当一家公司的3D打印生产规模达到一定程度时，自动化就需要被提上议程。近日，3D打印技术参考注意到，宝马集团新近实施了一项名为POLYLINE的项目，成为首个成功实施大规模聚合物零件自动化增材制造生产线的项目。 需要指出的是，宝马至此已经成功实现金属3D打印、聚合物3D打印以及砂型3D打印的全自动化产线建设！ 012023，聚合物3D打印自动化产线 POLYLINE项目的主要成员包括BMW、DyeMansion、EOS和Grenzebach ，他们在宝马增材制造园区实现了三年前项目开始时的目标：使真正的高吞吐量3D打印批量生产成为现实。  宝马集团增材制造、预开发和规划主管评论道，“POLYLINE自动化流程链适合下一代打印机和我们的标准生产要求，其标准化接口是一种与系统无关的解决方案，这对于扩大增材制造规模至关重要。”  POLYLINE项目汇集了来自德国的15家工业和研究合作伙伴，共同开发下一代数字化生产线，该生产线已用于生产汽车行业的塑料零件。其目的是通过增材制造以高通量生产线系统的形式补充传统生产技术（如机械加工、铸造等）。 该项目由德国联邦教育和研究部资助，总额为1070万欧元。该项目的明确期限为三年。高端汽车制造商宝马集团将POLYLINE项目安置在慕尼黑的增材制造园区，并接管了不同项目合作伙伴的协调工作。 EOS是全球领先的金属和塑料工业3D打印技术提供商，通过其EOS P500 SLS系统提供打印功能，该系统专为高度自动化并集成到现有生产线而开发。EOS P500的自动化和集成水平因每个用例而异，并且可以根据每种情况进行专门调整。在这种情况下，机器确保了最高的可靠性、最高水平的均匀性、重复性和再现性。EOS 聚合物系统主管评论道，“我们在宝马集团和汽车行业开发了这一技术，现在我们可以将其采用并调整到其他行业，”。 作为工业流程自动化领域的专家，格林策巴赫为该项目贡献了其在制造流程智能和安全网络方面的专业知识。格林策巴赫增材制造主管指出，“自动化的主要优点是提高设备的生产率，减少设备的停机时间，并为员工创造一个安全的工作环境。” 在POLYLINE项目中，包括Exchange P500/4解决方案，该解决方案直接安置在打印机上，自动更换打印缸并并冷却刚打印完的缸体，通过安全运输容器和自动导引车，以及带有 KLT处理和箱式拾取机器人的单元，用于进一步处理和分类组件。此外，联合开发适合所有工艺站工业使用的自动化硬件和软件接口是格林策巴赫工作包的核心组成部分。   DyeMansion是工业聚合物3D打印后处理解决方案的全球领导者，负责为最终应用提供正确的外观和感觉，涉及后处理的所有环节，如清洁、表面处理和着色。DyeMansion的流程完全可追溯，确保质量稳定。Powershot DUAL Performance满足物理自动化要求，可以连续运行，无需操作员在场。DyeMansion首席技术官兼联合创始人表示：“POLYLINE项目的成功表明，通过3D打印可以实现端到端自动化工厂，而这仅仅是一个开始。” 022022，金属3D打印自动化产线2022年5月，3D打印技术参考报道了宝马集团的另一个项目——IDAM项目成功实施。该项目仍然由德国教育和研究联合部门 (BMBF) 资助，宝马集团牵头，与吉凯恩、亚琛工业大学、弗朗霍夫激光技术研究所在内的12家企业和研究机构共同参与推动，所有成员都有一个共同的目标——在汽车生产领域彻底改变金属3D打印的使用方式，降低成本和减少工时（如模具制造环节），更好的满足定制产品的需求。 宝马因此建立了一条数字联网的全自动金属3D打印生产线，并为汽车系列生产做好了准备。通过将金属3D打印集成到汽车行业传统生产线中，IDAM计划每年至少批量生产50000个组件和10000个零配件用于汽车生产，同时保证零件的一致质量并释放目前极高的成本压力。   无人驾驶运输系统被集成在IDAM生产线的模块之间，全自动运输3D打印机的移动成型仓。这些机器由中央控制单元进行协调，各个生产线模块的所有生产数据在中央控制单元中汇聚，确保了最高的生产率和质量。   在IDAM项目实施期间，开发了自动生成3D打印数据的新概念。全自动模块将使用过后的旧金属粉末运送到加工站，在那里进行独立处理。部件的后处理在专门设计的工作站中进行，这些工作站也是全自动的。组件的质量是重中之重，IDAM通过使用传感器在线监控3D打印过程来保证零件质量，使用CMOS相机和高温温度计检查来自熔池的排放物质，此外，还使用AI算法将记录的数据与实际组件质量相关联。 0333砂型3D打印的自动化产线 除聚合物3D打印自动化产线成功实施外，3D打印技术参考还注意到，宝马集团最近展示了一条砂型3D打印的自动化产线。 定制的低排放解决方案将voxeljet的高速VX1300-X 3D打印机集成到全自动的预处理和后处理工作流程中，包括用于固化3D打印芯材的工业微波。最新一代 VJET-X 3D打印机的打印速度提高了十倍，砂芯的无工具设计允许以前所未有的速度进行变体更改，而无需耗时的工具更换和生产停机。未使用的材料 100%回收并在生产过程中重复使用。 Voxeljet创始人兼首席执行官表示，“宝马兰茨胡特工厂的全自动3D打印生产线不仅是Voxeljet的一个重要里程碑，也是整个3D打印和汽车行业的一个重要里程碑。我们相信，这种定制的、接近零排放的解决方案将成为行业标准。” END 3D打印自动化产线项目无疑将会给增材制造技术的工业化规模实施带来巨大改变，同时促进效率及成本效益的进一步提升。一旦减少了人工参与，3D打印厂房将真正变成了黑灯工厂，各环节的自动化运行将使人们看到3D打印将真正成为革新制造技术的重要推手。 宝马集团作为汽车行业的头部企业，成功实施覆盖几乎所有类型3D打印技术的生产线，势必推动该行业实施增材制造技术的规模，并引领其他行业加大实施的力度。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请联系授权。 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.历时三年，宝马集团IDAM金属3D打印推进计划成功实施 2.特斯拉正与多家3D打印砂型铸造公司合作——电动汽车更便宜的关键 3.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 4.一文概览：大众汽车集团布局了哪些3D打印技术和应用

近日，华曙高科发布第三季度财报。2023年前三季度，公司实现营业总收入3.71亿元，同比增长35.15%；归母净利润7282.19万元，同比增长32.63%；扣非净利润6303.47万元，同比增长36.29%。  公司3D打印设备全球销售量已超过950台，其中，金属3D打印设备全球装机量超过500台。报告期内，公司重磅推出多款面向产业化用户的大尺寸高效金属增材制造系统，包括全球首发16激光、超大尺寸零件批量生产创新金属增材制造系统FS1521M，成型缸尺寸达到1.5米，以及另外两款大尺寸设备FS1211M、FS811M-U。在高分子领域，面向超高温烧结产业化应用的高分子增材制造系统UT252P，新一代全封闭集成式智能高分子粉末后处理平台PMS，再次以创新引领增材制造大批量、规模化生产，为实现增材制造产业化持续努力。  11月7-10日，华曙高科将携FS621M在德国法兰克福Formnext展会上重磅亮相。华曙高科大尺寸批量生产的高效金属增材制造系统FS621M系列，持续助力航空航天、汽车等制造业转型升级。自2020年上市以来，已在产业化客户处历经51万小时批量生产验证，累计装机量已超60台，在同类产品的市场占有率保持领先。近期，FS621M设备成功被欧洲某资深行业用户订购。此次将是Formnext展会历年来首次在现场展出的最大尺寸粉床技术金属增材制造设备，也是华曙高科实施国际化战略、布局海外市场的重要举措。 FS621M成形缸尺寸为620*620*1100mm（含成型基板厚度），成形缸体积达423L，成形材料包括钛合金、镍基高温合金、铝合金、不锈钢等。   FS621M Pro系列的成形缸Y方向比FS621M增加30%，Z方向增加9%，尺寸达620mm×808mm×1200mm（含成形基板厚度），大型工件可一体成形，拓展了产业化应用的场景。   为了实现高效率成型，FS621M配备4×500W光纤激光器，FS621M Pro配备6×500W光纤激光器。光束质量高，多激光搭接校准精度控制在±0.05mm以内，全幅面光斑尺寸差异小，能很好地兼顾成型效率、表面光洁度等应用需求。 用户可以根据打印工件对效率、质量以及特殊的需求，灵活选择“高效率模式、智能模式和高质量模式”三种扫描策略，适应不同的应用场景需求。 FS621M系列采用多层吹风口设计+创新风口设计，对吹风口和吸风口高度、宽度及导流设计进行了优化，保证风场从右往左均匀分布，提升大幅面多激光打印均匀性，实现高质量长时间打印。   目前，市场上同类产品大多无法做到惰性气体全程保护下的全流程封闭粉末处理，而FS621M 系列能在惰性气体保护环境下，实现送粉、清粉、筛粉全程闭环的处理。  同时，通过传感器，系统可以自动监测粉末输送情况，根据生产需求智能添加粉末材料，真正实现“人粉隔离”，为用户创造清洁、环保、安全的生产环境。FS621M系列数据处理和设备控制软件开源，完全自主研发，兼容第三方软件，具有三维可视化、全程在线智能监控、反馈，包括铺粉质量、零件翘曲、光路、风场状态等。 生产结束可自动生成报告，打印过程可以详细溯源。断电自动保护，以便续接打印，并支持OPC等工业传输协议便于接入用户三方MES系统。 大尺寸成型缸的转运效率和安全性是一大挑战，得益于华曙高科雄厚的自主研发能力，FS621M系列软件均配置了华曙自主研发的缸体“建造”、“清粉”及“取件”三工位“一键转移”功能，最大程度减少操作人工，提高转运效率，实现便捷操作。 适应面更广的成型尺寸、灵活的激光配置、稳定的打印质量、实时的监控系统、并联的过滤系统等众多优点，打造了FS621M系列差异化的产品竞争力，使其备受航空航天、汽车等产业化用户青睐。 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.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 4.9900万美元！英伟达联合领投区域金属3D打印厂商Seurat

LPBF类激光增材制造技术使用金属粉末为原料，其激光热源通常由一套光学系统控制，经透镜会聚和振镜反射，选择性地扫描预先铺好的粉床并熔化/烧结材料。为防止氧化和潮湿等污染，供粉、加工、回收等系统通常被保护在一个密闭的气舱内，保护气体循环流动、带走飞溅烟尘，同时持续从外界补充保护气体，保持舱内正压环境以避免空气渗入。LPBF技术的特点为活性保护气氛的应用提供了适宜的环境———较薄的打印层厚、较小的熔池，以及环绕粉末原料的、成分与温度均较为稳定的气氛场。 活性气氛在LPBF中的初期应用源自“无心插柳”———空气的污染。波兰研究者于2016年注意到，在密闭情况不佳、残余O2体积分数为0.2%~0.4%的环境下成型的纯Ti，其抗拉强度最大可达840MPa，明显高于此前在高纯度Ar气保护下成型的纯Ti(最高抗拉强度为700MPa)。基于O对Ti的间隙固溶强化作用，有研究人员猜测纯Ti强度的提升来自保护气氛中活性成分的污染，但未作进一步的研究。2018年，南方科技大学的研究者以纯Ti为原料，N2为气态活性成分，通过精确控制Ar-N2复合气氛的成分配比和打印参数，成功实现了纯Ti的大幅度强韧化。纯Ti块体成型后无需任何后处理即可达到797MPa的屈服强度、1014MPa的抗拉强度、约18%的断裂延伸率，其强度较普通纯Ar气氛中成型的试样提升了40%~50%，综合力学性能甚至超过了锻态Ti-6Al-4V合金。该工作解决了此前由LMD等技术制造的气氛强化金属材料或强化不足，或过于硬脆的问题，为公开报道的首个具有优越拉伸性能的活性气氛强化激光增材制造案例。 在Ar-N2复合活性气氛保护下LPBF成型的纯Ti。(a)激光参数相同、保护气氛不同时,纯Ti中缺陷的形貌对比;(b)纯Ti中N、O、C元素分布的三维原子探针分析———一维线性分布与N原子最近邻分布(GB为晶界,蓝色区域为最近邻分析区) 如图所示，体积分数较大的N2可造成试样中缺陷数量、体积的增加并诱发形成不规则的孔洞，进而影响打印精度与产品质量；不过，通过设置合理的打印参数，依然可以在较大的工艺窗口内形成缺陷少、成分均匀的Ti-N间隙固溶体，进而人为调节气氛以强化纯Ti的强度、塑性、硬度等性能。研究表明，LPBF打印过程中N元素首先以间隙固溶与TiN、TiN0.3化合物等状态进入Ti基体内，随后在多层材料沉积的重熔与加热循环中逐渐均匀固溶化。此外，该研究发现Ar-N2活性气氛具有细化纯Ti晶粒的作用，并提供了以激光体能量密度、保护气中N2体积分数，以及纯Ti中N、O、C含量为变量的经验公式，可从工艺参数和成分组织两个角度出发，较好地预测和控制材料的拉伸性能。 Ar-CH4复合活性气氛保护下LPBF成型的Ti-6Al4V+TiC复合材料的显微组织与性能。(a)透射电子显微(TEM)图像与X光电子能谱(EDS)测试区域;(b)~(f)C、Ti、Al、V元素的EDS成分分布图;(g)~(k)TiC纳米颗粒的高分辨TEM图像与快速傅里叶变换(FFT)花样;(l)Ti-6Al-4V和Ti-6Al-4V+TiC材料的HV硬度;(m)三种材料的室温单轴压缩性 受上述早期研究启发，纯Ti与钛合金材料在近两年内迅速展现出其在含N气氛中进行LPBF原位强化的巨大潜力。上海大学的研究者应用Ar-5%N2(5%为N2的体积分数，下同)复合气氛，利用N原子在细小针状马氏体组织内的固溶强化效果，将Ti-6Al-4V合金的抗拉强度提升至1400MPa以上，同时依然保持6%左右的断裂延伸率。有趣的是，N2的引入并没有对Ti-6Al-4V造成马氏体晶粒细化效果，反而促进了材料中孪晶比例的增长。这可能是由材料本身晶粒细小(平均直径约为1μm)，且强化后屈服强度高达1300MPa以上，孪晶生成驱动力大幅提升造成的。在固溶强化之外，利用气氛反应实现Ti-N化合物的第二相强化也有多个成功案例。重庆智能技术研究院的研究者采用不同体积分数的Ar-N2复合气氛，在LPBF成型的Ti-6Al-4V合金中诱导生成了不同体积分数的TiN、AlN沉淀相；随着气氛中N2体积分数的上升，体积较大的氮化物颗粒比例也逐渐提高，硬度由约370HV提升至500HV以上，压缩屈服强度由1025MPa提升至1721MPa。沉淀相给Ti-6Al-4V合金带来了明显的强硬化效果，并具有固溶强化所欠缺的、提高材料弹性模量的能力。不过，由于TiN、AlN等沉淀相的弹性模量与基体金属差别较大，当沉淀晶粒体积过大、占比过高时，易成为变形时的裂纹源，使得此类金属基复合材料的塑性急剧下跌。 在含N气氛的诸多成功应用之后，含C气氛也被用于LPBF原位制造Ti-6Al-4V基复合材料。该研究采用Ar-CH4复合活性保护气氛，原位生成纳米级TiC颗粒并均匀地分布在Ti-6Al-4V基体内，成功克服了传统纳米沉淀颗粒易团聚的问题；并且TiC颗粒的生成量、复合材料的力学性能均可通过调节保护气体中CH4的比例来灵活调控。此工作将TiC颗粒的弥散、均匀分布归功于活性气体与金属的充分接触以及LPBF熔池中活跃的Marangoni流等扰动作用。针状与颗粒状的TiC沉淀尺寸细小，且和α-Ti基体的界面结合紧密、洁净无氧化物，界面晶格畸变程度也较低。上述Ti-6Al-4V+TiC复合材料具有优异的硬度、强度及塑性，在CH4体积分数分别为11.5%和23%的气氛下成型的材料均具有高于原始Ti-6Al-4V的强度与压缩变形能力。研究者推测该材料塑性的增强来源于纳米TiC颗粒在变形时对于晶界运动的促进，沉淀相在钉扎位错的同时使得晶界处变形更加均匀，综合地提高了材料的力学性能。 Ar-O2、Ar-N2复合活性气氛保护下LPBF成型的316L不锈钢(TS为抗拉强度,YS为屈服强度,Elong为断裂延伸率,IE为夏比冲击吸收功)。(a)Ar-O2气氛中成型试样的力学性能;(b)Ar-N2气氛中成型试样的力学性能;(c)Ar-O2气氛中成型试样中的氧化物颗粒;(d)Ar-N2气氛中成型试样中的氮化物颗粒 作为仅次于304的、全球使用量第二高的不锈钢材料，316L不锈钢具有优异的塑性和耐腐蚀性能，但比强度不足一直限制着其更广泛的应用。因此，通过LPBF原位强化316L成为领域内长期关注的研究热点。2019年，瑞典研究者观察到LPBF加工316L时保护气氛中的O含量会随着打印的进行而逐步下降，并据此推测在气氛中引入O2可以原位氧化316L并提高其强度。该研究采用O2体积分数为800ppm(即800×10-6)的保护气氛在316L样品中诱发形成了氧化物颗粒，但材料的拉伸力学性能并未产生明显变化；O的引入还带来了样品侧表面粗糙度的少许上升(粗糙度Sa由5.23μm升至5.63μm)。同时，该研究证明了即使采用纯N2保护LPBF加工区域，亦仅能使加工后材料的含N量(体积分数)上升约50×10-6。上述结果表明O2、N2等活性气氛在熔化-凝固过程中与钢铁材料的反应速率有限，难以取得类似对Ti基材料的快速、强效原位合金化效果。但是，该研究发现316L粉末在反复使用过程中可发生明显的表面氧化/氮化，为采用活性气氛处理钢铁类原料粉末的技术路线作出了有价值的铺垫。 虽然含N2气氛在LPBF打印钢铁材料时的改性作用尚不明显，但是在代表性的高熵合金CoCrFeMnNi中展现出显著的强韧化作用。深圳大学的研究者在Ar-50%N2活性气氛中打印的CoCrFeMnNi样品内部发现了大尺寸跨距的位错胞结构以及短程有序的含N固溶体微区。这类细小的位错胞结构和有序固溶体微区不仅可以阻碍位错的移动，还能促进大小不同的晶粒之间达成均匀形变，使更多的滑移系开动，最终使材料的强度和延伸率同步提高。活性气氛在该研究中表现出诱导短程有序固溶体微区和纳米级位错胞这两种新颖微观结构的能力，成功将其改性作用拓展至高熵合金这一金属领域的热点材料。 Ar-O2复合活性气氛保护下LPBF成型的AlCu5MnCdVA合金TEM显微图像。(a)(b)高、低O2气氛中成型试样的内部氧化物颗粒;(c)(d)纳米氧化物颗粒的高倍显微与选区电子衍射(SAED)花样定性 铝合金是钢铁、钛合金之外的另一类主流金属结构材料，普遍具有较强的化学活性，因此被认为拥有在LPBF打印中与活性气氛反应的潜力。2014年澳大利亚与中国研究者比较了Al-12Si合金在纯Ar、纯He、纯N2气氛中成型的性能区别，结果显示LPBF加工的高温区时长太短，材料几乎无法和N2有效反应，气氛提供的增强增塑效果微乎其微。之后，印度研究者比较了AlSi10Mg合金在纯Ar与纯N2中成型的区别，发现在纯N2中打印的试样具有更为光滑的表面以及略高过纯Ar中打印试样的强度和塑性，但力学性能提升幅度仅为5%左右。中国研究者在近期发表了相似的研究成果，指出采用纯N2保护打印的AlSi10Mg合金可以获得一定的N元素固溶强化效果；通过单层多次重熔LPBF工艺可增加N元素的溶入量并提升材料的致密度和塑性，但会导致屈服强度下降。亦有文献报道了AlCu5MnCdVA合金在保护气氛含有微量O时即可原位生成Al2O3、Al2CuO4等纳米氧化物，但该类沉淀相对材料塑性产生较大危害且几无强化作用；打印样品上表面的平均粗糙度由低氧环境下的8.79μm大幅升高至高氧环境下的17.43μm。当前主流牌号铝合金的LPBF成型与活性保护气氛的应用研究均处于起步阶段，性能提升的空间尚有待进一步发掘。 总体而言，LPBF类LAM技术通常具有稳定的密闭气舱工作环境，舱内气体储量较大且金属沉积速率比LMD类技术低，因此加工时活性保护气氛与金属材料可以更加稳定且充分地反应。密闭气舱也为活性气氛的多样化选择提供了便利，使CH4等易燃或有毒气体的使用成为可能。气氛-金属原位反应可能会对产品的表面粗糙度与成型精度造成影响，但可通过对气氛成分与工艺参数的优化获得理想的结果。综上，LPBF类技术更加适用于需要精确调控气氛及其作用效果的打印场景。该技术具有广泛的材料与气氛适用范围，虽然起步较LMD类技术略晚，但已成为目前发展最为成熟、成功应用案例最多的活性气氛LAM技术。  本文内容摘自：活性气氛对金属材料激光增材制造的作用机制，中国激光；作者： 王大为博士， 严明博士 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 3.9900万美元！英伟达联合领投区域金属3D打印厂商Seurat 4.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

10月31日，铂力特发布2023年前三季度业绩报告。从营收和利润方面看，公司本年度实现营业收入7.42亿元，同比增长42.50%，净利润3846.82万元，同比扭亏为盈，去年同期亏损2211.90万元。  铂力特对此表示，营业收入变动原因为：公司生产经营规模扩大，并持续开拓新的市场和应用领域，3D打印定制化产品和自研3D打印设备的营业收入均实现增长。净利润变动原因为：报告期内营业收入实现较大增长以及计提股份支付费用减少。  从资产方面看，公司报告期内，期末资产总计为34.06亿元，应收账款为7.81亿元；现金流量方面，经营活动产生的现金流量净额为-2.63亿元，销售商品、提供劳务收到的现金为4.12亿元。   铂力特的主要业务为金属3D打印设备的研发及生产、金属3D打印定制化产品服务、金属3D打印原材料的研发及生产、金属3D打印结构优化设计开发及工艺技术服务。 近年来，航空航天应用要求不断向高性能、高可靠性、低成本等方向发展，航空航天零部件也不断向着结构复杂化和整体化发展。铂力特具备十余年的航空航天零部件参研和定制化产品的生产经验、近十年的结构优化设计经验、完善的技术研发矩阵、久经工程检验的技术，针对大尺寸零件成形的效率、质量、安全等痛点问题，于TCT Asia 2023 现场重磅推出经过工程化应用验证的，超多激光、超大幅面设备BLT-S1500。 BLT-S1500设备成形尺寸为1500mm×1500mm×1200mm（W×D×H），突破成形尺寸限制，满足各领域大、中尺寸零部件的组合制造，大尺寸零部件的小批量生产，中小尺寸零件的快速批量生产。 BLT-S1500配备26激光器，最大成形效率可达900cm3/h。BLT-S1500采用动态铺粉策略，可实现多段自动变速，提高铺粉效率；BLT-S1500搭载的BLT-BP，可实现大尺寸零件一次性高效剖分，能够缩短打印前的剖分时间和准备时间，同时提高打印中的效率。此外，BLT-S1500可实现多光分区优化，兼顾打印质量和打印效率。 2023年5月，铂力特制造的第1000台SLM设备BLT-S815顺利通过西发公司增材中心验收。这是西发公司增材中心百台设备能力中尺寸最大、光束最多的设备型号，有力保障了航天液体先进动力型号工艺配套能力、快速研制迭代能力及增材制造产线的生产能力。 BLT-S815设备是面向航天航空大尺寸零部件的研制生产和中型尺寸零部件批量生产的8激光金属3D打印机，成形尺寸为800mm×800mm×1500mm，可成形材料包括钛合金、铝合金、高温合金、不锈钢、高强钢、模具钢，搭载BLT-MCS、BLT-BP V2.0软件，可选配产线管理软件BLT-MES和BLT粉末循环系统解决方案。 2020年，铂力特发布了主要用于生产航空航天圆筒型大尺寸零件大幅面SLM设备BLT-S600。截至2023年6月，BLT-S600已累计制造60余台，激光器出光时间超200万小时。针对客户不断变化的生产需求，铂力特在BLT-S600长时间使用验证的基础上进行扩展和系统更新，推出了适用于大尺寸零件批量生产的新平台BLT-S615。 铂力特于2023年5月发布的消息指出，自2014年11月在第十届中国航展发布首台BLT-S300设备起，近十年来，铂力特已经开发、制造十余种型号、累计交付使用1100台SLM设备。瞄准高品质零件的规模化生产，铂力特对设备的稳定性、一致性、成熟度、成形效率提出了严格要求。开发的1000台SLM设备中装配了约3000套激光器，在多光束技术的开发和实践上积累了丰富的经验。在稳定性、高效率等方面赢得了不同行业客户的称赞。 2023年11月7日，铂力特将亮相Formnext展会，届时铂力特将展示最新前沿技术成果、行业应用和明星设备。  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.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 4.9900万美元！英伟达联合领投区域金属3D打印厂商Seurat

薄壁结构在物理和工程的许多领域都有应用。激光粉末床熔融(LB-PBF) 能够制造自由形状，可以在单个生产步骤中轻松打印薄壁结构。然而，由于此类结构的特性以及侧面热应力的相互作用，出现裂纹和变形等缺陷的可能性很高。 铝合金在许多高价值LB-PBF应用中的使用越来越广泛。在候选的LB-PBF铝合金中，AlSi10Mg具有优异的机械和热性能，例如高强度重量比和高热扩散率。AlSi10Mg广泛应用于航空航天和汽车工业，用于生产散热器、外壳和进气歧管。这些高价值组件具有复杂的几何特征，例如薄平面壁、晶格单元和曲面，需要仔细的设计。AlSi10Mg的机械各向异性是构建方向的函数，在使用此方法进行组件设计期间需要考虑这一点。   薄壁结构的潜在工程应用包括：(a) 喷气发动机壳体，(b) 喷气发动机部件，(c) 涡轮泵排气出口，(d) 燃气轮机仪表化凸轮喷嘴 来自皇家墨尔本理工大学工程学院、澳大利亚科学技术研究、荷兰恩斯赫德特文特大学、弗劳恩霍夫先进制造创新平台以及迪肯大学工程学院的研究人员共同研究了激光功率、倾角和激光扫描次数对LB-PBF制备的薄壁结构尺寸（厚度）偏差、畸变和孔隙率的影响。 https://doi.org/10.1016/j.tws.2023.110814 （A）300W激光功率（B）400W激光功率显示激光功率对熔池宽度的变化可忽略不计 (A 和 B)粉末床和裸露基材上的温度分布，(C) 测量厚度和尺寸偏差的主效应图 研究上述参数有助于确定LB-PBF工艺打印AlSi10Mg薄壁结构的能力以及这些结构的可制造性。为了确定倾角、激光扫描次数和激光功率对尺寸偏差、变形和孔隙率的影响，进行全因子实验设计。为了讨论结果，进行了统计分析和模拟。使用计算流体动力学模拟了熔池的深度和宽度，然后根据薄壁的厚度对获得的熔轨尺寸进行分析以确认模拟的准确性。根据模拟结果对LB-PBF工艺在 薄壁结构打印生产中的相关流变特性进行了表征和讨论。  (A–C) 基材上矩形管和喇叭形状的打印样品和俯视图，(D,E) 用于检查打印可行性的喇叭样品 (F) CAD 模型 在该研究中，首次以不同的倾角和激光通过次数对薄壁表面进行了经过实验验证的模拟和实验，以确定这些控制因素对尺寸偏差、变形和孔隙率的影响。薄壁结构的熔池现象通过材料的基本流变学方面和热物理性质来识别。针对这些感兴趣的条件对可制造性和孔隙率进行了量化，从而为薄壁结构在的3D打印应用提供了基本的现象学见解与实际设计数据。 由于这些结构的薄壁特性，特别是在使用传统制造工艺时，薄壁零件的生产很困难，例如需要半精加工和精加工各个步骤的机械加工。在本研究中，研究了 LB-PBF打印薄壁零件的可行性并确定了可能的缺陷。对上述缺陷的控制因素进行了表征，并为了找到缺陷的潜在物理现象，对单次、三次和五次激光通过进行了可制造性模拟。综合讨论了激光功率、激光通过次数和倾斜角度对尺寸偏差、畸变和孔隙率的影响。所提出的结果有助于确定LB-PBF工艺生产AlSi10Mg薄壁零件的能力。为此，选择了全析因实验设计，实施了不同的统计分析，如多元方差分析和主效应图。通过与实验测量进行比较，验证了熔迹模拟。确定了薄壁零件生产中LB-PBF过程的相关流变特性，并用于表征构建角度、激光功率和激光通过次数的影响。结果总结如下： • 主效应分析表明，通过增加构建角度和激光功率，厚度和尺寸偏差会增加。然而，发现激光功率在主效应图中的斜率较小，这被证明对厚度无关紧要。根据多元方差分析，发现激光通过次数和构建角度对薄壁零件的厚度和尺寸偏差影响最大。 • 主效应和P值分析表明，激光功率和构建角度对于横向变形来说是无关紧要的因素。相反，激光通过的次数显着驱动横向变形。 这项研究还表明，所研究的独立参数驱动薄壁零件侧面的开孔和闭孔孔隙率。统计分析表明，激光通过的次数显著改变了闭孔率的百分比。还发现构建角度是开孔和闭孔百分比的重要因素。在低倾角和单次激光通过的样品中，孔隙率明显最高，这表明在这些条件下材料并未完全熔合。 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.ASTM 3D打印材料数据和标准化联盟介绍 4.52页下载！首份中文版增材制造设计手册(晶格、拓扑结构等全面指导)

在上期文章中，3D打印技术参考已经详解介绍了Velo3D和EOS公司的无支撑SLM金属3D打印实现方式，其中涉及零件设计方案调整、在线监测与反馈、铺粉、工艺调整等环节。应用部门尤其是航空航天领域对于该技术的需求非常迫切，甚至有专家提及，SLM无支撑打印的倾斜角度降低一度，都会给打印效果带来极大改变。鉴于该技术的先进性，国内主流厂商均在加紧研发，并在今年纷纷表示取得重大突破。本文内容旨在介绍研发进展，无法对各厂商具体实现无支撑打印的具体方法进行分享。 01铂力特 2023年6月，铂力特发布相关文章，显示其已经突破无支撑金属3D打印工艺。文章指出，铂力特深耕金属增材制造零件的成形技术数十年，多年来一直在探索无支撑成形技术方案的可行性。利用自身的全产业链优势，通过在设备、粉末、打印路径规划以及工艺参数调试等多个方面进行探索创新，研究出无支撑打印的技术方案，目前已经打印出多种类型的无支撑零件。 铂力特开发出的无支撑零件成形技术，可以实现30°以下悬垂结构的无支撑打印，为小角度悬垂结构的成形提供了新的方向。但对于具体的实现方法，该公司并未透露相关信息。 02华曙高科 华曙高科在TCT亚洲展现场发布了自主研发的SLM少支撑技术，采用该技术打印的闭式叶轮，支撑量减少99.8%，内外部25°各斜面结构在无支撑的情况下顺利成型，大大降低了打印消耗和后处理时间，提升了产品质量和效率。对于实现方式，华曙高科同样未予披露。 03易加三维易加三维自主研发无支撑金属3D打印工艺于本届TCT首次公开展示，展品涉及无支撑球体、多角度无支撑展示品、航空航天无支撑蜗壳，可打印AlSi10Mg、钛合金等常见材料，可实现120μm大层厚打印。 无支撑打印球体（左直径40mm、右直径35mm） 多角度无支撑 无支撑蜗壳 04倍丰科技 苏州倍丰智能基于“Pre-Scan”的理念，开发了无支撑打印技术，该技术的开发为零件设计提供了更多自由度，有着极大的前景和应用。无支撑打印技术的实现，对于整个构件的生产具有很高的经济效益，其从设计，制造和后处理三个方面减少了零件生产成本。目前，倍丰已经实现15°及以上角度的无支撑打印，该功能将植入到倍丰自研软件中。使用这种开创性的新几何无支撑打印方法，将推动基于激光的金属增材制造突破现有的边界，为从前金属3D打印打开新的大门。 05汉邦科技 汉邦科技研发团队对金属3D打印无支撑技术进行了研究和探索，目前能够实现15-25°倾斜特征的无支撑成形，很大程度的减少了零件对支撑结构的依赖，对于提高金属3D打印的效率与与自由度，提高产品质量以及降低成本具有重要意义。   END 在3D打印技术参考看来，虽然增材制造为优化设计打开了大门，但设计端仍需要遵守符合该工艺的制造规则，尽最大努力发挥这项技术所能带来的所有便利，包括最大规模的集成化制造；而制造端同时也在努力，使进一步增加设计自由度成为可能。 新的打印系统和工艺能够有效解决或减轻之前常规SLM存在的问题，如封闭结构的支撑去除、表面质量差、应力集中等。与此同时也带来了应用的突破，如大型管道结构、随形冷却模具、大曲面航空发动机叶片的无差别制造，这种工艺保证了零件的高质量，避免了过去一直存在的表面质量、积粉甚至性能问题。此外，它更大的意义在于因后处理步骤的简化带来的高性能金属3D打印批量化制造，这无疑将降低成本，增加直接制造的可行性，进一步推进金属打印的落地应用。 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.视频：金属3D打印一体式无需组装的微型机器人抓手，可用于医疗 2.调查研究：金属增材制造技术行业应用差异及释放潜力的条件 3.ASTM 3D打印材料数据和标准化联盟介绍 4.52页下载！首份中文版增材制造设计手册(晶格、拓扑结构等全面指导)

多年以来，无支撑金属3D打印一直被认为是传统SLM技术发展的重要里程碑，VELO3D公司也因此名声大噪并取得了商业成功。在统治这项技术多年以后，行业内在2023年可谓迎来了突破式的进展，EOS、铂力特以及华曙高科纷纷宣布取得了重要进展。Velo3D的成功，在于告诉大家，SLM技术可以实现无支撑；而更多厂商实现无支撑打印，则将给市场带来更巨大的应用潜力。 诸多的分析文章认为，SLM无支撑打印工艺的实现在于在打印过程中实时调整了激光参数并配以合适的铺粉速度等操作来实现，但Velo3D从未公开过其铺粉过程的视频。究竟如何实现，目前也并未有100%确定的答案。除此之外，通常也认为无支撑的实现需要修改零件设计并配合局部特殊工艺，这在《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》一文中进行了详细介绍。支撑对于激光粉末床工艺来说至关重要，它的主要作用是传导热量、抵抗残余应力和应对刮刀冲击作用，但最终的目的是为了消除打印过程中局部过热带来的一系列问题。 理想状态下的动态工艺调整 倘若在打印过程中，时刻按照零件当前的温度状态输入“刚刚够”的能量，使其仅用于当前层截面的熔化呢（理想假设），那么就不存在热量过多产生应力的问题，也不存在周围粉末吸收多余能量出现粘附的现象。在这种理想的状态下，就不需要支撑去导热，也不需要它拉住工件。这种工艺便是智能化的判断和能量输入方法。 最为理想的状态是一种基于机器学习的控制方法，系统根据监控数据自动计算当前需要多少能量从而匹配参数，但目前来说难以做到。不同参数的组合确实能够计算出一个确定的能量值，但激光的输出和熔化过程实则非常复杂，确定的能量值也有数之不尽的参数组合，目前的发展阶段尚难以做到无需人的干预实现工艺匹配的完全智能化。但它一定是AI和SLM相结合的一个重要的发展方向，它需要积累海量的数据用以学习和训练。 接下来，3D打印技术参考主要总结Velo3D和EOS 无支撑SLM金属3D打印解决方案的实现方式。 01Velo3D无支撑技术方案 3D打印技术参考通过对其公开视频的反复研判及技术资料得出Velo3D实现无支撑打印的几条重要因素包括：铺粉过程、变化的能量输入以及实时反馈机制。 Velo3D采用了一种非接触的上送粉方式，它被称为实现无支撑打印的关键技术之一：送粉机构分为三个部分，在打印完一层后，送粉机构的前置“漏斗”沿打印区域洒下粉末，中间的刮片将粉末刮平，后置吸粉器可将多余粉末吸走，保证粉层厚度。在整个过程中，Velo3D避免了传统刮刀对打印件造成的摩擦及其它作用力，并能够在一定范围内容忍凸起。 Velo3D的非接触式铺送粉示意图 另外，Velo3D明确指出在打印小角度特征的过程中，会减少热输入以防止变形，但不仅仅是降低激光功率；同时，一个零件不同的区域可能使用了不同的工艺参数，包括光斑大小，这种变化可能牺牲掉了表面质量但保证了效率，也有可能是保证了打印成功但牺牲掉了部分性能：总的来说，它提供了复杂的、经验证的激光参数，这些参数根据实际零件的几何形状而变化。 参数根据实际零件的几何形状而变化 对不同的缺陷设置了不同的阈值并实时监控和反馈 实时监控与反馈也是保证打印顺利进行的重要手段，其所开发的打印机内置了920多个传统器，经过训练的监控机制能够识别出缺陷，当超过阈值时可通知工艺人员对相应区域进行工艺调整。 02EOS无支撑技术方案 Smart Fusion是EOS致力于通过简化流程、节约成本和提高生产力的创新解决方案来推进和促进金属增材制造（AM）的最新成果。它也是EOS实现SLM无支撑打印的重要保障。 Smart Fusion可以实时自动调整激光功率，快速有效解决潜在的制造问题。该技术通过测量粉末床所吸收的激光能量，并使用先进的算法进行调整，可以有效避免甚至消除支撑结构。这不仅节省了时间，而且通过减少后处理和减少材料用量，降低了每个零件的成本（CPP）。  Smart Fusion解决方案的核心是与EOS现有的监控解决方案（光学断层扫描）相结合，采用先进的算法来逐层监控构建过程，并将数据反馈到激光进行调整。这使整个构建平台的热量均匀分布，从而减少零件中的应力并避免金属过热和向不希望的方向移动。 从数据的角度来看，构建室中的特殊高分辨率相机会监控每一层的熔池温度，Smart Fusion与EOSTATE及其光学层析成像（OT）相机配合，通过EOSYSTEM监测、测量和调整激光功率。  这款工艺控制解决方案包括首创的实时闭环智能热管理，减少或消除了支撑结构，其性能比其他技术快2-5倍。 Smart Fusion主要优势：   设计自由度高 降低单件成本 缩短上市时间 相关案例 采用60微米工艺和Smart Fusion打印的推进剂罐 采用60微米工艺和Smart Fusion打印的卫星碟 （左）有（右）无Smart Fusion技术处理对比 下面的视频，是采用EOS的无支撑技术3D打印的燃料贮罐。 END 总的来说，这两家公司无支撑SLM 3D打印的实现，涉及到多个方面，如实时监测与反馈，工艺调整，铺粉过程控制，甚至还包括零件结构的优化。需要指出的是，所谓无支撑打印也许并不意味着0度完全无支撑，而是一种相对而言的说法。对于较大尺寸构件的低角度特征打印，即便是Velo3D也未展示过完整的过程和效果。 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.视频：金属3D打印一体式无需组装的微型机器人抓手，可用于医疗 2.调查研究：金属增材制造技术行业应用差异及释放潜力的条件 3.ASTM 3D打印材料数据和标准化联盟介绍 4.52页下载！首份中文版增材制造设计手册(晶格、拓扑结构等全面指导)

11月1日，3D打印技术参考注意到，两大工业巨头理光与西门子已展开合作，共同开发用于大规模生产的铝合金粘结剂喷射3D打印解决方案。理光正在利用西门子的增材制造网络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。 粘结剂喷射3D打印技术发展至今已经在汽车、能源、电子甚至航空领域进行了初步探索，取得了一些令人关注的成就；攻克了诸如不锈钢、高温合金，甚至铝、铜、钛这些本难以用于该工艺的成形方法，从而进一步打开了应用空间。低成本、高效率和批量制造的特点，使其一直成为除SLM技术之外另一备受关注的3D打印技术，吸引了HP以及GE Additive这些行业巨头的参与。  专注于铝合金BJ批量3D打印和应用 需要指出的是，粘结剂喷射金属3D打印技术虽备受关注，但关于批量应用的消息却不多见。理光在该技术领域似乎有着自己的一套思路，目前来看只专注于铝合金粘结剂喷射3D打印的工业化批量应用。 自2020年已经有消息指出理光正在开发粘结剂喷射3D打印系统及铝合金成形工艺。在这一年，该公司发布了采用液相烧结技术成形的4000系列铝(AlSi)的技术，使这种材料的粘结剂喷射打印成为可能。在6000系列的开发中，理光和德国弗劳恩霍夫制造技术与先进材料研究所IFAM合作，再次利用了液相烧结工艺。而液相烧结被认为是铝合金粘结剂喷射3D打印成功制造的保障。6000系列铝合金更容易氧化并且对杂质的耐受性更差，这使它们成为最难烧结的铝合金之一，但它也是热交换器和轻型结构部件等应用的理想选择。 理光粘结剂喷射3D打印的铝合金零件  理光声称其3D打印技术可以批量生产铝合金部件。 3D打印技术参考已经关注到，自开发成功基于粘结剂喷射的铝合金成形工艺之后，理光一直试图将其用于工业制造。2022年11月，理光扩建了其位于英国特尔福德的客户体验中心，它将特别有利于那些考虑将金属粘结剂喷射3D打印技术用于电动汽车(EV)、电动飞机等领域的客户，以创造新的价值，如提高电子元件（如电机和电池）的能源效率。有关报道指出，这个致力于增材制造的客户体验中心将加速理光与制造业客户和合作伙伴的共同创造，同时帮助理光加深对客户潜在应用痛点的理解，从而提供包括3D打印机和生产工作流程在内的整体解决方案。 理光粘结剂喷射金属3D打印的复杂结构 理光粘结剂喷射金属3D打印的复杂结构具有散热应用潜力  热交换器制造是理光寻求应用的重要突破口，理光已经展示了众多其所制造的铝合金热交换器产品。而Desktop Metal（包括旗下的Exone）虽在2021年宣布突破了铝合金的粘结剂喷射3D打印制造，但两年过去，目前仍未少有看到关于其应用的案例报道。 强强合作，推动商业化 理光通过与西门子展开合作，可以利用后者的增材制造网络，更轻松的优化铝合金粘结剂喷射3D打印工作流程，以实现生产准备、规划、调度和生产管理。理光还利用西门子的Brownfield Connectivity，收集和存储质量稳定和生产控制所需的每个流程的信息。西门子将继续为理光提供针对铝合金粘结剂喷射3D打印的工作流程优化解决方案，两家公司的目标是实现这些技术的早期商业化。 西门子增材制造网络订单提交门户（来源：Siemens Digital Industries Software） 西门子数字化制造软件高级副总裁表示，西门子和理光正在共同努力提供所需规模的可重复性和一致性，以真正利用商业中使用高性能且可重复铝合金3D打印零件的优势。 理光增材制造业务中心总经理表示，理光将为客户制造出此前其他工艺所无法制造的创新铝合金部件，并将与他们合作在电动汽车和其他领域实现新的客户价值。通过将西门子强大的解决方案与理光的专有技术相结合，将能够为客户提供高度可靠且实用的大规模生产系统。 使用西门子增材制造网络进行生产规划和制造调度（来源：Siemens Digital Industries Software） 从目前的看来，理光是当前为数不多的在主推铝合金粘结剂喷射3D打印应用的公司，由此可以猜测其所开发的解决方案可能已经实现了稳定批量制造。 END 在广泛的应用领域中，粘结剂喷射金属3D打印正在被纳入生产体系的道路上前进。在汽车制造领域，大众、福特以及通用汽车均有相关案例；在电子3C行业，苹果表示正在测试使用该技术批量生产Apple Watch Series 9表壳；在能源等工业领域，GE Additive开展了广泛的垂直领域测试伙伴网络计划，如康明斯（用于发电和汽车）、西屋制动（用于铁路）、山特维克（用于采矿）、肯纳金属（用于对耐磨和耐腐蚀至关重要的石油、天然气等工业应用）；此外，专门从事高性能航空航天技术的JPB Système公司也在采用该技术生产零件。 但总的来说，粘结剂喷射3D打印技术很明显仍然处于商业初期阶段，仍需要获得广泛的关注，包括应用尝试以及投资支持。 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.理光宣布突破6000和4000系铝合金粘结剂喷射金属3D打印成形 2.「理光」欲将粘结剂喷射金属3D打印用于铝合金散热器制造 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  

10月31日，3D打印技术参考注意到，区域金属3D打印开发商Seurat Technologies于近期获得了由Nvidia（英伟达）风险投资部门NVentures和Capricorn技术影响基金领投的9900万美元C轮融资。Seurat公司成立于2015年，截至目前已获得1.7亿美元投资。据外媒报道，此次融资使该公司的估值达到3.5亿美元。除英伟达外，本轮的知名投资商还包括本田汽车，而早前Seurat已从通用汽车、西门子、施乐和保时捷等公司风险投资部门那里获得了7900万美元。区域金属3D打印是Seurat公司开发的具有颠覆潜力的新型3D打印工艺，相比当前多激光SLM技术具有更高的成形效率。2022年，3D打印技术参考报道过，该公司获得了25吨零件的大批量制造订单，涉及工具、运输和能源领域的三大制造商。Seurat计划在波士顿建造一座10万平方英尺的新工厂，使用公司的区域激光3D打印系统批量生产金属零件，而本轮融资的目的就是要部署3D打印制造工厂。与大多数金属3D打印设备开发商主要从事设备销售的模式不同，它选择成为合同制造商，按订单生产定制金属零件，并在2022年已经与能源和消费品行业的14家公司合作。Seurat计划将其3D打印工厂部署在世界各地的客户现场或附近，使零件能够在离需要更近的地方生产，同时重塑供应链，减少运输和全球物流的排放。3D打印技术参考查询到，作为全球芯片巨头，英伟达通常投资与人工智能相关的初创公司。该公司副总裁兼英伟达风险投资公司NVentures主管Mohamed Siddeek表示：“加速计算正在释放制造业的新能力，同时为可持续发展开辟道路，Seurat的绿色制造方法将有助于改变行业标准。”区域金属3D打印的主要特点是可以在避免增加激光器的情况下显著提高成形效率，从而带来制造成本的降低。使用Seurat第一代装备，可以实现约300美元/公斤的制造成本，这已经将金属3D打印的成本降低了40%，突破了现有的单件成本壁垒；到2025，其第二代设备有望将打印速度提升到现有L-PBF工艺的100倍，使平均零件打印成本将为150美元/公斤；到推出其所谓的第X代，则会将制造成本降至25美元/公斤以下，从而在金属制造领域开辟更大的市场。其发展目标是到2030年，将制造成本优势超过传统压铸工艺，促使增材制造成为主流制造技术。作为一种新的加工技术，国外尤其重视制造过程中温室气体排放以及供应链问题。Seurat预计，到2030年，其所开发的区域打印技术具有直接减少1亿吨二氧化碳排放的潜力。获得本田和保时捷等汽车巨头以及领先汽车零部件供应商Denso的支持，对Seurat来说是一次重大胜利。虽然成本往往是汽车行业采用3D打印的绊脚石，但Seurat成功吸引这些关键参与者可能标志着一种转变。Seurat的生存能力一旦得到确认，这些公司可以提供Seurat满负荷运营工厂所需的大批量订单。本田汽车常务执行官Manabu Ozawa表示：“Seurat拥有金属增材制造的创新理念和技术，本田对其未来潜力抱有很高的期望。金属增材制造技术将能够增强通过创新设计体现产品的价值，我们预计这项技术对我们来说是必要的。本田将继续通过我们的全球开放创新计划寻找、合作和投资具有光明前景的公司。”大众汽车集团相关负责人此前表示，“Seurat的3D打印工艺有可能以与海外制造相当的成本生产大批量零件，这将为供应链带来巨大缓解。Seurat的工厂部署模式使制造能够更靠近客户，这对汽车行业极具吸引力。”除了本文开始提到的Seurat已获得了25吨金属零件的订单外，该公司还承诺在六年内为西门子能源涡轮机开发59吨金属3D打印部件，并满足材料资格要求。总之，Seurat从6个客户处获得了总计4000吨材料的意向书，未来几年的预计收入将超过7.5亿美元。这种业务增长体现了制造业现状的改变需求。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.西门子能源签署59吨区域金属3D打印零件制造协议2.区域金属3D打印是对传统SLM技术的发展更是挑战3.航天增材专家：超大尺寸、超多光束SLM 3D打印设备的应用场景、前景及问题分析4.面区域金属3D打印的真实过程，及200万个激光点是如何实现的

在近期结束的TCT 3D打印展会期间，国内各大增材制造设备厂商纷纷推出了超大尺寸、超多光束的激光选区熔化装备，最大幅面超过1500×1500mm，最大高度达到2000mm，配备10光、16光甚至26、36光束，更大尺寸、更多光束似乎成为了激光选区熔化3D打印设备发展的主流方向。 这类设备的应用场景有哪些？应用前景如何，问题有哪些？3D打印技术参考邀请了北京动力机械研究所增材制造中心马瑞主任对此进行分析。文章将以幅面1500×1500×1500mm、25光束的设备，打印高度1500mm的高温合金产品为例进行测算。 作者介绍：马瑞，北京动力机械研究所增材中心主任，担任中国航天科工集团某项目常务副总师、某科技重大专项项目技术负责人、中国机械工程协会增材制造技术分会委员，获国防科技进步二等奖两项。文章内容已经保密审批，授权发布。   设备端1. 多光拼接区域超过40处，是4光设备的10倍 光束数量的增加意味着拼接区数量的增加，以矩形布局进行测算，4光拼接区域4处，9光12处，16光24处，25光则达到了40处，是4光的10倍。而拼接质量与振镜长时间工作的温飘、机械结构稳定性等诸多因素相关，拼接区域越多，保证拼接质量的难度越大，产品出现质量问题的风险越高。   2. 风场跨度达到1500mm，远超当前较为成熟的600mm当前主流的大幅面打印设备中，EOS M400-4等采用中间入风、两侧出风的风场模式外，多数设备均采用一侧入风、一侧出风的“穿堂风”风场模式。在“穿堂风”风场模式下，风场跨度较小时，还能较好的保证全幅面的风场质量；当风场跨度较大、超过800mm后，出风口部位的风速很低，无法有效带走打印过程产生的黑渣。如果进一步增加风机风速，有可能造成入风口风速过大影响粉床铺粉质量的问题。当风场跨度达到1500mm时，这个问题就更加明显。  Slm Solutions打印机风场 “穿堂风”风场示意图，入口和出口风速不一致 打印过程中零件表面留下的黑渣  3. Z轴需保证从3.5吨负载到20吨以上负载长时间稳定工作 对于幅面超过1500×1500mm的设备，200mm厚的不锈钢基板重量就达到3.5吨左右，加上满仓填仓粉末，负载超过20吨。同时Z轴的机械设计还需要考虑传动机构与加热板、加热板与基板之间的稳定连接、Z轴机械结构与成型舱之间的动密封、1500×1500mm大幅面每次步进0.03-0.06mm的精度和可靠性等一系列因素，保证Z轴机械结构的长时工作稳定性和可靠性难度巨大。  Z轴下降过多造成未熔合   Z轴下降高度不足造成错位 应用端 1. 填仓粉末需求19.5吨，总价格1500万元左右 如需打印1500mm高度高温合金产品，按照松装密度4450千克/m3、铺粉系数1.3、单价650-900元/千克进行测算，需要填仓粉末19.5吨，总价格1500万元左右，启动生产所需成本巨大。2. 单仓打印周期数十天 幅面1500×1500mm、光束数量25个的设备单光覆盖区域300×300mm，与幅面为600×600mm、4光设备是相同的，而铺粉过程跨度远大于600×600mm幅面设备，单次铺粉时间更长。打印截面积较大、高度1000mm以上的产品，时间很容易超过50天。通常认为，打印时间控制在20天、最好15天以内，设备稳定性和可靠性好，产品的合格率较高；50天以上的打印时间对设备考验严苛，质量风险巨大；同时经济风险同样巨大，一次打印失败意味着损失了50天的有效工作时长，几乎相当于全年白干。3. 单仓产品的打印机时费用200万元以上，产品价格300万元以上 按照小时费用率2000元/小时、打印50天测算，单仓产品仅打印机时费用就超过200万元，加上粉末、后处理等其他费用，产品的价格将超过300万元。即便是在对成本敏感度相对较低的军工行业，单件产品价格超过300万的产品极少，尤其是批量生产的产品中几乎没有。 4. 需要大尺寸的线切割设备和热处理设备作为配套条件 当前市面上能够完成截面1500×1500mm产品加工的线切割设备和热处理设备很少；此外，还要考虑厂房的地面承重、吊顶高度、吊车载重等一系列配套因素，配套条件苛刻。总结综合以上数据来看，当前如果采用超大尺寸、超多光束激光选区熔化设备打印单件大尺寸产品，存在打印周期长、设备稳定性和可靠性差、打印风险高、生产投入大、配套条件苛刻等诸多问题，应用场景少，应用前景不明朗。仅有少数产品极其复杂、对生产周期要求严苛、采用其他加工手段难以保证、对生产成本不敏感的研制初期产品适合采用该类设备。  超大尺寸、超多激光设备具备小尺寸零件批量打印潜力  同时换一个角度，采用超大尺寸、超多光束激光选区熔化设备不是为了打印单件大尺寸产品，而是为了打印多件小截面积、小高度产品，就可以规避拼接区域多、小区域问题导致单仓打印全部失败等高风险问题，一台设备可作为10多台300×300幅面单光设备或者4~5台600×600幅面4光设备，发挥出高集成度的性价比优势。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.数十激光+米级幅面！2023年国内重量级SLM金属3D打印新品装备一览 2.重磅分享（二）：航空航天增材制造产线建设面临的挑战与要求 3.多材料金属3D打印：高制造成本与高价值回报的博弈 4.过程-结构-属性！两大工具探索金属增材制造技术的基础物理机制