3月29日，3D打印技术参考从希禾增材了解到，该公司即将推出具有中大成型尺寸的绿激光SLM 3D打印机XH-M350G，成型尺寸为350*350*500mm，是当前全球为数不多的配置绿激光、且具有中大成型尺寸的SLM金属3D打印机。 开发绿激光装备已经成为SLM技术发展的一条细分赛道，尤其在打印纯铜等高反射金属方面，绿激光具有传统光纤激光无法超越的成型效果。希禾增材背靠专业的激光器研发企业——公大激光，开发出多款适合多用途的绿光激光器。2023年，希禾增材推出XH-M160G设备，成为国内首家、全球第二家推出商业化绿激光LPBF设备的厂商。 01单模连续绿光光束质量更高的绿光激光器 当前绿光激光器主要有固体、光纤两种技术路线。其中，固体绿光一般适用于低功率激光器，光纤绿光适用于高功率激光器（目前最大功率可达3000W左右）。 光纤绿光有单模、多模等不同类别，希禾增材自研的532nm波长单模连续绿光光纤激光器，具有不同类别中最高的光束质量。光束质量是影响打印质量的重要因素，光束质量越高，能量分布越均匀，打印质量更细腻。希禾增材3D打印的纯铜产品，电导率值达到101.5%IACS，致密度超过99.6％，零件表面粗糙度Ra6-10μm。 XH-M350G配置如下： 可选配多种功率（500W/750W/1000W），可选单激光或双激光配置，不同版本具有不同的成型效率。 更大的成型尺寸，净成型尺寸达到350*350*500mm 深度定制光路系统、更小的光斑，光斑大小可控制在40-60um 覆盖材料范围更广，除常规材料外，覆盖铜、贵金属、难熔金属等更多材料体系 高度开源软件，设备&工艺控制软件支持高度开源 配备永久滤芯，确保滤芯长期使用，简易拆卸结构；气氛循环系统创新设计，大幅降低洗气、打印过程中气体消耗，降低使用成本 模块化设计 设备日常维护管理便捷，搬运、运输、安装简便 02为纯铜产品3D打印打开更广阔的应用空间 当前，市面上虽已经有基于近红外激光的设备可以打印纯铜，但不得不改造设备结构，配备更高功率的激光器（如1kw）。具有高反射的纯铜对绿激光的吸收率接近40%，相当于常规SLM用红外激光的8倍，是高反射金属的更佳选择，同时打印普通的不锈钢等金属也具有有更高的效率。 由于传统SLM设备在打印纯铜产品方面存在欠缺，相当大数量的应用不得不使用铜合金代替。绿激光金属3D打印机XH-M350G的上市，将满足当前市场上大部分3D打印纯铜（Cu）、铜铬锆（CuCrZr）、铜铬铌（CuCrNb）、锡青铜（CuSn10）、铜铝合金、铜镍合金、钨、钽、黄金、铂金等材料应用场景对成型尺寸的需求。 2024年，该公司还将陆续研发上市XH-M600G、XH-M650G、XH-M800G等大尺寸、多激光产品，以匹配更多应用场景的需求；绿激光金属3D打印技术正在成为铜基材料、难熔金属材料、贵金属材料等细分市场领域的最佳解决方案，促进金属增材行业进一步全面、快速、健康发展。 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.公大激光携绿光激光器及3D打印产品亮相2024美国西部光电展 2.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 3.批量3D打印核燃料组件：西屋电气累计生产突破1000件 4.铝合金3D打印大综述：增材制造过程中的缺陷控制和微观结构

3D打印技术发展至今，工艺种类已多达数十种，从快速交付备件到定制化生产，3D打印技术可以帮助简化设备维护，加速研发过程以及通过功能为导向的设计来提升产品性能，这项技术毫无疑问正在引发制造转型。但是无论是哪种工艺类别，都不能解决所有问题，都应当根据具体的应用选择合适的工艺类型，并考虑与其他制造技术配合，且应在确有必要时使用。 材料挤出3D打印，已经从最初的打印普通塑料，发展到可以打印高性能聚合物以及连续纤维复合材料，甚至是金属与陶瓷。尤其对于后者，基于挤出的制造方法相比激光熔融技术，投资成本更低、更为灵活便捷，特别适合于办公室环境以及工业环境下的前期开发。 升华三维无疑是国内金属/陶瓷材料挤出3D打印工艺的重要开创者，其开发的PEP（Powder Extrusion Printing）技术，利用“3D打印+粉末冶金”相结合的间接工艺，实现了金属/陶瓷零部件低温段成形，高温段成性的技术突破。其产品已在航空航天、核工业、光伏半导体、电子信息、新能源等重点行业获得使用。 这种间接3D打印技术实际上发端于已经非常成熟的金属注射成型（MIM)行业，前者需要后者的脱脂与烧结专业技术。MIM技术在20世纪80年代后期开始在汽车制造、消费电子、医疗等领域得到广泛应用。但该技术在实际应用中也存在着局限性，因为每一个金属零件都需要设计一个相对应的模具，这需要较长的交货期和高昂的启动资金。而3D打印技术完全摆脱了模具的束缚，通过逐层打印，可以在短短数小时内得到客户想要的模型生坯，后续通过传统MIM的脱脂和烧结工艺，得到最终的致密高性能金属部件。 其主要优势包括： 可以为粉末冶金行业数字化赋能，解锁应用并释放粉末冶金的潜能 3D打印低温成形，PIM工艺高温成性，实现高性能结构产品制造，打印产品性能可达到粉末注射成形水平 可利用粉末注射成形成熟稳定的技术体系，材料体系广泛、产品性能一致性好 打印设备、打印材料及打印成本更低，更有利于3D打印应用的推广及普及 绿色环保，打印材料可循环利用，有效利用率高 可实现金属、陶瓷和金属/陶瓷复合材料等应用开发，金属/陶瓷复杂产品定制化生产方案 基于PEP技术，升华三维目前推出了两款核心3D打印设备——工业型独立双喷嘴3D打印机UPS-250及大尺寸独立双喷嘴3D打印机UPS-556，均采用独立双喷嘴设计，可以同时打印或者各自轮流打印金属和陶瓷材料，实现不同种类材料的复合产品开发及复杂结构的成形，具有操作简单、工业型、高精度、高质量、高性价比等优点。配套3D打印专用脱脂炉和烧结炉，构成一套完整高效的间接3D打印装备体系和解决方案。 ▲升华三维PEP工艺链核心设备示意图 在适配材料方面，具有类同于粉末注射成形（PIM）工艺所用的潜在材料均可适配。已开发出不锈钢、钨合金、纯铜、高温合金、硬质合金等金属材料，及氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、羟基磷灰石等陶瓷材料，PEP技术有成熟稳定的粉末冶金技术加持，制备的金属/陶瓷零部件具有良好的机械和物理性能，可达到粉末注射零件水平，满足高性能金属基和陶瓷复合材料的制备需求。 能够为工业制造带来降本增效的效果： 该方案相比粉末冶金工艺，无需使用模具，大大节省开模时间与成本； PEP技术与直接的激光3D打印技术相比，打印设备、材料及投入成本大幅降低； 打印材料可循环利用，有效利用率高，废品损失少； 其结合烧结制备工艺在复杂结构件近净尺寸成型方面拥有巨大的成本优势。 可见，在成本优势即竞争优势的当下，间接3D打印工艺的效率优势在叠加成本优势后，其发展空间自然而然地被打开。   升华三维表示，其具备多元化的3D打印系统及装备研发制造体系，全面自主研发的设备、软件和材料可稳定用于生产型企业、高职高校、科研院所等多领域。未来，PEP工艺也将与其他3D打印工艺实现优势互补。升华三维一方面不断升级设备端与材料端技术，逐渐帮助工业用户打开设计制造的限制，使增材制造迈向产业化；另一方面把握好关键的3D打印设备工艺，通过实现汽车、医疗植入、航空航天、电子信息等应用端的更多突破，助力智能制造、绿色制造。  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打印质量不好？航空航天用户和苹果都在尝试 2.批量3D打印核燃料组件：西屋电气累计生产突破1000件 3.第三届增材制造技术（国际）高峰论坛征文大赛通知 4.TCT亚洲峰会-航空航天增材制造论坛看点

粘结剂喷射金属3D打印技术（下称MBJ）具有相比于其他金属增材制造技术更低的制造成本、更快的打印速度以及更少的后处理操作，该技术长时间备受关注，但实际应用却又受到质疑，主要原因包括对制造质量的担心以及形状控制困难。但需要指出的是，该工艺已经被航空航天用户采用制造相关产品。除此之外，综合多行业媒体消息，苹果公司目前正在测试粘结剂喷射金属3D打印技术以用于批量生产Apple Watch Series 9表壳。 01法国航空航天和国防承包商采用MBJ技术进行产品制造 3D打印技术参考注意到，法国航空航天和国防承包商JPB système于2023年收购从事粘结剂喷射金属3D打印技术开发的Addimetal公司的股份，并且已经投资基于该技术的产线建设。 JPB Système首席执行官表示：“我们对粘结剂喷射金属3D打印技术的兴趣已持续数年，它是最先进的3D打印技术，但仍然只有少数供应商。Addimetal提供了在小批量制造小型、复杂但轻质零件时提的更广泛且不受约束的解决方案。” JPB Système公司已经对这项技术进行了多年探索，采用该技术生产的飞行部件实验达到了预期。该公司表示，通过粘结剂喷射技术生产的零件通常是使用机加工或铸造工艺制造，在“可实现的几何形状”方面存在“限制”，而新技术能够以更快、更方便的方式提供耐用、重量更轻的替代品。除了对Addimetal公司提供财务支持外，JPB Système还将贡献其丰富的专业知识，以确定可以最有效利用粘结剂喷射技术的更多合适应用领域及其相应规范。 02日本航空航天制造品牌投资MBJ技术开发商并开展合作 3D打印技术参考注意到，2024年3月，粘结剂喷射金属3D打印技术开发商3DEO与日本航空航天工程和制造品牌IHI AEROSPACE建立战略合作伙伴关系并获得其投资。这种多方面、多阶段的合作关系旨在利用3DEO在增材制造设计和技术差异化方面的专业知识和资源，加强增材制造技术在后者公司内部的采用和实施。而在今年1月，该公司还获得了日本开发银行和精工爱普生公司的战略投资。 3DEO开发了基于粘结剂喷射+CNC+智能分层的粘结剂喷射金属3D打印解决方案，其愿景是提供低成本、大批量、高质量的金属部件生产和服务，致力于降低金属3D打印的单件成本，它也是当前从事粘结剂喷射金属3D打印技术开发取得良性发展的不多公司之一。3DEO开发了Saffron金属3D打印平台，125台制造集群年产2000万个零件。日本航空航天制造企业对该公司进行投资和合作，证明了对后者技术的重要信任，也代表着双方共同努力探索航空航天制造的新进步。 03国产BJ技术的重要开创者峰华卓立大尺寸MBJ解决方案 广东峰华卓立科技股份有限公司聚焦粘结剂喷射技术，是国内领先的工业级3D打印设备制造及应用服务商，中国工业级微滴喷射3D打印机的开创者之一，国家专精特新小巨人、高新技术企业。公司致力于为客户提供完整的先进制造解决方案，为航空航天、通讯、微波、军工、汽车、泵阀、核电、机械制造等领域提供工业级3D打印设备及完善的技术服务支持。 自2018年开始，峰华卓立开始金属3DP打印工艺研发测试，并探索3DP技术如何实现精度、密度和物理性能的一致性的研究，使其适应工业化的生产需求。目前开发了工业级金属打印装备BJM430、BJM460，后者是面向批量生产客户的而设计的高效金属增材制造装备，凭借其大小缸配置、产线优化、开源策略等优点，已经在汽车、粉末冶金、机械模具、教育科研等行业获得了良好的工业应用。面对更大的尺寸制造需求，峰华卓立在研机型BJM800，制造尺寸达800×500×400mm，将进一步降低金属3D打印的制造成本。 根据峰华卓立的介绍，其金属3DP技术已实现多种粉末如不锈钢、模具钢、钛合金、铜合金、硬质合金等材料的成型工艺开发，产品质量优于传统铸件的高密度零件，助力实现从研发、原型设计到批量生产。 客户可根据需求，选配自动送粉装置、除尘循环系统、转运小车、固化炉、清粉及粉末回收装置、真空脱脂烧结炉等辅助设备，从而提高整个生产流程的安全和效率。辅助设备的配置能够减少对人力的依赖，改善工作环境和劳动强度，确保粉末回收利用率超过95%。此外，峰华卓立为客户提供定制化的高真空脱脂烧结一体炉。通过定制化，该公司可以快速的帮助客户完成烧结和工艺测试。   峰华卓立一直致力于技术创新和产品研发，不断探索和应用新的方法和技术来解决粘结剂喷射金属3D打印面临的问题。 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.预测粘结剂喷射金属3D打印烧结窗口，橡树岭提出一种新方法 2.理光与西门子合作：开发铝合金粘结剂喷射批量3D打印解决方案 3.为量产而生！峰华卓立粘结剂喷射金属3D打印技术重大升级 4.Apple Watch 9或使用粘结剂喷射金属3D打印生产表壳

关注要点：ProCloud3D旨在成为一个基于云的安全平台，能够实时加密传输金属零件激光粉末床熔合 (LPBF) 的生产数据。该解决方案由德国联邦教育和研究部(BMBF) 资助，能够将数据直接逐层传输到服务提供商的PBF增材制造设备机器，确保数据不受外部威胁和操纵，同时保持严格的生产配额。 “智能制造（工业4.0）与智能服务”是一个关键的研究重点，它有助于推动科学研究的战略全球化，促进德国教育与研究部“2015-2020年中国战略”的实施，旨在推动该部“明日生产、服务与工作的创新”这一总体计划的落实。这些战略和计划的共同目标都是提升技术实力，加强中德两国之间的科学对话，推动教学和研究的国际化。中德伙伴关系的推动目标是创造新的动力，使企业和整个行业能够主动应对全球市场的变化，并积极参与塑造全球经济所需的重大变革。该联合体团队伙伴包括： WIBU-SYSTEMS AG – 项目协调员 亚琛工业大学数字增材制造，德国 北京航天智能制造技术开发有限公司（航天云），中国 北京工业大学，中国 德国激光熔化创新有限公司 南京1001自动化科技有限公司，中国 西安铂力特激光技术有限公司（BLT），中国 工业增材制造 (AM) 使制造企业能够立即响应全球竞争中不断变化的需求。该技术早已不再局限于制造金属或塑料原型，而是越来越多地用于实现新的工业范例——定制批量生产。 3D打印产品的设计数据是一项特别敏感和有价值的资产，因为只需要访问数字模型就可以制作出产品的完美复制品。除了这种直接的产品盗版问题之外，设计师还需要确保只有实际订购数量的产品才能按照他们的实际规格进行生产。因此，他们需要找到相应的手段来确保这一点。 目标和方法 该项目组打算开发一个基于云的平台，能够以完全自动化、分布式和加密保护的形式处理准备工业3D打印流程所需的所有步骤。使用该平台，提供增材制造服务的工厂可以实时获得其机器所需的生产设计和数据，而受保护的数字模型无需永久或全部移交给制造服务提供商。 该拟议平台将包括一个网络前端、一个包含工艺参数的技术数据库、一个生成机器代码的后处理器、实现平台与地面3D打印机通信所需的硬件和软件接口，以及一个为整个解决方案提供保护的整体安全基础设施。 该平台将通过完整的许可证管理系统创建一条新的价值链，该系统授权、管理和监控涉及各方之间的所有必要数据传输和其他过程步骤。目前，正在构建一个实时演示系统，以提供从数字3D模型通过云端到增材制造提供商的整个工作流程的直观印象。 END 数字制造正在实现全球化发展，跨越边界的数据、信息和知识共享在国家和经济体之间蕴藏着巨大潜力有待挖掘。研究人员和从业者对柔性产品、制造技术和服务在国际合作中发挥的作用越来越感兴趣。通过建立共享的研究和学习中心和模范工厂，它们正在为持久和建设性的经济合作奠定新的基础。 该项目利用了3D打印技术的多项独特能力，旨在消除潜在最终用户的顾虑，并通过解决他们对知识产权安全性和竞争地位可行性的担忧，鼓励使用工业3D打印服务的外部提供商。 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.铂力特举办第一届赛车零部件优化设计大赛 2.应用行业渗透：宝马将使用电弧增材制造生产汽车部件 3.无损检测！跟踪式激光扫描系统在大尺寸精密测量中显身手 4.无支撑金属3D打印：被用于制造我国探月卫星燃料贮箱

能够精确部署控制并实现对其性能的按需调制的主动折纸在多场景和多任务应用中是非常理想的。尽管具有形状记忆复合材料的4D打印有望实现这种主动折纸，但它仍然面临着低承载能力和有限的可转换状态等挑战。与传统组装响应材料方法制造的主动折纸不同，4D打印可以实现主动折纸的一体化成型，且其成本对折痕布局和材料分布的复杂性不敏感。目前，已经有很多基于形状记忆聚合物 (Shape Memory Polymer-SMP) 以及含有功能性填料的形状记忆复合材料的主动折纸通过4D打印构建成功。这些主动折纸大多只能在两种状态之间相互转换，即临时态和永久态，尚未开展对4D打印主动折纸形状变形的过程控制方面的研究，对其高度非线性部署过程的多物理场建模仍存在空缺，使得很多构型未被探索，很多潜力未被开发。此外，相应材料固有的低刚度特性同样限制了4D打印主动折纸的实际工程应用。 3D打印技术参考注意到，南科大熊异助理教授、葛锜教授联合团队提出了一种连续纤维增强复合材料4D打印折纸的精确部署控制策略，用于构建能够按需调控性能的，适用于多场景和多任务应用的高性能主动折纸。相关成果与2024年3月14日以 “Electrothermally controlled origami fabricated by 4D printing of continuous fiber-reinforced composites” 为题，发表在Nature Communications。 该研究围绕主动折纸可部署结构，充分挖掘新兴的纤维复合材料增材制造技术潜能，通过结构设计巧妙地利用连续碳纤维高强度、能导电、传热好的特性实现“一石三鸟”，并提出了基于电-热-机械多物理场仿真模型指导的智能复合材料电控驱动策略，最终获得一种承载能力强、状态可重构、时空可调控、形性可调制的全新高性能电热折纸。研究成果丰富了主动折纸设计-制造-调控一体化理论与方法，为新型超材料结构、多模态机器人、智能可变形飞行器的发展提供了创新路径。 基于连续纤维增强复合材料3D打印技术，该团队通过设计纤维的空间布局从而实现了连续碳纤维增强复合材料折纸的制造，并在铰链处打印连续碳纤维用于电加热激励，通过控制激励电流的时间控制电热折纸锁定在任意构型，连续碳纤维的引入大大提高了折纸的力学性能，其中橡胶态的提升尤为显著，模量从2.0MPa提升到了2.3GPa。 为探讨连续碳纤维通电时间对电热折纸形状变形行为的影响，该团队建立了电-热-机械多物理场耦合的仿真模型并通过实验验证了模型的有效性。通过仿真建立了不同目标展开角度对应的加热时间的指导模型，并以飞机形状的折纸为例展示了具有复杂变形路径的部署过程，该折纸飞机可以实现时空控制，即展开角度可控、局部可控以及顺序可控。 电热折纸的精确控制方法和原理 精确控制电热折纸能够实现可重构。在多物理模型的指导下，通过控制每个铰链的激励时间，同一个折纸条带可以部署到多种构型，包括单层、多层、以及超材料单胞构型。此外，通过巧妙的控制折纸条带的部署顺序，可以赋予折纸额外的功能，例如抓取。 精确控制电热折纸的可重构特性及其功能性抓手 基于精确控制电热Miura折纸的组合数字化架构材料 基于精确控制电热Miura折纸的可变厚度机翼 该研究还展示了利用这种精确控制电热折纸的性能按需调制能力的一些潜在应用：力学性能可调的Miura折纸单胞、力学行为可定制的组合数字架构材料、以及翼型可编程的变厚度机翼。 原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-46591-3 注：本文内容由作者团队提供，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.南科大&西交大：陶瓷4D打印最新研究进展 2.史玉升&吕坚院士团队：3D打印微晶格超材料！实现突破性的结构-功能一体化 3.3D打印在“推动消费品以旧换新行动”中能发挥哪些作用 4.GE航空航天6.5亿美元扩大发动机生产规模，涉及3D打印业务

宝马集团长期以来一直是增材制造技术的用户和创新者。3D打印技术参考跟踪了该公司最近几年在3D打印技术领域的应用进展，尤为突出的是，它已经实现了塑料、金属和砂型3D打印的初步自动化制造。大约在2015年，该公司开始关注电弧增材制造技术(WAAM)，根据最新的消息，宝马计划从明年开始在车辆中测试电弧增材制造的零件。 电弧增材制造技术与其他金属3D打印及传统制造工艺不同，它利用通过电弧熔化的金属丝来实现层层制造。该技术能够创建中空结构，生产出具有卓越刚性重量比的部件，超越了通过传统压铸方法生产的零件性能。这不仅可以使零件变得更轻、更坚固，而且还可以降低能源需求并最大限度减少材料浪费。 铝是汽车制造的首选材料，同时，铝合金也是电弧增材制造最重要的成型材料之一。根据3D打印技术参考的技术案例积累，知名民营航天公司Relativity Space使用铝合金电弧增材制造技术来打印燃料贮箱结构；西工大也曾发文指出，其高性能铝合金电弧增材制造基础研究为梦天舱和长五B的研制提供了重要技术；首都航天机械有限公司开发的铝合金电弧增材制造技术被用于制造捷龙三号重要部件，该火箭于2022年底成功发射。总的来说，铝合金电弧增材制造工艺目前已经是较为成熟且可靠的制造技术。 宝马电弧增材制造的零件 仍然遵循从高端行业应用开始，逐步走向其他行业的特点，铝合金电弧增材制造技术开始延伸到汽车制造行业。宝马于2015年开始探索WAAM，并于2021年安装机器人单元。粉末床熔融3D打印工艺（宝马现已将其转变为自动化流程）非常适合较小的零件，而WAAM技术更适合车身、驱动器和底盘中的部分。因此，该公司使用该技术3D打印了一个悬架支柱支撑件，并将其与压铸件进行匹配。 “在早期阶段，WAAM工艺可以降低生产过程中的排放量，这一点已经很明显。组件重量较轻，材料利用率优越，并且可以选择使用可再生资源，这意味着可以更高效的生产组件。”宝马增材制造主管JensErtel表示。 WAAM悬架支柱的衍生式设计图纸 为了创造用于车辆的最佳零件，宝马转向衍生式设计。与仿生结构的原理类似，第一步涉及仅利用组件拓扑所需的基本材料。在随后的微调阶段，仅在需要的区域选择性的进行加强。需要特别指出的是，这类仿生组件也许能够通过铸造手段实现，但组件的强度却无法达到3D打印的组件强度；而如果使用锻压，则无疑成本过高。由Relativity Space开发的火箭仿生组件说明了这一特点。 RelativitySpace开发的火箭仿生组件 “WAAM技术已经开始从用于研究发展成为一种灵活的工具，不仅适用于制造测试组件，还适用于批量生产组件。生成设计方法的使用使我们能够充分利用设计自由度，从而充分利用技术的潜力。就在几年前，这还是不可想象的。”宝马集团汽车研究主管Karol Virsik表示。 BMWWAAM技术主管和BMW集团车辆研究主管 正如宝马通过政府支持的财团解决其他3D打印技术的精加工需求一样，该汽车公司可能也需要对WAAM零件做同样的事情。由于焊缝较宽，这些部件具有独特的波纹表面，因此需要对关键区域进行额外的精加工。 但工艺的发展往往超出人们想象。大部分人对电弧增材的印象仍停留在该工艺效率高但制造的零件表面非常粗糙，只能打印大尺寸零件。长时间以来，市场上电弧增材的实际应用大多如此——成型尺寸大、需要后续机加改善表面质量。但3D打印技术参考在2023年底已经报道过，国内领先的电弧增材制造厂商英尼格玛，不断打破工艺极限，已实现大尺寸零部件精细化打印。 英尼格玛铝合金电弧3D打印的汽车底盘英尼格码未经打磨、加工等后处理的电弧增材打印毛坯件 另一方面，铝合金电弧增材制造的质量也是影响零件能否最终应用的关键。电弧增材工艺对过程控制条件要求极高, 而气孔是铝合金增材制造过程易出现的主要缺陷之一。气孔会降低材料致密性，削弱有效截面积，严重的话甚至会影响产品的性能和品质。据了解，为了解决该行业难题，融速科技研发团队经过数百次技术验证取得突破，研发出了高效铝合金气孔抑制技术，符合HB963一级标准。融速科技电弧增材平台AMmake S2系列所采用的该技术生产的零部件，即能够规避传统铝合金制造工艺中的气孔缺陷等。 融速科技铝合金电弧增材制造气孔抑制技术 融速科技铝合金电弧增材制造零件 最初，宝马集团打算将WAAM零部件生产集中在增材制造园区。然而，未来计划将生产扩大到更多地点，并使供应商也能够利用这项技术。此外，还可以将该流程直接集成到装配线中，从而无需使用新工具，只需更新软件即可创建独特的组件并生产各种零件。此外，通过增加回收金属的使用，可以进一步增强该过程的可持续性。完成测试评估后，初步车辆试验计划于2025年开始。 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.电弧3D打印太粗糙？国内团队工艺优化重大突破！ 2.重大突破，打破封锁！国产多光束集成丝光同轴激光定向能量沉积技术！ 3.3D打印被用于制造我国探月卫星燃料贮箱 4.国内电弧增材制造技术正在爆发，或在复制SLM技术的成功之路

2023年，3D打印技术参考报道了多家知名金属3D打印企业已经实现SLM技术近无支撑打印，但对于如何实现，多家企业讳莫如深。近日，笔者关注到华南理工大学杨永强教授、王迪教授团队联合金石三维的研究人员在中国激光发表了一篇题为“激光选区熔化成形低角度无支撑结构的方法与工艺研究”的文章。其不仅对成形机理、样件表面质量以及成形方法的适用性进行了探究，同时使用实际工业零件进行了打印验证。 01开发普适性的方法打破45°的界限 由于SLM技术的热成形特性，往往需要添加支撑结构来辅助散热以及防止热应力导致的成形件翘曲，特别是在低角度样件的成形中。目前公认的SLM最佳成形角度为45°，当样件成形角度小于45°时，便需要添加支撑结构辅助成形。添加支撑结构虽然能够有效辅助零件成形，但往往伴随着打印时间和耗材的增加、后处理难度增大以及支撑面粗糙度增大等不足，而且对于一些内部镂空或者具有复杂流道的零件来说，由于其内部支撑无法去除，因而无法使用SLM技术成形。因此，开发出一种SLM成形低角度样件的成形工艺及方法对于打印成本的降低以及SLM适用范围的增加具有重要意义。 研究团队低角度无支撑打印测试样件 国内外的部分厂家虽然实现了超低角度的工业零件成形，但其核心工艺都严格保密。与此同时，在现有的研究成果中，许多高校及企业虽然都实现了低角度样件的成形，但都没有对其成形性能进行讨论。因此，开发一种具有普遍适用性的无支撑低角度成形方法，实现大悬垂区域工业零件的有效成形，对于无支撑打印的发展及进一步突破具有重要意义。 02自适应划分工艺区域实现低角度无支撑激光3D打印 目前，SLM成形的低角度悬垂结构主要存在两种缺陷，分别是悬垂表面粘粉挂渣和悬垂区域翘曲变形。激光能量密度对悬垂样件的成形具有较为关键的作用，过高的能量密度输入会使悬垂表面质量下降，同时会增加翘曲变形的风险，减少悬垂区域能量密度输入能有效提高成形质量。 笔者在对悬垂工艺进行探究的基础上提出了一种基于下表面划分准则成形低角度悬垂样件的方法，然后对样件的表面质量以及所提成形方法的适用性进行了探讨，最后采用该方法成形了最低角度为15°的无支撑叶轮样件，验证了所提方法的有效性。 下表面工艺区划分原理及不同模型下表面工艺划分结果。（a）下表面工艺区划分原理；（b）对于固定倾角样件，不同向下比较层数T对下表面工艺区的影响；（c）变倾斜角度样件下表面工艺区的自适应调控 样件翘曲机理及向下比较层数的影响机理：（a）翘曲样件；（b）翘曲机理；（c）T=0 时的激光作用机理；（d）T≥40 时的激光作用机理 环形叶轮模型及成形样件：（a）叶轮低于 15°倾面区域；（b）叶轮低于 45°倾面区域；（c）成形叶轮顶视图；（d）成形叶轮侧视图；（e）成形叶轮叶片上表面形貌 研究团队低角度打印的实际零件 研究团队打印的低角度少支撑实际零件 研究结论如下： 1） 在水平悬垂样件成形过程中，过高的能量密度会使悬垂样件表面飞溅累积严重，在刮刀的作用下，样件的层间结合性会被破坏。过低的能量密度会导致熔道搭接不足，甚至无法成形。采用适熔工艺，样件能够实现多层的有效搭接。 2） 在适宜的工艺条件下，下表面工艺区的划分是影响低角度样件成形的核心因素。在30°成形时，只有当向下比较层数T≥40时，样件的悬垂区域才能抵抗高能内表面激光带来的热应力变形，实现低角度打印。 3） 下表面质量主要受粘粉以及熔池下陷引起的凸起的影响，而上表面除了受粘粉影响外，还会受到阶梯效应和激光扫描盲区的影响。此外，上下表面与粉末接触面积不同也是上下表面粘粉差异的主要原因。 4） 低角度样件成形时，随着样件厚度增加，样件变形逐渐加剧，而样件宽度的增加几乎不会对低角度样件的变形产生影响。 END 总的来说，该团队提出了一种基于加工层角度自适应划分工艺区域，各区域使用对应的优化工艺参数进行打印，进而实现低角度无支撑打印的有效方法，同时对成形热影响进行了深入分析，丰富了后续学者对低角度样件成形的研究手段及方向。此外，所提基于加工层角度自适应下表面工艺区域的划分方法能够有效应对变倾斜角度模型的打印，适用于各类型样件，并已成功打印最低角度为15°的无支撑金属叶轮。 注：本文内容获王迪教授支持，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.金属SLM无支撑3D打印：国内5家企业有突破 2.解析Velo3D和EOS的SLM无支撑金属3D打印解决方案 3.反其道而行之，EOS工程师介绍无支撑粉末床金属3D打印策略 4.在轨制造！人类首次太空金属3D打印相关看点

使用失蜡铸造和模具制作的传统珠宝首饰制作长期以来一直是一个耗时的手工制作过程。虽然这项艺术形式产生出了出色的结果，但若其过程中出现错误，代价就会相当高昂，同时伴随着时间损失、贵金属浪费和劳动力成本增加。 现代珠宝首饰制造采用数字设计、3D打印和各种铸造材料，已经彻底颠覆了该行业。珠宝首饰制造的数字化变革突破了设计创意的极限，并实现了更高水平的生产力，且质量丝毫不受影响。 3D打印在珠宝制造中的作用 失蜡铸造 珠宝首饰铸造质量的多变性由许多因素引起，这可能会影响珠宝首饰表面质量和准确度。铸造成功的关键因素在于模型的质量。3D打印的珠宝铸造模型具有极高的细节表现力，打印质量均一稳定，为大批量生产和批量定制珠宝带来极大的设计自由度。 型腔模具制造 利用专为兼容珠宝模具制造工艺而研发的3D Systems解决方案，实现大批量生产3D打印超高细节、耐热、高质量的复杂母模，能够在几个小时内创建橡胶模具。   原型制造 精确、精细、高保真的原型可加速创造力。解决方案提供了从数字设计到3D打印珠宝模型的快速周转，使快速设计迭代、验证、宝石镶嵌和试戴成为可能。 借助3D打印解决珠宝设计挑战 每种珠宝样式都有其自身的设计和生产挑战。3D打印珠宝制造解决方案为每种设计风格提供了其所需的高质量、准确性和可靠性，从而带来竞争优势。 一些珠宝由于存在细线、扭曲管道和精致表面等特征，锐利和精细的细节至关重要。3D打印解决方案可用于原型、铸造和橡胶铸造模型，可提供低至0.2毫米的高分辨率和精细细节。 一些珠宝具有生产空心、轻质金银丝和薄金属丝网形状的能力。3D Systems针对可铸塑料或100%蜡质模型生产的解决方案，为这些高度精细的部件提供了所需功能。 对于单个、多个和密镶宝石设计，有些包括间隙最小达0.2毫米的微尖齿，这些需要精确的模型和出色的表面质量。从功能性原型制造和宝石镶嵌验证，到用于直接铸造或橡胶成型的模型，3D Systems 3D珠宝打印解决方案可提供适当的部件，即使是最小的尖齿也可具有高精度、平滑表面处理和精细细节。 有些坚固、较重的设计具有较大的表面积，需要具有优异表面质量的模型。从用于设计验证的原型，到用于直接铸造和橡胶成型的3D打印模型，3D打印解决方案可生成无缝适合您制造过程的几何形状。 快速了解3D打印蜡模的流程     如需进一步了解3D打印蜡模的制造流程，可下载和查看珠宝蜡模打印解决方案电子书。 革新珠宝首饰制造流程，让设计创意不再被局限，将设计提升到新的高度，轻松扩展以满足制造需求，从快速周转的原型和大批量定制制造到高吞吐量生产，从而获得更好的敏捷性。 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： 1.两种模式创新：3D打印为复合材料产品开发带来新思路 2.从工艺类型到打印参数，2024年3D打印机企业采购指南 3.3D打印行业领导者：关于增材制造的五大误解 4.3D打印篮球模型下载

零件顺利成形是增材制造最基本的要求。然而受制于金属粉末床熔融技术极高的冷却速度特性，成形过程将产生很大内应力，导致零件极易产生形变。特别是工件的悬空结构区域，其悬空结构的翘曲变形导致打印失败的难题，经常困扰着工件设计人员。 经过持续创新自主研发，目前，工业级3D打印领航企业华曙高科已攻克倒圆锥结构、水平圆孔等特殊结构成形难度大的技术难题，成功实现倒圆锥结构20°-25°倾斜角的无限高度成形，无支撑一体成形的水平圆孔最大可达Φ50mm。 华曙高科于2023年在上海TCT亚洲展上现场展示了金属3D打印少支撑技术，并实现航空航天、汽车等行业关键复杂结构件高效率、高质量、批量化无支撑打印。该技术显著提升了金属3D打印低角度成形能力。 金属增材制造面临支撑设计难题 合理的结构设计、合适的成形工艺是保证零件顺利成形的关键因素。在金属增材制造领域，为了使悬空结构顺利成型，通常需要添加额外的支撑结构，尤其是低悬空角度区域，业内通常将倾斜角45度以下的悬空区域添加支撑，以降低零件成形过程中失败的风险。   首先，打印支撑需要耗费额外的粉末材料、增加额外的打印时间、提升后处理工序的难度和工作量，某些支撑无法去除，且易导致工件损伤而无法使用。 其次，为了减少支撑数量并保证支撑能被去除，设计师不得不更多地考虑增材制造的工艺特性，做一些面向增材制造的结构修改，这在一定程度上给设计带来了更多约束条件。 因此，改进成形工艺，提升材料和工艺的低角度成形能力意义重大。 特殊结构实现无支撑 华曙高科认为，成形能力受材料、层厚、工艺参数等因素的影响显著，且对于相同倾斜角的不同结构零件，其成形难度本身也会有较大的区别。例如同样倾斜角的倒圆锥与正空心圆锥，前者成形要相对更困难。 因此，对于材料和工艺开发人员而言，建立成形能力的验证标准是非常必要的。华曙高科为材料成形工艺优化做了很多前瞻性研发工作，经过多年技术沉淀和创新研发，依托自研切片软件，采用自适应智能扫描策略，精准控制能量输入和零件局部热量，在保证零件致密性的前提下，其成形能力相对于传统扫描技术明显提升。 经过持续创新自主研发，华曙高科攻克倒圆锥结构、水平圆孔等特殊结构成形难度大的技术难题，成功实现倒圆锥结构20°-25°倾斜角的无限高度成形，无支撑一体成形的水平圆孔最大可达Φ50mm。工艺优化使此类零件不仅减少支撑数量，还提升了工件设计自由度，降低了对零件后处理的要求。 超10种应用已批量生产 华曙高科始终致力于推进粉末床熔融技术的应用，以解决用户的实际问题为导向，不断推进技术迭代升级。少支撑技术已应用于数十种工件并实现批量生产，材料涵盖钛合金、高温合金、铝合金、不锈钢等，典型应用包括燃料罐、闭式叶轮、阀体、喷嘴等零件，最大尺寸工件超过450mm。 少支撑/无支撑工艺三大优势 缩短生产及后处理时间，降低生产成本。以直径约130mm，高度约50mm的IN718材料闭式叶轮为例，打印时间可缩短33%，成本可降低约25%以上。对于支撑量更多的零件可节约更多时间及成本。 提升产品质量。支撑与工件结合处易产生冶金缺陷，去除支撑时易损伤工件本体，产生的碎屑若进入流道等狭腔结构，容易形成多余物，减少支撑量都能有效减少这些不利因素。 提升设计自由度。突破传统45°成形角度限制，显著拓宽应用场景。如一些小尺寸零件具有复杂内腔结构，采用一般打印策略需修改设计或添加大量支撑，内腔易存在局部变形问题，如采用无支撑策略，可顺利成形。 华曙高科认为，金属增材制造技术仍有很大潜力待挖掘。未来将持续对金属增材制造技术潜力和创新工艺进行深入研究与挖掘，进一步释放其创新活力和发展空间。 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.金属SLM无支撑3D打印：国内5家企业有突破 2.解析Velo3D和EOS的SLM无支撑金属3D打印解决方案 3.反其道而行之，EOS工程师介绍无支撑粉末床金属3D打印策略 4.华曙高科FS811M系列：客户端装机打印超2.5万时

纳米到微米尺度的颗粒在生物医学设备、药物和疫苗输送、微电子、微流体和能量存储系统领域具有广泛应用。然而传统的制造方式需要在制造速度、可扩展性与粒子形状和均匀性以及粒子性能等多个因素之间进行平衡。 对此，来自斯坦福大学的研究人员介绍了一种更高效的处理技术，借助3D打印，每天可制造多达100万个具有高精度且可定制的微米级颗粒。3月13日，该研究以“Roll-to-roll, high-resolution 3D printing of shape-specific particles”为题发表在nature上，这也是本年度第二篇增材nature研究。 https://www.nature.com/articles/s41586-024-07061-4   传统的颗粒粒子制造方法包括研磨、乳化技术以及光刻等。研磨、乳化、沉淀、成核和生长以及自组装技术，是一种自下而上的制造方法，具有高通量制造的特点，但会导致导致颗粒群体异质，对形状和均匀性的控制有限。为了解决这些颗粒几何缺陷，人们开发出了直接光刻、单步滚对滚软光刻和多步模具制造等自上而下的制造方法，被证明最高能够实现每天86400个粒子的制造速度，但仍然面临同时实现微米级尺寸、几何复杂性、制造速度、材料选择和可排列性等多维度的同时控制。 总的来说，传统的粒子制造技术需要在多个因素之间进行权衡，制造方法各有优缺点。斯坦福大学的研究人员以该校迪西蒙尼实验室2015年开发的连续液体界面生产（CLIP）技术为基础，开发了一种可扩展、高分辨率的r2rCLIP 3D打印技术，使用单数字微米级分辨率的光学与连续胶卷（代替静态平台）相结合，能够快速、可变的制造和收获具有各种材料和复杂几何形状的粒子。通过这项技术，研究人员可以实现微米级精度的3D打印，同时保持高生产速度和材料选择的灵活性，为粒子制造带来了新的可能性。 r2rCLIP 3D打印装置 需要指出的是，3D打印需要在分辨率和速度之间进行权衡。宏观尺度的3D打印已经在大规模制造领域证明了可用性，如消费品、航空航天、汽车、医疗等领域。对于CLIP技术，增材领域的从业人员已经熟知，3D打印技术参考在此不再解释原理。为了实现快速且全自动的粒子打印过程，研究人员使用连续薄膜的模块化滚对滚系统取代了高分辨率CLIP打印机的传统静态构建板，实现了半连续打印和自动化的在线后处理，包括清洁、后固化和粒子剥离。选择镀铝的PET薄膜作为主要薄膜基底，在打印过程中可保持粒子粘附力高于原位正交树脂得回流力和正常吸力，同时仍允许从薄膜上剥离而不破裂。   r2rCLIP 3D打印原理  为了展示r2rCLIP在制造微尺度尺寸和复杂结构方面的潜力，研究人员设计了一系列几何复杂度不断增加的形状。这些设计不仅反映了以前2D制造和多步模具制造技术的成果，还包括一些无法使用模具制造的几何形状，体现了新技术的强大能力。研究人员将几何复杂度分为可模具制造和不可模具制造两类。 使用r2rCLIP方法进行粒子制造的一个显著优点是它固有的无模具特性，该工艺仅通过优化打印参数即可实现在阵列内部或之间改变制造的几何形状。这意味着可以生产各种粒子几何形状，而无需像以前的粒子制造方法那样更换模具。当需要调整几何要求时，这种灵活性特别有益，例如当制造多分散粒子的异质混合物的精确比例时。 由r2rCLIP制造的可塑到不可塑几何形状的SEM图像 由r2rCLIP制造的可塑到不可塑几何形状的SEM图像 通过r2rCLIP制造陶瓷颗粒以及用于药物输送 新的滚对滚高分辨率连续液体界面生产技术，能够以高达2.0微米的特征分辨率批量生产直径200微米的粒子。打印机和树脂的光学设计优化使得以高达单位数字微米的无支撑z轴分辨率打印物体成为可能。在可模具制造、多步可模具制造和不可模具制造的粒子几何形状的制造中，展示了快速可变性、复杂3D制造能力以及对各种树脂化学成分的固有适应性。此外，对于直径小于200微米的单元，快速粒子生产能够在大约24小时内实现克级潜在产量。这种可扩展的粒子生产技术已经展示了从陶瓷到水凝胶歧管等广泛领域的制造潜力，随后在微工具、电子和药物输送方面具有潜在应用。 总的来说，r2rCLIP技术有望解决当前粒子制造面临的主要工程挑战，为先进应用提供更高质量、更复杂几何形状的粒子。随着该技术的进一步发展和优化，我们期待看到它在生物医学、药物输送、微电子和其他领域的广泛应用。 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： 1.两种模式创新：3D打印为复合材料产品开发带来新思路 2.在轨制造！人类首次太空金属3D打印相关看点 3.从工艺类型到打印参数，2024年3D打印机企业采购指南 4.3D打印机安装高速套件，实现高速、高质量制造