3D打印技术参考注意到，2025年第5篇与3D打印技术相关的Nature正刊文章于12月17日发表。来自劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的中国博士后研究员Songyun Gu发表了题为 “3D nanolithography with metalens arrays and spatially adaptive illumination”的文章。凭借这项新技术，研究团队还获得了有“科技创新界奥斯卡奖”美誉的R&D 100大奖。 Songyun Gu（中），Xiaoxing Xia（右） 他们将传统双光子光刻3D打印机一个多月才能完成的任务，缩短至不到两个小时，并且极大提升了制造精度。根据笔者理解，这项成果很像金属3D打印领域，从单激光选区熔化一步迈入了区域打印，从厘米级别的打印尺寸一步迈入到了米级。 它解决了双光子光刻3D打印技术制造复杂三维纳米结构时遇到的「打印分辨率和打印速度」之间相互矛盾的问题，大幅提高了效率、打印面积以及结构复杂度。对微电子、生物医学、量子技术等这些对复杂三维纳米结构有极大需求的领域有重要影响。 笔者查询到，双光子光刻多年来一直是制造复杂三维纳米结构的重要技术。它利用超短脉冲飞秒激光，通过精确控制光强阈值实现纳米特征结构的打印。结构本身已经到达了纳米量级，因此产品的制造精度对产品性能的影响会很明显。但是，这项技术一直受到显微成像光学系统的限制，带来了一系列的问题。 基于金属透镜阵列的双光子光刻示意图：图案化的飞秒激光投影到金属激光阵列上，生成用于并行三维纳米光刻的焦点 首先是打印面积的限制，因为打印系统依赖常规显微物镜聚焦激光，物镜视场被限制在几百微米内，要打印厘米级物体就得需要先分块打印、然后拼接。其次是如果要采用多光并行，聚焦点之间的间距过小就会带来不希望的交联，进而导致分辨率下降。第三，如果采用固定焦点阵列，那么就只能打印特定结构。第四，如果采用全息焦点扫描，虽然可以提高灵活度，但又面临数据处理和传输的问题，严重影响实际打印速度。 Songyun Gu展示透镜阵列 这项研究提出了一种新的解决方案，从根本上改变了双光子光刻的实现形式，实现了双光子光刻的近面打印。 具体地说，他们开发了一种包含12万个微透镜的超表面透镜阵列，阵列有多大，有效的打印区域就有多大，这从根本上消除了传统视场带来的打印面积限制。此外，每个透镜会分配相当数量的像素点用来控制光的穿过，进而控制所打印的特征结构精度。 如果要问以前为什么不采用这种阵列，是因为传统的微透镜特征决定了它们很难在阵列中密集排列，数值孔径很难做高，此外也存在像差校正等的问题。而这项研究开发出的阵列结构极薄，数值孔径容易做高，在设计中就可以消除像差问题。这个阵列结构是取得突破的关键。 通过采用大尺寸的金属透镜阵列，双光子光刻从厘米级区域内实现了大尺寸并行打印。 空间光调制器的因素能够通过调整像素的灰度来控制光的强度与开关。笔者发现，由12万个微透镜组成的超表面透镜阵列包含了1亿个像素，这是实现双光子光刻高精度打印的重要影响因素。有没有发现这些描述很熟悉？在Seurat公司开发的金属区域打印中，也有类似的原理。 此外，他们还进一步开发了先进的数据处理和自适应曝光技术，使系统的制造能力进一步得到了提高。作为验证，他们打印了多种类型的复杂三维结构，如微尺度的象棋、梯度密度泡沫阵列、多深度微针阵列等等。在使用两个阵列时，打印面积达到了12厘米，可以实现对100亿个像素点的控制。 总的来说，他们开发的平台能够将飞秒激光分成超过12万个协同聚焦的光斑，这些光斑可以在厘米级区域内同时进行写入。这种基于超透镜的方法能够生成最小特征尺寸为113纳米的复杂三维结构，而且打印效率比商用系统快一千倍以上。 此外，笔者还注意到本文的通讯作者之一为Xiaoxing Xia，这是其在本年度发表的第二篇与3D打印技术相关的nature正刊文章，上一篇则与量子计算相关！ 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，多所高校正在研究一种突破性的3D打印新方法，它使用水凝胶作为模板，能够生产超高密度、耐用的金属和陶瓷，能够制造同时具备强度高、重量轻和结构复杂的高级三维结构。 洛桑联邦理工学院基于该技术制造的铁质螺旋体（1.3x 1.0厘米） 基本的原理和步骤是，首先使用光固化3D打印出水凝胶支架；经处理后浸泡在金属盐溶液中，这个过程中金属盐离子会因浓度差或者是静电作用而扩散到水凝胶内部；最后饱含金属离子的支架会经冷冻干燥、煅烧、还原之后，制备出最终的金属。 洛桑联邦理工学院基于该技术制造的银、铁及铜 与激光3D打印的差异 这个过程看着比激光粉末床3D打印复杂多了，但为什么科研界还这么感兴趣？因为它能够制造成熟的LPBF工艺打印不出来的结构，特别是具有微米级结构特征的复杂三维晶格或微架构材料，这些结构在传感器、医学设备或能量转换和存储设备等领域有特殊应用需求。 此外，它还避免了激光3D打印的一些常见缺陷，如热应力、裂纹和孔隙。水凝胶灌注方法完全避免了高温熔融过程，从原理上规避了这些问题。 基于激光的粉末床熔融3D打印 与其他间接、基于烧结的金属3D打印的差异 这项技术虽然是间接的基于烧结的金属3D打印，但相比HP的粘结剂喷射和最近比较受到关注的冷金属融合还不一样，它的过程要复杂的多。HP等的技术还是来制造宏观尺度的金属零件，而水凝胶灌注更关注极高精度、复杂结构和微尺度制造。 另外还有一种是采用光固化打印混合了金属粉末的光敏树脂，这一类型被认为是树脂的粘度会很高，而且金属颗粒会导致光散射。 存在的问题与解决办法 但这项技术本身也并非成熟，收缩率高、易变形、多孔，就是不得不面对的问题。针对这些，3D打印技术参考注意到，洛桑联邦理工学院的研究人员给出了解决方案。 他们将浸泡过金属盐离子溶液3D打印的水凝胶支架转移到第二溶液中进行化学反应，使上一步的盐离子转化为不溶性的金属纳米颗粒，并被锚定在网络骨架上；然后反复进行上两步的溶液浸泡和化学反应，来不断提高金属的含量。 a.陶瓷与金属的水凝胶灌注与沉淀工艺示意图，b.基于该工艺制造的金属氧化物和金属 在经过5-10个这样的“生长循环”后，通过加热去除剩余的水凝胶，留下一个完美复制原始凝胶形状的金属或陶瓷结构。最终得到的物体异常致密而且耐用。由于金属盐是在打印步骤之后才添加的，因此一个水凝胶模型可以转化为多种金属、陶瓷或复合材料。 多次灌注之后，盐离子含量不断提升 研究人员表示，这个过程其实非常容易操作，而且成本很低就可以制造出高质量的金属和陶瓷。而且它也是一种新的制造形式，因为，材料的选择是在3D打印之后进行的。 研究团队利用铁、银和铜制造了名为螺旋体晶格结构，强度测试发现，与以前方法制造的材料相比，他们的材料能够承受高出20倍的压力，而收缩率仅为20%，而以前方法生产的材料的收缩率则高达60-90%。 铜灌注水凝胶后的横截面图 3D打印技术参考还留意到，相比于传统激光粉末床3D打印，水凝胶灌注制造金属材料，不需要支撑就可以制造出高复杂度的悬空结构或微流道，甚至可以随意调整材料成分和微观结构。 总的来说，水凝胶灌注金属3D打印技术可以实现“先打印、后选材”，并能实现高精度制造；能够实现传统方法难以实现的微结构制造；能够避免激光激光打印中的一些固有缺陷；同时，它也为开发特定性能的材料开辟了新的方案。 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

3D打印技术参考注意到，中航重机于12月15日发布公告称，公司拟向控股子公司中航天地激光科技有限公司增资8550万元，以加快增材主业研发能力建设，补齐主要研发能力短板，同期解决场地购置和基础条件保障建设问题。 公告指出，为贯彻落实航空工业集团聚焦航空主业、提升市场竞争力的战略部署，把握增材制造作为航空产业关键结构优化与制造技术的重要机遇，同时实现“十四五”至2035年期间锻铸和激光增材复合制造在飞机结构一体化设计中占据重要地位与市场份额的目标。 同时，发挥区位优势，保障中航重机北京营销中心、研究院北京分院功能，结合激光公司市场需求和增材制造行业发展现状，进一步增强激光公司技术研发和产业能力。 经查询，中航天地激光科技有限公司成立于2011年成立，主要从事大型钛合金、高强钢等高性能金属结构件激光快速成型技术的研发、生产加工及销售。2013年来自种种有色网的一篇报道指出，中航天地激光科技的大型钛合金等金属增材制造依托王华明院士团队的”钛合金构建激光增材制造技术”开展产业化运作。 激光能量沉积过程，与正文无直接关联，仅为演示 3D打印技术在我国航空航天产品的制造过程中发挥着重要作用。2022年，央视就曾报道指出，目前我国3D打印技术在飞机上的应用，已经达到了规模化、工程化的程度，在世界上处于领先位置，我国还在引领相关技术在该领域的发展。当时的报道就已经提到，3D打印的零部件已经批量装机。 在中航天地激光科技有限公司2025年发布的内容中，笔者发现，该公司强调在“增材+”领域的核心竞争力。依托航空工业深厚的技术积淀，公司在增材制造工艺创新方面形成显著优势，尤其在高性能金属构件复杂成型、精密加工等环节具备行业领先水平，能够精准匹配高端装备对定制化零部件的严苛要求。 根据公告，2024年，中航天地激光实现营业收入6308.53万元，净利润为145.58万元；截至今年7月底，激光科技资产总额、所有者权益总额、资产负债率分别为1.48亿元、0.53亿元和64.12%。

FDM 3D打印技术在消费端和工业端都有极为庞大的应用空间，但其表面粗糙、层间附着力以及明显的层纹为专业应用带来了很多问题。 3D打印技术参考注意到，一家名为Hyperflow 4D的公司开发出了一种挤出3D打印技术，可以原位融合和平滑打印各层，通过这种方式制造的零件表面粗糙度可以低至2微米，能达到与注塑成型相媲美的表面质量，还具有更低的孔隙率。该公司创始人表示，这一新的3D打印工艺可生产出达到注塑质量的零件。 传统FDM 与HFD技术制造的零件表面质量对比 表面粗糙度可降至2μm，更光滑、致密和防水 该公司的Hyperflow Fusion Head(HFH)3D打印技术使生产具有注塑质量表面质量的熔融丝制造（FFF）零件成为可能。在FFF的3D打印过程中，HFH可以根据设计的要求使用高强度电磁波来融合打印的特定区域，这种高强度电磁波本质上是一种可控可靠的热源。 除了光滑的表面外，该技术还能适用于自主医疗设备和洁净室应用的部件。与普通FDM打印零件20μm的表面粗糙度相比，HFH 3D打印技术制造的零件表面粗糙度可降至2μm。 HFH平滑功能可以在整个部件中使用，也可以仅在特定的关键区域实现 该公司表示，使用HFH技术会增加打印时间，这种时间的增加主要针对于不同的几何形状和材料，打印时间会增加10%到50%。不过，即便如此，这种工艺还是要比打印完之后，再进行单独的后处理（如蒸汽平滑）要更快，而且价格也低。 HFH技术不仅是对零件外部表面进行处理，打印过程中同样会对内部表面同步处理。在可打印的材料方面，笔者查询到这项技术已经覆盖了主流的打印材料，如PLA、PETG、ABS和聚丙烯（PP）。 3D打印技术参考查询到，HFH的3D打印的部件具有更光滑、致密和防水的特征，材料内部结构更接近于各向同性，这种方法也比直接FFF打印策略制备出的材料更强。根据该公司PLA样品的拉伸测试结果，在沉积方向上材料的强度增加了20%。 另外，Hyperflow 4D对这项技术感兴趣的主要原因是材料表面完整性的提高。这也使有许多领域可以从3D打印中受益，如食品加工、制药、半导体和其他对层纹要求高的行业。但由于传统的FDM/FFF技术具有污染的风险，这些领域在实际应用会受到影响。 标准FFF与HFH的层线相比 被高端制造行业采用，大幅降低成本 笔者查询到，一家半导体研究机构已经在采用HFH技术。他们的工作中，有涉及到定制夹具和无尘室工具来进行芯片酸性测试。资料显示，他们定制一个夹具就需要花费650欧元，而需求量仅仅只有10个。即便是采用传统的FDM桌面3D打印机，制造出来的工具应层纹的存在，也达不到使用要求。后来他们使用了Hyperflow 4D打印机，不仅表面质量满足使用要求，成本有仅为20欧元左右。 除此之外，企业通常会选择服务商制造这些工装夹具，这时会面临数据安全问题。如在内部采购这一新型机器，即可在内部进行生产，而使用HFH制作的致密光滑的部件可以节省这些公司的时间和制造成本。 笔者在Hyperflow 4D公司的官网查询到，他们的这项技术可以用在超洁净室、医疗产品、食品包装生产线等场景中。目前该公司仍在申请专利，同时也计划将其技术提供给已经拥有丝材3D打印机的用户，并为那些未拥有设备或想要特定解决方案的用户提供独立的3D打印机。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印技术参考注意到，美国企业Beehive Industries（蜂巢工业）近日宣布其为美国空军开发的200磅推力的3D打印Frenzy发动机成功完成高海拔测试。 此次成功测试引起了美国国防承包商以及部分潜在客户的浓厚兴趣，这些潜在客户特别关注自主战斗机的发展情况，这类战斗机有着高度智能化和自动化的特点。 为什么重要？ 笔者查询得知，高海拔测试属于验证发动机在真实飞行环境里性能的必要步骤，尤其是在碰到空气稀薄、低压、低温这类情况时，对于检验3D打印发动机在极端环境下的可靠性十分关键。 虽然，“发动机是3D打印的”就是简单的一句话，但是内部结构通常发生了极大改变，会涉及到薄壁、点阵、集成的流道、拓扑结构等等，这些结构在上述极端环境下是否会产生变形、开裂等形式的失效，自然将影响到底能不能用。 因此，蜂巢工业称此次测试是具有里程碑意义的进展，意味着这台发动机可以搬出实验室，进行实际的飞行测试。 3D打印技术参考注意到，中国航发自主研制的3D打印极简涡喷发动机于上个月完成了首次飞行试验，飞行高度达到了6000米，这妥妥的也是高海拔！虽然“标志着3D打印发动机在工程应用领域取得重要突破”也是简单的一句话，但回头再细想，它的意义有多重大。 3D打印极快速开发、迭代与测试 蜂巢工业介绍称，Frenzy是一款新型小型喷气式发动机，近乎完全依靠数字设计以及3D打印技术来开发，这种方法能迅速进行原型制作、迭代改进并且能简化生产流程。这台发动机的开发时间也用时很短，在四个月里，该公司完成了六台发动机的地面测试；随后把两台原型机运去俄亥俄州做高海拔试验。测试期间，工程师们在极端情形下评估了点火状况、低压力稳定性、燃料耗费以及热性能。 发动机在全飞行包线内展现出可靠的点火与运行状况，从点火到全功率快速加速，涡轮温度及燃油消耗数据超出最初预想，而且发动机在历经相当于完整任务寿命的运行后，仍然保持着“如新”之态。 报道还提及，鉴于高海拔环境对于小型涡轮发动机受力的特殊性，那些结果格外关键。稳定点火以及顺利加速，对高产量、成本敏感的无人驾驶平台发动机非常关键。这次成功测试，会促使蜂巢工业在2026年年初开展发动机的飞行试验，而且这与美国五角大楼为无人机系统找寻可扩展推进解决方案的诉求相契合。 未来挑战与行业影响 3D打印技术正在通过大幅缩短从发动机设计到测试的速度来推动军事领域的发展。这种快速的迭代能力实际上被各国都极为重视。 蜂巢工业推行“增材优先”策略——着重快速循环的打印、测试、优化与重新打印发动机部件。鉴于国防领域正朝着高产量、迅猛发展的无人系统转型，该公司的成果还会加剧行业内竞争，像普惠、GE航空航天、罗罗以及霍尼韦尔航空航天等企业，预计会加快自身发动机的研发进程，并瞄准新兴的自主无人机市场。 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 #发动机

3D打印技术参考注意到，知名计算工程+发动机3D打印开发商LEAP 71，最近成功对两台完全不同的20kN液氧甲烷火箭发动机进行了热点火测试——一台是传统的钟形喷嘴，另一台是全尺寸的气动塞式发动机（被称为下一代航空引擎）——这两台发动机从规格制定到首次点火，不到三周！ 尽管两种发动机在形态与内部构造上完全不同，但它们都依托Noyron大型计算工程模型来设计，遵循相同的物理原理与逻辑，完全由代码生成，无需人为干预。 气动塞式发动机被视作航空领域的下一代引擎，有着环形燃烧室与中央尖锥的结构特点。从理论来讲，它较传统发动机有更高效率、更宽泛的应用范围以及更出色的动力性能。然而，截至当下，并无任何公开报道表明搭载气动塞发动机的飞行器成功进入过太空。 本次测试的钟形喷嘴发动机 本次测试的气动塞式发动机 LEAP 71此前于2024年12月测试了一款5kN的煤油混合气动塞发动机。由于启动瞬态过程中遇到的问题，只能进行一次点火；然而，它达到了50巴的满燃烧室压力，验证了设计的基本原理。 LEAP 71展示了三台使用频繁的发动机，包括去年进行过热试车的5千牛气动塞发动机（中间，已切开），2025年11月底测试的20千牛MethaLOX气动塞发动机（右），以及传统的钟形喷嘴式发动机（左）。 此次测试的发动机均能产生2吨推力，适用于轨道运载火箭。测试活动是对Noyron系统进行最新验证，收集了关键数据，并反馈给Noyron模型。该系统能够直接输入发动机的设计参数进而生成可以3D打印的复杂结构。它将第一性原理的物理学、工程逻辑、制造极限和实际要求整合进一个统一的系统中，并直接输送到制造流程当中。 LEAP 71联合创始人表示，“Noyron是我们持续尝试将工程流程全面编码到一个可以独立于人类运行的计算模型中的项目——它能大幅缩短迭代时间，并使以前不可能实现的目标成为可能。这些物理测试，实际上是对引擎进行热启动——产生只能在现实世界中获得的关键数据”。 LEAP 71首席执行官兼Noyron首席架构师Josefine Lissner表示，“甲烷是一种难以建模的复杂推进剂，与以往测试的煤油燃料不同，甲烷在不同温度和压力下的密度变化非常大。因此，Noyron得精准预测才能造出可用产品。而且，发动机尺寸变大也带来自身运行难题。” 太空推进是LEAP 71的重点研究领域之一，在过去的18个月里，该公司平均每四周一次就会对Noyron生成的发动机进行点火测试，从而获取物理模型的极限。 全国首例！我国全3D打印涡扇发动机地面试车圆满成功 截至发稿前，笔者注意到另一则重要消息。西安空天机电智能智造有限公司宣布，近日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3D打印的涡扇发动机，顺利完成地面试车。 作为国内首例依托增材制造技术实现整机部件一体化成型的涡扇发动机，此次试车成功，标志着我国航空涡扇发动机3D打印制造实现里程碑式跨越。 涡扇发动机示意图，图文无关 这款涡扇发动机彻底颠覆了传统航空发动机“多零件组装”的制造范式，将原本由数百个零件构成的复杂结构，创新性简化为一体化构件。借助激光粉末床锻打印等先进增材制造工艺，不仅实现了传统锻造技术难以企及的仿生冷却流道、拓扑优化结构等尖端设计，更实现核心零部件数量缩减40%以上、结构重量减轻25%的显著突破，有效提升发动机推重比，为航空动力装备的轻量化、高性能发展开辟了全新路径。

3D打印技术参考注意到，瑞典高端技术与防务集团Saab AB与美国增材制造创新公司Divergent Technologies，于12月10日宣布成功采用3D打印技术制造出长达5米的一体式无人机机身。该结构完全没有使用模具和铆钉，是当前人类构建的最大的3D打印动力飞行器部件之一。关于该案例，笔者挖掘出了很多有价值的信息，它跟我们直接理解的完全不同！ “分段打印+胶水连接”，出人意料 当我们看到“大尺寸一体式3D打印无人机机身”这一描述的时候，很自然的想到它是一整块儿3D打印出来的，但实际情况却是“分段打印+胶水连接”而成的！是不是大跌眼镜？但实际情况就是如此，可真相却超出想象！ 具体的说，这个长约5米、宽约1米、高约60厘米的大家伙，是由26个独立部件采用激光粉末床熔融3D打印逐一制造，然后再组装、粘合拼接！你肯定对对粘合拼接提出了疑问，这能结实吗？！ 你有没有听说过特斯拉正在大力推进采用高性能结构胶，来替代螺栓、铆钉或焊接？笔者当时看到这则消息时也是大感疑惑，而也就是因为特斯拉的这一消息，让笔者进行了深入查询发现，在特定工况下，胶水连接不仅可以达到甚至能够超过传统的连接方式，这是这家知名汽车公司让车身变为一体式结构的新方案。有测试博主在2025年使用经结构胶粘合的吊具，轻松吊起了一辆重达3吨的特斯拉Cybertruck皮卡。 与此同时，Divergent Technology首席项目和运营官Cooper Keller也指出，这种连接方式“已完全通过汽车和航空航天应用中安全关键应用的认证”，已在非常特殊的环境中得到充分验证，并且技术成熟度达到 9 级（即在真实环境中完全成熟）。 所以，飞机机身采用粘合连接，应当有其合理性。经验证，这一结构的有效载荷能力约为200公斤。与传统制造的机身相比，因为取消了附件、紧固件、铆钉，零部件数量减少了99%以上，重量减轻了约45%，材料浪费也减少了90%以上。 王向明院士——“分段打印+增材连接”的制造理念 空客公司在2015年前后就提出了未来飞机的整个主体结构框架将采用3D打印技术整体制造出来的构想。从当前技术端来说，即便是采用灵活度较高的电弧或激光送粉/丝增材制造技术打印如此巨大的结构，能否成功都难以保障，安全问题更是无从谈起。因此，空客的构想目前仍停留在PPT阶段。 而我国王向明院士，则在几年前公开发表的《飞机新概念结构设计与工程应用》论文中就提到了分段打印+增材连接，渐进式实现整体式构件3D打印制造的理念。凭借这一理念，论文中提到实现了从二维制造向三维承载整体式制造的跨越！ Saab AB与Divergent Technologies两家公司的制造方法，其实与王院士的理念一致。而且，采用LPBF 3D打印技术制造的零件，是当前所能达到最高性能的金属3D打印方案，虽然部件尺寸“小”，但却是可执行的实践。 从这个角度来说，这个案例的价值意义就体现出来了。再加之快速制造能力，其价值更是会得到进一步放大。 能3D打印车架，就能打印机身 Divergent公司最开始其实是借助3D打印技术进行先进且创新的汽车结构设计，在这其中宣称使用数字设计，并进行自动化装配。它确实成功开发出Czinger 21C超级跑车，在2025年连破五项赛道记录，展现出3D打印结构的出色性能。 Divergent设计和3D打印的副车架，可看出胶水拼装特征 既然可以打印超级跑车的车架，那么打印更大的飞机框梁就不再是理论上的问题，而是一个“简单”的工程难题。 相关文件指出，整个制造过程没有使用任何特殊的工装夹具，仅依托Divergent的自适应生产系统（DAPS）。它是一个端到端的构造规划加制造平台，结合AI驱动的工程设计、工业级增材制造以及无夹具机器人安装。与传统加工流程相比，DAPS能够加快开发周期、提升结构性能并降低生产成本。 Saab AB相关负责人表示，“在此次项目中采用Divergent的增材制造和数字化设计结构，使我们的团队在开发过程中拥有了前所未有的灵活性。我们认为，数字化设计和先进制造是我们在该项目中取得合作成功的关键因素。” 一天能造3架，一年能造千架 很明显，新的制造方式，大大缩短了从设计到实际组装的周期。只要安装的3D打印机够多，就可以快速、大批量的生产这种无人机。而双方确实也是这样描述的，他们称，未来产量可扩展至每年1000多架。我们稍稍用计算器算了一下，相当于一天能够制造3架！这是传统上混合了CNC、铸造、焊接、安装等多流程环节所能比的吗？ 两家公司也表示，该项目展示了3D打印技术在复杂、高性能航空航天应用中的制造扩展性。据笔者查询，搭载该机身的无人机计划于2026年试飞。除此之外，这两家公司的制造理念，也让笔者回想起空客公司的设计构想和王向明院士的制造理念。 Divergent设计与3D打印的一体式巡航导弹机身 3D打印技术参考了解到，Divergent的业务重点已从汽车转向军工！2025年9月，这家公司完成由美国国家安全领域投资管理公司牵头机构的2.9亿美元（约20.6亿人民币）E轮融资，用于建设新工厂，扩大生产规模。它目前已开始向洛克希德·马丁、雷神、通用原子公司等美国主要国防企业提供3D打印导弹机身和关键部件。 END 通过整合数字设计、增材制造和自动化装配，Divergent实现了传统加工技术无法达到的制造速度、灵活性和结构集成度。而“分段打印+增材连接”的制造理念，正在悄悄改变我们对一体3D打印的理解！ 当“一体3D打印”不再是通俗意义上的“一整块儿”，而是“性能集成”，我们是否该重新定义“整体结构”？欢迎留言讨论。 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 #空客

导读：对G-Code进行优化，还是用T-Code替换？ 3D打印技术参考注意到，行业公司AON3D推出了一项基于物理原理的G代码优化功能，可以在不牺牲零件质量的前提下，大大提高3D打印的制造速度。但是，2025年还诞生了一种新的3D打印编程语言——T代码，对于提升3D打印速度和质量很有潜力。 G代码优化使打印时间缩短54%！ G代码是基于挤出3D打印的标准编程语言。它最初于20世纪50年代为数控机床开发，采用逐行执行的方式，这意味着3D打印机在执行新指令时需要减速并停止。这会减慢3D打印速度，并可能导致过度挤出缺陷，从而影响打印精度。 AON3D称，他们推出的Basis软件拥有基于物理原理的G代码后处理功能，可以分析每一种聚合物的流变以及热学特性，热量在零件内部的积聚与消散能够被预测，随后动态地调整沉积速率。在3D打印过程中，安全区域可以加快速度，而在熔体断裂或者出现热变形之前降低速度。AON3D表示这是多年来在挤出3D打印速率的首个重大突破。 AON3D内部测试表明，新功能可将24小时的打印时间缩短13小时，证明了将流变学与热传递相结合，可以在保持表面质量和层间粘合的同时，实现更高的安全打印速度。 该公司将此与“反复试验”的调校和更大的喷嘴策略进行了对比，这些策略不考虑几何形状或冷却行为，而是采用统一的设置，这通常会降低表面质量并产生不一致的层间结合强度。 AON3D采用的是其专为工程聚合物的高通量、高温生产而设计的Hylo打印机，所开发的Basis软件则采用多物理场过程优化技术自动调整打印参数，并增加了原位缺陷检测功能，用于实时零件评估。该平台旨在以更低的熟练劳动力需求和运营成本实现高质量的生产。 从打印的显微照片看出，光滑的层状ABS挤出物与熔体断裂的对比，熔体断裂是由于剪切速率超过材料粘度和弹性所能承受的极限值造成的。 正常打印与熔体断裂效果对比 除AON3D之外，业内其他FDM设备商在采用基于物理的仿真技术来提升工艺控制和打印可靠性方面也有布局。例如，Helio Additive已将其热仿真和优化软件集成到拓竹的切片软件中，用于模拟挤出过程中的热行为。通过对温度梯度以及材料响应的分析，能够预测零件的变形情况，而且可以自动对打印参数进行调整，这样就能够减少翘曲现象的出现，让不同几何形状以及聚合物的打印一致性得到提高。 跟侧重于模拟以及工艺预测不同，AON3D的新模块把类似物理驱动的逻辑直接运用到G代码生成方面，凭借真实的材料数据，在工具路径层级优化打印速度还有效能。 AON3D还与生物技术公司Aether Biomachines合作，将尼龙材料的打印速度提升了两倍。 新型3D打印编程语言——T-Code 除了对G代码进行优化提升3D打印速度外，3D打印技术参考注意到，来自约翰·霍普金斯大学的研究人员开发了一种新型3D打印编程语言——T-Code。开发者指出，T-Code能够提高复杂多材料零件的3D打印速度和质量。 这种针对直接墨水书写 (DIW) 增材制造技术优化的新方法，使用Python 脚本将传统的G代码分成两个独立的轨道。一个轨道控制3D打印路径，另一个轨道管理打印头功能。 G-Code与T-Code打印效果对比 与逐行执行任务的G代码不同，T代码利用时间将3D打印机的运动与材料切换和流量调整等关键指令同步。这消除了常见的启停中断，从而避免减慢打印速度和缺陷产生，实现了连续不间断的打印。因此，3D打印速度更快，精度和细节却丝毫不减，并能实现平滑渐变和原位材料更换等高级功能。 使用T代码打印的霍普金斯蓝鸟的复杂多材料图像 研究人员还表示，T-Code可以处理用G-Code难以实现的复杂设计，可以让低成本的桌面3D打印机“生产出质量堪比高端产品的结构”。虽然针对DIW（直接墨水写入）进行了优化，但这种编程语言与所有使用传统G代码的应用、材料和挤出系统都具有通用兼容性，包括FDM（熔融沉积成型）技术、高粘度墨水和体积3D打印机，它甚至可以与CNC铣床和车床配合使用。 据报道，T代码在生物学、电子学、机械学和光学等多个领域都具有应用潜力，具有加速同步制造的能力，这有望实现大规模定制。 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

冷金属熔合技术，是指将用于聚合物部件的选择性激光烧结3D打印工艺与传统粉末冶金工艺相结合的间接金属增材制造技术。笔者在9月8日的文章中提到，这项技术的有效性已经在EOS、华曙高科以及Formlabs等企业的SLS设备上进行了验证，它可以3D打印钛合金、不锈钢、工具钢等，零件尺寸更是从小尺寸覆盖到中大尺寸。 SLS烧结过程是冷金属熔合技术的关键环节 冷金属熔合技术3D打印的Ti64泵壳体 最近，笔者关注到弗劳恩霍夫IAPT研究所（铸造、复合材料及加工技术研究所）的一项独立研究，评估了“金属SLS工艺链”的工业潜力。研究结果显示，使用成熟的SLS平台可以实现经济高效且可扩展的生产金属部件，是激光粉末床熔融（L-PBF）技术的重要替代工艺，适用于复杂、难以打印的金属。 SLS金属3D打印的技术特征 冷金属熔合3D打印技术中使用的金属粉末表层包裹了聚合物，是一种专门研发的复合粉末，3D打印过程就是常规的选择性激光烧结。金属粉末表面的聚合物会在激光扫描后熔化，并与周围粉末连接在一起，形成尺寸稳定的生坯部件。之后，取出生坯部件、清理粉末，再进行溶剂或者热脱脂，最后进行烧结，最终粉末颗粒实现冶金结合，形成致密度极高的金属零件。 这个过程的后处理部分，跟传统的MIM过程是一样的。 金属SLS工艺的工艺链 与LPBF技术的多方面对比 与LPBF技术的对比涉及成本效益、产品质量以及生产能力。在成本效益层面，研究深入探讨了交付周期与成本构成，并结合烧结流程中不同规格炉型的影响进行了考量；在质量表现方面，重点分析了尺寸精度、材料密度、硬度水平、抗拉性能以及表面粗糙度的各项差异。在评价的具体操作部分，他们选择了制造1000件自行车刹车盘支架，这个量级是中小批量生产中的常见案例，已用它来分析成本情况。 对于L-PBF和金属SLS，采用单激光系统对比。由于SLS工艺的堆积速率较高，工艺链中的主要时间瓶颈并不在于打印本身，而在于后续的脱脂和烧结步骤。 他们还对两台ISO品牌烧结炉的使用成本进行了了解，这两台炉子内部尺寸分别为11升以及28升，虽然烧结炉价格相差不大，但是使用成本差异比较显著，炉子的利用率会对零件单价造成影响。 与L-PBF相比，金属SLS技术具有较高的堆积速率和无支撑结构的打印，从而无需额外花费大量精力去除支撑。结果并非对所有组件和工艺链设计的适用程度相同，但它们确实体现了使用金属SLS进行批量生产的经济潜力。 坯料零件加工具有巨大的经济潜力，尤其对于难熔金属和硬质合金，因为材料状态较软，后处理速度更快，刀具磨损也显著降低。当尺寸或表面质量未达到要求时，可以对烧结零件进行额外的后处理。 与激光粉末床熔融（L-PBF）这类依托激光的金属增材制造工艺不一样，金属SLS在打印的时候，不需要熔化金属颗粒。所以，就算是那种很难3D打印的金属，例如难熔金属和高反射金属等，也能够借助3D打印实现形状复杂部件的制造。此方法充分利用依托激光的聚合物SLS打印的精度，而且具有烧结步骤的优点，比如低残余应力。 研究主要得出以下结论： ✅ 研究表明，与L-PBF相比，CMF的生产时间缩短了50%以上。 ✅ 生坯零件加工具有巨大的经济潜力，特别是对于刀具和硬质金属，因为后处理速度更快，并且由于材料状态较软，刀具磨损大大降低。 ✅ CMF提供高堆积率和无支撑结构打印，从而消除了 L-PBF 所需的大量额外工作量的支撑去除。 ✅ 研究结果传达了使用冷金属熔融进行批量生产的经济机会。 SLS金属3D打印相关应用 3D打印技术参考查询到，采用SLS技术进行制造金属，CADmore Metal公司已可以实现Ti64、Inconel高温合金、316L不锈钢、M2工具钢、TiAl4822、17-4PH和Haynes282等材料。下文是该技术的一些应用案例，体现了这项技术的应用潜力。 1. 手表表壳 激光粉末床熔融和粘结剂喷射3D打印技术已经在手表表壳制造中实现了商业化。冷金属熔合技术可以生产316L和17-4PH以及钛合金，下图展示了一款采用SLS金属3D打印的17-4PH不锈钢表壳，在理论上它可以用于电子3C行业。 2. 小尺寸“精细”特征制造 这个案例所呈现的是一块55毫米的Ti64燃料电池板，它具有薄壁结构的特点，展现出冷金属融合3D打印的细节制造能力。这个解决方案，比较适合应用在高温过滤器、航空航天面板、隔热罩、催化剂载体、燃烧板等很多领域，同时也证明了冷金属熔融的多功能性。 3. 大尺寸零件制造 该案例展示的是一件直径达300mm的钛合金叶轮演示件，采用SLS技术3D打印，重量约为3公斤。该案例体现出SLS金属3D打印工艺的主要要点包括：可制造中大尺寸的零件，可制造复杂几何形状，能够制造高性能的钛合金、镍基高温合金等材料零件。体现出该技术对于从事国防科技推进系统、能源或先进流体领域的用户，具有潜在应用价值，而且该技术可扩展且经济高效。 4. 生坯前置加工，难度和成本都更低 这款直径为120mm的钛合金叶轮，运用冷金属熔融3D打印，零件经过后处理以后表面光亮。在烧结之前或者之后都有很多办法能得到想要的表面效果。但如果采用激光熔化3D打印，去达到图中这样的效果，制造成本就会很高。 5. 小批量制造能力 该案例展示的是在12h内3D打印的Ti64生坯部件。打印温度是50℃，粉末100%重复使用，不需要跟SLS和MJF塑料3D打印那样需要长时间冷却。 END 当前，运用SLS激光烧结3D打印机制作金属零件，已经有越来越多的人开始关注。用户要是采用此种方案，能够进一步减少制造成本，还能提高生产效率。不过，该项技术的重点在于可以制作出适宜的粉末材料，而且得有成熟的烧结方案，这是影响能不能用、用不用的好的关键问题。但是，这条途径还是给金属3D打印服务商提供了一条可以探索的思路。 而且笔者还了解到，国内目前也已经有企业在推这种解决方案，主打的名义是却是超高速SLM，有兴趣的读者欢迎留言、讨论！

3D打印技术参考了解到，瑞士Exentis Group AG 近日宣布，它已从亚洲的一家战略合作伙伴处获得一份大订单，订购十台该公司开发的丝网印刷3D打印设备。 这是一种笔者此前并没有介绍过的工艺类型，本质上是采用传统丝网印刷+脱脂烧结实现间接3D打印，能够加工多种金属、陶瓷、活性药物成分和生物材料。应用领域包括工业零件、新能源、制药等。 实际上，这项技术与粘结剂喷射、冷金属熔合的不同点只在于3D打印的过程。前两者使用的材料状态为粉末，而丝网印刷的材料状态则是膏状。在每一层进行打印的时候，膏状材料都会被压到丝网上，但只有当前零件截面的部位会漏到上一层，接下来等待干燥或者进行紫外固化。这就意味着每一层都需要定制丝网掩模，图案需要和零件的切片一一相对应上。如此层层堆积，直到生坯打印完毕，接下来再经过脱脂以及烧结，成为致密零件。 材料状态及挤出过程 笔者查询到，丝网逐层打印的效率很高，生产系统采用模块化设计，适合工业和洁净室使用。Exentis所开发的既能够生产具有超精细结构的小型组件（网状或通道宽度可达125μm），也能生产直径达400mm的大型组件。 3D打印技术参考还发现，丝网印刷3D打印同样带来了极高的设计自由度。冷却结构或内部通道等形状特征可一步集成，且不需要支撑结构，壁厚最小可达50μm，表面粗糙度最小可达2μm。 丝网印刷3D打印的陶瓷部件 丝网印刷3D打印的流道金属零件 对于小尺寸零件，Exentis 3D丝网打印技术仅需一套生产系统，即可每年生产数百万个零件。所以在一些特定应用领域，它应该会比激光3D打印更有优势。要是有让我们觉得不够好的地方，那或许是它的丝网需要定制。对于这一点，Exentis表示，他们只需要需24个小时就能生产出所需要的丝网。无需花费大量时间精力去进行模具制造，更换部件或者材料也非常便利。所以，这项技术比较适合产品定型之后的批量生产。 这家公司特别强调丝网印刷3D打印的批量化生产能力，3D打印技术参考也留意到，Exentis的设备在近两年来正渐渐得到更多市场认可。这家公司在2024年第四季度获得了多笔采购订单，总金额大约2200万美元。在美国，它已经安装了9套系统，而刚拿到的10套系统订单，更证明了市场对该技术的需求在增多。 笔者查询发现，Exentis已在美国、澳大利亚、日本及其他地区获得了3D打印的生产能力和相关许可。其中包括年产能达1500万件的合同制造业务。新订单将根据客户在亚洲的生产设施扩建情况分阶段交付，首台设备计划于2026年第一季度交付。 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