金属3D打印能够制造出传统加工方法难以实现的复杂结构零部件，为航空航天零部件的轻量化设计和创新制造提供了有力支持。然而，金属3D打印工件在成型后，还需要去支撑、打磨等关键环节，才能最终满足实际使用要求。目前，金属3D打印工件的去支撑、打磨主要依赖人工操作，这种方式不仅效率低下，而且容易受到人为因素的影响，导致产品质量不稳定。 在航空航天领域，零部件的质量直接关系到飞行安全，任何微小的质量缺陷都可能引发严重的后果。因此，研究航空航天金属3D打印工件的自动去支撑打磨技术具有重要的现实意义。它可以提高生产效率，降低人工成本，确保产品质量的一致性和稳定性，推动航空航天金属3D打印技术的进一步发展和应用。 航空航天金属3D打印零部件传统手工去支撑、打磨的局限性 在金属3D打印工件的后处理过程中，传统手工去支撑打磨方式虽然在一定时期内发挥了重要作用，但随着行业的发展和对产品质量要求的不断提高，其局限性日益凸显。 在效率方面，航空航天金属3D打印工件通常结构复杂，支撑繁多，去支撑和打磨工作量巨大。一个熟练工人去除一个中等复杂程度的航空航天零部件的支撑结构，可能需要数小时甚至数天的时间，大大延长了生产周期，降低了生产效率。而且，人工操作难以长时间保持高强度的工作状态，容易出现疲劳，进一步影响工作效率。此外，手工去支撑打磨难以满足大规模生产的需求。 精度方面，手工操作受人为因素影响较大，难以保证高精度和一致性。不同工人的技术水平、操作习惯和经验存在差异，即使是同一工人在不同时间进行操作，也可能由于疲劳、注意力不集中等原因导致操作结果出现偏差。这种人为因素导致的精度差异，使得产品质量不稳定，难以满足航空航天领域对零部件高精度和高一致性的严格要求。例如，在打磨航空发动机叶片时，叶片型面的精度直接影响发动机的性能和效率，手工打磨很难保证叶片型面的精度控制在 ±0.05mm 以内，从而影响发动机的整体性能。 在安全方面，传统手工去支撑打磨存在显著隐患，对操作人员健康和生产环境构成威胁。金属打印工件后处理过程中，金属粉尘暴露是首要问题：钛合金、铝合金、镍基高温合金等材料打磨时产生的微米级金属颗粒（PM2.5-PM10）易悬浮于空气中，长期吸入可能导致尘肺病、金属中毒等职业病症。研究表明，未配备有效除尘设备的手工打磨环境，作业区域粉尘浓度可达10-50mg/m³，远超国际安全标准（OSHA限值15mg/m³）。 在爆炸风险方面，近些年来，粉尘爆炸事故频发，增材制造企业在粉末管理过程中的安全事故屡见不鲜，从业人员对粉尘爆炸的潜在风险必须得到高度重视。3D打印工件的清粉过程会出现大量粉末扬尘，高活性的钛、铝等相关易燃易爆粉末在扬尘中形成的粉尘云一旦接触高温、明火或静电，极有可能发生粉尘爆炸。 在成本方面，手工去支撑打磨需要大量的人力投入，人力成本较高。培养一名熟练的去支撑打磨工人需要较长的时间和较高的成本，而且随着劳动力成本的不断上升，人工后处理的成本也在持续增加。此外，由于手工操作效率低、废品率高，还会间接增加生产成本。据统计，在一些金属3D打印企业中，手工后处理成本占整个制造成本的 30% - 50% ，严重影响了企业的经济效益。 拓博增材机器人自动去支撑、打磨系统 在航空航天金属3D打印工件的自动去支撑打磨领域，机器人自动去支撑打磨系统发挥着关键作用。拓博增材推出的机器人自动去支撑打磨系统集成了专业的工业机器人和丰富的作业工具，并结合强大的编程与仿真软件，为金属3D打印零件提供了全套自动化去支撑和打磨解决方案。 在自动化支撑去除方面，针对不同材料特性和特征结构的工件，机器人可切换使用锯片、铣刀、钻头、角磨机、铲锤风凿刀等工具。通过运用特定的作用力控制算法和扫描系统，该系统能充分适应不同材质、尺寸及形状的工件，实现不同工具与工艺流程的精准匹配，从而达到最大效率的支撑去除工作。 在自动化打磨 / 抛光环节，设备配备了砂轮、磨光机、旋转锉刀、往复式锉刀、砂带磨光机、浮动打磨和偏心打磨等工具，适用于各种金属材料的修整、打磨和抛光。通过精度检测与3D视觉扫描技术，系统能够对不同压力进行监测与反馈，进而调节工具的具体进程。针对不同位置、不同结构的难题，系统还能进行特殊工艺调整，实时保证加工过程的稳定性并实现表面质量的一致性。 该系统具备三坐标测头、3D 轮廓扫描仪及配套处理系统，可实现过程中机器人偏差自动纠正，确保任务执行的精度和可靠性，以及生产产品的一致性和准确性。设备支持自动切换工序，通过集成多功能工具和自动化流程，机器人可根据去支撑打磨作业内容自动快速切换所需工具，提高生产效率和灵活性。 拓博增材机器人自动去支撑打磨系统还具有一系列优势。其机器人平台软件采用人工智能驱动，与现场级设备无缝对接，具备速简编程、模拟仿真、实时监控和数据统计等功能。它可以将任何3D模型转换为数字金属加工配方，提供可重复性、可靠性和可追溯性。友好的定制化中文图形界面使用户能快速掌握系统并编写作业程序，同时提供更多高级功能和定制化服务，带来高效的操作体验。设备支持离线编程和仿真，通过软件系统编写程序后，可将离线运行程序包下发至现场级设备，现场设备能独立自主运行，不依赖软件平台，对于具有特殊要求的生产环境，可以充分确保加工数据的使用安全。 金属3D打印零件自动去支撑、打磨的优势 自动去支撑打磨技术的出现，有效弥补了传统手工去支撑打磨的不足，在提高效率、保证精度、提升质量一致性和降低成本等方面展现出显著优势。 在效率提升上，自动化设备能够实现24小时不间断工作，大大缩短了生产周期。以机器人自动去支撑打磨系统为例，其工作速度通常是人工的数倍甚至数十倍。在处理一些简单结构的航空航天金属3D打印工件时，机器人可以在几十分钟内完成去支撑和初步打磨工作，而人工则可能需要数小时。而且，自动化设备的操作速度稳定，不受疲劳、情绪等因素的影响，能够始终保持高效的工作状态，提高生产效率。 精度保障方面，自动去支撑打磨设备配备了先进的传感器和控制系统，能够实现高精度的运动控制和力控制。通过预设的程序和参数，设备可以精确地去除支撑结构，避免对工件本体造成损伤，同时保证打磨过程中的加工精度和表面质量。 在质量一致性上，自动化设备按照预设的程序和标准进行操作，避免了人为因素的干扰，能够保证每一个工件的处理效果一致。无论是在批量生产还是在长期生产过程中，自动化设备都能稳定地输出高质量的产品，提高产品的质量稳定性和可靠性。这对于航空航天领域来说尤为重要，因为零部件的质量一致性直接关系到飞行器的安全性和可靠性。 成本降低方面，虽然自动去支撑打磨设备的初始投资较大，但从长期来看，其能够显著降低生产成本。自动化设备的高效率和高稳定性，减少了人工成本和废品率，提高了生产效率和产品质量，从而降低了单位产品的生产成本。据相关企业实践数据表明，采用自动化后处理设备后，企业的人工成本可降低50% 以上，废品率降低30%-50% ，生产效率提高2-5倍，有效提升了企业的经济效益。 多品牌可定制，无缝对接客户原有数字化系统 拓博增材机器人自动去支撑打磨系统提供多个品牌（ABB、KUKA、发那科、安川等）、型号和规格的机器人，覆盖各种材质、尺寸、形状工件的去支撑打磨作业，满足各类定制化需求，不同系统的开发定制可实现客户现场原有数字化系统的无缝对接。此外，系统还提供智能工具仓库，拥有丰富的工具选择，如切割机、角磨机、往复式锉刀、铲锤风凿刀、砂轮、磨光机、浮动打磨工具和 2D/3D 视觉工具等，为多样化的去支撑打磨任务提供了有力支持。 针对铝、钛合金的工件，拓博增材的机器人自动去支撑打磨系统配备一套拓博自研具有整机防爆认证的防爆除尘系统。该系统由防爆除尘器、无焰泄爆装置、管路、防爆隔离阀和防爆惰化加粉机组成。 另外拓博增材面向航空航天推出适用于不同工件大小的多种规格设备，目前推出的标准规格有：450×450×500mm、850×850×1500mm、1500×1500×1700mm，其他尺寸规格还可按要求进行定制，为了提高效率还推出了双工位型供选择。 此机器人自动化去支撑打磨系统将在2025年亚洲3D打印、增材制造展览会（TCT ASIA 2025）上现场演示展出，大家可到现场参观。

据3D打印技术参考3月6日消息，美国知名航空航天金属3D打印服务商Sintavia已购入EOS于2024年推出的具有颠覆行业发展意义的金属3D打印机——AMCM M290-2 FLX，这是北美第一台集成了光束整形技术的商业化金属增材制造装备。该事件也意味着航空航天工业开始使用新的金属3D打印技术，这必将促进相关技术的发展！ 光束整形技术是解决金属3D打印速度慢、质量不可靠难题的全新解决方案。光束整形光纤激光器的巨大进步使光束整形3D打印机的商业化成为现实。由nLIGHT公司推出的可编程AFX激光器，在单个激光器中提供了七种不同的光束轮廓，从85 微米光斑尺寸（用于最大限度提高轮廓精度）到210微米环形轮廓（用于加快打印速度、提高工艺稳定性并减少烟尘和飞溅）。经验证，nLIGHT AFX激光器对316L钢和铝材料的打印速度比标准400W工艺快3倍。这些改进解决了传统方法所遇到的局限性，将金属3D打印的发展重点转向具有巨大潜力的光束整形方法。 那么，怎么就凭一台激光器就带来如此之大的改变呢？这是因为nLIGHT的可编程AFX激光器的可调光斑类型之一为环形光斑，其克服了与传统高斯激光光斑相关的多种挑战。 3D打印技术参考注意到，威斯康星大学的中国学者已经借助同步加速器X射线，对采用该激光器环形光束的LPBF过程进行了原位高速X射线成像。同时还对比研究了高斯光束LPBF过程的X射线成像结果。研究发现，采用AFX激光器的环形光斑，孔隙、熔池波动、飞溅均得到了有效缓解；同时，环形光束光斑可一次熔化更多粉末金属颗粒，可以熔化的直径比标准激光器大三倍，而增加粉末层厚度，也未见明显的孔隙及材料性能下降。这一研究结果证明，采用集成了环形光束的AFX激光器，能够带来更快的打印速度和更高的打印质量。除此之外，AFX激光器可以快速（微秒级时间尺度）切换光束轮廓，同时不会牺牲光束质量，适应不同的应用和打印需求。 动态光束整形的经济优势 AMCM M290-2 FLX仍然是当前唯一一款商业化的集成光束整形技术的金属3D打印机，Sintavia购买的设备配备了两台1.2kw的激光器。该公司创始人兼首席执行官Brian Neff评论道，“在未来几年里，随着我们开发和应用这项新技术，我们预计能够以150µm或更大的层厚度打印我们的组件，而不会损失任何材料特性，从而大大提高我们已安装打印机的产量。nLIGHT系统经过全面测试后，其最大的优点是，只需极少的新设备，就可以将其改装到其他现有的EOS和AMCM打印机上。”这可能意味着，传统的EOS机器可以更换激光器，实现制造能力的提升。 航空航天仍然是金属3D打印技术应用最多、最广泛的行业。Sintavia可以说是美国最知名的航空航天和国防工业金属3D打印技术服务商之一，其EOS设备就有19台。而光束整形技术代表了金属3D打印技术的最新发展，商业化的落地对该细分方向的发展具有重要支持，同时也代表着一种新的制造趋势的开始。 头部的金属3D打印设备开发商正面临多重挑战——将重点聚焦在开发行业应用，开发新技术，还是保障业务增长。这是一个值得思考的问题，企业需要多条腿走路。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

在不牺牲结构完整性的前提下进行高效的热管理对许多行业和应用来说都具有挑战性，这些行业和应用仍然需要新材料和高效结构的发展。这在一定程度上是由消费电子、汽车、航空航天、国防、医疗保健和可再生能源等高端制造行业所推动。 在热传递方面，即使是很小的改进也会对冷却效果产生显著影响，而有效的热管理可以大幅减少材料浪费，同时提高部件的可靠性和寿命。此外，如电动汽车、射频、高功率发光二极管、太阳能电池和固态激光光源等新产品系统都有显著的散热需求。因此，人们普遍认为，许多行业局部高热量通量和非均匀散热需求将需要材料和制造技术的进步，以有效地消散未来系统和设备的热负荷。 增材制造技术位于可能实现高效热管理设备的潜在技术的前沿，这主要得益于改进的几何形状、材料和具有高传热性能的超材料的可制造实现性。汽车、航空航天和电子等行业对高性能金属合金的需求正在增加，在这方面，激光粉末床熔融（L-PBF）是制造复杂金属部件最有前景的增材制造技术之一。 银（Ag）和铜（Cu）具有相比其他金属材料更好的热性能。银的热导率和热扩散率分别为415W/mK和165mm²/s，在所有金属中表现最佳。其次是铜，其热导率和热扩散率分别为397W/mK和111mm²/s。因此，银和铜在激光粉末床熔融（L-PBF）技术中作为热管理的基础材料和合金元素受到了越来越多的研究关注。然而，采用传统基于红外激光的LPBF装备，要实现可接受的部件密度，需要使用功率相对较高的激光器（约1千瓦），而当前基于绿光的设备则为这些高反射金属的3D打印带来了契机。到目前为止，对高纯度银、铜和铜银合金的L-PBF加工的研究还很有限。 以高效高功率密度的电动机为例，其在推动脱碳努力和实现汽车、航空航天和能源领域净零排放目标方面将发挥至关重要的作用。为了实现电动机功率密度的显著提升，需要同时提高效率，可以通过优化材料、有针对性的导体几何形状和拓扑结构以及集成的热管理策略来实现。在这方面，增材制造（AM）提供了无与伦比的设计自由度，使得通过传统制造技术无法实现的最优绕组几何形状成为可能。而如能通过3D打印技术将设计优化原则和特定应用材料结合在一起，可以实现卓越的性能，同时能够以经济高效的方式减轻电机部件的重量。 纯铜、纯银及铜银合金一体结构 3D打印技术参考注意到，来自伍尔弗汉普顿大学的研究人员此前设计和制造了由纯铜、纯银和铜银合金整体式线圈和热交换器一体结构，以期在特定位置采用特定材料来改进产品的效能。该团队发现研究发现，L-PBF技术3D打印的纯Ag的热性能明显高于纯Cu和Cu-Ag；与纯Ag和Cu-Ag合金相比，纯Cu则具有更好的导电性能；此外，纯铜、纯银和市售铜变体相比，L-PBF技术制造的Cu-Ag合金的强度性能明显更高。因此，研究团队使用纯铜制造线圈，纯银制造热交换器，高纯度铜银合金制造需要额外强度的热交换器连接。由此开发制造了具有不同材料分布的优化的流体流动和传热TPMS结构。 纯铜、纯银及铜银合金一体结构 随着计算机辅助仿真、设计工具、定制材料和先进制造技术的最新发展，人们现在可以识别出解决复杂问题的新颖技术，这些技术超越了传统制造的局限性。将功能材料与再生设计和激光粉末床融合（L-PBF）技术相结合，已经推动了定制材料和制造领域的创新。 FRAUNHOFER IGCV 3D打印的多材料部件 这些新兴技术和材料的结合为制造业带来了无限的可能性，不仅提高了生产效率和产品质量，还拓宽了材料科学的应用范围。通过计算机辅助设计和仿真，工程师能够更精确的预测和优化产品的性能，从而满足客户对产品越来越苛刻的需求。同时，定制材料和金属基复合材料的开发使得产品能够在特定环境中表现出更好的性能，如更高的强度、更好的耐腐蚀性或更低的热导率等。

日本汽车制造商本田近日正式宣布，其在多个应用领域广泛使用金属增材制造（AM）技术，包括为本田红牛车队（F1）制造多种最终零部件。本田采用的是激光粉末床熔融3D打印技术，并使用尼康SLM解决方案的系统。通过这些技术，本田积累了丰富的增材制造工作流程优化和工艺参数调整的经验。 3D打印技术的优化 本田的工程师们利用金属增材制造技术来创建复杂形状的零部件，这些形状是传统铸造或锻造工艺无法实现的。为了实现高效生产，本田需要积累大量专业知识，例如减少支撑材料的使用量，并设计易于移除的形状。 在打印过程中，材料状态、激光照射强度、惰性气体流动以及产品在基板上的放置位置等条件，都是提高质量和效率的关键因素。因此，本田选择在内部设计和制造多种金属增材制造零部件。通过尝试多种条件来优化参数，例如使用相机拍摄每一层的熔化状态，检查温度和激光输出，从而积累经验。 为了优化参数，本田会在基板上放置一个测试件，调整激光输出和扫描速度等条件，并通过拉伸测试检查强度，以确定最佳值。在确定最佳值时，设置激光条件至关重要，以确保每层形成的熔珠（金属粉末熔化并固化后的部分）能够无缝重叠。如果激光功率不足，熔珠会过小，熔珠之间的间距和层厚（熔珠深度）也会不足，从而导致间隙。相反，如果功率过高，熔池在激光照射下产生的气体无法完全排出，会残留在内部。 生产效率的提升 当从用于原型阶段的小型成型区域的建模机转向用于最终产品制造的大型成型区域的3D打印机时，较大的成型空间更容易受到外部干扰。这是因为在气流速度较慢的下风区域，缺乏有效去除金属熔化时产生的烟雾和熔融金属飞溅物的能力，从而导致下风区域的成型出现问题。为解决这一问题，本田使用高速相机检查每一层的飞溅物去除状态，并通过风速传感器与风速分布进行对比，以确定问题原因。通过优化风速，本田能够在整个成型区域内实现高质量的生产条件。 金属粉末床熔融工艺需要每隔几十微米重复进行激光熔化，这使得零部件容易发生变形。传统方法是先制造零部件，然后进行测量，并根据测量数据调整参数。这一过程需要反复进行，以提高尺寸精度，但这种方法耗时且无法实现快速生产。因此，本田采用了变形预测模拟技术，减少试错次数。通过将模拟技术擅长的变形方法纳入设计中，优化建模姿态和支撑形状，从而能够快速制造出高尺寸精度的模型。 F1 零部件的增材制造应用 金属增材制造技术在F1赛车动力单元零部件中的应用是一个典型案例。本田为当前的车手世界冠军马克斯·维斯塔潘（红牛车队）提供发动机。利用金属增材制造技术，本田能够快速响应规格变更，制造出复杂、薄壁形状的零部件，这些零部件是传统制造技术无法实现的。其目标是缩短生产时间并降低成本。 以活塞为例，过去由锻造铝制成的活塞被3D打印钢活塞所取代，以使其能够承受随着发动机开发进程而增加的燃烧压力。尽管钢的比重高于铝，通常会更重，但通过应用金属增材制造技术，本田成功地使其比传统技术更轻。 涡轮增压器壳体是另一个例子。它们由镍基合金制成，过去通过精密铸造制造。涡轮增压器壳体比活塞更大，且有薄壁部分，因此在制造过程中容易发生变形。本田工程师成功地利用金属增材制造技术建立了有效的涡轮增压器壳体和活塞制造技术。在满足严格的尺寸标准的同时，他们还显著降低了成本和生产时间。这些零部件在2020赛季中期被引入，并为当年的胜利做出了贡献。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

随着中国在电子设备性能上的持续提升，特别是在高性能计算、数据中心、电动汽车和航空航天等关键领域，对高效散热解决方案的需求日益迫切。3D打印纯铜散热器因其卓越的导热性能、设计灵活性和制造效率，正逐渐成为一些领域的首选散热方案。 图1 传统散热器 然而，传统散热器在现代应用中面临着诸多挑战。由于流体的粘性，鳍片表面的流体流速会减慢，形成附面层，这会降低散热器的效率。传统散热器的设计和制造过程能耗高、环境污染严重，且热效率低、传热慢。它们的外观设计也较为粗陋和笨重，不符合现代审美和空间利用需求。并且，高性能的传统散热器成本较高。这些问题限制了传统散热器在现代应用中的广泛使用，促使新型散热器技术的发展，以提供更高效、轻量化、美观和成本效益的散热解决方案。随着技术的进一步发展和应用的扩大，预计对3D打印纯铜散热器的需求将继续增长。 散热器采用3D打印制造也面临挑战 在设计领域，针对3D打印纯铜散热器这类产品，设计师们越来越倾向于采用一种名为TPMS（Triply Periodic Minimal Surfaces）的结构进行主体填充。这种结构以其独特的几何特性，为散热器提供了更高效的热交换性能和更轻的重量。然而，传统的CAD软件在处理TPMS结构的建模方面存在一定的局限性，能够支持这种复杂结构的软件并不多见。 在这样的背景下，设计师们面临一个挑战：如何快速迭代并优化设计，以满足市场对于高性能散热器的需求。传统的设计方法往往需要大量的时间和资源来调整和测试不同的设计方案，这在快节奏的市场中显得尤为不足。因此，市场迫切需要一种能够同时具备TPMS结构建模能力和快速迭代特性的设计工具。 TPMS结构细节丰富，曲面结构复杂，对散热仿真分析提出了较高要求，主要体现在以下方面： CAD数据兼容性要求高：散热仿真需直接处理CAD软件生成的几何模型，要求散热仿真分析软件能够直接识别各种CAD软件的几何模型或者STP、STL等中间格式模型，对数据兼容性提出了较高要求。 网格剖分困难：由于TPMS结构复杂，需使用高质量网格划分工具来避免影响仿真精度；同时对于TPMS等复杂几何结构，网格剖分体量往往较大，对网格剖分效率也提出较高要求。 散热流动场景复杂：对TPMS结构散热器进行散热仿真，除流动压力和流速等常规计算外，往往也需要考虑热传导、热对流和热辐射等综合影响，对散热仿真分析软件的功能完备度、收敛性和计算准确性等均提出了较高要求。 材料属性不确定：TPMS结构通常由金属或复合材料制成，导热系数和表面粗糙度等材料属性的不确定性会影响仿真精度。 计算资源消耗大：TPMS结构的复杂几何和多物理场耦合导致仿真计算量巨大，尤其是瞬态仿真或大规模模型。 尽管TPMS结构在散热器设计中展现出巨大潜力，但将这一复杂设计转化为高性能实物，仍面严格的制造要求。在金属3D打印中，传统的红外激光在加工纯铜及铜合金等高反材料时存在诸多挑战，使TPMS结构设计的实际生产面临困难。 首先，纯铜在红外波段对激光的吸收率较低，大部分激光能量被反射，难以充分作用于金属粉末，影响了熔池的稳定性和质量。熔池形成困难会导致局部熔融不充分，产生未熔合孔隙等缺陷，影响打印的精度和结构的完整性。 其次，红外激光在加工纯铜时产生的大量反射光还可能对设备的光学系统造成损害。高强度的反射光回射至光学路径中的关键组件，可能导致镜片局部过热，加速光学元件老化或损伤。在长期使用下，还可能影响光学系统的稳定性，进而降低打印精度和设备可靠性，同时大幅增加设备的维护频率与使用成本。 此外，对于TPMS这种壁厚薄、曲面复杂的精细结构，熔池稳定性不足更容易导致形貌偏差、气孔等问题，影响打印精度和整体性能。为确保打印质量，往往需要反复调整工艺参数，以提升成型一致性。这不仅会拉长打印周期，还增加了生产成本，限制了大规模高效制造的可能。 总的来说，传统红外激光在3D打印纯铜散热器时面临材料适配性差、热控能力不足、设备损耗大以及生产效率低下等多重挑战，尤其在打印TPMS等复杂结构时，问题更为突出。这不仅影响了高效散热器的应用，还阻碍了创新散热结构设计的落地。要打造高性能且稳定可靠的散热器产品，亟需形成从设计、仿真到制造的全流程链路，构建能够应对复杂结构和高精度制造要求的国产化解决方案。 散热器3D打印的全链路突破 散热器的3D打印不外乎于设计、打印机以及材料。3D打印技术参考注意到，国内在这些方面均取得了显著突破。下面，将基于一个基本设计的换热器进行仿真、多方向迭代和高水准制造。 漫格VoxelDance Design进行原始设计 VoxelDance Design是一款国内全自主研发隐式建模核心的设计软件，它通过算法块连线的方式，也就是蓝图脚本，能够快速精准地实现TPMS（三重周期极小曲面）结构的填充。这种技术极大地提升了设计的灵活性和精确度，使得设计师可以更加专注于创意的实现。通过这种方式，VoxelDance Design不仅优化了设计流程，还大幅度降低了设计时间，使得设计师的想法能够几乎实时地得到表达和实现。 图2 初代换热器模型图 此外，VoxelDance Design还支持使用非线性参数对零件特征尺寸进行快速驱动，这意味着设计师可以轻松调整和优化设计，以适应不断变化的需求和条件。这种灵活性和实时性的设计能力，为设计师提供了强大的工具，以实现更加高效和创新的设计工作。通过这些功能，VoxelDance Design可以极大提高设计效率，间接的推动了增材制造技术的发展，为智能制造领域带来了新的可能。通过创建原始轮廓，并选择合适的基本单元进行填充，最后进行简单的固定数值驱动，一个基本结构的散热器模型就创作完成了。 中望PHOENICS软件进行仿真和设计指导 中望流体仿真软件PHOENICS是一款通用流体仿真软件，广泛应用于各工业场景下的流动情况，适用于可压缩流体/不可压缩流体、牛顿流体/非牛顿流体、层流/湍流、单相流/多相流、亚音速/超音速、恒温/变温流动、单组分/多组分流动等分析。丰富的流动求解能力，足以应对TPMS结构散热分析面临的各种工况。 使用中望流体分析软件PHOENICS可对TPMS结构流动区域进行高效率网格划分以及快速精准分析。PHOENICS支持结构化和非结构化网格划分，支持PARSOL、SPARSOL等多种网格切割方法，可以便捷地实现整体网格和局部网格加密。 图3 PHOENICS软件设置界面 PHOENICS支持稳态和瞬态计算，支持无限核数的并行计算以及单精度/双精度计算，支持在笛卡尔坐标系、极坐标、圆柱坐标以及贴体坐标下进行流体分析；支持多种差分格式，如一阶二阶Upwind、中心差分、高阶线性差分QUICK、非线性差分SMARTMUSCL、混合差分格式等，充分满足不同计算精度的要求。软件同时支持松弛因子、伪时间步、极值和迭代控制等多种调整收敛性的手段，也可通过设置合适的初始值来加速收敛。 以某TPMS结构散热产品为例，经分析确认，初代方案散热不充分，容易产生热应力集中的风险。建议修改产品结构，使得散热器来流流速更高，出口流量更大。 图4 初代结果热流耦合仿真 根据此修改需求，通过VDD产品可以对换热器壁厚和尺寸进行设计迭代。采用场驱动的方式快速创建新几何模型。 图5 变单元尺寸&变单元厚度设计及其热流耦合仿真结果 用PHOENICS对两款新设计方案重新进行热流耦合仿真，均达到理想散热效果。新设计的散热合理性得以确认。 希禾连续绿激光进行高质量纯铜打印 希禾增材（ADDIREEN）是中国首家专注绿激光金属增材制造的企业，基于自研增材专用高功率绿光激光器，提供高性能金属3D打印设备与定制化打印服务，为铜、铝、金、银等高反金属材料、难熔金属材料、贵金属材料及常规金属材料的精密打印提供整体解决方案。 与传统红外激光相比，铜及铜合金等高反金属材料在绿光波段对激光的吸收率显著提升。常温条件下，铜对1064nm红外激光的吸收率不足5%，而对532nm绿光的吸收率可达40%以上。采用绿光进行熔融，有助于实现金属材料的充分熔化，从而获得高致密度的复杂结构打印件。同时，更高的能量利用率还能有效减少飞溅等现象，在提升成形质量的同时，也为设备的长期稳定运行提供有力保障。 希禾增材绿激光系统采用自研单模绿光光纤激光器，最小光斑直径可达15μm，在高反金属、难熔金属及常规金属材料的复杂结构打印中，能够实现更高的能量传递效率和更精细的加工能力，大幅提升打印件的致密性和表面质量。在本次打印中，希禾增材结合了漫格VDE在打印前对温度场和应力场的精准预测以及漫格BP对设备参数的精准传递与控制，确保了TPMS结构整个打印过程的高精度和高稳定性。 如图6所示，希禾增材采用绿激光系统打印的纯铜散热底板，在表面质量、细节精度和整体尺寸控制方面展现出高质量的制造水准。该散热底板尺寸为100*60*12mm，成品表面光洁、金属纹理均匀，尺寸精度达到高标准。通过对希禾增材绿激光设备的工艺参数进行优化，纯铜打印件可以实现99.9%以上的相对密度，有效避免了传统制造中常见的孔隙、裂纹和表面不均等缺陷。同时，纯铜的优异导热性能得到充分发挥，确保热量快速且高效地传导至下游散热模块。 图6 打印产品图 目前，希禾增材已具备纯铜0.1mm和不锈钢0.06mm的最小壁厚打印能力。在TPMS结构散热器件制造中，壁厚可达0.08mm，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。这不仅展现了希禾增材绿激光技术在热管理领域的应用实力，也为构建国产高性能散热器的设计、验证与制造体系提供了坚实的实践支撑，推动复杂散热器件从设计到高效量产的转化。 总结与展望 目前国产全闭环3D打印纯铜散热器从设计到分析再到最终生产打印的技术是完全可以实现的。本次漫格、中望和希禾的联合方案，突破了国外的技术垄断，填补了国内市场空白。此次实践，不仅为国内散热市场的即将到来的需求激增做好了充分准备，而且为国产软硬件的商业化应用奠定了坚实的基础。 申请试用或了解更多信息，请联系：Sales@voxeldance.com

3D打印技术参考注意到，西安赛隆于2月28日正式发布自主研发的国内首台商业化微波等离子体制粉机，其搭载了球化和纳米化两大功能模块，可实现微米级金属、非金属粉末球化和纳米级粉末的研发与生产，产品商标被注册为赛隆微波™。 赛隆微波™等离子体制粉机 据西安赛隆介绍，微波等离子体制粉技术是一种利用微波能量激发气体形成等离子体，并通过等离子体的高温和高活性环境促使原料反应或分解，最终合成微纳米级粉末的技术。该技术在粉末制备上具有纯度高、粒径可控、节能环保、适应性广等优点。 赛隆微波™等离子体制粉过程 西安赛隆将柔性制造、低碳减排与循环再生的核心理念深度融合，自主开发了15kW、25kW两大功率微波等离子体发生器，配备了高效的粉末收集与分级系统、冷却系统、送料系统、高精度温度控制系统及气体控制系统，突破高功率微波加热技术和多种气流压力精确调控技术，实现了不同牌号金属、非金属球形粉末的制备。 球化难熔金属粉末扫描电镜照片 该制粉机可选择搭载球化制粉与纳米制粉工艺模块，支持用户按需制定生产方案，并且可调控粉末材料的粒度分布、球形度及化学成分，满足增材制造、储能、半导体、生物医疗、航空航天等领域对高品质粉体的差异化需求。成套装置的球化模块单元已实现5~500μm钛合金、铁基合金、难熔金属及合金、高温合金、高温陶瓷等材料球形粉末的制备，纳米制粉模块单元已经实现了10~500nm Si、Cu、Ni、碳化物、氮化物、氧化物等纳米球形粉体的制备。 纳米硅粉透射电镜照片 作为等离子旋转电极雾化（PREP）制粉技术、装备研发及产业化应用的领先企业，西安赛隆凭借在PREP制粉技术领域的深厚积累与攻关突破，成功研制出了赛隆微波等离子体制粉技术和装备，目前正在与相关机构就金属、非金属微米级和纳米球形粉末的制备工艺开展合作研究。 在微波等离子技术与装备方面，西安赛隆先后申请并获授权发明专利4项，注册商标21项。2025 TCT ASIA 将于3月17日-19日在国家会展中心（上海）举办，赛隆微波等离子体制粉解决方案即将亮相，欢迎各位莅临7.1馆7K55展位交流。 据3D打印技术参考往期资料，美国6K公司是微波等离子体制粉领域的领先企业，其UniMelt系统已成功制备多种金属（如铁基合金、高温合金、钛合金、难熔金属）及电池材料、透明陶瓷等微米级和纳米级球形粉末，显著降低了3D打印粉末成本。相比气雾化法，微波等离子体制粉通过精确控制熔化条件，可生成近乎完美的球形颗粒，原料利用率超95%，碳排放减少40%，推动了绿色制造和可持续发展。

近日，融速科技采用电弧送丝增材制造（WAAM）技术，助力九天行歌成功完成国内首件铝合金火箭贮箱箱底的金属3D打印。这一突破性进展不仅验证了WAAM技术在航天大尺寸、复杂结构、耐高温材料零部件制造中的可行性，推动火箭制造快速迭代和持续优化；更标志着我国在航天大构件增材制造领域已迈出关键一步，为后续开展力学性能、抗震承压等系统验证奠定了重要基础。 据悉，该铝合金火箭贮箱箱底由九天行歌研制和设计，重约100kg，直径约2200mm，高度约700mm，采用5356铝合金材料打印成型，融速科技为该贮箱箱底的增材制造提供设备支持。 WAAM电弧送丝增材技术，攻克铝合金火箭贮箱箱底打印难题 火箭贮箱箱底是火箭结构中的一个至关重要的组件，箱底的可靠性直接影响到整个火箭的安全性。贮箱箱底作为贮存液体火箭推进剂的主要容器底部，承受巨大的内压、轴向压力、以及在发射和飞行过程中遇到的各种复杂载荷，包括振动、冲击等。 贮箱箱底的制造工艺难度高，涉及到精密成型、精细机械加工、热处理、表面处理、焊接、测试等多种高技术手段。 尤其值得注意的是，在铝合金材料领域，实现大尺寸构件的增材制造具有显著技术挑战——铝合金本身存在热导率高、熔池流动性难控制等技术瓶颈，而超大尺寸结构更易产生残余应力累积和变形控制难题。 九天行歌通过创新的结构设计，特地选择了融速科技电弧增材制造技术（WAAM），一种集低成本、高丝材利用率、高生产效率、优异力学性能等优势为一体的先进增材技术，成功攻克了以上行业痛点。 打印国内首件铝合金火箭贮箱箱底，推动航天事业快速发展 融速科技利用自主研发的电弧送丝3D打印平台，通过精确控制电弧的金属熔滴沉积，优化打印路径和结构设计，确保了打印精度和材料性能的最优表现，实现了贮箱箱底结构的一体化成形。 据了解，针对本次打印完成的箱底，后续将系统开展包括抗震承压测试、振动疲劳测试等在内的多项专业验证，这些数据将为后续研制更大尺寸、更高载荷的航天贮箱构件提供技术支撑。 随着我国商业航天高速发展，火箭制造面临快速迭代需求。本次3D打印贮箱箱底意义深远，WAAM技术不仅提升了火箭制造的效率、可靠性和性能，大幅缩短了制造周期，更增强了我国航天产业的响应能力与市场竞争力。展望未来，随着WAAM技术的进步与应用拓展，增材制造将在航天及高端制造业中发挥更大作用。 2025年3月17日-19日，融速科技将携系列DED送丝增材解决方案及新品亮相2025 TCT Asia，诚邀各位莅临融速科技展台（展位号：7.1H馆7D50）参观交流！

3D打印技术参考注意到，兴业证券于2月24日发布最新研究报告指出，3D打印助力消费电子市场千亿规模即将开启。该结论或是在3D打印产业链国产化水平极速提升，荣耀、OPPO推出多款含金属3D打印零部件的旗舰手机，以及苹果公司正加速布局应用3D打印技术的背景下做出的。 消费电子行业是3D打印技术的重要应用场景之一。随着消费电子产品设计的日趋复杂化，以及品牌商对减重、减薄、环境和成本优化的诉求，3D打印技术与这些需求的匹配度极高。例如，折叠屏手机的铰链、手表和手机中框等精密零部件，都是3D打印技术的潜在应用场景。本文内容基于3D打印技术参考对本行业的认识及部分公开研报创作，非兴业证券研报完整版内容。 网络效果图 3D打印技术的核心优势 3D打印基于三维模型数据，通过材料逐层堆积的方式直接制造与数字模型完全一致的三维物理实体的技术。与传统加工工艺相比，3D打印具有显著的优势：它能够高效制造复杂结构、一体化、轻量化零部件，同时材料利用率高，极大地降低了生产成本和浪费。3D打印技术还能制造出传统技术所无法制造出的最小结构特征零件，推动了电子3C产品的创新突破。 产业链逐渐完善 电子3C行业的应用，中国无疑在全球已具备领先地位。3D打印行业的产业链正在逐步完善。从应用层面，3D打印技术参考认为上游应当包括工业软件、增材制造原材料和核心零部件，中游则是以3D打印设备厂商，下游应聚焦后处理环节。 在3D打印核心部件方面，铂力特于近日公告称，截止2025年2月21日，其与北京正时精控科技有限公司签署采购振镜合同，合同金额累计2758.5万元。而后者已打破激光扫描振镜多项国外技术垄断，逐步实现了高端振镜产品的国产替代。根据正时精控董事长郑明春的表述，公司已获铂力特投资。 铂力特金属3D打印设备 在设备方面，金属3D打印设备已在多年前实现国产化替代，并在一定程度上引领技术发展，多家企业在航空航天、医疗等领域之外的行业积极探索。铂力特率先在电子3C应用赛道取得突破；华曙高科、倍丰智能、汉邦激光等也均是该行业的重点关注对象。在原材料方面，中航迈特、威拉里、中体新材、江苏金物等公司也均推出有优质金属粉末，目前对进口粉末的依赖程度低。 来自铂力特 在后处理技术方面，荣耀与OPPO相关产品的上市，证明金属3D打印后处理工艺已然完备。随着技术的不断成熟和成本的降低，3D打印产业链的协同效应将进一步显现，推动行业的快速发展。 2月25日市值 3C应用千亿市场蓄势待发 电子3C行业使用金属3D打印技术的元年，应当以2023年荣耀推出业内首款含金属3D打印部件的产品开始。苹果公司也于当年爆出大量正在使用金属3D打印技术的消息，例如正在探索使用该技术制造Apple Watch Ultra。而从2024年底至今，苹果公司正在招聘金属3D打印技术专家，且工作地在上海，更有消息传出其首款折叠屏手机将于2026年上市。 苹果公司的主要金属加工商包括科森科技、长盈精密、比亚迪电子、长盈精密等，几家公司的市场规模超过千亿元。随着苹果等品牌在智能手机中框中采用钛合金材料，预计2024-2025年钛合金手机中框原料市场规模有望达到30亿元人民币；制造服务规模在400-500亿元，打印设备的投资规模达到300-400亿。预计3C领域，3D打印制造服务+设备规模有望超过千亿元。 3D打印技术成推动消费电子行业变革与增长的新引擎 近年来，3D打印技术在消费电子领域的渗透加速。以荣耀、OPPO折叠屏手机的铰链为例，3D打印技术的成功应用不仅提高了零部件的性能和可靠性，还显著降低了生产成本。此外，苹果等大厂也纷纷投入3D打印技术的研发和应用，进一步推动了行业的技术进步。随着技术的不断成熟和应用场景的拓展，3D打印技术将在消费电子领域发挥更大的作用。 3D打印技术凭借独特的优势和不断完善的产业链，正在成为推动消费电子行业变革的重要力量。随着技术的成熟和成本的降低，其应用场景将进一步扩大，推动消费电子行业的发展。未来，3D打印技术有望在消费电子领域开启新的千亿规模市场，为行业带来新的增长机遇。 注：本文含3D打印技术参考见解，非报告方原文内容。

石墨烯作为一种具有独特物理和化学性质的二维材料，因其优异的电导率、机械强度和热导率，被认为在电子学、能源存储和电磁干扰（EMI）屏蔽等领域具有巨大的应用潜力。然而，传统的石墨烯加工方法通常依赖于高温处理或化学还原剂，这些方法不仅能耗高，还可能引入杂质，影响材料的性能。此外，石墨烯的疏水性和层间强范德华力使其在水性介质中的分散性较差，限制了其在3D打印等先进制造技术中的应用。 近年来，随着3D打印技术的快速发展，直接墨水写入（DIW）作为一种能够精确控制材料形状和结构的增材制造技术，逐渐成为制造复杂结构材料的重要手段。然而，石墨烯基墨水的开发面临着诸多挑战，包括如何实现石墨烯在水性介质中的均匀分散、如何优化墨水的流变性能以满足3D打印的需求，以及如何在不牺牲材料性能的前提下实现大规模生产。 3D打印技术参考注意到，滑铁卢大学的研究人员针对这些问题，提出了一种全新的无添加剂、基于水的全石墨烯墨水，通过两步电化学方法制备，实现了石墨烯基墨水的高效3D打印，无需后处理还原步骤，为石墨烯在电子学和EMI屏蔽等领域的应用提供了新的思路。 石墨烯的3D打印 本研究的核心在于开发一种无添加剂的石墨烯基墨水，通过两步电化学方法制备，实现了石墨烯的高效分散和墨水的优良流变性能。具体过程如下： • 石墨烯的电化学合成 研究中采用了一种两步电化学方法来合成石墨烯。研究发现，磷酸插层的石墨烯具有最高的产率（85%），且在电导率和EMI屏蔽性能方面表现出色。 • 墨水的制备与流变性能优化 将合成的石墨烯分散在水中，通过溶剂交换法将其转化为水性墨水。为了满足3D打印的需求，研究团队对墨水的流变性能进行了详细表征和优化。通过调整石墨烯的浓度和插层条件，研究团队成功制备了适用于3D打印的墨水。   • 3D打印实验 使用BIO X生物打印机进行3D打印实验。研究团队设计了多种结构，包括矩形网格和特定形状，以验证墨水的打印性能。打印后的结构经过冷冻干燥处理，以去除水分并固定形状。 通过X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、拉曼光谱和X射线光电子能谱（XPS）等手段对合成的石墨烯进行了表征。结果表明，磷酸插层的石墨烯具有最少的缺陷和最高的电导率（158 S/cm），且在50mm厚度下实现了50dB的EMI屏蔽效能。相比之下，硝酸和硫酸插层的石墨烯由于氧化程度较高，电导率较低。 研究发现，墨水的流变性能与其打印性能密切相关。磷酸插层的石墨烯墨水在3 wt%浓度下展现出最佳的流变性能，其储能模量（G'）和损耗模量（G''）均高于其他样品。此外，该墨水在打印过程中表现出良好的均匀性和形状保真度，能够精确地打印出设计的结构。 打印后的石墨烯结构在干燥后展现出优异的电导率，无需后处理还原步骤。通过扫描电子显微镜（SEM）观察到，打印结构具有多孔的层状结构，这不仅增加了比表面积，还有助于电子传输，进一步提升了材料的性能。 3D打印石墨烯的应用前景 本研究开发的无添加剂石墨烯基墨水为石墨烯在电子学和EMI屏蔽领域的应用提供了新的可能性。这种墨水不仅具有优异的导电性和EMI屏蔽性能，还能够通过3D打印技术制造出复杂的结构，满足个性化和定制化的需求。此外，该方法避免了传统方法中使用的有害化学还原剂和高温处理，符合绿色制造的理念，具有广阔的应用前景。未来，这种石墨烯基墨水有望在多个领域得到进一步应用和推广。   石墨烯的高导电性和良好的机械性能使其成为制造柔性电子器件的理想材料。通过3D打印技术，可以精确地制造出复杂的电路结构，为可穿戴设备、柔性显示器和传感器等领域提供新的解决方案。 随着电子设备的日益普及，电磁干扰问题日益严重。这种石墨烯基墨水打印的气凝胶具有优异的EMI屏蔽性能，能够有效阻挡电磁波的传播，可应用于电子设备的外壳制造和电磁屏蔽涂层。 石墨烯的高比表面积和良好的导电性使其在超级电容器和锂离子电池等能源存储器件中具有潜在应用价值。通过3D打印技术制造的多孔石墨烯结构能够提高电极材料的性能，提升能源存储效率。 总之，本研究通过创新的电化学方法和3D打印技术，成功开发了一种无添加剂的石墨烯基墨水，为石墨烯在多个领域的应用提供了新的思路和方法。这一成果不仅展示了石墨烯的巨大应用潜力，也为未来的材料科学研究和工业生产提供了重要的参考。 推荐阅读：Additive-free graphene-based inks for 3D printing functional conductive aerogels 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，2025年3D打印技术领域第二篇Science文章于2月20日发表。来自伦敦大学学院的中国学者XIANQIANG FAN（2016-2019年就读于清华大学）发表了题为“Magnetic modulation of keyhole instability during laser welding and additive manufacturing”的文章。 研究聚焦在激光粉末床熔融（LPBF）过程中，应用磁场减轻钥匙孔孔隙度的问题。通过高速同步辐射X射线成像技术，结合横向磁场实验，揭示了匙孔不稳定性的产生机制，并证明磁场可通过热电磁流体动力学效应调控熔池流动，有效抑制气孔形成。这一发现为提升增材制造质量提供了新思路。 研究背景：匙孔不稳定性的物理机制 LPBF作为一种先进的增材制造技术，能够制造具有复杂几何形状和高精度的金属零件。然而，LPBF过程中常见的孔隙度问题，特别是由于钥匙孔不稳定导致的孔隙度，严重影响了制造件的机械性能和可靠性。 之所以产生匙孔不稳定，是因为激光与金属粉末的作用过程极复杂且难以控制。当激光作用于金属表面时，局部汽化产生金属蒸气，蒸气反冲压力将液态金属向下挤压，形成深而窄的蒸气凹陷区，即“匙孔”。匙孔后壁温度较低，反冲压力较弱，易受熔池流动扰动。当后壁出现凸起时，激光束被反射至匙孔上部，导致局部温度分布不均。反冲压力的积累使匙孔中部压力骤降，液态金属回填形成“颈缩”，最终引发坍塌和气孔。高频振荡会进一步加剧湍流，使气孔随机分布。 熔池随磁场流动和无磁场流动：A 在没有磁场的情况下的熔池流动模式示意图(激光束穿过RL)。(B1-到B4相关的钥匙孔坍塌过程。( C )在磁场存在下的熔池流动。( D1 -D3 )后向和上向流动的示意图,由T力驱动,维持一个I形的钥匙孔用于(c),RL-B的情况。( E 和 F )在rl-b和rr-b扫描中,W粒子的轨迹显示当扫描方向逆转时,TE力逆转引起的流动逆转。( G)倒转扫描方向时的熔体流动模式） 研究方法：磁场调控+高速同步辐射X射线成像 为了解决匙孔不稳定性的问题，研究人员采用了一种创新的方法：通过施加横向磁场来调节匙孔的动态行为，同时利用高速同步辐射X射线成像技术，对激光熔化过程中的匙孔动态进行了高时空分辨率的观察。实验中使用了AlSi10Mg合金作为研究对象，并在激光扫描方向与磁场方向不同的条件下进行了对比实验。通过这种实验设计，研究人员能够直接观察到匙孔在磁场作用下的动态变化，以及熔池流动模式的改变。 X射线成像系统带有两个环磁铁,在激光熔点提供静态磁场 研究发现：磁场调控可抑制匙孔不稳定性 通过施加横向磁场和高速射线成像，研究团队发现了匙孔不稳定的机制以及磁场对匙孔动态的影响机理。 1. 匙孔不稳定的机制 研究发现，匙孔后壁上的流涡诱导的突出物是引发匙孔不稳定的决定性因素。在没有磁场作用时，匙孔后壁的突出物会反射激光束，导致匙孔壁受热不均，从而引发匙孔形态的不规则变化。随着匙孔形态的改变，匙孔会经历一系列的动态变化，包括匙孔的扩张、收缩，最终导致匙孔塌陷和孔隙的形成。 2. 磁场对匙孔动态的影响 当施加一个约0.5特斯拉的横向磁场时，匙孔的不稳定性得到了显著抑制。具体来说，磁场通过驱动二次热电磁流体动力学流动，改变了匙孔后壁的流涡结构，从而减少了突出物的形成和匙孔的大振幅振荡。实验结果显示，在磁场作用下，匙孔的形态保持了较为稳定的“I”形，而不是在没有磁场时容易塌陷的“J”形。 磁场(B1-B5)与无磁场（A1-A5）钥匙孔形态比较 3. 扫描方向对匙孔动态的影响 研究还发现，激光扫描方向与磁场方向的相对关系对匙孔动态有着重要影响。当激光扫描方向从右向左时，磁场能够有效稳定匙孔，减少孔隙的形成；而当扫描方向从左向右时，磁场的作用则相反，会加剧匙孔的不稳定性。这种差异源于塞贝克效应诱导的洛伦兹力的方向变化，该力的方向取决于扫描方向与磁场方向的相对关系。 4. 钥匙孔振荡的量化分析 研究人员通过对匙孔振荡频率和振幅的量化分析，进一步揭示了磁场对匙孔稳定性的作用机制。在没有磁场的情况下，匙孔底部附近的振荡频率为2.3 kHz，振幅较大；而在磁场作用下，匙孔振荡频率显著降低，尤其是大振幅振荡的频率减少了71%。这表明磁场能够有效抑制匙孔的大振幅振荡，从而减少孔隙的形成。 钥匙孔振动的量化 研究结论与展望 这项研究通过实验和理论分析，揭示了磁场对匙孔动态的调节机制，并提出了通过磁场控制匙孔稳定性的新方法。研究结果表明，在LPBF等小尺度加工过程中，热电效应诱导的力是主导熔池流动的主要机制，而非传统的电磁阻尼力。 该研究不仅为激光焊接和LPBF技术中匙孔不稳定性问题提供了新的解决方案，也为未来制造技术的发展提供了重要的理论支持。通过磁场控制匙孔动态的方法，有望在不改变材料成分的前提下，显著提高制造零件的质量和性能。此外，该研究还为其他涉及热电效应的制造工艺提供了新的思路，例如功能梯度材料、双金属材料和复合材料的加工等。未来的研究可以进一步探索磁场强度、合金成分和加工参数之间的最佳组合，以实现更高效的匙孔稳定性控制。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。