3D打印技术参考注意到，2025年我国在航空发动机3D打印制造领域有多项重要突破公布。从产品类型看，包括涡喷发动机和涡扇发动机；从应用进展看，包括首次试车成功和趋近工程化应用；从制造特点看，涉及复杂结构制造与多材料一体3D打印。本期内容，笔者将细数我国去年在该领域的一系列重要进展。 首款全3D打印涡扇发动机底面试车成功 2025年12月13日，西安空天机电智能制造有限公司宣布，由中国科学院工程热物理所、中科航星股份公司等联合研发，并由西空智造锻打印技术制造的涡扇发动机，顺利完成地面试车，这也是国内首次公开报道的3D打印涡扇发动机试车。 12月试车成功的锻打印涡扇发动机 该发动机的开发发挥了3D打印技术一体化制造的核心优势，将原来由数百个零件通过焊接、螺栓连接的组件合并为一个整体部件，核心零部件数量缩减了40%以上、结构重量减轻了25%。该一体化结构内部还集成了仿生冷却流道、拓扑优化结构等尖端设计，使发动机高温部件散热效果更好、运转能耗更低、可靠性更高。 西空智造锻打印技术制造 涡扇发动机50%零件3D打印，首次点火、一次成功 2025年12月13日，由泸州懋威科技有限公司研制的MWS200涡扇发动机首次点火、一次成功。该发动机约50%的零件由3D打印制造，从立项到点火仅用时不到12个月，体现出极高的工程应用效率。 懋威科技是泸州航空发展投资集团有限公司全资子公司，其依托北航陈懋章院士团队，以小型航空动力研发、试验和产业化为牵引，不断开拓靶机、巡飞弹、无人机和低空经济市场，是北航泸州研究院重要组成部分。 MWS200涡扇发动机试车（来自懋威科技公众号） MWS200涡扇发动机结构复杂、技术难度高。报道称，项目团队充分利用了泸州航发集团的增材制造产业链优势，大幅提升了核心零部件的试制效率。其瞄准高端无人机、高端靶机等平台应用，具有结构紧凑、低油耗的特点，3D打印大量整合零件并实现一体化制造的特点势必再次发挥了重要作用。 MWS200涡扇发动机（来自懋威科技公众号） 涡扇发动机是航空动力的重要组成部分，相比涡喷发动机，其结构更复杂，研制难度更大，但燃油消耗可降低20%-40%，对于飞机、无人机和飞弹来说，可大大降低运营成本，提高经济效益，或者增大航程。无论是西空智造等开的全3D打印涡扇发动机，还是懋威科技的MWS200，均是航空动力领域的使用3D打印技术进行该型发动机开发的重要探索。 TEI公司开发的TEI-TF6000涡扇发动机，图文无关 KP16-3D打印涡喷发动机加速应用落地 KP16-3D打印发动机是中国航发自主研制的国内首款3D打印涡喷发动机，其在2025年多次试飞，被重要媒体多次报道，引起了广泛关注。该发动机的推力约160公斤，可为巡飞弹、无人机、靶机等平台提供动力。 发动机单发飞行试验（来自中国航发公众号） 根据央视新闻报道，该发动机整机超过四分之三重量的零件均采用3D打印制造，大幅减少了零件数量，实现了轻量化、高性能的设计目标。2025年，研制单位开展了该发动机首次挂飞试验、首次单发飞行试验与更高飞行高度的单发飞行试验，验证了极端环境的适配性，未来还将拓展更多的飞行平台。 目前，发动机重要部件已通过强度、寿命试验考核，其中工作条件最恶劣的核心关键件——涡轮叶片盘三个试验件均通过了3万次以上低循环疲劳寿命考核，具备装备长寿命发动机的能力。发动机实现了转速和性能达标，整机寿命试验表明，最大无故障使用时间达设计寿命的1.5倍，能在一千余摄氏度温度和五万余转/分转速下稳定工作，综合性能指标达到同尺寸量级涡喷发动机国际领先水平。研制单位还将进一步优化批产工艺，尽快实现从技术成功走向产品成功。 多金属3D打印航空应用突破 2026年1月20日，中国科技网发表文章指出，中科院工程热物理研究所采用多金属3D打印制造的整体涡轮叶盘首次通过点火试车考核，根据所提供的试车画面，时间显示为2025年10月。 整体涡轮叶盘点火试车（受访者供图，来自中国科技网） 这是全球3D打印行业内首次有报道多材料金属3D打印的高速旋转部件通过试车。该涡轮叶盘采用两种材料制造——盘芯采用高韧性材料，叶片采用耐高温材料，由3D打印技术实现一体化制造。 该叶盘被被配装在100公斤推力的涡喷发动机中，先后通过了动平衡试验、超转试验和整机点火试车，在30000RPS转速下60s稳定工作，各项指标满足考核要求。它的重大意义就在于，首次实现了多金属增材制造航空发动机热端转动部件点火试车，初步验证了多金属3D打印整体涡轮叶盘的稳定性和可靠性。 整体涡轮叶盘超转试验（受访者供图） END 3D打印用于我国发动机开发，在此前从未有这样密集的消息公布。这意味着国内研制团队在基于3D打印的复杂系统一体化集成，高质量制造工艺，极限工况的可靠性，以及更新技术的应用方面正在全面突破、多点开花。 中国航发的3D打印极简涡喷发动机，是该领域当前成熟度最高的产品。但从其严苛的验证过程也可看出，真正工程化落地，要克服的困难太多。因此，其他两款涡扇发动机的最终落地应用，同样要经历长时间的测试，这体现出3D打印虽能打开全新设计空间，但同样应当满足极端可靠性要求。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考2月22日消息，麻省理工学院 (MIT)的研究人员开发出了一种多模式、多材料挤出式3D打印平台，它能够以丝材、墨水和颗粒的形式加工多种高掺杂功能材料。利用该平台，研究团队可通过一个步骤直接制造出完整电机。 完全3D打印的直线电机：硬磁铁 (a)、双轴弯曲弹簧 (b)、弹簧和磁铁的组件 (c)、3D打印电机的组件 (d) 该电机由3D打印的螺线管、平面弹簧和永磁体组成，组装过程简单，包含介电、导电、软磁、硬磁和柔性五种功能材料。整个打印过程约3小时，每个器件的材料成本估计约为0.5美元，唯一需要的后处理步骤是对硬磁性材料进行磁化。 3D打印整体式FeSiAl尼龙芯银墨螺线管的工作流程示意图 经测试，该3D打印电机的功能齐全，螺线管产生的磁场强度高达2.03mT，磁体产生的磁场强度高达71mT，电机在谐振频率（41.6Hz）下实现了318μm的最大位移，与依赖液压放大器的同类直线电机相比，该3D打印电机产生的驱动力要大数倍。 这是首个报道的完全3D打印电机，它突破了3D打印功能器件的界限，展示了增材制造在电机制造领域的巨大潜力。 电机3D打印平台开发 现有的大多数多材料挤出系统仅能打印两种相同形态的材料，例如丝材或颗粒。MIT的研究团队对一台商用多材料3D打印机进行了改造，配备了定制的挤出机和新型控制框架。 每个挤出机都能处理不同类型的可打印原料，分别为导电油墨、软硬磁复合材料颗粒以及刚性和柔性聚合物丝材。系统在逐层打印过程中能自动切换喷嘴，并策略性地布置了传感器，确保每个喷嘴都能以足够的精度移动，防止层错位。 多模式、多材料挤出系统最终配置：油墨挤出机、颗粒挤出机、丝材挤出机和加热器 新改造的系统突破了大多数多材料挤出3D打印机只能打印两种材料以及只能打印同一种材料形态的限制。 电机3D打印面临的工程挑战 麻省理工学院微系统技术实验室首席研究科学家Luis Fernando Velásquez-García表示，采用同一种3D打印工艺将多种不同挤出形式无缝整合到一个平台上是一个巨大挑战。特别是这些导电材料以油墨的形式存在，需要通过基于压力的方式进行打印，与标准的加热喷嘴挤出机相比，在集成方面非常困难。 银墨打印过程中挤出机所遵循的 3D 打印路径细节。每个特征都用颜色标识：导电路径（绿色）、绝缘层（红色）、支撑（蓝色）、固化轨迹（黄色） 采用多模态多材料挤出系统整体3D打印的三维银墨堆叠螺线管：打印过程中 (a)，打印后空芯螺线管的俯视图 (b)，打印后 FeSiAl-尼龙芯螺线管的俯视图 (c) 该多模式、多材料挤出系统基于E3D运动系统和换刀装置，包含一个机器人操作装置和最多四种不同的工具，这些工具可以在单个打印作业中依次拾取和使用。构成机器最终配置为： ➡️ 线材挤出机 ➡️ 颗粒挤出机 ➡️ 墨水挤出机 ➡️ 加热器 为了适应颗粒和墨水挤出机比原先的线材挤出机更大的尺寸，在它们不工作时将它们固定到打印机框架上的底座进行了修改。整套系统的零件成本不到4000美元。 E3D Hemera 长丝挤出机 (a)、Mahor v4 颗粒挤出机（带有定制的 3D 打印部件，可与 E3D ToolChanger 兼容） (b)、定制的墨水挤出机 (c) 和用于墨水固化的加热器 (d) 虽然该电机需要少量组装，但它验证了使用单一、多功能平台生产完全3D打印电机的概念，显示出其整体式、单步制造的潜力。

3D打印技术参考注意到，西空智造近日在金属3D打印质量保障方面取得重大突破——不仅能够在线检测出缺陷，还可通过实时调整工艺参数，实现异常修复。同样重要的是，西空智造还将实时调控的修复结果与金相分析数据、CT检测结果等进行了全方位对比，证明了这一成果的有效性。 金属3D打印质量保障，从被动监控到主动修复的演变 在金属3D打印应用日益繁荣的今天，质量问题是否变得没有以前那样重要？答案显然不是。消费电子领域一直在强调良品率，商业航天对零部件的可靠性、一致性和可追溯性更是提出了苛刻的要求。金属3D打印技术发展至今天，主流的趋势已经从过去依赖昂贵的无损检测，过渡到使用在线监控保障。 在此方面，西空智造确实是国内的先行者，其在2020年就推出了国产金属在线监控系统。但这种方式仍旧属于事后把关，若质量合格则可以提供证据，若质量不合格，就只才能重新打印。 因此，该技术发展的趋势就变成了根据检测结果实时工艺参数调整，针对性的修复缺陷，这一概念由业内的创新领导者EOS提出并率先实现，而西空智造则在今天提供了国产解决方案。 西空智造锻打印技术制造的扩散段 西空智造金属3D打印，缺陷主动修复机理 西空智造新一代激光熔池强度监控系统实现了“实时监测→异常诊断→调控修复”的全流程闭环： ➡️ 缺陷精准检测 该系统集成了高精度传感器，能够实时精准捕捉熔池状态；结合智能算法，可精准识别出缺陷，实现对质量问题的精准定位与源头管控。 熔池强度的二维映射图 ➡️ 协同参数调整 西空智造指出，新升级的系统支持用户自定义设置缺陷修复参数，系统在识别到缺陷后可根据设定的工艺响应策略进行调控修复，有效防止缺陷“生长”。 ➡️ 质量可追溯 系统会记录每一次调控修复操作，从而形成完整的工艺数据链条，实现后续的质量追溯。更值得关注的是，通过算法构建的匹配机制，能够精确定位异常熔化道的空间位置，并获取其核心特征参数。 单熔道结果分析 缺陷修复效果多方位验证 从上述功能介绍可以看出，新升级的激光熔池强度监控系统具有有效的质量保障和缺陷修复功能，但实际应用效果能不能达到所描述的那样，必然受到质疑。这包括两个方面——实时检测是否能精准、在线调控修复是否真的有效。 西空智造表示，其研发团队系统对比了标准参数试块、异常参数试块及调控修复试块的熔池强度在线检测与工业CT检测结果，验证了实时检测的准确度。同时开展了CT检测、金相分析与拉伸性能测试，从无损精准定量、微观组织观测到力学性能评估的全维度，综合评估了实时调控修复效果的有效性。 ➡️ 实时检测的准确度验证 精准识别缺陷是这套质量调控系统发挥价值的基础。系统对比标准、异常、调控修复试块的熔池强度在线检测与工业CT检测结果，显示熔池强度二维映射图能准确反映零件成形质量，软件检测与CT结论高度一致。这证明了熔池检测系统缺陷精准识别的有效性。 ➡️ 在线调控的有效性验证 西空智造采用工业CT对试块的内部质量、成形精度进行验证。从图示结果可以看到在执行调控修复操作后，图像中无明显灰度差异，原有孔隙缺陷被消除。 金相组织检测发现，标准参数试样和调控修复后的试样金相组织均较为致密，未观察到较大的孔隙缺陷，整体质量较高。 拉伸测试显示，经过调控修复的拉伸棒，其力学性能较参数异常的同类拉伸棒有明显提升，并达到了标准力学性能。 因此，金相分析、CT检测及拉伸检测的实际结果说明，在系统识别到缺陷并主动调控修复后，缺陷较参数异常时明显减少，性能也趋近与标准参数相一致。这证明了在线调控功能的有效性。 END 这是国内首次有企业宣称实现了金属3D打印实时参数调整来控制打印质量，并给出了实验数据进行作证，它代表着国内在该技术层面的发展正在追赶国际先进水平，也许仍有不足，但短板正在补齐。 西空智造近年来是业内快速发展起来的一个新星，其主打高质量金属3D打印，快速构建起了具有典型特色的技术壁垒。该公司也表示，将始终以行业实际应用需求为导向，不断迭代产品功能，为增材制造行业提供更全面、更高效的质量解决方案。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

2026年2月11日，方醍技术与南洋理工大学的联合研发项目，获得了新加坡 NAMIC (国家增材制造创新集群) 的基金支持。该项目旨在研发用于人形机器人关节和传动系统的复合材料，材料基于“碳纤维+聚苯硫醚（PPS）”体系，并适用于选择性激光烧结 (SLS) 3D打印技术。 (从左至右：岑志伟 新加坡3D打印中心商业发展与创新助理总监；白渊斌 方醍创始人兼CEO；周美辛 新加坡3D打印中心研究员；王宏轩 南洋理工大学博士) 碳纤维+聚苯硫醚（PPS）是一个更贴近实际应用的解决方案。与当前机器人常用的聚醚醚酮（PEEK）相比，二者都具备高强度、耐高温、耐摩擦、耐腐蚀的优秀特性。不同之处在于，前者在量产的效率和质量方面有显著的优势。该方案不仅减少零部件数量、降低开发与量产成本，还可显著提升产品迭代速度，在人形机器人产业中展现出极强的应用潜力。 马斯克用PEEK替代金属，通过轻量化设计提升人形机器人的运动效率与续航能力，这对产品实用性具有重要意义，”方醍创始人兼CEO白渊斌表示，“我们认同其技术方向，但认为材料选择尚有更优解。PEEK处于高性能材料的顶端，在价格和性能上都处于高位，而人形机器人的目标是普及至千家万户，二者定位存在落差，大众化产品需要更具性价比的材料方案。因此，我们选择以 Rytexint™ PPS作为切入点，结合南洋理工团队在应用技术方面的深厚积累，共同加速推动人形机器人的产业化进程。” 本项目的合作方为南洋理工大学周琨教授课题组。课题组依托于惠普–南洋理工大学数字制造联合实验室与新加坡3D打印中心，致力于推动先进制造技术的研究与产业化。课题组以“材料–结构–工艺一体化创新”为核心理念，积极探索面向航空航天、汽车、医疗与智能制造等领域的前沿解决方案，致力于打造国际领先的数字制造研究与应用平台。 项目方情况介绍 本项目由南洋理工大学新加坡3D打印中心研究员周美辛博士担任执行负责人。周博士专注于高分子粉末床熔融增材制造领域，拥有丰富的科研与产业化经验。她曾主导多项与法国阿科玛 (Arkema) 及A*STAR新加坡制造技术研究所 (SIMTech) 的合作项目，聚焦可用于3D打印的功能性聚合物及复合材料的制备与性能优化。她的研究方向涵盖聚合物粉末设计、SLS工艺优化及机器学习辅助材料开发，致力于推动“材料–工艺–性能”一体化的智能制造解决方案。 新加坡NAMIC (国家增材制造创新集群) 是当地为引领制造业数字化转型而设立的国家级机构。它由新加坡科技研究局领导，核心使命是推动增材制造技术的创新、应用与商业化。通过联合产业界、学术界与科研机构，NAMIC构建了一个协同创新生态系统，为企业提供从技术开发、可行性验证到规模化生产的全方位支持。其目标是加速先进制造技术在新加坡工业领域的落地，提升本地企业的全球竞争力，从而将新加坡打造为数字制造时代的全球创新枢纽。 方醍技术团队 方醍技术 (Fluxo Technologies) 是一家技术创新企业，专注于提供先进材料和敏捷制造的解决方案。公司由清华x-lab和新加坡SMU联合孵化，同时在中国和海外运营。 凭借对市场的深刻洞察与前沿技术整合能力，方醍致力于通过材料、设备、工艺和软件系统的综合创新，为行业创新者与颠覆者提供领先的生产力解决方案，助力产业伙伴成为未来市场的引领者。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考注意到，哈佛大学近日在软体机器人3D打印开发方面取得最新进展，这不禁让笔者想起小鹏发布的IRON人形机器人，后者使用了3D打印的高性能聚合物晶格结构作为仿生肌肉。 此次的突破在于，哈佛通过旋转多材料3D打印方法，可直接制造出能够编程运动轨迹的软机器人，其驱动逻辑、形变能力和执行功能，在打印完成时已经直接内置于材料结构中，无需后续组装或集成传动，实现了“设计即功能”的目标。 旋转多材料3D打印两次登顶Nature正刊 哈佛所开发的旋转多材料3D打印技术曾经分别于2019年和2023年两次登顶Nature正刊，可见该技术的创新性不仅得到了学术界的广泛认可，而且在不断发展。 旋转多材料3D打印平台的打印头配备四个墨盒，每个墨盒可以包含不同材料。然后将油墨送入一个复杂喷嘴，该喷嘴允许同时打印多种材料。当喷嘴旋转和平移时，油墨以螺旋细丝的形式挤出，为后续复杂功能结构的打印奠定了基础。 RM-3DP技术的多种墨水可以不同旋转速率同时挤出复杂喷嘴，可以打印出具有空间性质和亚体素层面的软材料。目前，RM-3DP已被用于制造螺旋介电弹性体执行器和具有局部可调力学性能的结构复合材料。类似方法结合多材料喷嘴旋转与流速调整，生成具有可调节膨胀行为的水凝胶复合材料。 最新研究：材料融合与结构形成 最新研究使用了两种材料——可光聚聚氨酯丙烯酸酯树脂和温敏水凝胶，它可以在同一时间、单一喷嘴中的挤出的单一形状中融合两种材料组成的两种结构，这读起来非常拗口。 单一性状包含两种结构，是因为其中一种材料为牺牲材料，可通过温度控制发生溶解流出，从而在结构内部形成气动空腔。 具体地说，外层的聚氨酯在紫外光下迅速固化后形成坚固柔性外壳，构成机器人的主题；而聚合物凝胶则填充了充当内部通道的空间，打印完成后经冲洗即可出现空腔。相当于在打印过程中同时完成了结构构型和内置管道雕刻两个步骤。 功能实现：气动驱动与可编程形变 内部空腔的形成将被动结构转化为主动执行器，其工作原理与人体肌肉类似：气压或流体压力会使结构按预定方式变形。 通过控制打印参数，包括喷嘴的旋转和物料流速，可精确控制内部通道的位置、大小和几何形状，由于空腔被设计为非对称分布，因此在充气时并不会呈现均匀形变，从而驱动结构向预定方向弯曲和扭转。 研究人员展示了通过RM-3DP快速设计和制造带有非对称气动系统的软机器人。他们首先生成了一维软机器人丝，并通过力和曲率测量表征其力学，验证计算建模。接着展示了可以制造出1D、2D和2.5D软机器人，这些机器人经过形状变迁到三维图案。作为最后的演示，利用了一种连续的丝状打印路径算法，将结构分割成子域，利用连接的费马螺旋生成直接编码扩张应变方向的图像中的打印路径。 作为研究的一部分，该团队打印了两个演示部件：一个是充气后会展开的螺旋形花朵状致动器，另一个是可包裹物体的五指形手形抓取器。这两个部件均采用连续3D打印工艺一次性完成，无需额外组装，这正是RM-3D打印技术的特点。 对机器人制造的重新定义 对比小鹏的IRON的晶格肌肉，这种3D打印的晶格是一种结构仿生，它优化了力的传递效率，减少机械感，让机器人的动作自然流畅，但其依然依赖外部电机和刚性连杆。而哈佛最新演示的技术则是“结构-驱动一体仿生”，材料自身就是驱动器，更接近生物肌肉收缩即运动的原理。 这项技术该如何应用于当前的机器人技术？它或许能够为人形机器人灵巧手、自适应蒙皮和柔性关节制造提供新的解决方案。使机器人能够更接近生物的柔顺性、安全性和环境适应性。 软机器人的快速设计和制造在形状变形、驱动和可穿戴设备方面日益受到关注。总的来说，这项研究介绍了一种简便的制造方法，可以制造出具有可预测、可编程运动的软体机器人，并将编码运动直接写入材料中。主要作者威尔特说道，“我们的目标是为各种应用创造柔软的仿生机器人。” 推荐阅读：Rotational Multimaterial 3D Printing of Soft Robotic Matter With Embedded Asymmetrical Pneumatics 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考注意到，进入2026年后有两则同类型的重要消息：1月3日，中国航天科工三院239厂宣布自主研制成功36激光束LPBF金属3D打印装备；1月24日，中国航天科工三院159厂宣布成功研制出60激光束、成形尺寸2m×2m×3m的超大尺寸粉末床熔融LPBF金属3D打印装备。 除上述两家用户单位外，镭明激光也于去年宣布推出搭载56束激光，成形空间达2m×2m×2.7m的该类型装备。需要指出的是，无论是36束、56束还是60束激光，无论是2米还是3米，几乎只有中国团队公开在从事如此级别的研究工作。 这体现出国内团队在该领域的大胆想象力，充分挖掘激光3D打印技术颠覆传统制造流程潜力的积极性，以及我国从追赶技术到发展技术再到引领技术进步的特色之路。 同时，两家用户单位的连续发布也表达出一个强烈信号——我国航空航天领域对大尺寸、高效率、低成本金属3D打印的需求已进入新阶段。 镭明激光LiM-X2000H+设备55激光打印过程 需要克服的困难有哪些 超多激光、超大幅面LPBF金属3D打印技术如实现高质量、高效率3D打印须解决多重困难。 ➡️ 多激光协同与精度校准 几十束激光在同一时间协同打印同一零件的不同部位，必须确保光斑尺寸、输出功率、焦点位置绝对一致。任何微小的差异都可能会造成打印质量不均衡，这一点解决起来就很困难。笔者注意到，华曙高科在解决多光设备校准这一问题上，特别推出了“一键自动校准”技术，并在1.5米幅面32激光的设备上进行了应用，但其还特别强调校准本身极为困难。 针对该问题，159厂的报道指出，研制团队成功攻克了超多光束高精度搭接与快速校准、激光失效实时补偿问题。 华曙高科推出了一键校准技术 ➡️ 超大幅面下的气流管理问题 大尺寸金属3D打印面临的重要问题还包括烟尘、飞溅的及时“吹走”。气流路径太长，烟尘扩散范围大，越大越难打，越打越脏，是大尺寸金属3D打印面临的严峻问题。EOS旗下AMCM公司于2025年推出了AirSword™气剑技术来解决该问题。 但EOS也没有开发过2米打印幅面的装备，能否在保证吹走飞溅和烟尘的同时尽量减少粉末被吹走是一个问题。159厂的报道指出，其团队已经攻克超大幅面移动风场设计。根据笔者对国外同行公司相关技术的查询，这是一项气流“追逐”激光跑的技术，确有更好的打印环境净化能力（已完成解析，后续发布）。 AMCM AirSword™气剑技术 ➡️ 超重载高精度运动 以密度较低的铝合金粉末为例，其粒度范围为15-53，以2m×2m×3m的容积，如打印满缸零件，最终机械结构须承载的粉末重量可能达到18吨。且Z轴方向高达3米，在数米的行程中实现微米级的定位精度和重复定位精度是一项极限考验。此外，如此大幅面或不会采用双缸形制，如何实现高质量铺粉也是极大挑战。 对此，研制单位表示已经攻克超重载高精度多级提升、超大尺寸装备高精度装配、超大幅面高效铺粉技术。 华曙高科大型大型超音速氢冷预冷却器演示样件 ➡️ 超大幅面制造下的质量监控 金属3D打印本身的质量监控就是难点，而对于如此巨大幅面的质量控制，难度增加更不止一个档次，这里讲述一个国外同行的分析。 Velo3D的Sapphire系列设备被美国国防格外重视，但有报道指出，国防用户通常不太关注细节分辨率，而更注重不同机器、批次和地点之间结果的一致性。这意味着要重视重复生产的理念，以及其逐层原位过程监控技术。 铂力特16激光设备运行过程 在超大幅面、数十束激光同步工作的场景中，需要对数十个熔池进行同步、高速、高分辨率在线监测，并适时处理海量数据预测缺陷，这确实是极大的挑战。 面对这种情况，AI技术已经被该技术领域所关注。在国内，铂力特就2025年宣布推出了由人工智能驱动的金属3D打印质量和风险评估系统，它能够精准识别缺陷并能实时提供反馈。 铂力特基于AI的质量监控系统 为实现如此大型的激光粉末床熔融3D打印机高效、稳定运行，159厂攻克了巨量粉末快速清理技术，共7项关键难题，累计申请专利20余项。 该装备的成功研制，在成形尺寸与激光光束数量两大核心指标上同时取得重大突破，标志着我国在高端大型增材制造装备领域跻身世界前列。 制造潜力远不止“更大更快” 无论60激光还是36束激光，大型粉末床熔融增材制造装备的研制，如能高质量、高效、稳定实现运行，便已具备国之重器的价值。 它的直接意义在于，可进一步释放3D打印技术一体化制造的想象力，实现超大型整体构件的制造模式。传统上，如火箭贮箱箱底、整体式翼梁、一体化机身框架、大型天线支架等的大型零件，或依赖万吨级重型锻压机，或需要使用数十、数百个零件通过螺栓或焊接连接，导致结构冗余、重量难减、制造周期长。而两米级LPBF金属3D打印机，则为这些超大型零件带来了新的解决方案，同时也为产品设计和装备升级带来了更多想象空间。 159厂报道也指出，该装备为我国航空航天等领域超大型复杂金属构件的整体成形提供了先进制造手段。其高效率、高精度的成形能力，有望显著提升相关产品的研发和制造效能，为我国高端装备自主制造能力的跨越式提升注入核心动力。 想象力不断被打破，正是金属3D打印技术发展的重要特点。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

陶瓷3D打印虽然仍没有像金属、塑料那样实现大规模的应用，但在2025年仍然有一些可圈可点的突破。例如以特殊结构和后处理手段防止陶瓷部件易碎、以新的3D打印形式实现陶瓷部件制造，以及较为突出的新材料进展。 3D打印陶瓷超材料结构 陶瓷在压力存在易碎或断裂的风险，而德克萨斯州休斯顿大学的一个研究团队在2025年开发出了一种新的3D打印陶瓷结构，它能够在压力下发生弯曲但不会断裂。其核心方法是3D打印+特殊结构+涂层技术。 研究人员从折纸结构中获得了灵感，它一个重要特点是其可以从折叠状态扩展为特殊结构，而且这个过程可逆。他们首先采用基于SLA的陶瓷3D打印技术制造了具有折纸结构特点的二氧化硅基样品，在脱脂烧结之后，将该陶瓷部件在聚二甲基硅氧烷（PDMS）溶液中浸泡，使其表面覆盖一层厚度约75-100微米的涂层。PDMS则是一种具有超弹性的生物相容性硅橡胶。 静态和循环压缩测试表明，这种具有折叠形态和涂层处理的新结构具有非常好的柔韧性，即便在其最脆的方向上也保持了这一特点。 研究人员称，陶瓷零件在医疗保健、航空航天和机器人等领域应用广泛，虽然具有轻质、耐用的特点，但失效往往也是灾难性的。在这项新的解决方案中，折纸结构赋予了陶瓷零件的机械适应性，而聚合物涂层则提供了足够的柔韧性，防止了突然断裂。该成果有潜力拓展3D打印陶瓷的应用范围。 陶瓷水凝胶浸渍增材制造技术 2025年，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)以及瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员，都对借助浸渍水凝胶技术实现了陶瓷部件的3D打印成形（HIAM）进行了研究。 该技术实际上是将3D打印过程与陶瓷材料的制备过程进行了分离，首先使用3D打印技术制造所需形状的水凝胶聚合物，然后将其浸泡在目标陶瓷的金属盐溶液中，阳离子就会转移到水凝胶聚合物中，经过多次处理，水凝胶中的阳离子浓度得以大幅提升。随后对这种水凝胶结构进行煅烧，去除所有有机成分并将金属阳离子（即金属盐）转化为金属氧化物。 因为水凝胶材料的3D打印非常成熟而且简便，这种方案能够规避传统增材制造技术面临的一些挑战。笔者注意到，今年有多项关于该技术的研究发表。 LLNL的研究发现，水凝胶支架的配方以及用于注入水凝胶的金属盐会影响最终陶瓷部件的质量和形貌。例如，水凝胶对陶瓷部件的孔隙率影响显著，高浓度水凝胶配方可使陶瓷的宏观结构裂纹更少。金属盐的类型也会影响孔隙率和形貌，氯化物盐比硝酸盐能形成更致密的微观结构等。研究指出，只要前驱体原料得到充分优化，HIAM工艺就能成功制备出各种陶瓷材料。这项研究进一步加深了对陶瓷增材制造替代方法的理解。 3D打印深色陶瓷，用于高超音速领域 深色陶瓷是一种能够承受高超音速飞行巨大压力和条件的陶瓷材料，这种材料在极端大气条件下具有更强的抗降解和抗失效能力。然而，深色陶瓷（如碳化硅）的3D打印相比浅色陶瓷（如氧化铝）要困难。这是因为两者与紫外光的相互作用方式不同。 浅色陶瓷在使用光固化成形过程中，光线会通过反射和散射光线促使树脂发生交联反应，而黑色陶瓷因为会大量吸收光线，从而影响固化过程。 美国研究机构采用粘结剂喷射3D打印制造的碳化硅陶瓷 据报道，来自普渡应用研究所(PARI)的一个研究团队正在开发一种工艺，用于3D打印深色陶瓷复杂部件。该团队采用的3D打印工艺类型为DLP技术，从树脂材料、表面处理和打印性能等多个方面着手解决深色陶瓷固化所面临的挑战。该团队已利用深色陶瓷打印出多种形状的部件，包括用于高超音速飞机的尖锥体和半球体。不过，报道并没有指出其所谓的深色陶瓷的具体是哪一种陶瓷。 在该领域，国内团队其实要更为领先。2024年，乾度高科就宣布攻克了碳化硅深色陶瓷的3D打印成形难题，其具体方法是增加光源功率、延长曝光时间和通过调整感光剂等方法来提高黑色陶瓷的材料的光敏感性。奇遇科技也展示了其采用光固化3D打印的碳化硅陶瓷部件，而升华三维则展示了多所高校采用其挤出3D打印技术开展的碳化硅研究进展。 乾度高科为某卫星公司定制的碳化硅反射镜（外径大于500mm） 奇遇科技碳化硅陶瓷部件 升华三维3D打印的碳化硅反射镜 陶瓷3D打印技术正在经历从科研向应用爆发的转折阶段。本文讲述的三个转折案例，代表了科研界对提升陶瓷部件性能、新技术形式和难成形材料领域的探索，目的都是为了提升3D打印陶瓷的应用难题。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#陶瓷 #3D打印

商业航天正在成为我国3D打印行业实现进一步增长的重要引擎之一。最新的市场报告指出，2025年中国商业航天市场规模将突破2.8万亿元，3D打印很明显将获益颇多。 在商业航天火箭发动机制造方面，动辄80%以上组件使用3D打印制造已经是普遍现象；作为该领域另一重要组成部分的卫星制造也在释放需求。2025年底4.5亿元“梁溪星座”3D打印卫星制造项目的公开招标，超20万颗低轨卫星频轨资源的申报也让该细分领域的3D打印技术应用迎来重大发展机遇。 航天领域3D打印需求明显复苏 据财联社1月31日的报道，随着下游航天业务需求转旺，国内3D打印设备销售明显放量。国内一家金属3D打印设备商表示，从2025年航空航天领域部分项目的招投标结果来看，行业需求较前两年已明显复苏，下游客户对轻量化的要求也在持续提高。 这两个领域对3D打印技术的重大需求，不仅带动设备端市场的增长，同时也将带来对高端金属3D打印粉末的需求。在这两个领域，常用的金属3D打印材料包括高温合金、钛合金以及铝合金等。在前不久举办的北京国际商业航天展，金源智能，就展示了其面向商业航天的金属3D打印材料解决方案。 高温合金粉末及性能数据 高温合金广泛应用于高温氧化、疲劳、蠕变、高温和磨损等极端工况。在航天领域，3D打印的高温合金已经被用于制造发动机涡轮盘、涡轮叶片、燃烧室、喷油器、喷管以及热防护结构件。 材料的质量是影响产品性能的重要指标。金源智能围绕应用场景的核心需求，创新采用EIGA（电极感应气雾化）工艺，实现了高温合金在成分均匀性与物性稳定性方面的双重突破。 金源智能推出的高温合金粉末性能 该工艺在制粉过程中无需坩埚承载，能有效降低熔体污染风险，实现对合金成分的精准调控；通过对粒径分布精细调节，粉末产品可灵活适配多种先进成型工艺需求。相较传统VIGA工艺，前者在球形度、空心率、氧含量与流动性等关键指标上表现更优，物理性能更加稳定可控，适用于多类型高端装备制造场景。 金源智能3D打印高温合金粉末产品覆盖了GH4099、GH4169、GH3536、GH3625、GH5188等关键型号，为核心部件的制造提供了材料保障。 钛合金粉末及先进制粉工艺 钛合金因为重量轻、强度高、耐高/低温的特点，是航空航天领域应用最广泛的金属3D打印材料。在商业航天领域，3D打印钛合金可谓大有可为，它不仅可以制造贮箱等火箭发动机及卫星零件，也可制造栅格舵这样的火箭部件，还能制造卫星精密结构件、散热器件等。极大发挥了金属3D打印在复杂结构、一体化、轻量化结构方面的制造能力。 钛及其合金包含五大类合金：α-Ti、近α合金、α+β合金、β合金和钛基金属间化合物。当前应用最广泛的属于α+β型 PA工艺以等离子体高温熔化原料，将其经高速惰性气体雾化冷却成粉，具备能量集中、冷却速率高、气流稳定等优势。金源智能指出，其PA制粉工艺实现了TC4钛合金性能指标的全面提升，形成了差异化的优势： ➡️ 高球形度：球形度稳定在94%以上，粉末表面光洁、无明显粘连，有利于提升成型件致密度，降低局部应力集中风险。 ➡️ 低空心率：空心率≤0.15%，有效减少气孔缺陷，提升成型件整体力学性能与抗疲劳能力，满足高可靠性应用需求。 ➡️ 优流动性：流速≤29s/50g，可实现均匀、稳定铺粉，在提升成型效率的同时保持孔隙结构稳定。 该工艺可有效降低粉体孔隙率与氧化物夹杂含量，显著提升粉末球形度与流动性。 金源智能聚焦钛合金等离子雾化技术研发，超1000天的研发攻关，现已完成等离子雾化装备关键技术全面突破，核心技术达到国际领先水平；PA-JY100型等离子雾化产线已批量投产。 铜合金粉末 铜合金常用于热交换器的制造，但在航天领域也大有用途，例如制造液体火箭发动机的燃烧室。这种高热流环境需要高强度和高导热性的合金，以便有效地冷却高压推进剂或氧化剂作用下的推力室壁。常用的增材制造铜合金包括 GRCop-42、GRCop-84、C18150（Cu-Cr-Zr）、C18200（Cu-Cr）等。 在北京商业航天展会现场，极睿航天就表示采用3D打印技术制造了大尺寸的推力室铜内壁。同时，希禾增材也展示了铜合金3D打印的燃烧室。 END 航空航天增材制造中常用的其它金属材料还包括铝合金、不锈钢、钴合金、耐火合金和钢等金属材料。该领域对金属3D打印技术的需求增长，刺激了整个产业链的发展，尤其是材料这一最大的消耗品。 随着航空航天企业寻求降低生产成本的方法，3D打印提供了一种理想的解决方案。它满足了该行业对轻量化、高性能零部件的持续追求，正在彻底改变航天器部件的生产方式。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考注意到，美国金属增材制造系统制造商Precision Additive近日宣布与英伟达合作，推出了首款基于人工智能架构的激光粉末床熔融设备金属3D打印机PA-300。 报道称，人工智能技术被集成到了机器架构中，用于持续监控打印过程并纠正偏差，而且，这些调整在打印过程中实时进行。 除此之外，该公司宣称这款设备采用了其自主研发的扫描超激光熔融工艺(SSLM)，可实现比标准LPBF系统快十倍的打印速度。他们将其描述为“迄今为止使用其专有SSLM激光技术并采用人工智能架构打造的最快3D打印机”，能够解决传统激光粉末床熔融 (LPBF) 工作流程中的局限性。但遗憾的是，笔者未能查询到它是如何将打印速度提升十倍的。 人工智能框架能实现实时流程优化、预测性质量保证。其应用目标指向为国防、航空航天、能源和医疗应用领域生产符合认证标准的金属部件，这些应用领域对可重复性、可追溯性要求较高。 am-explorer推出的基于AI的质量保障平台 工艺控制和认证通过精密增材制造认证（PAQ）进行管理。PAQ是一个数据驱动的框架，将构建数据与认证要求关联起来。该公司表示，PAQ能够确保每次构建结果的一致性和可重复性。该框架目前正在支撑该公司镁合金3D打印工艺的研发。镁合金是一类轻质但活性极高的材料，历来难以使用增材制造技术进行生产。除了镁之外，PA系列设备还可加工其他对激光粉末床熔融系统而言具有挑战性的材料，例如钨和铜。 Precision Additive公司首席执行官表示，“增材制造正在进入一个以智能、可靠性和责任制为特征的新时代，Precision Additive的创立旨在确保先进的制造系统不仅具有创新性，而且足够可靠，能够支持最严格的应用。”这一描述显示出，数据对金属3D打印的重要性。 国产全生命周期增材制造专用数据库 3D打印技术参考注意到，西空智造与西安交通大学于日前宣布共同研发并推出了覆盖“设备‑材料‑工艺‑过程‑质量”全生命周期的增材制造专用数据库，整合了LPBF金属3D打印制造全链条的关键数据信息，能适配工业级生产的数据管理需求。 西空智造指出，从设备、材料到工艺、过程、质量，金属3D打印的每一个环节都在持续产生海量数据。这些数据不仅是生产过程的真实记录，更是构建零件质量可追溯体系的核心基础。然而，传统的数据管理方式往往使数据分散存储、格式不一、整合困难，形成众多“信息孤岛”，严重制约了增材制造技术在规模化生产中的应用与发展。 金属3D打印产线要求（来自马瑞博士演讲） 因此，系统性地采集与标准化管理完整的工艺流程数据，已成为行业提升质量控制与工艺优化能力的必然要求。通过科学归档与智能分析工艺历史数据，能够帮助工艺人员实现对制造过程的精准洞察与全面管控。 目前，市场上常见的增材制造软件在数据集成方面往往存在广度有限、深度不足的局限。而此次发布的“全制造流程数据库”带来了三大功能： 增材产品质量可追溯问题（来自马瑞博士演讲） ➡️ 全流程数据整合，告别信息孤岛 数据库目前构建了规模达10.04TB的共享数据资源池，数据库涵盖11类工艺属性数据、7类过程监控数据、10类标记质量评价参数，全面覆盖零件信息、工艺信息、过程及后处理信息等全维度数据。无论是设备参数、材料成分，还是过程信号、质量检测结果，都能实现集中管理，彻底解决数据分散、难以调用的问题。 ➡️ 高效数据应用，赋能工艺优化 数据库开放数据查看、上传和下载功能，支持查询数据报告、开展深度数据分析，为增材制造设计生成、支撑结构设计、工艺规划、零件构建等全流程工程活动提供数据支撑。工艺人员可通过历史数据复盘，精准把握生产过程规律，优化工艺参数设置。 ➡️ 提升可追溯性，质量稳定有保障 通过信息管理系统实现全流程数据追溯，从零件设计、支撑结构、工艺规划到后处理、鉴定，每一步都可查、可管、可控，显著提升产品可生产性、流程可重复性和零件一致性。 END 笔者注意到，越是金属增材制造普及的今天，制造商对质量一致性和可重复制造的要求越高。无论是否基于人工智能分析，但形成的共识就是大家已经普遍认识到3D打印制造流程过程中产生的数据的重要价值。 3D打印技术参考此前就曾报道过，北京动力机械研究所增材中心主任马瑞博士曾表示，在航天增材制造过程中，单次打印的质量数据就能达到10G，能否用好这些数据是提升质量保障的关键。目前，人工智能技术也在本行业受到企业的重视，铂力特就在2025年推出了基于AI的质量分析平台。可以说，包括西空智造推出的增材制造数据库，国内企业都正在更加重视质量保障的重要性。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考注意到，2026年首篇与3D打印技术相关的Science正刊文章于1月29日刊发。来自美国桑迪亚国家实验室、德克萨斯大学奥斯汀分校、俄勒冈州立大学、亚利桑那州立大学等的联合团队发表了题为“Lithographic crystallinity regulation in additive fabrication of thermoplastics (CRAFT)”的文章。 这项研究阐述了一种创新的光控3D打印方法，它能够在三维空间中实现对高分子材料的结晶过程的微观编程控制，从而能够调控其机械与光学性能，还能实现快速制造，为信息存储、软机器人和能量阻尼等开辟了新的应用途径。 简单的说，就是传统注塑或3D打印只能制造结构统一的材料，无法在同一零件不同区域实现性能变化。而要实现材料性能变化，就得依靠多种材料拼接。但如今这项研究，仅仅使用单一材料，通过基于DLP 3D打印的光控方法，就实现了从刚性到塑性的梯度变化。 研究背景与挑战 半结晶热塑性塑料的结晶度可以被轻松调控，从而调整材料的整体化学和机械性能，这在高密度聚乙烯（如热水管）和低密度聚乙烯（如保鲜膜）的性能差异中表现得尤为明显。虽然目前通过引入支链、进行退火、与聚合物共混等手段已经可以调控材料的整体结晶性质，但如果能够在单一材料中实现结晶度的空间图案化编码，将能够彻底改变商品塑料的制造方式。 文章指出，尽管半结晶聚合物已经在工业端广泛使用，但在光聚合3D打印领域只有少量报告提及。这主要是由于将单体或低聚物通过光化学方式快速转化为高分子量聚合物存在挑战，同时，层层沉积过程中结晶区域之间的界面结合也很脆弱。 因此，研究的重点就在于要找到一种能够快速光聚合的材料体系，能够在打印过程中实现强界面结合并能调控其结晶度实现性能改变。 关键发现 研究人员并没有选择该技术领域主流使用的丙烯酸酯，而是选择了一种特殊的单体——顺式环辛烯。它是一种很便宜而且粘度很低的单体，其在聚合反应过程中表现出两个关键特性： 1）能够在几秒内快速聚合成高分子聚合物，从而满足了快速打印的要求； 2）聚合后，分子链上的双键在后续光照或黑暗条件下仍能发生“次级复分解”，能够将新旧打印层化学缝合在一起，从而解决了层间结合脆弱的难题。 控制多环辛烯（pCOE）立体化学和照射强度下的结晶率百分比 这项研究最关键的发现是确定了光照强度能够精确控制聚合物链的“几何形状”。在低光照强度下，聚合会产生更多的反式构型，使得分子链排列更规整，结晶度更高，材料的强度和硬度都很高。而在高光照强度下，聚合会产生更多的顺式构型，分子链的排列更为松散，结晶度低，材料的韧性就比较高。 研究人员分析指出，导致这一现象的原因在于高光照强度降低了催化剂的“活性”，最终使得结晶度低，从而导致材料性能的变化。因此，可以通过调节光照强度来控制聚合物立体化学反应，为控制材料结构性能开创了一种新方法。 而这种光照强度的梯度变化，则可以通过灰度图实现。灰度图像的投影产生了辐照强度的空间变化，进而产生晶体度。研究人员将这种方法称为光刻CRAFT（热塑性增材制造中的晶体调控）。灰度值范围从G0（黑色）到G255（白色），对应强度从0到168mW/c㎡。 热塑性塑料增材制造晶体调控-性能验证 研究人员对不同灰度打印的样品进行了单轴拉伸测试。低强度3D打印获得了高度结晶的材料，杨氏模量为~250MPa，屈服应力为19MPa，断裂时的平均应变超过700%。增加光强使杨氏模量降低至120MPa，屈服应力为9MPa，断裂伸长率为630%。 此外，平行打印的试样以及相对于打印板的垂直方向表现出类似的机械行为，说明层间结合力很稳定，层间强度可能由聚合物纠缠和二次复刻引起。 对光编码立体控制 为评估热稳定性和再加工性，研究人员对高结晶度和低晶体样品进行了热循环实验，并分别进行溶解测试来探究可重复3D打印的特性。在热循环过程中，样品反复加热高于和低于其各自的熔点。低于熔点加热对结晶性没有影响，而在熔点以上循环则降低结晶度和熔点，另外两次高温循环逐渐降低了结晶度以及熔点。此外，通过将聚合物溶解于甲苯并用溶剂铸造成新薄膜，未实现交联，证明该材料保持热塑性且可再处理。 作为演示，研究人员还在立体基质中3D打印了一个带有方框的雷鸟，对其横截面切割，显示出三个具有不同结晶度的区域。为进一步测试该技术在复杂结构制造方面的潜力，他们还打印了生物结构，如缅甸星龟、人类手部结构，前者展示了复杂的图案变化，而后者则清晰展现出骨骼和皮肤的分隔，其刚度与生物对应物也相匹配。 这些成果确立了热塑性增材制造中的晶体调控技术可以作为3D打印晶体空间编程的多功能平台，从而拓展了多材料制造的设计空间。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#science #3D打印