3D打印技术参考注意到，欧洲航天局（ESA）于近日公布国际空间站首台金属3D打印机运行情况。该装备于上周首次运行，在测试过程中，实现了不锈钢材料液化沉积，3D打印的一条S形曲线预示着人类首台进入太空的金属3D打印机成功完成调试。不久，他们将进行完整零件的打印，这些打印件将被送回地球，与在正常重力下在地面上制造的参考部件进行比较。 本次实验使用增材制造设备是采用定向能量沉积（DED）工艺，将不锈钢丝材送入构建区域，由高功率激光加热，当金属丝浸入熔池中时，金属丝的末端熔化，从而逐层构建金属3D部件。 太空金属3D打印面临众多挑战，激光送丝的能量沉积工艺相比其他技术具有更高的可行性。主要表现为：在兼顾成型尺寸的同时可缩小安装空间，设备结构也相对简单；相比粉末，丝材更易存储和传输，不易受到环境因素的影响；而且送丝技术通过激光或电子束等热源将金属丝材熔化并逐层堆积，形成所需形状，该过程控制相对简单，易于实现自动化和精确控制；送丝3D打印的材料利用率更高、具有更高的安全性并能克服微重力环境的影响；此外，激光送丝3D打印相比电子束在太空具有更好的可实现性，比电弧具有更高的制造精度。 多种类型的金属3D打印技术 基于以上原因，激光送丝工艺在太空中实现金属3D打印无疑具有优势，在能够实现打印的同时，不需要后加工或减少后加工是至关重要的。据了解，来自巴斯克研究与技术联盟（BRTA）成员Tekniker技术中心开发了一款尺寸为6100mm*3100mm*3420mm的激光送丝增材设备——TITAN，其采用了一个具有可控环境的封闭结构，可以在模拟火星环境条件下制造火箭发动机喷嘴，这一概念无疑能够迎合马斯克未来星际移民的畅想。 Tekniker激光送丝增材设备TITAN 激光送丝3D打印在太空金属制造中具有明显优势 随着电弧增材制造技术的兴起，激光送丝增材制造技术的关注度似乎有所降低，而该技术正在迎来新发展。现阶段，激光送丝增材设备多采用同轴送丝方式，能较好地解决旁轴送丝的自由度受限问题，保证丝材受热均匀，获得性能更优、组织形态更均匀的打印件。目前常见的三类光丝同轴技术可分类为：三光束光内同轴技术、多光束集成光内同轴技术、分环形光束光内同轴技术。西班牙增材公司Meltio的核心产品Meltio M450 3D打印机便是依托多光束集成光内同轴技术开发的，据了解其激光送丝系统已全球销售量已超300套。 在国内，融速科技VEAM六激光同轴送丝增材制造技术也属于多光束集成光丝同轴技术。六束激光采用环列式排布，通过Matrix阵列激光控制器，每束激光独立灵活控制调节，保证各光束能量均匀分布。同时光斑对熔池产生的光压可细化熔池晶粒，使得打印件表面拥有出色的光洁度。 基于VEAM技术，融速科技已于今年陆续推出了激光送丝增材设备Laser One和Robo L1系列，分别满足中小尺寸零部件和大型零部件增材制造需求，最大成型尺寸可达2米，并已成功交付Laser One设备。目前，融速科技激光送丝增材设备可支持碳钢、不锈钢、钛合金、镍基合金等材料打印，已经完成三通歧管、四通歧管、格栅舵、管路支架等零部件小批量打印测试。 随着DED技术的不断发展，激光送丝增材制造技术正逐步成为增材制造的重要组成部分。国内在这一领域的研发正在积极追赶国际研发步伐，为推动国内增材的发展和应用注入新的活力。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.在轨制造，再进一步！太空3D打印即将开展舱外打印实验 2.在轨制造！人类首次太空金属3D打印相关看点 3.电化学3D打印制造电子设备冷板带 4.卡内基梅隆大学：新方法简化金属3D打印过程监控

6月5日，3D打印技术参考注意到，一家名为Asetek的游戏硬件生产商已开始使用3D打印技术生产由AI优化的冷板。冷板是服务器散热系统中的关键组成部分，其主要作用是通过与服务器内部的CPU、GPU等热部件直接接触，利用冷却液或空气等介质进行热量交换，从而将热量带走，确保服务器稳定运行。 3D打印技术参考查询到，Asetek是一家丹麦公司，专门为计算机提供液体冷却解决方案，特别是针对高性能计算机和游戏装备。该公司已成为一体式 (AIO) 液体冷却系统的知名供应商，为CPU和GPU提供冷却解决方案。他们的产品被个人消费者和主要计算机制造商广泛使用，包括戴尔、惠普和Corsair等品牌。 为电子设备带来热性能飞跃 最新的应用涉及与金属3D打印创新公司 Fabric8labs合作生产AI优化的冷板，双方带来了液体冷却技术的革命性进步。利用Fabric8Labs的电化学增材制造 (ECAM) 技术，Asetek开发了一种冷板设计，有望重新定义行业领先的性能，推动实现卓越性能、高品质和持久的可靠性。 传统设计制造与AI设计3D打印制造的冷板对比 与前几代产品相比，AI优化的冷板在冷却效率方面有了显著改进。开发出的优化流体动力学冷板，能够以前所未有的方式提高了热性能。 传统制造无法实现的AI优化结构 开发人员采用了复杂的人工智能模拟工具来创建冷板架构，该架构采用高度复杂的几何形状，需要先进的制造方法来创建。人工智能优化冷板上的散热片设计各不相同，以提供最佳性能。这种先进的结构只能使用3D打印工艺制造，远远超出了传统切削制造的能力。 AI优化与传统制造的冷板对比 采用电化学3D打印制造 Fabric8Labs独特的3D打印技术在这项创新中发挥着关键作用。该公司的电化学3D打印方法可以创建复杂的高分辨率结构，通过增强流体动力学显著提高热性能。此外，因为不需要后处理，该技术可确保每个冷板的最高质量和完整性，并可扩展以支持大批量生产需求。制造过程不仅高效，而且环保。 为电子设备带来增强热处理能力 AI优化冷板的突出特点之一是它能够更有效的处理热量。电化学增材制造技术创建的复杂结构可实现卓越的流体动力学，这意味着热量可以更有效的消散。这些复杂的结构是在冷板上的关键目标区域产生的。因此可以加速温度降低，从而提高PC的性能。最初的AI优化冷板设计可以比目前的Gen8 AIO提高2.3C/100W。 不同冷板的热阻对比 对于PC技术爱好者来说，这项创新改变了游戏规则。超频爱好者、游戏玩家以及任何想要构建高性能装备的人都将受益于AI优化冷板增强的散热能力。更低的温度意味着更稳定的系统、更高的超频潜力和更长的组件寿命。 除了性能提升之外，AI优化的冷板还因其可持续的制造工艺而成为现代工程的奇迹。电化学增材制造技术无需后处理，从而减少了浪费和能源消耗。此外，这种方法具有高度可扩展性，支持大批量生产，而不会影响质量或性能。 3D打印技术在冷板制造中的应用 近年来，随着3D打印技术的不断发展，越来越多的冷板开始采用3D打印技术进行制造。3D打印技术具有制造周期短、成本低、设计灵活等优势，可以精确制造出具有复杂内部结构的冷板。具体来说，3D打印在冷板制造中的应用体现在以下几个方面： 精确设计复杂的内部结构：3D打印技术可以精确制造出具有复杂内部结构的冷板，如三周期最小表面（TPMS）晶格微通道和湍流诱导特征等。这些结构能够优化冷板内部结构与冷却液的换热，提高散热性能。 DLP 3D打印技术制造的TPMS纯铜晶格 制造高度定制化的冷板：3D打印技术可以根据不同的服务器型号和散热需求，制造出高度定制化的冷板。这种定制化能够确保冷板与服务器内部结构的完美匹配，从而提高散热效果。 电化学3D打印的具有定制形状的冷板 减少材料浪费和降低制造成本：传统的冷板制造过程需要切割和加工大量材料，容易造成材料浪费。而3D打印技术可以根据设计需求直接制造出所需的冷板形状和结构，减少材料浪费并降低制造成本。 激光3D打印的定制形状冷板 相比激光3D打印，电化学3D打印特允许金属以逐个离子的形式沉积，从而能够产生极其精细的特征，典型的层厚可以达到10至50微米范围内。这种精细度对于制造小型、精细的冷板、热交换器等设备至关重要。因此，在特定的应用场景中，电化学3D打印相比激光技术可能具有更高的极限制造能力。 在消费电子行业，高端智能手机和笔记本电脑、游戏硬件对高性能的冷板、热交换器等提出了更高要求，亟需更高效的散热结构和制造能力。Asetek首席运营官John Hamill表示：“与Fabric8Labs的合作使我们能够突破液体冷却技术的界限。他们的创新金属3D打印工艺提高了我们提供高性能、可靠和可持续解决方案的能力。” 通过3D打印技术生产AI优化的冷板只是一个开始。随着技术的不断进步，我们可以期待更多突破性的解决方案，进一步提高电脑的性能和效率。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.工业规模增材制造：已有大厂尝到了粘结剂喷射金属3D打印的甜头 2.粘结剂喷射金属3D打印技术在电子3C行业的机遇与挑战 3.热交换器3D打印的设计与应用，行业专家有话说！ 4.3D打印纯铜：电化学沉积增材制造的原理，潜在应用非常可观

2022年9月，全球工业巨头GKN集团因使用粘结剂喷射（Binder Jetting，下称BJ技术）金属3D打印技术而被业内外广泛关注。GKN集团的主要业务包含大型民航客机、运输机、汽车、农用机械等领域的零件和产品等制造，其多年以来一直在多项业务中使用增材制造，并专门成立了GKN Additive品牌，持续改良和研究这项技术。 GKN Additive生产车间的惠普粘结剂喷射金属3D打印设备单元 截至到当前，GKN Additive已经认定粘结剂喷射金属3D打印在工业应用中具有巨大潜力，包括在批量生产中具有明显的成本优势、快速上市、添加创新产品功能，以及根据客户的具体要求灵活调整产品和组件的能力。作为一项似乎还未发展成熟的工艺类型，GKN Additive却已经尝到了甜头。 采用BJ技术的关键成功因素 就如3D打印技术参考一直以来所强调的，BJ技术最为关键的是后烧结阶段的变形控制。GKN Additive当前已经通过为施耐德电气开发专用的过滤器证明了对于其成功至关重要的因素便是其数十年来通过金属注射成型（MIM）和粉末冶金为汽车行业生产高性能结构部件的经验。 用于MIM大批量生产而设计的的连续烧结炉安装在GKN工厂，但也能够烧结BJ技术打印的零件 (来自GKN PM) 需要尤其指出的是，GKN Additive烧结BJ技术打印的零件使用的是连续炉而非增材行业常用的间歇炉。3D打印技术参考查询到，间歇式窑炉体积普遍要比连续式窑炉小，该窑炉每烧制一次产品必须等待降温后才能取出，而再烧制的时候又需要升温，所以单位能耗比连续式窑炉要高。连续式窑炉的特点是能连续生产，能耗要比间歇式窑炉小，能大量生产同类型的小型产品。这有助于以比分批烧结更有效的方式生产更大量和更大体积的部件，克服了金属BJ技术大批量生产路线上的障碍。当然，应该注意的是，分批炉与连续炉的使用取决于合金，一种炉型相对于另一种的优势受到诸如生产量、部件尺寸和具体应用要求等因素的影响。 深入探索BJ技术为制造带来的革新 施耐德电气是能源管理和自动化数字化转型的全球领导者，为其ComPacT®断路器开发了基于金属BJ技术的过滤器解决方案，用于大型工业工厂和船舶应用。在短路的情况下，这些过滤器捕获电离粒子，降低电弧引起的气体排气压力和温度，使开关设备占地面积更小，并为其全球客户提供具有成本效益的解决方案。过滤器必须能够承受等离子体产生的极端温度和高压。最初的过滤器采用金属板组件制造，因此存在性能限制。在开发新的解决方案时，施耐德电气测试了各种制造工艺，但没有一种达到要求的性能。使用3D打印，滤网、栅格和框架可以作为一个整体制造，即一体制造。激光粉末床熔融(LPBF)取得了成功的结果，但由于过滤器内部结构复杂，批量生产成本过高。粘结剂喷射工艺被证明是有吸引力的，但由于过滤器本身结构复杂，清粉是最初面临的重要挑战。 施耐德电气极复杂结构过滤器 为了推进该项目，GKN Additive与惠普展开了合作，它也是惠普金属喷射技术商业开发的早期合作伙伴，后者受益于GKN粉末冶金的广泛专业知识（世界上最大的烧结产品生产商和第二大金属粉末制造商）。双方的合作，使GKN Additive能够为其客户提供具有成本效益的工业规模生产，同时利用3D打印提供重大创新潜力。GKN PM全球产品中心增材制造经理Stefan Hundrieser表示，“作为顾问和产品开发人员，我们非常仔细的研究产品的设计，并尽可能根据客户的要求和生产过程对其进行优化。我们将这种方法称为‘烧结增材制造设计’。仅八周，GKN Additive就能提供用于验证测试的功能样品。” 安装在ComPacT®断路器中的金属BJ过滤器 使用金属粘结剂喷射，样品零件的生产过程与批量生产相同。当涉及到样品生产时，这是其他制造技术的决定性优势。传统上，样品部件使用不同的工艺制造，后续系列部件的制造始终存在不确定性。相比之下，金属粘结剂喷射并不局限于原型或小批量生产。即使样品部件也几乎与成品系列部件具有完全相同的规格。因此，该工艺可以实现可扩展和可复制的金属增材制造，在工业规模上以可确定的时间和预算精确的复制最复杂的形状。 基于“烧结的增材设计” 该项目的挑战是在短时间内建立稳健的生产解决方案并实现盈利。为了做到这一点，必须对整个过程进行协调和优化。 “在产品开发之初，我们有能力决定性的、积极的影响设计，以提高功能和可制造性。这也会影响成本，如零件尺寸（熔炉空间）、重量（粉末成本）和粉末清理（劳动力成本）等成本驱动因素。此外，在这个阶段，我们可以为客户的产品开发提供重要的动力。这是我们咨询和辅导服务的基本组成部分，也是我们‘基于烧结的增材设计’的独特之处。” 装载金属过滤器的烧结托盘通过连续烧结炉系统 (来自GKN PM) 对于施耐德这个案例，这包括推动在设计空间中实现最大的“零件密度”——创造一个尽可能紧凑的组件，以便能够经济高效的生产。产品越紧凑，打印机和烧结炉所需的空间就越小。其他关键因素包括在烧结过程中管理收缩和变形。如果不深入了解烧结过程，最终零件的尺寸精度就有可能较差，从而产生大量废料。设计一种可以在没有昂贵烧结支架或固定器的情况下烧结的部件，或者消除后处理的需要，可以节省大量的工艺成本。粉末开发也要求极高，与构建和烧结工艺的精确匹配需要广泛的冶金专业知识。 快速满足大批量生产 GKN PM全球产品中心增材制造经理Stefan Hundrieser表示，“我们在粉末冶金方面拥有丰富的经验，并在金属粘结剂喷射和大批量烧结方面也积累了高水平专业知识。我们能够以最佳方式协调所有组件和参数，同时观察客户的需求和规格。我们熟悉管理复杂的项目，就像我们熟悉保持最高的质量标准一样，例如在汽车行业中经常发现的那些标准。” 在与施耐德电气初步接触仅9个月后，GKN Additive已经能够开始批量生产过滤器。为此，粘结剂喷射工艺连接到其工厂的所有系统(物流、生产计划、质量保证等)，该工厂通常为汽车和其他行业生产零件，从而为高效的工艺开发创造了条件。“我们使用粘结剂喷射的工厂将汽车行业的标准与增材制造系列生产相结合。这使我们能够满足最复杂的工业要求——远远超出了增材制造行业的要求”。 生产采用三班制，有三台粘结剂喷射打印机(如果需要，可扩展到12台机器)，三个固化站和一个为粘结剂喷射工艺改进的烧结炉，可处理多达六台机器生产的零件。通过这种方法，每月可以在短时间内生产多达1300个零件，并且随着规模的扩大，这个数字可能会增加几倍（实验系列已经交付了5000多个零件）。 施耐德电气工业化负责人Thomas Rivoire证实：“GKN Additive和惠普的联合项目使我们完全相信了粘结剂喷射工艺。得益于此，使产品在批量生产中具有明显的成本优势。”施耐德电气的增材制造专家Guillaume Fribourg博士补充道：“重新设计的过滤器具有显著的改进，其增加了刚度，提高了效率，而且更容易集成。然而，对我们的客户来说，关键的好处是将机柜的尺寸减少了20-30%，从而减少了全球电气开关设备的占地面积，并因此减少了包括铜母线在内的相关材料消耗。” GKN Additive掌握从粉末生产到设计、零件制造、烧结和后处理的整个过程。该企业在增材制造领域拥有全球业务，深知陷阱和影响，知道应该如何调整战略并为客户提供价值。Binder Jetting使金属增材制造扩展到工业大批量生产，并为许多组件提供了巨大的优化潜力。 END 所有行业的工业公司都可以从这些优势中受益，特别是如果他们面临创新的压力，并且在传统技术(如金属注射成型)方面已经达到了极限，增材制造将为产品带来新的创新维度并为其增加新的价值。粘结剂喷射比传统的标准制造技术更昂贵，但比其他增材制造工艺便宜得多。然而需要指出的是，从技术上讲，许多产品可以由BJ技术生产，但并非所有产品都具有商业价值——其他工艺可能更适合。 最后，3D打印技术参考对本文介绍的案例的特征进行特别说明，过滤器具有蜂窝结构，惠普将其作为商业案例进行展示，展现出了其在复杂、脆弱特征方面的制造能力。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.粘结剂喷射金属3D打印│知名汽车品牌均在挖掘其应用潜力 2.粘结剂喷射金属3D打印技术在电子3C行业的机遇与挑战 3.粘结剂喷射金属3D打印质量不好？航空航天用户和苹果都在尝试 4.3D打印后处理 | 决定零件能否使用的最后关卡（全干货）

汉邦激光始终坚持以市场为导向，不断根据市场需求研发创新技术工艺，努力推动金属增材制造技术的突破，从而满足多样化的生产需求。3D打印可能技术参考注意到，汉邦激光正在走出一条差异化的道路。在技术发展方面，该公司正在走在行业前列。本期内容主要介绍汉邦激光在无支撑、超薄壁、高表面质量金属3D打印方面的三大技术创新。 无支撑打印解决方案 支撑结构会增加打印时间和材料成本，而去除支撑又费时费力，并且薄壁结构容易发生变形和损坏。对于封闭式结构和内部流道等结构，内部支撑无法去除，限制了增材制造技术在这类零件上的应用。因此，无支撑成形工艺具有重要的应用价值。 低悬垂角度（小于45°）结构的成形面临易翘曲变形、局部过热、表面粗糙等难题。汉邦激光通过扫描路径规划和工艺参数优化，避免了打印过程中的翘曲变形，实现10°以下悬垂结构的无支撑打印，特定结构可以实现6°的无支撑成形，为低角度悬垂结构的成形提供解决方案。 超薄壁成形工艺 薄壁构件在满足高端装备对轻量化、低能耗和高稳定性的要求方面具有显著优势。汉邦激光在保证加工质量的同时，成功实现了多孔薄壁厚度达到0.065mm的精细打印。此外，汉邦激光积极探索解决曲率突变、壁厚超薄易变形等问题的有效途径，为薄壁构件的制备提供了更为可靠的技术支持。 高表面质量成形工艺 汉邦激光实现了在未进行任何表面处理的情况下，镍基高温合金GH4169成形零件的表面粗糙度降低至Ra2.229μm的成果。 需要指出的是，汉邦激光在巩固传统SLM技术打印质量、极限特征制造能力、自动化和制造速度更快之外，还推出了绿激光金属3D打印、全激光增减材复合制造解决方案，自研多模组振镜及超强粉末材料，同时开发全流程智能管理系统。该公司不断突破创新，以先进的技术、稳定的质量以及全面的服务赢得了信誉。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.3D打印巨头限时促销，包含塑料3D打印机 2.在轨制造，再进一步！太空3D打印即将开展舱外打印实验 3.粘结剂喷射金属3D打印技术在电子3C行业的机遇与挑战 4.从零件看 | 国产软件3D打印先进结构设计与数据处理能力

3D打印技术参考于近日注意到，NASA马歇尔空间飞行中心与致力于推进和航空航天金属增材制造技术开发和应用的QUADRUS公司合作，采用SLM 3D打印工艺开发了一款双金属结构旋转爆震火箭发动机喷射器，并计划于今年夏季开展高温测试。 这在航空航天推进技术领域被认为取得了行业首创突破。旋转爆震发动机喷射器由于旋转爆震波产生的高热而面临重大挑战。 新的先进应用有哪些特点 2023年12月22日，NASA马歇尔太空飞行中心成功测试了3D打印的旋转爆震火箭发动机，测试持续251秒，产生超过5800磅（28000N）的推力。这一成功测试，获得了广泛报道，被形容为重大突破。 该类型发动机的进一步研发是为了应对热管理的挑战，研发团队开发了一种创新解决方案，结合了两种不同金属材料的特性： 采用高导热的GRCop-42铜合金来制造喷射器面板，其特性确保了在高热环境下，喷射器面板能够维持相对较低的温度，从而延长喷射器的使用寿命和可靠性。 采用具有高强度、耐氧化的镍基超合金Monel K500来制造歧管，允许歧管在保持结构完整性的同时，壁厚更小，这不仅减轻了整体重量，还提高了火箭发动机的性能和效率。 通过结合GRCop-42和Monel K500两种材料，QUADRUS公司成功创造了一种双金属一体结构。这种结构充分利用了两种材料的优势，既保证了喷射器的有效冷却，又实现了歧管的轻量化设计。这种优化的热管理策略确保了旋转爆震发动机喷射器在高温环境下的稳定运行。 面临的制造挑战有哪些 3D打印技术是目前制造双金属结构的重要手段，但制造如此精密的结构，SLM技术无疑具有最佳的制造精度、力学性能、表面质量以及复杂结构制造能力。但通过该技术制造双材料，却仍然面临一些技术挑战： 精确几何对齐：在制造双金属一体结构时，需要确保两种材料之间的精确几何对齐。根据报道，制造部门通过先进的制造技术和严格的质量控制流程，成功实现了这一目标。 材料交叉污染风险：在制造过程中，需要避免不同材料之间的交叉污染。通过严格的材料管理流程和清洁控制策略，有效降低了这一风险。 高强度双金属结合：为了实现双金属结构的高强度结合，需要优化材料连接区的工艺。 Aerosint3D打印多金属零件 通过采用双金属一体结构、优化热管理策略和克服技术挑战，双方成功开发了一种适用于旋转爆震发动机喷射器的创新解决方案。这种解决方案不仅提高了喷射器的性能和可靠性，还为未来的火箭发动机设计提供了新的思路和方法。 体现多重重要价值 在该应用中，可以体现出3D打印技术的多重应用价值：以一体化和轻量化制造为基础，推动实现了更高的耐热性能，提高了火箭发动机的性能，从而体现出结构、功能一体化的价值。 双金属一体结构通过优化材料的组合和布局，GRCop-42铜合金的高蠕变性能和高温强度，以及Monel K500镍基超合金的耐氧化和高温强度，实现了在高温环境下的稳定工作。双金属结构在保持性能的同时，还能显著减轻火箭发动机的重量，提高整体性能。 NASA于此前采用SLM工艺打印的双材料喷射器 双金属一体结构的成功制造是增材制造技术的重要突破，展示了在材料科学、制造工艺和工程设计方面的创新能力。这种结构的成功研发和应用将推动火箭发动机技术的进一步发展，为未来的载人航天、深空探测和军事应用提供更加强大和可靠的动力支持。 然而需要特别指出的是，多材料SLM工艺随取得了很大进步，但距离稳定高效批量生产组件仍有很大距离。此类工程化应用的案例仍然相当少，但以相对并不高的代价制造出创新的结构，以推动产品的发展，却意义重大。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.首席工程师分享经验！NASA借助3D打印实现下一代火箭发动机重大突破 2.使用多工艺融合开发3D打印多材料梯度合金 3.基于SLM粉末床熔融的多材料3D打印送粉方式介绍 4.SLM-可进行多金属3D打印的材料体系，制造潜力、难点与要点

梯度材料是两种或多种材料复合成组分和结构呈连续梯度变化的一种新型复合材料；它要求功能、性能随内部位置的变化而变化，实现功能梯度。在组合方式上，梯度材料有金属/金属、金属/陶瓷、金属/非金属、陶瓷/陶瓷、陶瓷/非金属以及非金属/塑料六种。在制造工艺方面，对于不同的材料组合方式已经发展出了不同的工艺类型，3D打印是其中之一。 3D打印的多材料结构 欧洲的多国团队已经发起了联合项目，共同推动多材料、多工艺协同金属3D打印。国内清华大学林峰教授团队、北京科技大学曲选辉教授团队以及华南理工大学杨永强教授团队也已将该方向纳入其中。本期内容以NASA的实践为例，介绍采用最优的工艺组合实现多金属梯度成型的实践案例。 增材制造为开发具有复杂内部特征和薄壁的火箭发动机组件带来了重要设计和制造机会，但主流的工艺都集中在制造单一材料，而现实应用中的整体式部件可能是多种材料的组合。因此，现有的增材制造工艺无法完全优化应用结构。NASA在定向能量沉积技术方面的探索已经表明，增材制造为节省成本和缩短制造周期带来了可观回报，同时使零件重量和性能也得以优化。 GRCop-84铜合金与In625复合 NASA于2014年开始旨在探索使用3D打印技术生产低成本上层级推进系统能力的LCUSP项目。在该项目中，NASA成功展示了使用激光粉末床熔融技术（SLM/L-PBF）制造GRCop-84铜合金燃烧室衬里以及使用电子束自由沉积技术（EBF）在推力室衬里上制造Inconel 625冷却通道和外壁的能力。这种3D打印的多金属复合结构燃烧室于2018年成功进行了热火测试，NASA还通过与工业界的合作进一步将其发展为成熟的双金属燃烧室。 SLM制造的燃烧室铜合金衬里和DED制造的镍基合金外衬 LCUSP项目的成功实践表明，不同工艺之间的“最佳组合”为快速开发低成本、梯度材料高质量火箭推进部件提供了上升通道。 GRCop-42铜合金与HR-1镍基高温合金复合 RAMPT是NASA于2017年开始的另一项借助3D打印开发并推进火箭发动机部件设计与制造的项目，其不仅希望减少零件数量和重量、提高可靠性，还希望保持稳定的供应链。在该项目中，NASA采用激光能量沉积技术（LP-DED）打印了直径1.5米、长度1.8米的镍基高温合金（NASA HR-1）整体通道火箭喷管，并将零件数量从1100多个减少到10个以内，制造时间也仅仅90天。这种近乎完整的原型设计和制造能力使研究团队迅速用于制造更大尺寸的火箭演示器件，如SLS火箭的RS-25发动机喷管，它的尺寸相当于此前打印喷管尺寸的1.5倍。研究人员最终在五个月内验证了3D打印的整体冷却通道和薄壁结构，并有效控制了打印变形。 NASA采用激光能量沉积制造整体式火箭发动机喷管NASA采用激光能量沉积制造的HR-1合金整体式喷管，直径1.5m，长度1.8m，其尺寸为RS-25喷管的65％ RAMPT项目进一步增强了3D打印在喷嘴和燃烧室制造中的优势，并进一步完善了相关技术。NASA近些年新开发了一种新的3D打印铜合金GRCop-42，并正在研究在SLM打印的该合金的燃烧室上直接采用激光沉积HR-1高温合金冷却通道喷嘴，这种整体式的结构将不再需要螺栓连接，增加了结构稳定性。与之相关的预防构建失败和变形的建模、工艺仿真也都在计划之内，相关的材料表征、测试等也在进行之中。 NASA在L-PBF打印的GRCop-42铜合金外采用 LP-DED工艺打印HR-1高温合金制造整体式部件NASA使用L-PBF工艺打印的GRCop-42铜合金和 LP-DED打印的HR-1高温合金整体式部件 GRCop铜合金系列已经在NASA多个项目中获得测试和应用，同时HR-1高温合金的微观结构和材料特性也正在得到研究。结合铜合金的导热性和镍基合金的高温强度，双金属或多金属的一体化结构部件无疑会减少很多制造步骤并增加稳定性。但是，与其将这种结构称之为双金属或者多材料，不如称其为梯度材料。 3D打印梯度材料在航空航天领域大有可为 成分梯度合金在航空航天领域具有重要的应用潜力，工件的不同位置工作条件可能不同，所需要的的特性也会有差异。例如一个位置需要抗腐蚀，另一个位置需要抗蠕变，这就需要连接两种或多种不同的合金；再以燃烧室为例，其衬里需要铜合金的高导热性，外层则需要镍基合金的高温强度。虽然目前已经有冷/热涂层和熔焊等不同的金属连接技术，但它们对于大型部件的连接要么成本很高，要么工艺复杂。 使用激光粉末床熔融（LPBF）和直接能量沉积（DED）等技术对金属部件进行增材制造具有非常大的优势，它提供了更好的尺寸精度，最大限度的减少后处理，并改进了组合材料的机械性能。 在该领域，清华大学、西安交通大学、北京科技大学等均有知名学者在进行研究；北京隆源和广州雷佳也开发了基于铺粉的多材料3D打印设备。3D打印技术参考注意到，2024 TCT亚洲展期间，升华三维正式发布了最新研发的金属/陶瓷功能梯度材料3D打印机UPR-241，基于粉末挤出3D打印技术（PEP）的功能梯度材料打印方法，采用颗粒材料按梯度设计自动调控混合打印成型，工序简单、设计自由度高，可实现材料的梯度连续性变化。可结合传统粉末冶金的后处理工艺，实现连续梯度层的整体型功能梯度材料制备。 升华三维钨-铜功能梯度材料3D打印结构样品展示 除此之外，中航工业沈阳飞机设计研究所早在多年前已经采用增材制造实现了300M与A-100钢梯度复合设计成型，这种方式可以使飞机起落架的制造成本降低45%。而火箭燃烧室等部件的梯度也有进展。金属3D打印技术包含多种不同的工艺，粉末床熔融、定向能量沉积、冷喷涂等等，各种工艺已经证明适用于不同的制造领域。然而各种工艺都有其技术限制，无论受制于材料、尺寸还是成本，各项工艺无法通用。 如何推动金属增材制造多材料和多工艺融合发展，充分发挥增材制造技术的潜力，综合运用多种工艺突破单一技术的制造极限，正在美国和欧洲地区获得关注。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.SLM 3D打印机内部集成机械臂，实现多材料及功能部件制造 2.基于SLM粉末床熔融的多材料3D打印送粉方式介绍 3.SLM-可进行多金属3D打印的材料体系，制造潜力、难点与要点 4.多材料金属3D打印：高制造成本与高价值回报的博弈

作为金属3D打印的重要工艺类型，粘结剂喷射技术相比其他工艺类型更可实现金属3D打印批量、低成本制造。根据此前的报道，苹果公司已经在使用该技术测试生产316L不锈钢表壳。无论对比已经成熟的SLM金属3D打印技术还是传统的注射成形，粘结剂喷射都表现出制造优势。 电子3C行业，粘结剂喷射技术优势明显 尽管目前粘结剂喷射金属3D打印技术在电子3C行业的应用相对较少，但随着技术的进步和市场需求的增加，其在该领域的应用前景将逐渐展现。 设备成本和维护成本低：与金属注射成型相比，粘结剂喷射金属3D打印技术使用的设备成本和维护成本都较低。它只需要使用简单的打印机和粘结剂，而金属注射成型则需要使用高成本的注射器和模具。 原材料利用率高：在粘结剂喷射金属3D打印过程中，未粘接的粉末材料几乎可以全部回收使用，这大大提高了原材料的利用率，降低了生产成本。 制造成本低：虽然粘结剂喷射金属3D打印的原材料成本略高于金属注射成型，但由于其设备成本和维护成本低，无需模具，以及原材料利用率高，使得其整体制造成本更低，从而在经济上更具竞争力。 适用于大规模生产：粘结剂喷射金属3D打印技术具有高速、低成本的特点，使得它非常适合于大规模生产。它使用金属粉末进行连续生产，打印速度高达100立方厘米/小时，单次可以打印多达50000个零件，这大大提高了生产效率，降低了生产成本。 灵活性高：粘结剂喷射金属3D打印技术因无须支撑因此可以生产出更为复杂的几何形状，且无须模具的制造特点使其随时可以生产出所需要的的零件。 而相比SLM金属3D打印工艺，粘结剂喷射3D打印技术在材料成本、设备成本、能源消耗、生产效率、后期处理以及维护和运营成本等方面均具有优势，因此其成本更低。 在电子3C行业，面临应用挑战 通过对比可知，如能将粘结剂喷射技术应用于电子3C行业，无疑将能进一步降低生产成本，提高制造效率。然而，到目前为止，该技术仍未成功用于该行业。究其原因，最主要的原因莫过于生产的可靠性是否被充分信任。  尽管粘结剂喷射技术技术已经发展到一定阶段，但在电子3C行业的应用中，其整体生产可靠性的成熟度仍未被完全认可（包括设备、打印工艺以及烧结工艺）。电子3C产品对材料和设备的精度、可靠性等要求较高，需要通过各种行业标准和认证，而现阶段该技术的发展显然未到达这种程度，这可能导致电子3C行业对该技术的信任度不足，影响了其在该行业的广泛应用。 钛、铜、铝，电子3C行业应用潜力大 在可成形材料方面，3D打印技术参考注意到，粘结剂喷射技术已经可以打印十几种材料，包括最难攻克的钛、铝、铜。这三种金属在电子3C行业（计算机、通信和消费电子产品行业）中都扮演着重要的角色，各自具有独特的应用优势。  钛合金常被用于制造高端设备的边框、背板等部件，以满足产品对坚固耐用和轻量化的需求。例如，钛合金的边框使得手机更加耐用，能够抵抗日常使用中的磨损和划痕，同时减轻手机内部的结构负担。 钛合金轴盖 铜在电子3C行业中可用于制造连接器、散热片等部件。铜的高导电性使其成为电子产品中不可或缺的组成部分，尤其在通信和计算机领域，铜制电缆和连接器是传输信号和电能的重要媒介。此外，铜的导热性也使其成为散热片的理想材料，有助于保持电子产品的稳定运行。 铜合金表壳 铝合计因比重轻、成本低、易加工的特点，在电子3C行业常用于制造产品外壳、支架等部件。铝合金的轻量化和美观性使其受到消费者的青睐，同时其良好的散热性能也有助于保持电子产品的稳定运行。 铝合金手机外框 总的来说，钛、铜、铝在电子3C行业中各有优势，分别应用于不同的领域和部件。随着科技的不断进步和市场需求的不断变化，这些金属材料在电子3C行业中的应用也将继续拓展和深化。而粘结剂喷射技术对这三种材料已经取得攻克。 Desktop Metal对钛合金成形工艺的攻克是与TriTech Titanium Parts公司合作完成的，该材料已获得后者的认证。TriTech专注于钛合金零部件生产，拥有金属注射成形、精密铸造以及粘结剂喷射3D打印三种生产技术，可提供从小批量到大批量的钛合金精密零件制造。TriTech公司在使用粘结剂喷射3D打印制造零件时，首先采用该工艺打印生坯，然后在真空中烧结至约98%的密度，根据应用还会涉及到后续机加工或表面精加工。  Desktop Metal钛、铜、不锈钢产品 根据3D打印技术参考梳理的资料，理光于2021年11月推出了能够打印铝合金的粘结剂喷射金属3D打印机，涉及4000系和6000系列铝合金，能够制造现有工艺无法制造的形状复杂的铝质零件，如轻量化零件、高性能热交换零件等。为推动铝合金粘结剂喷射3D打印大规模生产应用，理光与西门子两大工业巨头已展开合作，双方将借助对方的强大优势最大限度的提高流程效率，推动粘结剂3D打印技术达到工业生产规模。 理光粘结剂喷射3D打印的铝合金零件 理光粘结剂喷射金属3D打印的复杂结构 钛和铝活性很高，尤其对于粘结剂喷射技术相比其他金属材料需要对设备和工艺过程进行改造，Desktop Metal还于近期升级了这两种金属的活性安全装置。  END 众所周知，金属3D打印技术于2023年首次在电子3C行业获得批量化使用，因此可称之为电子3C行业应用金属3D打印技术的元年。金属3D打印可简化电子3C产品的供应链，动辄千万级的发货量也将为3D打印大批量制造带来极大契机，推动该技术向更多产品和行业发展。 相比SLM金属3D打印技术，粘结剂喷射金属3D打印技术的优势和目前的不足均较为明显。而该技术如能成熟、稳定、可靠的生产，无疑将为电子3C行业的未来发展注入新活力。以其快速、灵活、个性化的生产方式，该技术将优化产品性能，提高生产效率，并推动产业链的升级。这种技术不仅满足了电子产品对定制化、高性能和轻量化的需求，还通过减少材料浪费和环境污染，促进可持续发展。  注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，未经单独授权，谢绝转载。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.电弧增材制造替代激光能量沉积，成为大型铝合金构件3D打印的重要技术 2.研报：2023年我国增材制造产业规模将达400亿元，硬件销售2032年将达80亿美元 3.干货：详解两种先进3D打印铜合金高导电、高导热的性能与应用差异 4.切换赛道，EOS引领SLM工艺再创新 | 金属增材行业正悄然发生改变

随着航空航天技术的不断发展，对飞行器的性能提出了越来越高的要求。采用高性能铝合金结构件尤其是大型整体铝合金主承力结构件仍然是减轻飞行器结构重量、提高运载能力和飞行速度的重要技术途径之一。因此高性能铝合金的材料制备和零件制造新工艺、新方法始终是研究的热点。 一些民用干线飞机用材结构比例（%） 近年来，美国、欧洲的航空设计部门发现，采用大型整体式铝合金构件替代传统的组合式铝合金构件，可减重15-20%，并且构件寿命及可靠性明显增加。明显可以感觉到，大型客机、战略运输机、战斗机的机翼主翼梁、翼身对接肋、机身承受力框等对铝合金的高性能化、构件大型化的要求越来越突出。随着3D打印技术的兴起，大型铝合金构件的直接制造备受重视。 激光能量沉积，制造大型铝合金构件的问题 然而，当前以SLM技术为主的铝合金3D打印工艺仍无法满足数米大型铝合金构件的制造需求，而激光能量沉积技术的一大优点是能够一次成型整体大尺寸构件，而且其材料利用率高、适合个性化零件生产。在众多激光能量沉积技术的应用案例中，我们看到比较多的是大型钛合金框架结构、镍基高温合金以及铜合金的火箭燃烧室，但铝合金零件的激光能量沉积案例极少看到。究其原因，主要有以下几点关键技术难题未能有效解决： 与钢和钛合金相比，铝合金的导热率更高，而铝本身的激光吸收率低、反射激光率高，在铝合金激光直接沉积过程中，会有更多的能量通过基体的热传导损失掉，降低铝合金零件成形效率； 钢的热膨胀系数是铝合金的一半，铝合金激光直接沉积过程中的变形和应力都较大，需要采取零件变形开裂预防措施； 铝合金在激光直接沉积过程中极易与氧发生反应生成熔点高（2050℃）、相组织稳定、密度相对较高、难以去除的Al2O3。Al2O3氧化层会在后续沉积过程中形成夹渣、未熔合等缺陷； 铝合金密度低，激光沉积过程中易受到激光轰击产生粉尘飞溅，一方面使制品产生缺陷，另一方面造成成形腔室粉尘飞扬，影响打印环境； 铝合金在熔融的状态下，氢在铝合金中的溶解量会大幅度增加，同时由于良好的导热性，在熔池快速凝固的情况下，氢难以逸出，滞留在熔池中形成气孔； 铝合金在激光直接沉积过程中可能造成低沸点合金元素（如Zn、Si等元素）烧损，造成合金成分的变化，影响零件的组织和性能。 电弧代替激光，直接3D打印大型铝合金构件 需要指出的是，虽然激光能量沉积在大型铝合金构建增材制造方面存在困难，但当前另一种增材制造工艺却悄然成为大型铝合金构件3D打印的重要工艺，那就是电弧增材制造。 电弧增材制造（WAAM）由于高沉积效率、高材料利用率和低设备成本的优点，在工业和学术界引起了极大的兴趣。目前，WAAM已成功用于制造Ti6Al4V、钢、In718等材料。特别的，WAAM工艺可以处理对激光高度反射的金属，如铝合金和铜合金。此外，电弧增材制造工艺能满足大尺寸铝合金部件的生产需求。如今，航空航天工业对应用WAAM技术制造高强度铝合金结构的要求越来越高。 使用电弧增材制造零件（来自voestalpine） WAAM流程示意图以及测试样品的位置和尺寸（来自林鑫教授团队相关论文） 电弧增材制造的铝合金零件（来自10.1016/j.jmrt.2021.04.076） 到目前为止，许多不同系列铝合金的电弧增材制造试验已经成功进行，例如Al-Cu（2xxx系列）、Al-Mg（5xxx系列）、Al-Si（4xxx系列）和Al-Zn（7xxx系列）。然而，由于湍流熔池和焊接缺陷，使用WAAM制造Al-Mg-Si(6xxx)和Al-Zn(7xxx)合金一直具有挑战性。对于实际工业应用，WAAM沉积的Al-Mg(5xxx)合金的强度相对较低，尽管采用了许多创新方法来改善WAAM获得的Al-Mg(5xxx)合金的性能，但这些合金由于强度低而难以满足航空航天工业的需求。 电弧增材3D打印大型铝合金构件应用案例 电弧增材制造在国内，尤其截止到今年的发展，已经形成了一定的规模，成为即SLM、LENS之后另一种受到关注的金属3D打印工艺。在近几年的航空航天应用中，铝合金电弧增材制造技术发挥了重要作用。 2023年3月，全球首枚3D打印技术制造的火箭Terran 1成功发射，首次向全世界展示了其全3D打印的火箭可以承受最恶劣的轨道发射条件。Relativity所开发的Stargate工业机器人3D打印机，其末端执行器采用了电弧和激光沉积技术，并采用铝合金材料打印。 Terran 1火箭 2023年4月19日，首都航天机械有限公司发文指出，公司电弧增材制造技术获评中国航天科技集团2022年度十大技术突破（公开信息）。而在2022年12月，我国相继成功发射捷龙三号和长十一火箭，其中捷龙三号火箭的卫星支架（直径达1.4米，高度近1米，重量达120千克）和过渡段产品的成形应用的是电弧熔丝增材制造技术；长十一火箭卫星支架的端框（尺寸达1.3米×0.8米）和支撑杆的成形应用的是电弧熔丝增材制造技术和激光选区熔化增材制造技术。火箭院首都航天机械有限公司此前曾发文指出，公司已有12件电弧增材产品成功通过了飞行考核，成功率达100%（点击查看来源）。 电弧打印卫星支架毛坯件 面对电弧增材制造质量差的问题，2022年弗劳恩霍夫激光技术研究所开发了一种将电弧和激光沉积融合在一起的混合金属3D打印技术，能够提高焊接速度、获得更优的表面质量并推动电弧金属3D打印的应用。除此之外，3D打印技术参考还注意到，从事电弧3D打印的英尼格玛公司已通过工艺优化实现大尺寸零部件精细化打印；融速科技研发团队则研发出了高效铝合金气孔抑制技术，符合HB963一级标准。 未经打磨、加工等后处理的电弧增材打印毛坯件 融速科技铝合金电弧增材制造气孔抑制技术 总的来说，航空航天领域已经充分认识到电弧增材制造工艺在大型铝合金构件直接制造方面的优势，相关应用已经呈现出一定的规模。 END 总的来说，当前铝合金电弧增材制造正在加速得到应用。相比激光能量沉积，电弧增材制造技术具有成形效率高、设备成本低、柔性制造等优点。相比其他铝合金大型构件增材制造工艺，如搅拌摩擦焊，电弧增材制造工艺的优势同样突出。 如今，从事电弧增材制造的几家企业也在得到广泛关注，美国海军部门以及波音公司均与从事该技术开发的澳大利亚AML3D建立了合作；国内的英尼格玛公司在多领域取得了应用进展，并推出了原位增减材复合技术装备；电弧增材厂商融速科技在两年多的时间内，顺利完成了从零到一、到多的全系列产品布局，为后续研发提供了强劲动力。首都航天机械有限公司也指出，近年来，航天任务呈高强密度态势，电弧增材具有快速响应的优势，为型号生产开辟了一条“快车道”。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，谢绝转载。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.电弧增材制造爆发式增长！国内创新开发出原位增减材复合技术装备，助力大尺寸制造 2.大连理工：激光-电弧混合增材制造超600Mpa高强度铝合金 3.激光+电弧混合增材制造新工艺 | 哈工大团队取得重要研究进展 4.视频：ORNL使用3组机器人，电弧3D打印大尺寸金属零件

3D打印技术参考于近日了解到，英国国家增材制造中心（MTC）从EOS下属公司AMCM购买了其最新的工业3D打印系统AMCM M 290-2 FLX。值得注意的是，这是一台完全不同于传统意义上的SLM金属3D打印机，展现出了这家公司在引领SLM技术创新方面的领导者应有实力。同时，种种迹象已经显示出，金属增材制造行业正在悄然发生改变，笔者将在文末做出讨论。 MTC团队在机器交付前前往AMCM接受培训 该设备的最大特点是其配备了能够调节光斑尺寸的双nLIGHT AFX激光器，光斑尺寸从85µm到210µm可调，从而可以在打印过程中创建更浅、更宽的熔池。因此，AMCM M 290-2 FLX可实现更快的打印速度、更稳定的打印过程以及更少的烟尘和飞溅。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。 切换赛道，引领SLM技术创新 在诸多设备商正在发展具有超大幅面、数十台激光的SLM金属3D打印装备时，国外设备商实际上并没有跟进。尤其以EOS为代表的传统SLM技术开发商，仍旧选择从基础上攻克该技术的制造过程。 AMCM M 290-2 FLX可覆盖全幅面，这意味着两台振镜即可覆盖到基板上的所有点，并且在构建方向上具有充分的灵活性。AMCM在使用IN718材料时已经显示出生产率的显著提高。与光斑尺寸为85µm的标准单400W激光加工相比，单nLIGHT激光曝光速度提高了2倍，而且零件具有相同的机械和表面特性，如果再增加一个激光器，这一性能有望得到进一步提高。 ▲  AMCM M 290-2 FLX高效曝光，高精度打印 气体流量和氧气含量通常是PBF-LB工艺质量的决定性因素。当速度超过一定临界值或使用对氧化敏感的材料时，尤其如此。由于AMCM专注于工业解决方案，因此其系统具有独特的长期稳定气氛控制功能，其浓度小于50ppm。MTC 最初将使用 AMCM M 290-2 FLX对纯铜打印进行全面评估，因为纯铜是一种在追求工业质量和可靠性时极具挑战性的材料。 此外，AMCM系统可将构建平台加热至 500°C。由于预热和后热处理对某些高性能铝合金和难熔金属的加工至关重要，这使得MTC能够对航空航天和国防工业等广泛的高端应用进行评估。  采用nLIGHT激光器打印叶轮，曝光时间减少45%，打印时间减少40% 除了探索新材料，MTC还在开发提高3D打印生产速度和增大产出部件尺寸的方法。要减少时间和成本，就必须采用高效的曝光工艺。nLIGHT的可变光斑大小可在30毫秒内切换，以最高精度打印轮廓和精细结构，并以更快的吞吐量进行填充曝光。这意味着，该机器能够使用小光斑进行轮廓打印，并能在打印内部填充时切换为大光斑，从而实现更快的打印过程，而且光斑尺寸是实时切换的。  就像绘画大师使用不同的画笔来描绘大面积区域而不是细节一样，在增材制造中，较大的光斑尺寸也是填充大块材料的不错选择。毕竟，这样可以在每次通过时产生更多的体积，大大减少填充线和激光偏转。此外，英国增材制造技术中心还将通过新型原位光束相互作用和过程监控，研究减少热处理等后处理步骤的新方法。AMCM M 290-2 FLX配备了两个1200 W激光源，是一款高功率系统，非常适合挑战速度和尺寸的极限。金属增材制造光束整形概览 光束整形涉及在激光束与粉末床相互作用之前使用各种光学元件操纵激光束轮廓。这允许创建超出标准高斯轮廓的不同光束形状。  Fraunhofer IAPT的L-PBF负责人Philipp Kohlwes证明了光束整形是一个很有前景的研究领域，他强调了光束整形在提高金属增材制造稳定性和生产率方面的潜力。为了实现这一目标，该研究所的研究人员探索了一些技术，例如调整激光轮廓以优化LPBF工艺期间熔池中的能量输入。传统的高斯激光轮廓存在问题，因为它们会导致能量分布不均匀，从而导致汽化问题并损害工艺稳定性。光束整形提供了一种潜在的解决方案，通过调整激光轮廓来确保熔池内温度分布的一致性。这反过来又带来了诸如改善微观结构控制、潜在成本降低以及通过更快的打印速度提高生产率等好处。   早在2021年，劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL) 研究了如何使用激光束整形来增强金属增材制造。通过锥形透镜和增加加光学器件将激光塑造成贝塞尔光束，从而重新分配能量，减少孔隙形成和“钥匙孔”缺陷。这些光束对热沉积提供卓越的控制，从而减少熔池中的湍流和飞溅。与使用高斯光束打印的零件相比，使用贝塞尔光束打印的零件表现出更致密、更强、更稳定的特性。 END 追求更快的打印速度无疑是降低成本的关键。纵观整个SLM技术近年的发展，该技术领域因SLM Solutions公司于2020年首先推出配备12台激光器的机器而进入大尺寸、多激光发展阶段。但从2024年的最新市场态势看来，这一现象有戛然而止的迹象。 3D打印技术参考认为，行业开始进入反思期。传统SLM技术的发展，是应该堆放更多的激光器，还是应该转向突破光学原理，就如同EOS推出的光束整形3D打印系统，以及Seurat推出区域打印技术一样。在这一新的发展态势下，很多公司，无论是大厂还是新的创新企业，都面临机遇和挑战。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.光束整形技术对提高金属3D打印质量、获得定制组织、降低成本具有重要价值 2.Fraunhofer ILT使粉末床激光3D打印的飞溅减少了4倍 3.光束整形+优化球形粉末质量，使3D打印速度提升9倍 4.一文讲透增材制造技术为什么是新质生产力！

材料、成本、质量，一直是影响3D打印技术应用的重要因素。材料的可打印性以及打印后的产品性能是决定3D打印制件能否应用的关键，成本则影响其能否广泛使用，几项因素共同决定了该技术的应用发展规模。 值得注意的是，工业级FDM技术近来的一些新进展，如高打印速度、高质量可靠性，不仅使该技术在消费级FDM技术之后正式迈入高速、高精度创新阶段，更成为其打破工业领域应用壁垒的关键。 01工业级FDM工艺进入高速、高精度3D打印阶段 影响3D打印大规模落地应用的一个重要因素是3D打印速度。一般的FDM 3D打印机，打印速度通常不超过100mm/s，且在标准参数下每天仅能生产几百克模型样件。这样的加工速度，对于面向工业生产端的3D打印，是难以接受的。 基于以上原因，FDM技术开发商开始了3D打印速度加速开发模式，首先是消费级取得了突破。紧接着，工业级FDM技术在本次TCT展会期间也被宣布攻克。据3D打印技术参考了解，远铸智能全球首发高速FUNMAT PRO 610LT和FUNMAT PRO 310N两款设备。它们分别针对大尺寸和小尺寸的工业级3D打印需求，提供了高速高精度的打印能力，满足了对精密零部件制造的严苛要求。 FUNMAT PRO 610LT执行打印任务 FUNMAT PRO 310N 从生产成本的角度来看，3D打印速度与设备的运行成本、折旧、人工成本等直接相关。3D打印的提升，有助于降低综合生产成本。其次，从生产时间的角度来看，时间是宝贵的资源，快速的生产周期意味着更快的产品交付和更高的生产效率。较快的3D打印速度意味着能够在更短的时间内完成产品的打印，从而加速产品上市速度，满足市场需求。 作为最新发布的超高速工业级3D打印设备，FUNMAT PRO 610LT专为满足大尺寸的工程材料生产需求而量身定制。配备了350℃的喷头温度，120℃恒温腔室设计，实现610x508x508mm大尺寸复杂结构的一体成型。FUNMAT PRO 310N则被称为是桌面级中的“战斗机”，搭载了100℃的恒温腔室以及全新自研高速打印控制主板，双喷头最高打印速度可达500mm/s，将工程材料的打印时间缩短50%以上。由数台FUNMAT PRO 310N组成的3D打印服务集群，满足工业客户工程材料批量生产需求。 02高速高精度打印还须保障材料质量 需要注意的是，3D打印速度只是影响工业应用的因素之一。重复性、一致性和稳定性对工业3D打印生产同样重要，它们共同确保了生产过程的可靠性、产品质量以及生产效率。过快的打印速度可能会导致打印精度下降，从而影响产品质量。因此，在调整打印速度时，需要权衡打印质量和打印速度之间的关系，找到最佳的平衡点。此外，不同的3D打印技术和材料对打印速度的要求也有所不同。这就造成在选择3D打印技术和材料时，需要充分考虑其特性以及所需的生产成本和时间。 远铸智能FUNMAT PRO 610LT配备先进的伺服控制系统，高精度丝杠导轨结构配备远铸智能独特的易剥离、水溶性支撑材料双喷头打印，即使在高速打印下也能确保超高质量的打印效果，满足工业制造的严苛标准。FUNMAT PRO 310N则配合震动补偿技术，即使在500mm/s的高速打印环境下也能保证卓越的打印质量。 03过程的稳定性与易用性将优化生产效率和流程管理 在3D打印过程中，如果每次打印的重复性高，那么就可以减少因打印失败而导致的材料和时间浪费，从而提高生产效率。高重复性意味着生产过程中的损耗减少，降低了生产成本，同时可以确保生产出的产品具有一致的质量和性能。而产品的一致性高，则意味着每个打印出的产品都符合预设的标准和要求，从而提高了产品的可靠性和稳定性。 以远铸智能FUNMAT PRO 610LT为例，该设备已经过20万小时生产级打印验证，在大尺寸零件打印方面的成功率高达90%以上，为批量生产制造注入了先进的生产力。 结合全新的切片软件和云平台管理系统，不仅提升了打印操作的易用性，还实现了远程操控和批量管理的可能性，极大地优化了生产效率和流程管理。 对于客户而言，一致的产品质量可以增强他们对产品的信心，提高客户满意度。稳定的3D打印过程可以减少故障和停机时间，延长设备的使用寿命，保证生产线的连续运行。 04高性能材料生产级解决方案赋能高端制造业的突破创新 作为远铸智能整体生产级解决方案的一部分，高性能材料的打印能力一直是其优势所在。TCT亚洲展期间，该公司展示了包括各种PEEK、PEKK、PEI 9085和碳纤维增强材料的样件，代表了该公司一直深耕的航空航天、医疗、军工等高端制造行业的突破创新。 展会同期该公司还发布了高温尼龙PPA-CF和PPA-GF这两款新型尼龙线材，推出包括ABS-GF、PET-CF/GF、PETG、PETG-CF等通用材料包，在不增加额外设备成本的情况下提供更多打印材料的选择，进一步降低客户长期使用的成本，进一步拓展行业应用的边界。END总的来说，3D打印速度、重复性、一致性和稳定性以及材料性能在工业3D打印生产中都起着至关重要的作用。远铸智能一直在通过持续的技术创新推动3D打印效率提升和成本降低，在保证打印质量的前提下，降低生产成本并缩短生产时间。其最新的工业FDM生产级解决方案旨在有效提高企业竞争力和市场响应速度，为客户带来满意的投资回报率。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.基于导弹防御技术，3D打印过程实时检测实现纳毫秒级反馈！ 2.英尼格玛获得中国船级社首个电弧增材技术认可 3.绿激光、新型增减材、“光驰”技术 | 汉邦激光差异化3D打印技术发展 4.表彰优秀企业和个人，2024 TCT Asia Awards获奖得主揭晓！