工艺-3D打印技术参考-(第39页)    

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  • 区域金属3D打印再发展,使用蓝色激光!三项新专利获授权!

    区域金属3D打印再发展,使用蓝色激光!三项新专利获授权!

    区域打印技术作为金属粉末床熔融3D打印工艺的创新发展之一,在过去一年似乎没有之前那样引起大的反响。但Seura仍然在继续从事生产,国内外技术的发展也并未停歇。3D打印技术参考注意到,这项技术正在取得新的进步——蓝色激光技术专家Nuburu正在开发区别于Seura技术路线的蓝色激光区域3D打印。 自该公司于2023年11月完成来自美国空军关于蓝色激光区域打印技术的验证开发之后,Nuburu在2024和2025年已取得至少三项关于该技术的专利。本文内容将基于这些专利内容,讲解区域3D打印技术的最新进展。 蓝色激光用于金属3D打印的优势 无论是传统SLM技术,还是Seurat的区域3D打印,使用的均是常规的近红外激光器,而短波长激光(如绿激光和蓝色激光)则在加工质量、效率等方面具有显著优势。传统激光粉末床熔融3D打印过程中一个难以避免的问题在于金属对近红外激光具有较高的反射而不得不选择增加能量输入,这同时也带来另一个问题——飞溅和锁孔的形成。 相关资料指出,450-560nm波长激光的应用提高了镁、铝、铜合金等高反射金属粉末在激光选区熔化技术中的吸收率,提高了高反射率金属材料的加工质量与加工效率。纯铜对515nm绿激光的吸收率接近40%,对450nm蓝色激光的吸收率则达到65%,分别相当于常规SLM用红外激光的8倍和13倍。 蓝光可以在低能量密度下实现高致密度 蓝光的吸收率更高,因此打印速度可成倍提升 3D打印技术参考查询资料发现,相同的应用,原来采用几千瓦的红外激光器功率,切换到蓝色激光只需要500瓦,并能解决红外激光打印时“大量飞溅污染”的问题。因此,随着对短波长高功率激光器开发的克服,采用绿激光或蓝色激光进行纯铜3D打印将是未来趋势。例如,希禾增材已经率先实现2000w绿光激光器的商业化,并推出了配置高功率绿光激光器的粉末床熔融设备。但目前高功率蓝色激光器的商业化进展还不明朗。 将蓝色激光用于区域3D打印 劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)选择使用光学激活光阀(OALV)进行的工作试图解决这些红外激光带来的问题。OALV是一种高功率空间光调制器,它使用高功率激光器来创建光图案。虽然OALV上的图案是由投影仪中的蓝色LED或激光源创建的,但四个激光二极管阵列的输出功率会通过空间光调制器传输,并用于将图案化的激光熔化金属粉末,同时需要一台Q开关红外激光器来启动熔化过程。但是,OALV系统与典型的红外系统一样,并不能消除构建过程中的不利影响。这一失败的主要原因是,在红外波长下,仍需要高峰值功率的激光器来启动该过程。此外,该系统中的组件成本非常高,尤其是作为定制单元的OALV,而且该单元只能用于光谱的红外区域。 Seurat公司的光学处理方法 Nuburu开发了一种新的光学处理方法。其核心在于利用数字微镜器件(DMD)和激光束的组合,将能量精确引导至粉末床的特定区域。DMD是一种微机电系统(MEMS),由数百万个微小的可独立控制的镜子组成。每个镜子可以反射或不反射激光束,从而在粉末床上形成所需的图案。通过精确控制DMD上的镜子状态,可以实现高分辨率的图案生成。 Nuburu区域打印系统设计图(103为DMD设备) 具体的说,整个光学系统包含激光源、均质化器、数字微镜器件(DMD)、透镜和反射镜。DMD首先根据CAD文件生成所需的2D图案。激光束随之进入均质器对其进行整形和均质化处理,确保激光束形成一个倾斜的光斑。这个光斑定义了一个具有特定倾斜角的图像。这两个角度对于确保激光束的有效利用和精确控制至关重要。随后,激光束照射到DMD上,DMD会根据预设的程序控制微镜的倾斜角度以及哪些微镜参与其中,从而创造出二维的最终图案。这个蓝光图案随后被反射回激光束的路径上,最终在目标金属粉末表面形成相应的二维图像模式。这个图像模式不仅具有特定的波长,还具备足够的功率密度,这种高功率密度是实现高效、快速且精确激光增材制造过程的关键因素之一。据3D打印技术参考了解,激光束在DMD上形成的光斑是矩形的,因此,投影到目标表面的图像也是矩形的,这种形状有利于在熔化过程中形成均匀的加热区域。 Nuburu区域打印光学部分演示 专利指出,为了降低图案化激光的能量密度,未将光束导向粉末床的反射的激光可以被收集、重定向和均质化,在二维能量图案成像的确切位置预热粉末床。在一个实施例中,这一新工艺消除了通常在传统3D打印扫描激光系统中遇到的匙孔以及飞溅现象。可以更精确地控制熔合过程,提高零件的质量和一致性。 激光被图案化 一般来说,数字微镜设备(DMD)是一种使用非常小的镜子(通常由铝制成)来反射光线以形成图像的设备,也可以被称为DLP芯片。据3D打印技术参考查询到的资料,该设备可以从德州仪器的设备中获得。这些DMD可以包含约10万-400万个尺寸约为4微米甚至更小的且能单独旋转的微镜,这些镜子可以按照预定的模式排列,如矩阵形式,类似于照片马赛克,每个镜子代表一个像素。能量的调节可以通过控制微镜的开启时间、位置以及直接调节功率来决定,进而可以操纵熔池并将其塑造成所需的形状。 Nuburu光学部分剖面图(201、212为光纤;202为DMD设备;203为冷却装置;205为准直透镜、206为转向镜;204为光束倾卸器,208为DMD成像透镜) 在一个实施例中,Nuburu使用了一个6千瓦的蓝色激光源,脉冲宽度为6.5毫秒,重复频率为3赫兹。当使用铜粉时,这台设备具有超过75立方厘米/小时的构建速率。DMD上的功率密度为2.5千瓦/平方厘米,DMD的尺寸为2cm宽、1.1cm高。DMD具有1920×1080个微镜的分辨率,每个微镜的间距为10.8微米。DMD在该波长下的反射率约为88%,设备窗口的透射率为97%,成像光学的透射率假定为99%。使用2:1的成像光学器件,将10mm×5.5mm的图像传递到粉末床上,图像分辨率约为5.04微米,具有比其他技术更高的分辨率。 2023年11月,Nuburu宣布首次完成使用数字微镜设备 (“DMD”) 塑造的蓝色激光束打印不锈钢部件的演示,成功展示了使用可扩展蓝色激光DMD架构打印金属的能力,与当今的金属3D打印机相比,该架构可实现更快的打印速度和更低的缺陷密度。3D打印技术参考还注意到,Nuburu获得了此前GE Additive的重点关注,双方于2023年签署了一项联合开发协议,以加速该技术的开发。 2025年公布的最新专利指出,系统能够使用一个可调节的聚焦系统,在扫描过程中实时调整激光束的焦点和直径;同时使用热像仪监测打印过程中的温度变化,并通过反馈控制机制实时调整激光功率和扫描速度。相关实例指出,使用200瓦的蓝光激光,系统能够在170x170mm的可寻址区域内进行高精度打印,分辨率小于75微米。通过优化光学系统,系统能够在200x200x200mm的构建体积内进行高效率打印,适用于制造大尺寸零件。 国内方面,据3D打印技术参考了解,已有专门从事金属3D打印用蓝色激光源的开发厂商;此外,国内也已有金属3D打印设备商在开展蓝色激光粉末床熔融相关的开发工作。在区域打印方面,国内西空智造是当前唯一公开表示正在从事这项技术开发的企业。 总的来说,金属3D打印技术的发展离不开高功率、高质量激光器的开发以及光学控制能力的进步。未来区域打印技术将如何发展,还须持续观察。 推荐专利:US 2025/0108457 A1、US 2024/0131593 A1、US 2024/0227025 A9。
  • 威拉里为3D打印空天关键部件提供“硬核”材料:T70X高温钛合金

    威拉里为3D打印空天关键部件提供“硬核”材料:T70X高温钛合金

    3D打印技术参考注意到,威拉里于4月16日发布消息称,公司经过两年多的技术攻关,成功研发出适用于大幅面LPBF成型技术的T70X高温钛合金粉末,并完成多轮次、多项目的打印测试,测试结果达到预期目标。目前,该材料相关专利已进入申请阶段。现将技术成果正式发布,以期推动更广泛的应用,发挥新材料的应用价值。 随着空天飞行器马赫数的不断提升,发动机机匣及涡轮叶片等关键部件对轻量化和耐高温性能的要求日益严苛。当前,LPBF技术主要应用的TC4和TA15钛合金,在500℃以上工况下力学性能显著下降,难以满足更高温度的使用需求。虽然Ti2AlNb等合金具有较好的耐高温性能,但其在成型过程中存在开裂敏感性问题,难以通过SLM工艺实现大尺寸构件成型,严重制约了规模化应用。 针对这一技术瓶颈,威拉里创新研发出T70X高温钛合金粉末,填补了国内大尺寸增材制造用耐高温钛合金材料的技术空白。 威拉里通过优化合金元素的含量并结合多元素的协同作用,在提高T70X高温钛合金粉末高温性能的同时,有效抑制裂纹敏感性,提升材料的整体性能和可靠性。目前已通过超过500mm幅面的薄壁件打印验证,打印尺寸变形小,热处理无开裂,探伤检测无缺陷。打印可靠性、可成型性、尺寸偏差稳定性以及材料批次稳定性均已得到多次验证。通过优化工艺参数,已实现最小壁厚0.3mm的成型能力。在45°成型角度下,表面质量光滑,整体成型性能与TA15相近。此外,通过焊接实验验证了材料的可焊性,成功打通了相关工艺路径,为后续应用提供了技术保障。 T70X高温钛合金粉末采用电极感应气雾化制粉装备(EIGA)制备,该工艺适用于钛合金、金属间化合物等高活性或难熔金属的粉末生产。威拉里通过技术创新,成功优化了EIGA装备操作流程,实现了连续加料技术的突破性应用。这一创新不仅使设备操作更加简便高效,更显著提升了金属粉末的生产效率,同时大幅降低了生产成本。 威拉里始终秉持创新精神,将进一步拓宽金属增材的应用领域,致力于为行业提供更多技术领先的粉末材料,推动相关产业迈向新高度。
  • 太空金属3D打印,我国已实现技术储备!

    太空金属3D打印,我国已实现技术储备!

    3D打印技术参考注意到,科技日报于4月11日刊登一则重要消息,中国航空制造技术研究院高能束流发生器实验室在“太空3D打印”技术领域取得突破性进展。该单位在模拟微重力环境下,成功应用冷阴极电子枪实现了钛合金精密成型,完成“太空级”3D打印。这意味着,我国未来太空金属3D打印,已经拥有采用电子束成型的技术储备。 关于电子束能量源:热阴极与冷阴极 3D打印技术参考查询发现,该实验室关于该技术已经发表了多篇论文,涉及能量源、工艺、装备等多方面。而科技日报的报道,有一个关键词——冷阴极,具有较强的学术性,笔者查询了多篇论文同时咨询了西空智造畅东博博士,其指出:电子枪分为热阴极和冷阴极,目前用于增材制造选区熔化的电子枪绝大部分均仍沿用传统电子束熔炼/焊接领域的发射枪,即热阴极电子枪。通过加热灯丝发射电子,经过加速电场,形成电子束,电子束再通过相散线圈,聚焦线圈,偏转线圈后进行选区熔化。而冷阴极电子枪的相关应用,目前有625所、中科院空间应用工程与技术中心等团队在开展相关研究,电子束送丝熔化3D打印属于应用之一。 来自《丝束同轴束源模式对电子束熔丝增材制造 TC11 钛合金组织及力学性能的影响》 来自《丝束同轴束源模式对电子束熔丝增材制造 TC11 钛合金组织及力学性能的影响》 根据该团队2022年发表的一篇论文,中国航空制造技术研究院于2012年和2016年在某型飞机上首次实现了电子束熔丝增材制造钛合金次承力结构和主承力构件的装机应用。但使用的是热阴极电子束源。论文同时指出,与热阴极电子束源相比,冷阴极气体放电电子束源的电子枪阴极寿命长,经过清理后可重复使用;枪体结构简洁,在同等功率条件下,重量更轻、体积更小,做室内动枪的优势更加明显;可以产生圆形、环形、方形等多种束斑形貌。从这些特点看,冷阴极具有更广阔的的发展空间,该院于2019年研制出国内首台丝束同轴冷阴极电子束熔丝增材制造样机。畅东博博士也表示,在太空打印方面,冷阴极电子枪更具优势。 太空金属3D打印:用激光还是电子束 人民日报和科技日报均刊文指出,该项技术已实现在模拟微重力环境下的电子束熔丝成型。此外,研究团队已研制出“太空级”3D打印原理样机,设备实现小型化、轻量化,可显著降低发射成本。 “太空级”3D打印原理样机内部结构(来自科技日报) 在太空金属3D打印方面,欧空局于2024年首次实现人类首次太空金属3D打印。由空客公司打造的金属3D打印机,重180公斤,在国际空间站打印出了高度达9厘米、宽度为5厘米的精密零件,整个制作过程耗时约40小时,无论是用于空间站的维护、工具的即时制造,还是安装接口及机械部件的替换,都展现出了其无可估量的价值,为未来的太空居住与探索开启了全新的可能性。接下来,跟随3D打印技术参考梳理人类首次在轨金属3D打印的时间轴。 1)发射:2024年1月,欧洲航天局金属3D打印机成功抵达国际空间站,这是第一台安装在空间站上的打印机。 2)安装与调试:2024年5月,打印机被安装在国际空间站的哥伦布舱上,随后进行了严格的调试测试,包括不锈钢沉积系统、激光器、送丝系统以及移动板协调性的检查。调试阶段成功打印了不锈钢字母“S”,验证了打印机的基本功能。 3)打印过程: 2024年6-8月,开始零件的打印过程。工程师团队需要处理微重力环境下的不确定性,配套了一套精密的操作策略,通过其电信链路实现有效载荷的远程控制与监控,确保每一步操作都稳定可靠。打印过程中,团队不断调整参数,以确保打印质量。 在项目合作伙伴AddUp的精心调整与优化下,各层级结构得以无缝衔接,构建起一个高效协同的系统。鉴于每一层均处于严格监控之下,能够执行精确至两到三分钟的作业序列,随后静待来自CNES操作员的反馈。基于这些反馈,再行启动下一序列,以此循环往复,不仅监测打印性能,还即时进行必要的调整与优化,确保任务的圆满完成。 4)优化与加速: 在3D打印的众多关键参数中,层高的精确性是重中之重。在发送校准命令来调整下一层的高度之前,需要测量高度。而且要打印的层数超过200层。研究团队每天都会扫描每一层打印件并收集有效载荷数据来不断学习和适应。 到2024年7月中旬,第一批样品的一半已经打印完成,标志着“巡航阶段”的开始。在此期间,得益于地面和国际空间站上的资源优化,打印速度逐渐加快,打印时间从每天3.5小时增加到4.5小时。到2024年8月21日,宇航员成功从金属3D打印机中取出了第一个样品,这是该项目的一个重要里程碑。 2025年3月消息,首个在太空生产的金属3D打印部件已返回地球进行测试。 整个过程中,打印机被安装在一个密封的盒子里,以在极低的氧气水平下保持适当的气氛,防止高功率激光引发火灾或金属氧化。在打印阶段,盒子内的氧气被氮气取代,以确保国际空间站及其机组人员的安全。 从目前的资料看出,无论激光还是电子束,两者均适合太空打印,只不过基于现有的认知,激光太空打印追求的是高精度,而电子束太空打印追求的是高能量、高效率。然而根据资料,电子束3D打印仍然需要氦气保护,主要目的是为了防止真空环境下电荷积累,氦气的氦离子与电子在真空环境下发生中和反应,抵消电荷积累引起电子束束斑震荡及放电。 END 从人类太空探索的角度,无论使用激光还是电子束,都是实现太空金属3D打印的重要途径。但囿于有限的认知和紧张的时限,笔者尚无法认知清楚两者之间的重要差异。但无论哪种方式,对于未来太空探索而言,摆脱地球补给,实现太空“自给自足”,无疑是人类走向更深远太空的重要方式。 毫无疑问,人类首次太空金属3D打印的实现方式是激光送丝3D打印,至于为什么使用丝材而不是粉末,已经没有了探讨的必要。但激光和电子束谁更有优势,仍然需要纠结。 在不久前,吴伟仁院士提及我国已经正在研制我国首款月球“打转机”。面向深远的太空,人类又是多么渺小,国家之间也仍然局限于利益之争
  • 3D打印最新Science,浙江大学!

    3D打印最新Science,浙江大学!

    3D 打印技术参考注意到, 2025 年 3D 打印技术领域第三篇 Science 文章于 4 月 10 日发表。来自浙江大学的谢涛教授和郑宁教授团队发表了题为“ Circular 3D printing of high-performance photopolymers through dissociative network design ”的文章。同期,国际学者在 Science 杂志进行了透视评论。 这项研究的重要突破在于,研究人员通过特殊的光聚合物网络设计方法,实现了高性能聚合物的循环3D打印。这项技术不仅能够制造出具有高机械性能的3D打印产品,同时能够解决传统3D打印聚合物难回收、无法循环使用,进而造成大量浪费以及污染的问题。 3D打印树脂废料常规处理方法 3D打印技术参考查询一份名为“一种SLA 3D打印用光敏树脂废料的回收处理方法”的专利指出,目前工业上SLA 3D打印用光敏树脂使用量极大,大型服务商的一槽光敏树脂可达到2吨以上。而在打印过程中,光敏树脂不可避免的吸水,发生一些因热和光导致的不可控副反应,而使光敏树脂材料粘度不断增加,同时伴随一些不可溶解的固体颗粒产生。因此常常会导致10%-15%的光敏树脂报废。 对于报废的光敏树脂,企业一般有两种处理方式:一种是集中收集,在固化后当成固体废料垃圾处理;另一种是直接把报废的光敏树脂当化工液体废物处理。因此资源回收利用的可能性极低,而且产生材料浪费,使用成本也较高。 可循环3D打印光敏树脂研究进展 光固化过程会引发含有特定阳离子或自由基的分子链生长,导致通过C-C或C-O键从一个聚合物到另一个聚合物的高强度连接,形成了不可降解网络结构。虽然聚合物主链之间的强交联提供了优异的机械强度和抗化学降解性,但它使聚合物的回收变得具有挑战性,成为将增材制造与循环经济原则相结合的主要障碍。如果可以将3D打印的光敏树脂进行回收,并实现无限次重复打印还能保持机械性能不变,无疑是最理想的解决方案。但当前的进展是回收再次打印的材料机械完整性和树脂的可回收性之间存在平衡关系。 闭环可回收光聚合物网络的设计 根据3D打印技术参考的日常总结,已经有多篇涉及3D打印可回收树脂的研究发表在了Science和Nature正刊上面,研究的重点主要集中在防止粘度、固化速度、后固化收缩和机械性能等关键特性的损失上面。例如,在永久交联聚合物网络中引入可在特定条件下分解的动态(可逆)共价键,可以实现打印部件的部分降聚。然而,这些策略中的树脂通过能量密集的热压(同时施加压力和热)或多步化学过程无法完全回收。 热固性塑料发生化学交联反应 这些方法解聚的树脂仍然需要额外添加新单体才能恢复光聚合能力,而且再次打印的树脂机械性能也不能完全恢复如初。另一种选择是使用生物来源的材料,目前已经发现部分材料与光聚合具有良好的兼容性,所制得的打印部件能接近实现完全回收。但是这些聚合物主链缺乏结构多样性,材料的机械性能的可调范围比较窄。 可循环3D打印光聚合物新设计方法 浙江大学研究人员提出的是一种通过形成二硫代缩醛键进行逐步光聚合3D打印的方法。所使用到的材料与功能为: 1.香草醛:一种生物基醛,用于与硫醇反应形成二硫缩醛键。 2.硫醇:含有巯基(-SH)的化合物,与香草醛反应形成二硫缩醛键。 3.光酸发生剂:在光照下产生酸性物质,用于催化硫醇和香草醛之间的反应。 4.四氢呋喃:用作溶剂,在解聚过程中溶解废料。 5.浓盐酸:用作酸性催化剂,促进二硫缩醛键的解聚。 6.碳酸氢钠:用于中和反应,稳定解聚后的产物。 7.2-丁氧乙醇:用作溶剂,帮助溶解香草醛。 8.聚己内酯二硫醇:用于制备具有结晶特性的聚合物。 9.四硫醇交联剂:用于调节聚合物网络的交联密度。 研究发现,在光酸发生剂的催化下,硫醇与生物基香草醛中的醛可以在几十秒内发生反应形成二硫代缩醛,满足3D打印的先决条件。对于二硫代缩醛键,尽管动态可交换,但通过解离机制同时恢复为硫醇和醛则具有挑战性。 树脂解聚与再打印流程 硫醇与芳香醛的可逆光点击化学反应 研究人员的第二个发现是,二硫代缩醛键可以在不使用催化剂的情况下还原为硫醇和醛,这是闭环回收的关键。具体的说,在80°C的条件下,将含有二硫缩醛键的聚合物网络与四氢呋喃、水和酸性催化剂混合加热,诱导解离反应。通过加入碳酸氢钠中和酸性催化剂,稳定解离后的产物,防止其重新结合。解离后的产物可以与新的光酸发生剂混合,重新用于3D打印,实现材料的完全回收。 循环3D打印效果验证 研究人员选择了其中一种配方,对打印之后的材料根据上述步骤解聚后再循环打印,制造出的复杂立体结构证明解聚后的树脂在打印过程中流动性和固化性能都较好。 光聚合物网络的热可逆溶胶-凝胶转变;通过中和稳定溶胶状态;3D打印的样品 树脂循环使用后的指标变化 可以用于制造牙科矫治器和金属铸造牺牲模具 除此之外,解聚后的树脂在重新打印后保持了与原始树脂相似的打印质量,如模量和断裂伸长率。DT-0.4配方的模量为141MPa,断裂伸长率为683%,在多次循环打印-回收过程中几乎保持不变,其他还包括玻璃化转变温度和以及热稳定性。研究指出,这种循环打印技术还可以用于制造牙科矫治器和金属铸造牺牲模具,将大大减少材料浪费和成本。 研究团队主要成员(来自浙江大学) 3D打印技术参考查询发现,来自巴斯克大学的Xabier Lopez de 和Parizaharitz Sardon研究员对这项研究进行了客观评价。他们指出,这项技术的最大特点是回收之后的树脂在解聚之后仍然能保持了光敏特性。虽然解聚过程并不能完全彻底,但回收的低聚物仍然具有足够的粘度和固化速度,在不添加新的单体时也可再次打印。但是需要指出的是,回收树脂的解聚过程仍然会用到有机溶剂和比较高的处理温度,这对于大规模的3D打印后处理来说仍不太便利。而且聚合反应形成的二硫缩醛键可能会与水反应,因此树脂的长期稳定性可能存在问题等。 但总的来说,这项研究仍然会对3D打印的未来发展产生重大影响。它解决了传统3D打印材料难以回收和环境污染的问题,还实现了高机械性能和完全可回收性的统一。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 一种基于凝胶的金属3D打印新技术:可实现10um级别特征制造

    一种基于凝胶的金属3D打印新技术:可实现10um级别特征制造

    3D打印能够制造出具有复杂几何结构和先进材料的零件。在金属方面,这项技术的进步为许多行业开辟了新的可能性,包括高精度和复杂材料的关键行业。 现有的金属增材制造技术基本采用将材料熔化或烧结的方法加工金属材料,这一过程成本高且受限于材料物理化学特性。3D打印技术参考注意到,一家名为3D Architech的公司正在开发基于凝胶的金属3D打印技术。 DLP技术打印有机凝胶 该技术首先使用数字光处理(将紫外光的二维图像投影到光敏树脂槽中逐层固化,DLP)技术打印基于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGda)的结构化聚合物凝胶。打印后,通过溶剂交换将DMF替换为水,使有机凝胶转化为水凝胶。随后将水凝胶结构浸入充满金属离子的溶液中,使金属离子溶胀水凝胶支架。之后在空气中煅烧将金属盐溶胀的水凝胶转化为金属氧化物,随后在保护还原气体(95% N₂,5% H₂)中获得致密部件,实现金属产品的成型。整个过程中,由DLP打印定义的部件形状得以保留,聚合物支架中的金属盐转化为金属氧化物并随后还原为金属和合金只需要目标材料具有水溶性前体,并且煅烧后形成的中间氧化物可以被氢气还原即可。 技术原理及可打印材料 这种技术相较于以往的光固化或者烧结技术,在可打印材料上展示了多样性,可以制备铜、镍、银及其合金以及更复杂的材料如高熵合金CuNiCoFe和难熔合金W-Ni以及复合材料等。这种多样性使得定制强度、灵活性和导电性等特性成为可能。 另外,这种技术还有一个优势就是多个有机凝胶可同时打印,在不同溶液中溶胀后共同煅烧/还原,这使得从研发阶段过渡到大规模生产定制和优化部件成为可能。结合巨大的材料多样性,可以适应不同行业客户的需求。 批量化打印零件 目前,该公司已经能够通过先进的微结构构设计打印实现10um级别的特征,采用成本效益高的材料,以降低生产过程中的整体费用,并提升打印效率。目前主要专注于冷却、能源和制造业等领域。努力生产散热片,显著提高数据中心的冷却效率和性能,以及电解槽组件,用于绿色的生产。此外,他们正在探索燃料电池的多孔金属结构等应用和其他创新解决方案。 超精细结构打印 3D Architech的凝胶金属3D打印技术,以“冷成型”改变了传统热加工形式。在应用层面,该公司已经采用纯铜和铜合金制作了具有微米级特征的散热器,显著降低了热阻和压降,实现了优秀的散热效果。除了散热器,该公司拟还研发了用于均热板和两相冷却系统的芯材。该技术在燃料电池和水电解方面也取得了应用。3D Architech开发了具有微米级精度的多孔金属气体扩散层和多孔传输层,确保气体均匀流动和快速排出,显著提升清洁能源技术的效率和性能。因此可以看出,这项技术在电池、催化剂及其他能源转换应用电极开发方面具有应用优势。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 布局至多5000台3D打印机,造鞋!

    布局至多5000台3D打印机,造鞋!

    鞋履制造业历经百年变革,却始终无法摆脱模具、裁剪与胶合的束缚,以运动鞋中底为例,传统工艺需要昂贵费时的磨具成本。而3D打印可直接生成鞋底甚至鞋底鞋面一体化打印,既能精确控制密度分布,又能实现传统模具无法完成的复杂结构。或许,3D打印率先完成规模化应用的细分赛道已经出现。 从200台3D打印机 再到5000台联网机器 近日,3D打印技术参考注意到面向鞋履制造的新势力企业Zellerfeld正携手德国弗劳恩霍夫IAPT研究所升级其鞋类增材制造生产规模。该公司从纽约地下室起步,在自建200台3D打印机的制造工厂之后,目前正规划更大的增材制造数字化工厂的规模,将生产机器数量增加至数千台,甚至多达5000台。 其基于个性化扫描的鞋类3D打印实现了全数字化生产,计划通过3D打印多样化设计的功能鞋履,彻底革新制鞋业。其目标直指“全数字化鞋履生态”——用户扫描脚型后,云端设计、本地打印、48小时交付,全程零库存。目前,其在纽约、柏林已经设立“即打即提”门店。这一成功带来了快速增长的需求,迫使 Zellerfeld扩大产能。 Zellerfeld 3D打印制鞋 Zellerfeld的自建工厂 为了确保这一大型项目的成功,Zellerfeld寻求弗劳恩霍夫IAPT研究所在整个增材制造生产流程中的专业知识。目前,双方已完成项目第一阶段工作,明确了高度规模化生产的需求。弗劳恩霍夫IAPT团队负责审核、验证和评估了从当前生产模式向规模化转型的关键指标,找出限制生产的瓶颈,找出发展的机遇,并提出切实可行的行动建议。IAPT为Zellerfeld未来生产基地的规划提供了技术与法规指导,包括充分的需求评估,并给出长期改进方案。 国际大牌纷纷推出3D打印鞋 3D打印技术参考注意到,美国专利商标局于不久前授予耐克(Nike)一项新的鞋履3D打印专利,这项新技术与传统的两部分鞋履制造技术完全不同。 根据专利文件,耐克的新方法是首先创建鞋面和鞋底的数字3D图案,然后将一块针织、机织或非织造织物平放在3D打印机的托盘上。然后,使用墨水、树脂、丙烯酸、聚合物或热塑性材料等打印材料直接在织物上打印出所需的图案。打印材料可能会在固化前略微渗入织物中,通过多层打印可在需要的位置创建加固区域,从而增强强度和灵活性。打印完成后,图案通过紫外线固化,确保织物与打印材料之间的牢固结合。随后,鞋面被塑造成3D形状,达到最终的鞋履设计。该专利标志着Nike在3D打印技术领域的又一次重大突破。 3D打印技术制造的Air Max 1000 2024年7月,瑞士知名运动品牌On推出了一款名为Cloudboom Strike LS的跑鞋,同时展示了一项最新的科技成果。这项名为LightSpray的技术对鞋面的制造方式具有颠覆性意义,制造过程通过精密的机械臂操作实现,材料超轻,且直接喷洒到鞋面上成型实现一体化制造。这跟传统的3D打印造鞋方式是不一样,是一种全新的制鞋方式。 LightSpray技术由苏黎世On Labs团队研发,实现了一步式制造流程,每只鞋的组装时间仅需短短三分钟,展现了前所未有的制造速度。 相比NIKE和On的一体式3D打印造鞋,阿迪达斯此前的3D打印运动鞋只是中底使用了3D打印网格结构,似乎“有些落伍”。3D打印技术参考注意到,但该品牌也在紧跟潮流,在去年十月上市的3D打印ClimaCOOL运动鞋,也采用了一体式无缝结构。这款一体式鞋型也展现了阿迪达斯鞋类设计的未来发展趋势。 国内规模化智能云工厂案例 在国内,采用3D打印技术造鞋的品牌越来越多,不仅仅是李宁、匹克这样的大企业,还有非常多的新锐品牌。这些品牌在各大购物平台均实现了非常不错的销售业绩,而且频频被央媒报道。 近期较为火爆的案例是一款名为星世线Staray梵星的3D打印鞋,它在抖音3月份运动鞋百万爆款清单中名列第三,实现了超过400万的销售额。有资料指出,星世线在短短两年内取得了近10万双的销售成绩,复购率达到了400%,说明它在特定消费群体中建立了强大的品牌认同。 3D打印制鞋发展如此之快的原因在于,企业解决了困扰高分子材料3D打印大规模直接制造所必需的打印速度问题与材料问题。仅今年,苏州博理的发展速度之快引起行业广泛关注,该公司开发了HALS高分子材料超高速光固化技术以及众多的高性能材料,为3D打印的高速化造出能穿的鞋创造了可能。 除此之外,自动化也是制造企业关注的重点。3D打印技术参考在多年前就注意到,福特公司已经将机器人用于Carbon3D打印机的操作,实现了汽车工厂无人操作打印机的先例。而在今年TCT亚洲展,博理展出的机器人作业解决方案,直观展现了3D打印技术在消费品制造领域落地的可能性。 TCT亚洲展现场博理科技通过机器人操作3D打印机 苏州博理智能云工厂效果展示 在规模化应用方面,苏州博理在3月31日与泸州龙马潭区(长开区)、泸州航空发展投资集团有限公司投资5亿元签约超高速3D打印智能云工厂项目。预计全部投产后年产值将达到10亿元以上。而在2024年,苏州博理还投资10亿建设了扬州光理超高速3D打印智能云工厂。 弗劳恩霍夫专家表示,“未来工厂的墙内是机器人,墙外是数字生态。”从目前的发展来看,3D打印+智能网联+机器人的组合正将这一预言加速照进现实。
  • 模具3D打印需要专用机?上海毅速用20多万个案例给出答案

    模具3D打印需要专用机?上海毅速用20多万个案例给出答案

    目前有不少模具制造商,虽然厂内有3D打印设备,却依然来找上海毅速激光科技有限公司(以下简称“毅速”)做打印服务。为什么这些设备会“沉睡”? 究其原因,相较于普通零件,模具打印不仅要求材料高耐磨、高耐腐、高导热、高精度,还要求无砂眼、无裂纹、满足镜面抛光。因而需要设备、材料、工艺、应用四者相互配合才能解决这一难题。 毅速自2007年进入模具行业,2018年开启金属3D打印在模具领域的深度应用,已服务了2000多家客户,积累了20多万个应用案例,获得了行业的广泛认可与好评,如头部企业惠普、富士康、伟创力、捷普、比亚迪等,是一家在模具行业里更懂3D打印,在3D打印行业里更懂模具的公司。 为解决企业单纯购买3D打印设备并不能做好模具3D打印的难题,毅速多年来在为客户提供打印服务中,持续研发升级设备、材料、工艺,并完成了3D打印技术闭环。该公司计划于2025年4月15日星期二14:00~15:00召开新品发布会,推出针对模具行业定向研发的第三代模具3D打印专机——E3-420和E3-520。 E3系列设备采用多激光系统(可选2激光或4激光),最大成形尺寸分别为400×400×420mm、400×400×520mm,能够满足大多数模具制造的需求。其配备的模具3D打印专用工艺包、快速嫁接功能,能帮助模具企业快速上手、高效应用。另外,进口光学组件和多传感器冗余安全设计,能确保设备在长时间运行中的稳定性和可靠性,而高效的粉末处理模块、快速洗气功能,则可以进一步提升生产效率。 上海毅速3D打印的透气钢 看直播 | 领取福利,有机会免费打印! 即将发布的第三代模具3D打印专机系列——E3-420和E3-520,标志着模具制造行业向增材制造迈出了重要的一步。 直播看点: ① 模具3D打印专机E3系列亮点解析 ② E3-420打印全过程实拍演示 ③ 毅速模具3D打印整体解决方案详解 ④ E3-420交付仪式 看直播 赢福利: 直播期间,微信搜索并关注”毅速3D打印“公众号后留言“直播福利”,即可锁定以下福利(四选一) ① 免费领取小样快 ② 新客户专享:免费打印420克(须在4月下单) ③ 回馈老客户:4月订单,总减免打印量520克 ④ 回馈老客户:4~6月间订单,所有打印件每件减免42克 “模具3D打印整体解决方案”应运而生 基于模具专用设备、模具专用材料、模具专用工艺、模具应用经验的技术闭环,毅速正在将这一整套“模具3D打印整体解决方案”赋能中国模具企业。 在全面真实地调研了解用户的需求、痛点和投资预期后,毅速的专业团队为用户做整体解决方案的可行性分析,包括配置模具3D打印专用设备、专用材料、专用工艺、配套辅机,再到场地规划,人员培训,最后提供长期运维服务
  • 金属增材制造市场2025报告:中小企业推动市场增长力量显著增强

    金属增材制造市场2025报告:中小企业推动市场增长力量显著增强

    3D打印技术参考注意到,VoxelMatters近日发布了其《金属增材制造市场2025》,报告显示金属增材制造领域在2024年受打印机和材料销售的推动而实现增长。同时,一些大型上市公司出现增长放缓甚至萎缩的情况,而一些公司如尼康SLM Solutions却实现了显著扩张。同时,许多中小企业报告业务保持稳定或增长,推动了行业整体发展。 对于金属增材制造这样一个规模相对较小的行业来说,任何增速放缓都可能被视为一场危机。即使行业收入增长25%,也可能无法(而且通常不会)为大多数运营商带来可观的整体利润率。然而,这不应转移我们对更广阔前景的关注:增材制造市场的增长速度持续超过其他工业制造领域,新的参与者和技术正在不断扩大市场。 市场增长25% 根据报告,全球金属增材制造市场增长25%,其中金属3D打印机销售增长28%,销售额从2023年的18.4亿美元增长到2024年的23.5亿美元。具体来说,数控机床的需求量估计每年约为840亿美元,按平均单价约50万美元计算,相当于每年售出超过15万台硬件。相比之下,2024年,136家公司共售出5239台金属3D打印机。 如前所述,尽管一些关键地区(尤其是德国)存在经济不确定性,但一些大型企业,如尼康SLM  Solutions,却实现了显著增长(+36%)。EOS的金属AM硬件业务(包括AMCM)受益于其北美业务的扩张,有助于抵消一些当地的经济压力。但其他重要的大型参与者,例如3D Systems、雷尼绍、通快、DMG Mori和Add Up(仅考虑金属PBF业务),则保持相对稳定,略有下降或略有增长。 尽管2024年盈利能力有所下降,Colibrium Additive(GE)在PBF领域(2023年增长50%)和EBM领域仍保持了稳定的收入。JEOL、Wayland、ProBeam和Freemelt等较新的EB-PBF厂商更积极地进入市场并销售多种系统,从而促进了该领域的整体增长,Colibrium Additive(GE)依然保持了稳定的收入。 股市损失并不能准确反映收入 中小企业推动市场增长力量显著增强 一些上市公司,例如Velo3D、Markforged和Desktop Metal,在2024年面临挑战。尤其是Velo3D,其业绩显著下滑,Markforged保持相对稳定,而Desktop Metal的收入则出现小幅下降。他们的股市表现令人失望,销售额也低于预期。然而,这些大幅下滑并不能决定金属增材制造市场的整体走势。 数据显示,虽然最大的参与者占据了相当大的行业份额,但它们并非完全主导。纵观所有技术的金属增材制造硬件总收入,排名前十的公司仅占市场份额的47%,这表明该行业的相当一部分——实际上是大部分——是由中小企业推动的。在VoxelMatters的数据库中,排名前十的金属PBF公司(共66家)占金属PBF总收入的64%,而在DED领域,排名前十的公司(共44家)占DED总收入的67%。 如果只关注最大的几家公司,就会发现金属增材制造市场正在放缓。但纵观整个金属增材制造硬件市场,增长势头显而易见。仅从L-PBF来看,像Aconity、Xact Metal、One Click Metal、3D4 Metal、Schaeffler和Sodick(最近完成了对Prima Additive的收购)这些经常被忽视的公司,都报告了中等到显著的增长。 虽然一些公司经历了更剧烈的下滑,但这种情况并非普遍现象。许多中小企业和非上市制造商报告称,2024年的销售额保持稳定甚至增长,这在一定程度上抵消了一些大型企业的困境。这进一步凸显了整个市场的韧性——虽然大型企业面临的困境并非微不足道,但这并不等同于整个行业的普遍低迷。 新地区和新细分市场推动增长 粉末床熔融技术 中国最大的金属PBF技术企业BLT总体保持稳定,收入小幅增长(尽管其业绩还包括材料和服务)。与此同时,另一家中国大型金属PBF公司华曙高科的整个业务(包括金属和聚合物AM硬件)下降了近19%。与此同时,其他几家中国公司正在扩大其安装基础,包括汉邦激光、易加三维和金石三维。多家公司建设了大型新总部,反映出显着的增长和未来前景。额外的增长来自中国(如希禾增材、美光速造等)和印度(Intech)的新进入者。 华曙高科推出光束整形技术 能量沉积技术 尽管金属PBF领域仍有一些公司面临困境,但无论是同比还是整体业务,DED领域都实现了显著增长,尤其是激光能量沉积。该领域包括三菱、尼康、通快、DMGMori等大型公司,以及Meltio、AddiTec、ValCUN、InssTek等快速增长的小型公司。3D打印技术参考注意到, 该组织并未将中国具有显著地位的几家公司纳入其数据库,如融速科技和英尼格玛。 中小型DED技术企业,与众多工业巨头一起,发挥着越来越重要的作用。此外,其他提供线材技术的公司,例如Sciaky(EBAM)和Norsk Titanium(RPD),在经历了前几年的艰难时期后,也实现了反弹。 融速科技VEAM技术3D打印成品 基于烧结的金属3D打印技术 金属粘结剂喷射技术也终于取得了显著增长,当前最成功的代表性企业无疑是惠普(HP)公司,Colibrium  Additive(GE)过去一年并未展示显著进展。与此同时,易制科技继续加强其在中国市场的影响力,而共享智能、三帝科技、增谊科技也从事该技术的开发。国外Mantle、Incus、Triton和Rapidia等公司,以及国内的升华三维则推出了基于光固化和挤出的金属3D打印工艺,为金属增材制造硬件领域的整体增长做出了贡献。 惠普粘结剂喷射3D打印样件 其他技术 其他金属3D打印技术还包括冷喷涂、搅拌摩擦增材制造以及超声波能量沉积等。从事冷喷涂技术的公司有SPEE3D、Titomic、超卓航科等;MELD在搅拌摩擦增材制造方面具有代表性,在2025年TCT亚洲展上,中国国内航天工程装备(苏州)有限公司也展示了该技术。这些工艺类型通常受到国防政府合同的推动。 航天八院149厂苏州装备公司搅拌摩擦固相增材产品(公开信息) 要使金属增材制造领域真正扩大规模,许多小公司需要合并为更少、更大的参与者,但今天了解金属AM市场的真实规模对于评估其未来的增长潜力非常重要。 这份报告提供的数据和信息简要概述了完整的金属AM市场2025报告结果,其中评估了每个细分市场和未来增长趋势。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 研究人员开发出一种适用于太空使用的新型3D打印高性能金属合金

    研究人员开发出一种适用于太空使用的新型3D打印高性能金属合金

    3D打印技术参考注意到,一个来自韩国的研究团队,在不久前开发了一种适用于太空使用的新型3D打印高性能金属合金。该合金通过在纳米级晶胞结构边界上添加碳产生细小分布的纳米碳化物颗粒,显著提高了在极低温度(-196°C)下的机械性能,与无碳合金相比,新合金的抗拉强度和延展性提高了140%以上。特别是在-196°C时,合金的伸长率是24℃时的两倍,显示了其在低温环境下的适用性。 研究人员指出,这项研究为开发极端环境下使用的新型合金提供了重大突破,并可能显著提高航天运载火箭部件的性能。增材制造工艺实现的微观结构控制为未来高性能合金设计提供了宝贵信息。开发的合金在复杂部件如航天火箭发动机的燃油喷射器和发电涡轮喷嘴等方面具有潜在应用,有助于提高在苛刻太空条件下使用的部件的性能和寿命。该研究以“Cryogenic tensile behavior of carbon-doped CoCrFeMnNi high-entropy alloys additively manufactured by laser powder bed fusion”为题,发表在《Additive Manufacturing 》杂志上。 本研究系统地探索了通过激光粉末床熔融(LPBF)技术增材制造的碳掺杂CoCrFeMnNi高熵合金(C-HEA)的低温拉伸行为。激光粉末床熔融(LPBF)3D打印技术,能够制造复杂结构金属零件,在制造业中占据着重要地位。LPBF过程中的极端热循环允许生成特殊的微观结构,如异质各向异性晶粒结构、纳米尺寸的晶胞以及溶质偏析,可显著提高材料的强度和塑性。因此,LPBF过程可以扩展控制金属材料力学性能的微观结构变量。 实验过程 实验使用的名义成分为(CoCrFeMnNi)99.5C0.5(原子百分比)的球形粉末作为原料。使用商业LPBF机器在316 L不锈钢基板上打印尺寸为30×6×6mm的矩形样品。LPBF过程中,样品以双向激光扫描(之字形扫描模式)打印,层与层之间旋转180°,激光功率为90W,扫描速度为200mm/s,层厚为25μm。通过感应耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和碳/硫分析确定了粉末和打印样品的全球化学成分。 结果与讨论 1. 3D打印C-HEA的分层异质微观结构 LPBF C-HEA的初始微观结构显示了与LPBF过程中激光轨迹重复熔化/凝固相关的晶粒结构形态。异质各向异性晶粒结构通过促进塑性变形期间的应变梯度影响LPBF样品的拉伸性能。平均晶粒尺寸估计为60.1 μm。在C-HEA样品的YZ平面上获得的电子通道对比成像(ECCI)微观图显示了具有纳米尺寸沉淀物的凝固细胞。在LPBF材料中,凝固细胞是连接微米级晶粒和纳米级沉淀物的关键微观结构。由于LPBF期间的超高冷却速率,细圆柱形细胞沿熔池中的温度梯度生长。 (a) 伪三维EBSD-IPF图(b) ECCI和(c) 来自打印样本YZ平面的TEM-BF显微图像 打印样品的STEM-BF显微图像和替代元素的EELS映射结果 (a) TEM-BF和 (b) HAADF显微照片,展示了样品中凝固晶胞周围的区域。(c) TEM-BF(d) 选SADP以及 (e) EELS映射结果,展示了C-HEA中纳米级沉淀物的分析结果 2. C-HEA的低温拉伸性能 在298 K和77K下对C-HEA进行拉伸测试的结果表明,C-HEA在77K时的应力水平远高于298K,而C-HEA在77K时的拉伸延伸率显著高于298K。在298K时,C-HEA的屈服强度、抗拉强度和总延伸率分别为721 ± 12 MPa、827 ± 21 MPa和22.2 ± 2.1%。在77K时,屈服强度、抗拉强度和总延伸率分别为920 ± 8 MPa、1220 ± 10 MPa和39.2 ± 4.9%。值得注意的是,C-HEA在低温下的均匀延伸率(38.9%)是室温下的两倍多(14.7%)。 (a) 工程应力-应变曲线(b) 工程硬化率,以及C-HEA在298 K和77 K下真实应力与真实塑性应变的关系 3. C-HEA在低温变形期间的变形机制 通过EBSD图像质量(IQ)图观察了在低温和室温下预应变样品的微观结构演变。在77K时,C-HEA在变形的早期阶段积极演变变形孪晶,而在298K时变形的样品中几乎找不到微观束状孪晶。由于孪晶比位错滑移更难启动,流动应力应超过临界孪晶应力才能启动变形孪晶。临界孪晶应力与金属材料的堆垛层错能(SFE)和晶粒尺寸密切相关。通过降低材料的SFE,临界孪晶应力会降低,而较小的晶粒尺寸会增加临界孪晶应力。 电子背散射衍射(EBSD)图像质量(IQ)图显示了在全局应变为(a, c) 6.3%,(b, d) 12.5%,(e) 18.7%,和 (f)…
  • 铜及铜合金3D打印2025最新技术进展:基于激光/电子束和能量沉积

    铜及铜合金3D打印2025最新技术进展:基于激光/电子束和能量沉积

    铜及铜合金3D打印技术的发展一如既往的备受关注,因为此类金属具有广泛的用途,但3D打印制造却因高反射率而变得极为困难,严重影响了其推广应用。 从2024年至今,铜及铜合金3D打印技术的进步尤为突出,主要体现在制造工艺的创新,解决了长期以来被困扰的难题,可直接推动纯铜及铜合金3D打印技术在更广泛的范围内取得应用,尤其体现在航空航天、电子工业以及汽车制造领域。本期内容,3D打印技术参考将对当前最新的技术发展进行梳理。 绿激光粉末床熔融,更大尺寸、更多激光、更为精细 绿光相比传统红外激光具有更高的吸收率、更优的打印效果,这一点已经被行业认可。目前,国内已有多家企业推出了LPBF技术的绿激光版本,但代表性的企业无疑是希禾增材。其领先之处在于,该企业成功自研高功率绿光激光器,与其他企业形成了鲜明的技术堡垒,因此也代表着国内甚至全球绿光金属3D打印技术的最高发展水平。 在最近两年相继推出中小尺寸、单激光的绿光3D打印机之后,希禾增材将LPBF绿光版本推进至多光、大尺寸制造阶段。2025年,希禾增材推出XH-M660G,设备打印高度可达1.2米(不含基板厚度),采用四激光双向铺粉技术。该装备也是业内首台配备高功率绿激光、打印尺寸达米级的金属粉末床3D打印机,专为航空航天等超大部件的制造设计,打印效率较传统工艺显著提升。 除此之外,希禾增材还推出了精细打印方案,凭借绿激光15-40μm极小光斑直径,具备多种材料0.06mm的最小壁厚打印能力。打印成品兼顾复杂几何精度、结构稳定性和优异的力学性能,为精细结构制造提供了强大支撑。 总的来说,希禾增材推出的最新绿光解决方案代表了铜及铜合金绿光金属3D打印的最新进展。而该企业也因自研激光器,因此具有较高的技术壁垒,有望在未来航空航天领域成为新的有实力竞争者。在国内绿激光LPBF解决方案中,汉邦激光、铂力特、镭明激光等均推出有相关解决方案。 蓝色激光送丝3D打印,铜部件增材制造的突破性进展 纯铜对蓝色激光(400nm-500nm)的吸收率达到65%,相当于常规LPBF用红外激光的13倍。然而,关于蓝色激光3D打印商业化的进展在此前非常少。 2025年3月,航天科工激光院与融速科技联合宣布,成功研发出“蓝光多激光同轴送丝增材技术”,并开发出高功率蓝光阵列激光器,突破了国内激光送丝增材技术在高反射金属打印领域的技术瓶颈,实现了铜部件增材制造的突破性进展。 所开发的蓝光激光器 蓝光送丝3D打印过程 蓝光送丝3D打印的样品 合作双方创新性地采用了六个单独可控的高功率蓝光阵列激光器,结合六激光同轴送丝技术,充分发挥了蓝光激光器的高吸收率、高加工精度和高能量转化率优势,以及VEAM技术的高成形精度、能量分布均匀稳定、高材料利用率和高沉积速率特点。这一融合使蓝光激光器在铜部件增材制造领域的应用实现了重大飞跃。这一成果标志着我国在高反射金属增材制造领域迈入国际领先行列。 电子束点打印技术,解决表面质量差、易开裂难题 点打印或点熔化技术,是电子束3D打印技术的最新发展。而铜在3D打印过程中,由于导热性太高,特别容易产生热变形。西空智造指出,点扫描策略可精准控制每个独立熔池的凝固过程,热扩散小。同时可减少热积累和温度梯度,很大程度上避免纯铜/铜合金因热应力导致的变形和开裂。除此之外,传统线扫描因热控不足易引发熔池波动和几何变形,而点熔化通过均匀的热历史分布,显著提高零件致密度(气孔缺陷更少)和表面精度。 西空智造电子束点打印过程 西空智造点打印铜产品 当前,国内西空智造,国外GE旗下增材制造公司以及freemelt,均推出了电子束点打印或点熔化技术。 红外激光3D打印,长周期连续作业更加可靠 采用红外激光3D打印纯铜有着固有缺点,实现大尺寸制造更是困难重重。2025年,易加三维推出了多款米级大尺寸纯铜及铜合金打印零部件的成功案例,攻克了米级铜构件成形稳定性、长周期连续作业可靠性等核心难题。易加三维表示,经过多年的技术积累与工艺优化,铜材料打印现已达到相当成熟的阶段。 易加三维大尺寸铜合金3D打印产品 所展示的φ1030x175mm的铜合金部件,在176小时连续打印中稳定控制层间应力畸变制精度,关键尺寸重复定位精度±0.01mm,致密度达99.97%以上,满足航空航天领域的高性能需求。 φ735x1010mm的铜合金喷管,通过多激光成形技术与智能风场控制系统的协同作用,在374小时连续作业中持续稳定打印。重复定位精度达±0.01mm。成形件经检测致密度达99.97%,满足工业级高导热部件的性能要求。φ630×450mm纯铜尾喷部件,以472小时连续打印刷新纯铜打印行业纪录。关键流道部位的尺寸偏差控制在±0.01mm以内,流体动力学性能提升显著。 易加三维大尺寸纯铜3D打印产品 三大展件均采用易加三维基于红外激光的粉末床熔融技术,通过多激光精准定位与拼接区精度控制,使用1000W/2000W激光器参数优化及15-53μm铜粉匹配工艺,实现纯铜致密度≥99.96%、CuCrZr致密度≥99.97%的突破性成果。实现99.9%以上的成形合格率,成功突破米级铜构件技术瓶颈。 END 3D打印技术可以制造出具有复杂几何形状和内部结构的铜及铜合金零件,而传统加工工艺往往难以实现。这些最新的技术进展,打通了铜材料3D打印的关键环节,不仅仅是实现了稳定成型,还在于能够制造出高质量的部件。 3D打印的高质量铜部件可实现航天发动机关键部件高质量、大尺寸、高效率直接制造,并进一步实现安全稳定应用;电子设备的小型化,对于高精细3D打印的铜散热结构和导电部件具有重要需求,能够满足未来手机等电子3C制造、汽车制造等多行业需求。因此,铜及铜合金3D打印技术的突破,对于航空航天、电子工业以及汽车行业具有重要价值。 注:本文由3D打印技术参考创作,谢绝转载。