格仍然很高并且有局限性，但新的粉末床成型技术，如HP的MJF和voxeljet的HSS技术可能有助于提高制造效率，从而降低材料价格并减少投资。此外，鞋类结构的直接3D打印并不会很快取代注塑成型。但在一个2600亿美元不断增长的全球市场中，这两种类型的产品可能都有足够的施展空间。欢迎转发延伸阅读：解读：3D打印用于制鞋领域耐克：这次打印的不是鞋底，是鞋面最贵跑鞋穿上之后是什么feel？高清细节展示从先进制造的角度谈丁香园天价鞋垫的是与非 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：五大鞋类领导品牌使用3D打印引领鞋业制造的未来

导读：这款黑科技软件强在哪里？1. 输入材料成分及粉末粒度，自动输出适配工艺及对应性能；2. 完备的工艺性能数据库，修改参数，性能随之改变；3. 工艺参数全动态自适应在线调整。金属SLM工艺调试会花费大量时间、材料和金钱，在当下我们已经比较熟知的Ti6Al4V、AlSi10Mg、316L不锈钢等材料成熟打印工艺背后，是SLM设备商不断调试优化的结果，这些投入可能是数百公斤材料也可能是几十万人民币。等到设备成熟稳定之后，新材料的开发仍旧要花费工艺人员大量时间和精力。而这款OPTOMET软件，似乎在将材料的调试和性能优化变得简单。除此之外，我们之前所听到的材料性能数据库以及工艺参数的自适应在线调整方案，今天也成为了现实。工艺参数优化与性能数据库智能软件OPTOMET是由DMG MORI联合INTECH合作开发出的粉末床熔融工艺参数优化软件，INTECH是印度3D打印领域领先的软件解决方案提供商，对增材制造领域的人工智能深有研究。OPTOMET采用自调节和自学习算法，可在数分钟内计算出SLM工艺所需的全部参数，而无需工艺人员进行繁琐的优化测试。这款软件的性能数据库功能同样惊人，它汇集了多所大学数年时间的研究成果。 1.工艺参数自动优化功能正如我们所看到的，用户在拿到一款新材料之后，只需要输入材料的组成元素、相应含量以及粉末粒度，软件即可自动匹配这款材料相应的工艺参数。在内置元素周期表中选择材料组成元素并输入含量工艺的确定首先需要确定分层厚度，软件可自动输出最佳的工艺参数，并给出相应的性能数据，如打印件的硬度、孔隙率以及拉伸强度等。只要输入层厚，即可计算出一组工艺参数在假定与实际测试数据不会相差太大的情况下，工艺参数的自动匹配和优化功能可以大大简化参数的选择范围，工艺人员仅需要有限的实验次数即可得到理想的数据。是否使用OPTOMET进行工艺优化的制件表面粗糙度对比与此同时，OPTOMET对于粉末因不断循环使用而造成的工艺不再匹配也具有指导功能，其内置的粉末特性数据也可基于使用次数优化工艺组合，提高粉末的利用率。可针对粉末循环使用造成的质量下降匹配新工艺2.参数修改与性能预测功能对于3D打印而言，一种材料可以匹配多种工艺组合。同样的，OPTOMET提供了参数间的匹配功能，修改一个参数，其他参数都会随之发生改变，与此同时，材料的性能也会计算出一组新的数据。修改参数自动匹配新工艺参数修改与性能预测功能能够方便用户通过性能数据判断是否可以选择更快的打印速度。此外，该功能对于制备梯度材料、各向异性材料也存在指导意义。全动态工艺—参数的自适应在线调节功能CELOS SLM功能集成DMG MORI金属打印机的控制软件被称为CELOS SLM，它是一站式、全集成和统一用户界面的CAM编程和机床控制软件解决方案。这款软件的亮点是其全动态的自适应曝光策略。在整个工件成形过程中，控制系统能够准确地将10 µs周期时间内需要的能量输入到粉床中。而所有与工艺有关的参数，如扫描速度、激光功率和光斑直径，都在程序中定义。这项功能可以最大程度避免材料变形和应力集中，即使厚度很薄的水平和垂直壁板也能进行可靠的生产。DMG 3D打印的铝合金粉末喷嘴固定器笔者认为，这一功能的实现是基于打印过程中的智能监控和数据分析所做出的实时调整。3D打印技术参考曾在往期文章中提到卡内基梅隆大学和雷尼绍都曾进行相关研究。卡内基梅隆大学研究人员将3D打印和机器学习结合起来创建了一种机器学习算法，该算法对激光粉末床熔融技术进行实时过程监控，并对打印过程中的异常情况自动纠错。而雷尼绍则推出了被称为LaserVIEW和MeltVIEW的监控系统，前者使用光敏二极管测量激光能量强度，后者则通过红外线感知熔池温度，两个数据通过其分析软件得到反馈，可以了解整个加工中的零件质量，同时以高分辨率检测激光和熔池特性。工艺全动态在线调整功能对制备高质量部件至关重要CELOS似乎是将上述研究成果实现了进一步商品化，自适应的在线工艺调整对于安全、高质量生产具有重要意义。END关于金属粉末床3D打印工艺的前言技术，不外乎本文提到的这几项功能以及工艺仿真，这些功能的实现均需要大量的数据积累、智能算法和在线控制能力。虽然我们会怀疑工艺预测和仿真预测的准确性以及对设备的依赖性，但不得不承认这确实是产品竞争差异化和研究能力深入的一种体现。在这方面，国内需要由知名设备商或国家级的研究平台牵头来做这件事。欢迎转发延伸阅读：增材制造实时监控与工艺过程仿真金属3D打印实时纠错—机器视觉结合人工智能的新方法金属材料选择性激光熔化过程中的冶金问题和质量控制 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：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

金属增材制造是增长速度最快的制造领域之一，众多行业企业都希望充分利用3D打印的速度和灵活性创建金属组件。最常见的工艺是利用激光粉末床熔融技术逐层构建金属部件，在此过程中，金属粉末与激光发生作用瞬间熔凝。但是，该过程也会产生热应力而导致变形。最好的结果是部件虽不能完全符合CAD模型尺寸，但仍在允许的公差范围内；最坏的结果则是变形的部件在打印过程中会干扰打印过程，发生刮刀碰撞，甚至造成设备损伤。基于此，越来越多的企业开始探索改进3D打印工艺的方法，将仿真纳入增材制造过程成为有效解决问题的手段。往期文章中，3D打印技术参考曾介绍过仿真软件的具体功用，本期我们以实际公司的具体案例分析工艺仿真如何实现零件打印首次即成功。ANSYS Additive Print用户案例分析ANSYS应用商PADT凭借其广泛的快速原型构建服务，长期位居增材制造的前沿地位。为了确保客户能迅速获得即用型增材制造部件，PADT的团队近年开始采用ANSYSAdditive解决方案进行设计。PADT在大约25年前购买了第一台3D打印机，此后一直在添加新设备。他们在该领域能向客户供应六种不同的增材制造技术，而且每月可加工成百上千个部件。一年多以来，PADT一直在使用金属SLM技术，在此过程中，工程师首先发现了残余应力及变形问题，有些部件变形并不严重，但另外一些却出现了像炸土豆片一样的翘曲。在大多数情况下，公司的工程团队都会设计薄的金属结构，以作为突出部位的支撑和对部件的约束，直到其经过热处理之后消除这些应力。不过，PADT此前仅考虑到需要哪些支撑，因而往往造成过度设计。其团队目前采用ANSYSAdditivePrint不仅能优化支撑，同时还能补偿变形进而避免刮板损坏。这就节省了大量时间。小型燃气轮机支撑优化仿真团队首先采用ANSYSAdditivePrint处理MonarchPower公司提供的部件—该公司正研发一种能让用户自行发电的创新型太阳能产品。在他们的新产品中，有一种配备有向心螺旋叶片压缩机、内燃室和向心螺旋叶片膨胀机的小型燃气轮机，非常适合采用增材制造，因为所有这些元件以及内置轴向磁通发电机都可以进行打印制造。ANSYS Additive Print确认小型燃气轮机的部件无需额外支撑，打印结果证实仿真结果无误它采用自支撑方式，不存在突出的几何结构，而且外表面可以对所有内部结构形成约束，因而只有部件底部需要采用支撑。ANSYSAdditivePrint预测了最小变形，并确定无需支撑，打印结果也验证了仿真结果。通过避免不必要的支撑对部件产生的过度约束，PADT为客户节省了大量时间与材料。T型管的变形预测、补偿与验证在设计用于增材制造的T型管时，在没有仿真的情况下智能不断试错，因此不得不花费数周时间以及数万美元的打印、后处理与工程费用，此外，试错法还会浪费材料和损坏刮刀。T型管结构PADT工程师团队决定对已生产数十年的T型管模型进行增材制造仿真，以确定支撑结构以及金属3D打印的精度。对生成的标准支撑进行仿真在采用PADT的标准3D打印前处理工具生成支撑后，团队在AdditivePrint中执行了快速假设应变分析，发现模型支撑设计不当。水平管底部前几层严重变形，因此如果部件打印出来，这些层就有可能损坏T型管并且造成机器故障。支撑优化与变形预测PADT员工采用ANSYSAdditivePrint优化了支撑结构，软件预测出有0.4毫米的变形，而此前的变形结果则达到了3毫米。然后，他们采用变形补偿功能计算了局部变形，并修改了相关几何结构，使最终打印的形状更接近预期尺寸。Concept Laser 设备打印，材料为17-4PH不锈钢去除支撑后进行精度检测PADT扫描团队采用结构光扫描仪对去除支撑后的部件进行检验，测量结果显示，与CAD模型之间存在约0.38毫米的偏差，这对于极易产生变形的部件而言已是不错的结果。在对比了扫描结果与最终几何结构后，工作人员发现支撑去除后表面粗糙（而非热变形）造成了大部分的尺寸偏差。支撑粗糙表面之外的区域只有大约0.13毫米的变形，这表明优化后的支撑以及仿真软件的变形补偿功能打印出了非常符合验收公差的部件成品。END从案例的分析结果来看，仿真过程如果利用的好确实能够成为公司和工艺人员的福音，这也证明了工艺仿真确实应该纳入增材制造过程流程。近年来国外诞生了一批以exaSIM、Amphyon、Stratonics以及SimufactAdditive为代表的工艺仿真软件，随着他们的影响力越来越大，开始受到传统的增材制造软件巨头materialise和业外仿真巨头ansys的注意，因此出现了我们现在看到的magics软件中集成了仿真功能，ansys推出了增材模块的现象。欢迎转发延伸阅读：增材制造实时监控与工艺过程仿真金属粉末与激光作用过程为什么要仿真基于增材制造的模拟仿真有哪些功能？Materialise推出Magics在线仿真功能 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：利用ANSYS Additive Print实现金属3D打印首次即成功

近日，国际权威顶级期刊《美国化学会志》 （Journal of the American Chemical Society，JACS）发表邓鹤翔教授和程佳瑞教授合作研究成果。论文题为“Nanoscale Laser Metallurgy and Patterning in Air Using MOFs” （《空气环境下基于MOF的纳米金属激光冶炼及图案化》），被选为当期杂志封面，博士后江浩庆为论文的第一作者。论文链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b00355实验装置示意图金属纳米晶粒是制备光电子器件的重要原料。但金属纳米晶粒活性高、极易被氧化，制备过程往往需要溶液、真空或惰性气氛保护，因此制造工艺复杂，难以大规模应用。化学与分子科学学院邓鹤翔教授与工业科学研究院程佳瑞教授团队合作，采用金属有机框架材料（Metal-organic Framework, MOF）作为原料，利用激光成功制备了颗粒大小均一的金属纳米晶粒。通过程序控制激光的开闭和光斑的移动实现了图案的制备，仅数十秒即可打印出由金属纳米晶粒构成的晶圆级别大小的芯片，整个过程完全在空气中进行，所需激光功率不到5瓦，非常适合规模化生产。激光照射金属有机框架材料（MOF）产生金属纳米晶粒及芯片打印MOF由金属与含碳有机配体构筑。目前大部分研究集中在MOF中有机成分上，而结构中丰富的金属离子尚未充分利用。此项工作提出了激光纳米金属冶炼及图案化方法（Nanoscale Laser Metallurgy and Patterning, 简称nano-LaMP）：以MOF为原料实现了空气环境下的金属纳米颗粒制备和同步图案打印。在反应过程中，MOF晶体内有序排列的金属离子和有机配体分别作为金属源和还原剂。纳秒脉冲激光器则负责将能量精准地投送到指定位置，为金属还原提供能量。MOF晶体高效吸收激光后产生局域高温，金属离子被迅速还原并从MOF丰富的孔道中喷射出来，在基底上沉积并迅速冷却形成金属纳米晶粒。实验结果微观图示nano-LaMP方法展现出较好的普适性，能够基于含有不同金属离子的MOF晶体制备出铁、钴、镍、铜、锌、镉、铟、铅和铋九种金属纳米晶粒及其图案。其中，基于铜纳米晶粒的表面增强拉曼效应芯片在对多种生物分子的检测中提供极低的检测限（10-12 M）。nano-LaMP结合了激光和MOF材料的优点，为芯片制造提供了节能环保、快速灵活的新方法。使用nano-LaMP制备的不同金属的纳米晶该工作获得国家自然科学基金，国家重点研发计划武汉大学创新团队项目的资助，以及上海光源（SSRF），武汉大学大型仪器共享平台和测试中心的支持。论文下载请进下方图片QQ群。欢迎转发延伸阅读：石墨烯3D打印工艺及其应用3D打印磁性活化材料—赋予材料生命力一篇顶刊配四项美国专利，香港城市大学首创陶瓷4D打印 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：顶刊：武汉大学实现纳米晶芯片高速打印

近年来，增材制造在航空航天、医疗、模具等方面的应用需求呈现爆发性增长，在结构减重、性能优化、个性化定制等方面的优势日益凸显，但作为新兴技术，其产品能否实现工程化应用、产业规模能否扩大主要取决于产品质量能否满足用户要求、能否提升产品应用领域的整体综合效益（包括经济、性能等诸多方面）。因此，需要体系化、全流程、规范化的标准来保证产品质量、提升应用领域的经济效益，引领并规范行业的持续与健康发展。标准的缺失一直是增材制造工程化应用与产业发展的主要问题，本文以欧美发达国家标准化进展为主对其进行详细解读。SAE标准：最早的增材制造标准2002年，第一份增材制造技术标准AMS 4999。2011年修订为AMS 4999A，并且标准名称更改为《Ti6Al4V钛合金直接沉积制件-退火态》。2015年7月，SAE成立了AMS-AM技术委员会，负责编制和维护与增材制造相关的航空航天材料和工艺规范标准以及相关的技术报告。2015年10月，针对关键航空航天应用的特殊认证要求，美国联邦航空管理局（FAA）委托SAE制定增材制造技术标准，以持FAA制定AM材料认证指南。AMS-AM的主要目标包括:• 针对原材料及成品材料的采购制定航空航天材料规范（AMS）；• 针对航空航天产品制造过程制定推荐惯例、规范与标准；•与MMPDS、CMH-17、NADCAP、ASTM F42协调，推动标准在工业界的采用；•建立标准（技术文件）体系，确保过程受控及可追溯性，以获得具有统计意义的材料性能数据。截至目前，SAE已经发布及正在制定标准共计30项，涉及激光及电子束粉末床熔融、等离子弧熔丝、激光熔丝、激光直接沉积、材料熔融挤出工艺，IN625（GH3625）、IN718（GH4169）、17-4PH（0Cr17Ni4Cu4Nb）、Hastelloy X（GH3536）、Haynes 230（GH3230）、Ti6242（TA19）、Ti6Al4V（TC4）、AlSi10Mg（ZL104）、ULTEM 9085、ULTEM1010等材料。ASTM：最早成立增材制造技术委员会ASTM于2009年成立了ASTM F42，是最早成立的增材制造技术委员会的标准化协会组织。其主要目标是制定增材制造材料、产品、系统和服务等领域的特性和性能标准、试验方法和程序标准，促进增材制造技术推广与产业发展。目前，该委员会由来自20多个国家的超过400多个技术专家组成，其工作是与具有相互或相关利益的其他ASTM技术委员会及国家和国际组织协调进行的。2012年，ASTM F42发布了F2792-12a 增材制造术语标准，并于2015年与ISO合作对该标准进行了修订，发布了第一份ISO/ASTM联合标准，对增材制造技术推广及产业发展中的术语与定义进行了规范。ASTM F42共建立了6个专业技术委员会，包括F42.01测试方法、F42.04设计、F42.05材料与工艺、F42.06环境、健康与安全、F42.07应用领域（涉及航空、航天、医疗、重型机械、航海、电子、建筑、石油与天然气、消费品）、F42.91术语，同时针对协会运行及与ISO/TC 261的合作成立的F42.90执行委员会及F42.95技术协调组。ASTM F42还负责与ASTM内部技术委员会（包括ASTM B09金属粉末及制品技术委员会、ASTM E07无损检测技术委员会、ASTM F04医疗及骨科材料与设备技术委员会等）进行协调，共同制定增材制造标准，以形成完善的增材制造标准体系。 截止目前，ASTM F42已经发布及正在制定标准共计50项；ASTM E07正在开展“航空航天用增材制造金属件的无损检测指南”以及“金属增材制造航空航天零件成形期间的在线监测指南”两项标准编制；ASTM F04正在开展“粉末床熔融制备医疗产品中增材制造残余物去除的评估指南”。ISO：大大提升了增材制造标准的科学性、合理性及高效性国际标准化组织（ISO）于2011年创建ISO/TC 261增材制造标准化技术委员会，它的工作范围是：在增材制造（AM）领域内进行标准化工作，涉及相关工艺、术语和定义、过程链（硬件和软件）、试验程序、质量参数、供应协议和所有的基础共性技术。ISO/TC 261创建当年就与ASTM F42签署合作协议，共同开展增材制造技术领域的标准化工作。2013年，ISO/TC 261与ASTM F42共同发布了一份“增材制造标准制定联合计划”，该计划包含了AM标准的通用结构/层次结构，以实现由任何一方所发起的项目都能实现一致性。增材制造标准制定计划被认为是一份动态更新的文件，将由ISO / TC 261和ASTM F42定期审查和更新。2016年，又对该结构进行了修订。依据于“增材制造标准制定联合计划”，ISO / TC 261和ASTM F42确定了潜在的联合AM标准开发的高优先级候选清单如下：• 资格鉴定和认证方法• 设计指南• 原材料特性的测试方法• AM零件机械性能的测试方法• 材料回收（再利用）准则• 轮循测试的标准协议• 标准测试样件• 采购AM零件的要求确定项目后， ISO和ASTM又根据他们之间达成的协议，确定了ISO / TC 261和ASTM F42如何在实际意义上合作和协同工作的具体程序，包括：成立联合工作组及联合指导小组、如何召开联合工作组会议、标准编制过程的要求、标准的审查与投票程序、标准的文本结构以及现有和后续标准项目如何完成等。这些方面大大提升了在全球范围内制定增材制造标准的科学性、合理性及高效性，促进了全球增材制造标准体系的完善。目前，ISO TC261和ASTM F42编制中的标准40余项，从增材制造的材料与工艺、测试方法、设计、安全防护等多方面开展标准化工作，进一步完善增材制造标准体系，对于增材制造标准化工作起到了重要的作用与意义。NASA：发布针对航空航天领域增材制造产品标准美国NASA宇航局针对航空航天对于增材制造产品应用及质量稳定性的要求，由马歇尔航空航天中心制定并发布了MSFC-STD-3716与MSFC-SPEC-3717。MSFC-SPEC-3716是金属激光粉床熔融增材制造航空航天产品标准规定了增材制造过程控制的基本要求及研制与生产中的关键控制点（如图所示）通过MSFC-STD-3716，NASA实现了：•对基础及零件生产过程控制进行定义，用于对L-PBF技术当前状态相关的 风险进行管理；•向认可工程组织（CEO）及当局提供产品一致性证明，评估每个L-PBF零件的风险及控制的合规性。MSFC-SPEC-3717金属激光粉床熔融增材制造冶金过程控制与鉴定规范则用于定义L-PBF中的基础过程控制方面的程序要求，包括：•L-PBF冶金过程的定义与鉴定要求；•设备及设施的维护、校准及鉴定要求；•操作人员培训要求。NASA认为AM是独特的材料产品形式，并要求在每台AM设备上进行冶金过程鉴定，以保证AM生产产品的质量稳定性及可追溯性。德国：关注增材制造全产业链及航空航天应用标准德国在增材制造技术及设备研究方面一直走在世界前列，德国航空航天标准化协会（DIN）与德国工程师协会（VDI）针对于增材制造技术的发展与应用制定了相应的标准。— VDI目前已发布了及正在制定的标准达20项，涉及术语定义、材料鉴定、质量控制、设计准则、操作安全、材料数据表等多个方面。DIN是老牌的航空航天标准化协会，ISO TC 261的秘书处就落在DIN。— DIN除了积极参与国际标准化组织、欧洲标准化组织的相关标准制定之外，还依据于德国本身技术及应用发展的需求，制定了激光粉末床熔融增材制造设备验收、操作人员鉴定、粉末材料、零件检测及成形技术规范等标准，正在开展成形制品机械性能、非燃烧压力容器、电弧定向能量沉积、金属材料使用指南等标准，目前已发布及正在制定的标准已有10余项。ASME：关注增材制造零件设计、制造和质量控制ASME Y14.46-2017（trial）是美国机械工程师协会针对于增材制造技术特点发布的、关于增材制造产品定义的一份试用标准、该标准规范了增材制造技术特有的术语和特征定义，并推荐在产品定义数据集和相关文档中进行统一规范。该标准主要规范了增材制造产品的几何特征定义；晶格结构、梯度结构、复杂几何结构等设计特征定义；零件位置与取向、铺层厚度、扫查路径、支撑结构、随炉试样等工艺特征定义；以及产品数据包的规范。该标准可用于表征增材制造零件的设计、制造和质量控制的相关详细信息。DNV･GL：关注增材制造产品鉴定与认证DNV･GL是挪威船级社(DNV)与德国劳氏船级社(GL)合并后的集团公司，是目前世界领先的船级社之一。针对于增材制造在海事上的使用，2017年，DNV･GL发布了增材制造材料及制件的鉴定与认证标准，为增材制造材料、产品与部件通过系统鉴定认证方法来进行批准与认证提供了一个基本的架构，以推动并规范增材制造在船舶研制与生产中的应用。2018年，DNV･GL又发布了增材制造制造商批准程序标准，规范了增材制造制造商的批准请求、文档要求、批准范围和限制、批准测试、质量控制和过程验证等要求。PRI：关注增材制造供应商审核PRI自1990年作为非营利性贸易协会建立以来，已成为推动行业管理项目、管理特殊过程认证项目等的审核管理方面的全球性权威机构。Nadcad特殊过程认证项目是PRI在航空航天领域推进的重点审核工作之一。针对于金属粉末床熔融增材制造技术在航空航天领域的发展与应用，PRI于2017年发布了激光与电子束金属粉末床增材制造审核准则，通过由来自行业与政府的技术专家共同建的立认证要求对供应商进行审核、认证，为质量保证提供了标准化的方法，并减少了航空航天行业的重复审核。UL：关注增材制造健康与安全UL是美国保险商试验所（Underwriter Laboratories Inc.）的简写。UL安全试验所是美国最有权威的，也是世界上从事安全试验和鉴定的较大的民间机构，主要从事产品的安全认证和经营安全证明业务，以为市场得到具有相当安全水准的商品，保证人身健康和财产安全。针对于增材制造工程化应用的深入及消费品市场规模的扩大，UL于2015年发布了3D打印与增材制造设备符合性审核指南文件，该文件是一份有助于制造商确定与增材制造设备（包括3D打印机）相关的安全标准及相关法规的指南。2017年和2019年，UL分别发布了增材制造设施安全管理审核及3D打印机颗粒物及化学物质排放试验与评估方法标准，为保证增材制造生产安全及用户健康与安全提供指导。美国军方：关注增材制造维修保障早在2011年，美国国防部就依据美国防务分析研究所的研究成果，将增材制造技术作为美国军方的重点关注技术，并依据当时增材制造的技术成熟度，由美国空军研究实验室牵头发布了美国国防部增材制造技术路线图（见图）。该路线图显示，增材制造技术近期在美军装备上的应用是以装备保障为中心，再制造相关零件及工装，并进行装备维修。美国陆军研发与工程司令部（RDECOM）针对于增材制造技术的发展与应用，开展了装备应用的分析与研究，制定了增材制造应用的路线图。路线图中指出增材制造在装备领域的应用有三大阶段，即：快速加工与处理、替代/替换（代替传统制造工艺）、创新设计（基于增材制造的设计），最终实现零件替代、工艺替代、产品替代。可以看出，增材制造在军用领域的第一阶段应用主要集中于装备保障上，形成制造与维修能力。有鉴于此，美国国防部于2013年发布了“再制造、修复、涂层再涂覆用金属直接沉积（DDM）技术规范”，并于2014年进行了首次修订。该标准规范了材料工艺研发与验证流程、零件修理工艺研发流程、零件修理工艺验证流程三个规范性流程，为增材制造在装备保障领域的应用奠定了基础。软件开发商：关注数据格式2015年4月，微软、惠普、Shapeways、欧特克、达索系统、Netfabb和SLM Solutions等7家公司建立了3MF联盟，并开始着手推广一种可用于整个增材制造设计流程的、专用的统一文件格式，以便打通从设计到3D打印期间诸多的环节，避免在此过程中出现信息数据损失。与当下流行的3D打印文件格式STL和OBJ相比，3MF格式具有明显的优势，比如它能够在一个文件里提供更多的信息、具有可扩展性、支持转换和对象引用等。2015年7月1日，3D Systems公司、Stratasys公司、Materialise公司和西门子PLM软件公司也加入了3MF联盟，共同制定并发布标准。目前，3MF已发布了3D打印格式、材料及属性、点阵晶格结构、切片、制品的扩展名等5份标准，用以规范增材制造专用的文件格式。除此之外，国外NIST、IEEE、IPC、AMMI、ABNT等机构也针对增材制造的特点在计量、检测、印刷电路板、消费类3D打印、医疗等领域开展了标准的研究与制定，在此就不一一赘述。本文来源：融融研究院。欢迎转发 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：【增材制造】将标准一网打尽

采用3D打印制造飞机承力构件此前在军机上多有报道，如飞机起落架、机身大框、主翼翼梁等等。由于民用客机对于安全等级的要求相比军机更高，3D打印在客机承力构件上面的使用还比较少。那么使用3D打印制造飞机承力构件有哪些优势，安全等级如何规定，又是怎样实现制造的呢？本期我们以波音787为例进行介绍。高昂的制造成本如何平衡超重的代价波音787存在的一个重要问题就是超重，为了减轻重量、提高效率，从设计和材料方面入手是最直接有效的方法。钛合金因强度高、质量轻而被大量使用，一架波音787的用钛量达到了136t，占全机质量的15%。然而这种材料不仅难加工而且非常昂贵，它的价格是铝合金的7倍，在每架2.65亿美元的787中，钛合金部件的制造成本达到了1700万美元。高昂的成本如何平衡超重的代价是波音公司不得不面对的问题。飞机制造中必须按照成品零件的体积购买相应的材料量，材料利用率极低，原材料与最终产品的利用率比值达到10-20:1，这在航空业上被称为Buy-to-fly ratio。对于钛合金来说，传统制造方式的成本代价过于高昂，而增材制造则以极小的材料浪费将大型零件的制造从高昂成本中解脱出来。等离子沉积技术制造钛合金承力结构部件Norsk Titanium AS是一家专注于钛合金快速等离子沉积技术的挪威公司，拥有众多的机械设计师和冶金学家，致力于满足航空航天领域的严格要求。Norsk 快速等离子体沉积设备2015年，他们获得了欧洲TRL8认证，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、美国宇航局、欧洲宇航局和许多其他航天机构的承认。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。TRL8预示着产品不存在问题，可以投入验证。Norsk为波音787设计了4个零部件，其中一个是将机尾厨房地板固定在机身上面并承受结构应力的33厘米长部件。等离子体沉积成型的零件毛坯与最终形态当前大多数航空公司采用粉末床熔融技术制造零件，如GE为leap发动机打印的燃油喷嘴以及为GENX发动机打印的电动门打开系统(PDOS)支架，该技术的缺点在于制造尺寸有限而且速度非常缓慢（每小时几十克）。Norsk则采用一种完全不同的技术，以每小时几公斤的工业速度生产零件，并专注于大型结构的直接制造。Norsk 快速等离子体沉积设备内部Norsk开发的直接金属沉积技术，采用金属粉末或金属丝通过等离子体沉积成形，尺寸和材料完整性由控制系统管理。与所有增材制造技术一样，该过程从要打印的零件设计图开始，通过控制系统被编程产生该部件的沉积坐标。设备、工艺和材料Norsk的钛丝在室温下开始成型，采用氩气保护。焊炬中的电极形成等离子弧，以高速和非常高的温度通过喷嘴将钛丝的温度升高几千度并瞬间熔化成液体，金属液体与电弧分离后会在几毫秒内冷却并凝固。Norsk等离子体沉积过程Norsk使用的是线材而非粉末，这是因为线材具有更高的沉积速率，而且从棒料雾化得到的金属粉末比丝材更加昂贵，这进一步提高了Buy-to-fly比例优势。直接金属沉积过程通常必须在真空中操作，Norsk选择了具有正压力且无真空的环境，它使装载和卸载部件更加高效。Norsk称，没有必要为每个零件创建真空条件，这需要时间并减慢生产。Norsk已经将其被称为Merke的机器设计调整了四代，Merke 4在2015年实现生产，可以制造尺寸达900×600×300毫米的零件，每小时5-10千克的速度快速沉积钛合金，能够实现大而复杂零件的批量生产。两吨材料、几年时间、巨额花费完成认证对于飞机安装，监管机构必须对增材制造工艺、材料以及生产的特定部件进行认证。前两个认证是最艰难的，需要数年才能实现。一旦完成，还需要大约10个月的时间来认证打印的产品。世界上第一个FAA认证的3D打印结构钛组件Norsk生产并测试了大约两吨材料来获得787零件认证。除了制造测试材料本身的成本之外，还包括2000个单独样件，这部分成本就达到了70万美元。对于认证来说，测试并不困难，只是耗时而且花费巨大。END当前，Norsk已完成相关认证工作。2018年，Norsk每个月能够为10架波音787飞机生产四个零件，这基本实现了批量化制造。由Norsk生产的近净成形零件由供应链合作伙伴加工成最终零件，虽然仍会产生一些废钛，但与传统加工相比已是微乎其微。据介绍，飞机上典型的2kg钛合金部件必须从30kg的块体上切割下来，产生28kg的废料。而Norsk 3D打印相同部件仅需要6kg的钛丝，这为每架波音787节省了200到300万美元的成本。欢迎转发延伸阅读：3D打印航空认证分析使用3D打印维护战机有哪些隐忧俄科学家采用新技术为飞机“瘦身”约一吨 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：两吨材料，数年时间，百万美元，3D打印如何为787客机完成认证工作

颅骨修补是脑外科最常见的一种手术。由于个体差异巨大，颅骨植入物除了对生物相容性和机械性能有着严格的要求外，对个性化的需求也极高。作为3D打印在医疗领域的重要应用，激光（电子束）打印的钛合金和FDM技术制造的PEEK在颅骨修复方面发挥了重要作用。本期，我们就来探讨这两种材料颅骨修复体的传统和3D打印制造方式，以及他们所面临的问题。医用钛合金1. 医疗优点医用钛合金具有较好的生物相容性和机械强度，易加工、费用相对低廉。采用该材料制造的钛网和钛板植入物，通过钛钉就能固定，一直是国内神经外科医师和患者治疗颅骨缺损的首选。2. 加工方式临床上，钛合金颅骨植入物加工方式有印模和多点成形，数控加工以及 3D打印。CNC颅骨钛网印模和多点成形成本较低，但精度较差，不适宜加工尺寸小、形状复杂的植入物；数控加工能达到很高的精度，但材料浪费严重，存在吃刀、让刀等问题，而且等待的时间非常长，往往需要两到三周。SLM制造的多孔钛网相比传统的植入物加工方式，3D打印的优势主要表现在：加工速度快，植入物在1-2天时间内即可完成制造，减少病人的等待时间；类人体骨骼的多孔贯通结构，可有效克服植入物普遍存在的应力屏蔽和生物活性低的难题，同时可使颅腔中的热耗散最小化，维持正常的导热水平。电子束3D打印的多孔钛网3. 可能存在的潜在问题钛合金在术后CT或MRI成像高亮，患者术后颅内植入物附近如果出现血肿或肿瘤，影像上会比较难判定；而且钛的模量比骨骼高 2-3 个数量级，应力屏蔽可引发骨溶解与松动；金属热传导的问题也会使患者对天气变化更加敏感。这些材料本身的固有属性影响了医疗效果，而通过结构设计进行3D打印梯度、多孔材料制造可有效减少不良影响。PEEK1. 医疗优点PEEK是一种高分子材料，具有良好的生物相容性、耐磨性和稳定的化学特性，可以用高温蒸汽或伽马辐照消毒。自20世纪80年代起，PEEK主要用作椎间融合器和人工关节置换材料， 2009年首次有报道采用PEEK进行颅骨重建，并表现出广阔的应用前景。PEEK颅骨修复体PEEK可塑性强，其弹性、强度、隔热性、稳定性等方面都与自体颅骨相当，所以一般不会有排异反应。X射线可穿透，不具有磁性，在CT或MRI图像中无伪影，不影响患者术后影像学分析。2. 加工方式PEEK 的熔点极高（玻璃化温度 143℃，熔点达到343℃），使其加工极其困难。目前，国内可用于 PEEK 材料成形的方法主要包括数控加工和快速成形两种。数控加工是当前国内 PEEK 材料成形的主流的方法，通过数控加工模具，采用注塑的办法来完成 PEEK 材料的成形，但采用这种方法加工的缺点是材料浪费非常严重，加工成本非常高。3D打印的PEEK颅骨修复体（层叠纹可见）第二种方法是3D打印（熔融沉积、激光烧结），相较于数控加工，3D打印提高了PEEK制造的灵活性，克服了材料浪费、难加工等困难，制造速度也是显而易见的。3. 存在的问题PEEK相较于钛合金有着很多优点，然而该材料在目前的推广上却有很多困难，主要问题还是受限于材料和加工手段。PEEK的价格极其昂贵，国际市场上标准级的 PEEK 售价一般为 70-80 美元/Kg，PEEK 个性化颅骨的手术费用则至少是钛合金的 3-5 倍。此外，据西交大的参考资料，单纯采用FDM制造的PEEK 快速成形件材质疏松，机械性能达不到医用要求，但从越来越多的植入案例也可以看出，这种现象正在得到解决。采用激光烧结打印PEEK，目前仅有德国EOS一家拥有相关的设备和技术。因此，价格和技术上的双重门槛，限制了其在个性化颅骨修复手术上的应用。END到目前为止，还没有一种材料被证实是理想的颅骨修复材料，任何材料都会有这样那样的问题。同样的，作为病患仍旧没有过多担心的必要，本文探讨的仅是科学问题，技术的进步正在使植入物的医疗效果越来越好。中国在使用3D打印技术制作植入体方面有着极为广阔的市场，相关的临床案例会越来越多，而更加先进的组织工程骨修复也将是未来颅骨重建的重要发展方向。本文参考：《颅骨缺损 的 临床修复进展》《面向个性化颅骨植入物的多点组合式注塑成形工艺研究》欢迎转发延伸阅读：医疗：PEEK相较金属植入物的优势与不足医疗奇迹：3D打印如何改善我们的生活国内PEEK打印机及医疗应用案例动画揭示：髋臼杯的机械加工、3D打印及植入过程可以 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：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

金属粘结剂喷射技术相比激光或电子束打印技术的最大优点是实现了金属打印批量制造，它在无需极高性能、大批量需求领域具备成本更低、制造速度更快、后处理更加简化的优势。该技术受到了包括谷歌、强生、大众、宝马、威乐等公司在内的先进制造领域的广泛关注。本期，我们介绍的重点是，以Exone为代表的金属粘结剂喷射技术如何为客户提供快速、创新和具有成本效益的生产流程，从而在市场中脱颖而出，赢得新业务。金属注射成型供应商使用金属3DP技术MiMtechnik是德国一家金属注射成型（MIM）供应商，近年开始使用ExOne金属粘结剂喷射技术来缩短产品开发周期。在用于定制紧固件的生产中，MiMtechnik将产品的交付时间减少到一周，而且省去了模具开发和制造成本。粘结剂喷射技术在金属无支撑制造方面具有突出优势它所使用的是ExOne Innovent +™金属打印机，专用于开发和制造试制产品。该机器基于粘结剂喷射技术，构建尺寸为160 x 65 x 65 mm，最小分层厚度为30μm，能够打印许多标准注射成型粉末原料，包括不锈钢、工具钢、陶瓷和钨合金，这一特点对以传统注射成型为主业的MiMtechnik特别有价值，而且后期烧结工艺也易于和其固有工艺链相衔接。 ExOne生产流程介绍将产品开发时间缩短13周MiMtechnik的紧固件产品批量制造仍然采用MIM生产，而在正式大生产前，需要进行产品开发和小批量试制来验证是否满足客户需求。打印完的零件烧结过程粉末实现冶金熔化此前产品试制也是使用MIM技术，原型往往需要10-14周内才能交付客户，仅模具的开发制造成本就达到10000-20000欧元。增材制造的使用使MiMtechnik能够在客户提出需求一周内提供样品，在10小时内生产100件（不包括后续烧结），而且该过程不需要任何其他工具，因此消除了模具成本。烧结完的零件至关重要的是，采用金属粘结剂喷射技术制造的样品紧固件与最终用途部件的机械和表面光洁度特性均相匹配，这不仅为客户提供了类似比较，而且MiMtechnik可以使用自己固有的烧结系统对零件进行后处理。年订单完成量提高到60万件，有望突破120万开发周期的大幅缩短，使MiMtechnik的年订单完成量提高到60万件，它从最短的交付周期中获益而无需增加成本。3D打印的316L紧固件MiMtechnik的技术负责人表示，未来他们将继续深化增材制造使用，这项技术有望帮助其在随后几年将年产量增加至120万件。END金属粘结剂喷射技术与传统制造相比的最大优势是无需模具制造，它缩短产品开发周期、降低企业成本，而且能够极大程度的融合进固有的工艺链，以往需要模具制造的小批量开发产品可以考虑使用3D打印这项替代技术。该案例的成功实施，也为金属粘结剂喷射技术寻找到了一条新的应用途径。欢迎转发延伸阅读：喷墨技术于金属打印的意义金属3D打印批量化制造品牌总览基于粘结剂喷射和SLM的金属3D打印性能对比分析金属粘结剂喷射技术：在进行批量生产时须考虑整个工艺链可以 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：看金属3DP技术如何帮助客户以更低成本完成每年60万件订单

我们已经看到很多采用金属3D打印技术制造火箭发动机部件的案例，通常我们仅关注了事件本身以及它所带来的优势，对于制造过程的细节关注甚少，这并不利于我们深入理解这项工艺所涉及的方方面面，也会让我们产生3D打印太容易的误解。本期我们以具体案例所涉及到的内容，揭开这项工程的一角。世界上最大的火箭发动机部件不久前，英国航空航天公司Orbex采用SLM Solutions的SLM 800制造了世界上最大的火箭发动机部件。Orbex工程师与SLM专家密切合作，建立了一套针对火箭发动机大体积和复杂结构制造的优化参数。最终将发动机重量减少了30％，与该类别的其他运载火箭相比，效率提高了20％。发动机关键部件必须具有所需的材料特性和尺寸精度才能被认为是可靠的，因此，3D打印需要保证质量要求，保持零件功能，同时零件本身也要适于3D打印。打印前后的设计与工艺考量工程专家对火箭发动机的结构进行了优化，使其更符合3D打印的制造要求；同时，设计中集成了特殊的粉末去除策略，包括专用的粉末输送通道，以便尽可能多的将粉末从结构中移除，减少材料损失。在工艺设置阶段，工程师合理分配了每一处所要添加的支撑结构，以获得最佳质量，在工艺设置的过程中也充分考虑了后处理加工的影响。劳伦斯利弗莫尔实验室打印的火箭发动机原型欧洲航天局处理完成的3D打印火箭发动机推进室SLM 800具有280x500x850mm的构建尺寸，是一款大型的选择性激光熔融系统。Orbex发动机部件采用镍基合金制造，此前我们也曾看到有的火箭发动机采用铜合金打印。建造完成后，零件自动转移到拆包站，通过振动和旋转清除多余粉末。SLM 800通过振动和旋转清粉SLM 800打印的Orbex火箭发动机接下来，是在SLM Solutions的金相学实验室分析随发动机部件一起打印的测试样件，以确保孔隙度等情况是否达到标准。针对零件的后处理及各类检测是和设计同等重要且必不可少的。3D打印为Orbex带来的效益3D打印使Orbex的整个制造周期缩短了90％，成本降低了50％。与此同时，3D打印使工程师能够为发动机内部添加更复杂的冷却流道，从而使发动机的设计和功能更加集成紧凑，对材料的使用效率也更加高效。一体化制造也意味着没有焊接或接缝，火箭可以更好地承受极端温度和压力波动。航天工程师介绍，采用3D打印制造火箭发动机这种带有精细复杂结构的部件，并用于热火实验和最终飞行，本身就是一项巨大的挑战。本文所揭示的，仅是整个制造过程的冰山一角。最后请大家欣赏带有3D打印发动机部件的龙飞船反推测试片段，龙飞船已被SpaceX于一周前发射。 欢迎转发延伸阅读：嫦娥四号实现3D打印在轨应用国际商业航空公司如何使用3D打印开拓创新多激光无缝拼接的大尺寸粉末床激光熔化自动化设备是怎么工作的？---广告--- 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：采用3D打印制造火箭发动机的设计与工艺考量

涡轮叶片是发动机最重要的零件之一，采用的材料价格往往非常昂贵。作为典型的自由曲面零件，涡轮叶片的一个重要特点就是薄，加工时易变形，并且材质通常为蒙乃尔合金、INCONEL、钛和镍为基础的难加工合金材料，更增添了加工的困难度，同时对加工工艺与加工用的刀具提出了更高的要求。本期我们展示叶片的数控加工、3D打印以及铸造工艺。一. 数控加工工艺 涡轮叶片的数控加工过程叶片的数控加工工艺，包含装夹方法、数控编程、切削工艺、颤振抑制、在线检测、辅助工艺等。材料浪费严重数控加工工艺对材料的浪费极为严重。二. 3D打印工艺 电子束熔融技术制造涡轮叶片包括西门子和霍尼韦尔在内的公司已经开始使用3D打印制造涡轮叶片。3D打印的制造优势不仅体现在节省材料、降低成本，更体现在大幅缩短叶片的生产制造时间。西门子工程师采用增材制造技术生产的一种新型燃气轮机叶片，从设计到生产的整个周期可以从两年缩短至两个月，大大提高了生产效率。西门子采用激光打印技术制造涡轮叶片三. 铸造工艺涡轮叶片铸造工艺主要由模具制造（包括外形模具和型芯模具）、制芯、制蜡模、制壳、浇注、脱壳脱芯、检验等主要工序组成。叶片陶瓷型芯包裹型芯的蜡模待浇注的型壳高温浇注叶片铸件完成加工的涡轮叶片叶片铸件表面无金属光泽，通过后续的机加、打孔、抛光打磨等工序后，才是我们通常见到的状态。这道工序对于3D打印的叶片也是必不可少的。END除上述加工方式外，涡轮叶片还有多种加工方式，为保证安全运转，叶片还需要经过尺寸和形状检测以及裂纹检测等。相比较而言，3D打印相比数控加工和铸造有着很多优势，但有时候还要根据使用情况的不同选择最佳的制造方式，如单晶叶片等，3D打印目前还无法实现。欢迎转发延伸阅读：发动机制造：雄起的中国航空几种金属打印的特点及在航空领域存在的问题---广告--- 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：发动机涡轮叶片的传统与3D打印制造过程