3D打印技术参考注意到，新加坡制造技术研究所谭超林博士联合中国石油大学、上海交通大学、 普林斯顿大学、马耳他大学、华中科技大学（张海鸥教授）、加州大学尔湾分校、湖南大学以及EPM咨询公司于5月8日在制造领域顶级期刊《International Journal of Machine Tools and Manufacture》发表了题为“Review on field assisted metal additive manufacturing（场辅助金属增材制造综述）”的文章。新加坡制造技术研究所、上海交大、普林斯顿大学为通讯作者单位。 这一“超级团队”阐述了当前场辅助增材制造技术的进展，揭示了场与沉积金属材料之间的相互作用机制，总结了辅助场、微观结构和力学性能之间的相关性，展望了场辅助增材制造的研究机会。 多种类型的现场辅助增材制造 (FAAM) 技术概述https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2023.104032  场辅助增材制造  增材制造技术为加工复杂部件提供了前所未有的设计自由度和制造灵活性，它能够制造其他工艺无法制造的零件，同时最大限度地减少加工步骤。典型的金属增材制造工艺包括激光粉末床熔融（LPBF）、激光能量沉积（LDED）、电子束熔化 (EBM) 和电弧增材制造 (WAAM)等，这些技术各有其冶金特点、优势和适用范围。LPBF的构建速度较低，但在处理复杂几何形状方面具有出色的能力，例如晶格结构、先进工具（如具有随形冷却通道的模具嵌件）、定制的医疗植入物等；相比之下，LDED和WAAM具有较低的尺寸分辨率，同时沉积速率比LPBF高得多，使其适用于大型组件制造。此外，LDED和WAAM中材料进给的灵活性增加，可以在同一层内和跨层沉积多种材料，LDED中灵活的刀具路径可以修复大型自由曲面零件。 场辅助典型金属增材制造技术因此，尽管这些技术与传统制造方法相比具有众多优势，但仍然存在一些问题和瓶颈阻碍了其大规模工业应用。例如打印适应性差的材料会存在缺陷，导致较大的柱状枝晶在各向异性机械性能、疲劳性能差。为了解决这些问题并充分发挥增材制造技术的潜力，人们研究了用于定制微观结构、创新设备和装置以及引入新概念的新方法。场辅助增材制造 (FAAM)，是一种结合不同能量场的固有优势来克服增材制造局限性的新手段。应用在增材制造工艺中的典型辅助场包括磁场、声学、机械和热场，此外还有一些新兴的技术如等离子场、电场、耦合多场作为辅助能量场。场辅助增材制造的机理与优势  谭超林教授研究团队对当前主流的磁场、声学、机械、热场、电和等离子场辅助技术如何影响金属增材制造过程进行了审查，认为辅助场会影响熔池对流和动力学，改变材料凝固过程中的温度分布和热历史，并对沉积材料产生应力或塑性变形；详细回顾和讨论了辅助场如何对熔池动力学、凝固动力学、致密化行为、微观结构和织构、机械性能和疲劳性能产生影响；还讨论了场辅助增材制造的研究空白和进一步发展趋势的观点。  使用磁场辅助增材制造示意图  使用声场辅助增材制造示意图  使用热场辅助增材制造示意图  使用机械变形辅助增材制造示意图 辅助增材制造的多场相互作用可以为调整沉积材料的微观结构和机械性能带来更多机会。例如，增材制造中磁-热-变形场的耦合有可能提高材料的强度、延展性和疲劳性能。因为磁场可以促进等轴晶粒的形成，减轻机械各向异性和提高延展性，而热场能够在材料中原位形成强化沉淀物以获得更好的强度。同时，机械变形通过消除缺陷、细化晶粒和在材料中引起压应力来提高疲劳性能是可行的。此外，超声振动可以搅拌和混合熔池，这有可能用于解决复合粉末增材制造中的均匀性问题。当前，场辅助主要基于LPBF、LDED和WAAM工艺，并已应用于范围广泛的金属材料，包括铝合金、钛合金、镍基高温合金、镁合金和钢。辅助场对熔池对流和动力学、温度分布和微观结构凝固行为等有重大影响。辅助场在增材制造过程带来了几个优势，其中值得注意的有： 改善成形质量和表面粗糙度； 提高材料的打印适应性性和致密性；  减少残余应力或改变残余应力条件；  影响凝固行为并调整微观结构；  减轻机械性能的各向异性并提高机械性能；  改善疲劳性能等。 开发新材料，实现功能集成  增材制造材料的定制化是一种发展趋势。除了系统和工艺的进步外，还应强调协同设计材料和制造工艺的创新，场辅助增材制造为开发新材料提供了机会。例如，热场可用于促进沉淀物的形成和调整相组成；与机械场相关的大变形可以促进再结晶和原位析出，因为它们分别具有高储存能量和更多的潜在成核位点；具有快速沉淀动力学的材料有可能在辅助机械场处理过程中实现原位沉淀。此外，在增材制造过程中部署声场可以分散有害的硬相偏析，这也提供了一个很好的机会来容纳材料中的高密度硬相（如钢中的 Laves 相）以强化材料作为有益相。因此，必须从材料设计的角度构建场辅助手段，以最终利用辅助场。  场辅助对增材制造过程的作用机制总结  辅助场对增材制造的贡献总结使用场辅助开发异质结构和功能材料也是可行的。机械场可用于开发 BCC/FCC异质结构材料，因为机械应变可以诱导从FCC到BCC的转变。具体而言，在分层沉积中，交替施加机械应变（如滚压或锤击）可以获得分层BCC/FCC异质结构双相组分，这有可能实现更高的机械性能。除此之外，当前的金属增材制造技术无法对打印微结构的程序控制，因此缺乏对组件内材料复杂性的探索。在增材制造过程中使用辅助场可以在组件中局部调整晶粒尺寸/形状、相组成和应力水平，这能够定义不同区域的特性和性能以提高组件的整体性能，例如如强度-塑性协同、强度-疲劳组合、综合延性和耐磨性、综合强度-热性能、综合磁性和非磁性部件等。 场辅助增材制造技术的未来发展  这篇批判性评论为研究人员提供了有关场辅助增材制造的完整最新信息，这有助于确定每种场辅助技术的不足和优势，并提高成熟度和技术准备水平。 场辅助增材制造还有望在处理高几何复杂度组件方面具有高度灵活性，并在沉积大型或小型自由形式组件方面具有良好的可扩展性。这对过程和系统开发提出了很高的挑战，因为它要求均匀的场分布。均匀场分布的突破将提高场辅助技术的灵活性和可扩展性，并使其应用成熟和扩展。 场辅助增材制造系统的认证和商业化是另一个进展方向，因为目前的场辅助增材设备大多是实验性的，没有严格的测试和认证。实验室阶段的技术可能存在稳定性和可重复性问题，不足以处理可靠的工业产品。因此，需要严格的系统认证才能将场辅助技术商业化。同时，还需要制定和编制系统资质标准，对商业用途的资质进行指导和认证。可靠的商业设备将吸引更多的研究人员在工业应用中推进和实施 场辅助技术。 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.航天八院149厂成功中标大连理工大学增减材制造项目，可实现多能场复合 2.金属激光增材制造中的激光熔化模式 | 清华大学赵沧教授最新研究 3.美发布《关键和新兴技术国家标准战略》，3D打印未被提及 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

3D打印技术参考注意到，增材制造市场研究公司SmarTech Analysis于不久前发布了增材制造行业后处理市场研究数据。 报告指出，后处理操作将在未来十年间创造十亿美元的市场。当前，聚合物3D打印后处理每年带来超过1.45亿美元的收入，其中汽车是其最大市场；金属后处理市场规模在2022年预计为1.75亿美元，其中以航空航天领域的3D打印应用为首。由于几乎所有3D打印操作对后处理的需求不断增加，以及各种工艺后处理技术的成熟，这两个细分市场都在增长。 SmarTech预计，2031年增材制造后处理市场将达到18亿美元。此外，预计至少有26%市场份额来自聚合物后处理，而金属3D打印的后处理市场份额最大。 聚合物后处理市场预测 后处理包括部件从打印完成直到应用的一系列操作：针对不同的工艺，可能包括清粉、清洁、着色、表面处理、固化、去支撑、打磨、喷砂热处理、机械加工、零件分离等操作。这意味着一旦零件进入后处理阶段，3D打印过程固有的自动化通常会变成手动操作，对质量、成本和效率产生重大影响。 不同工艺后处理过程 对于光固化3D打印工艺，零件在打印完之后必须彻底清洗，去除未固化的树脂。一些知名制造商任然采用手工清洁，但有些公司，如Carbon已经提供了自动的清洗系统，Stratasys也宣布开发P3自动化生产单元，它可在多台3D打印机和后处理设备之间自动移动部件，进行清洁、干燥和固化；后处理方案提供商PostProcess则推出了浸入式和喷雾系统，以实现自动化清洗过程。宝马集团增材制造部门也在使用机械臂来操作3D打印机，能够将打印完的零件直接转移到自动清洗设备，该机器人能够将3D打印制造的效率提高400%以上。 使用机器人操作3D打印机 由于清洁和移动部件的劳动强度很大，因此自动化工具被视为增材制造工业化的必要条件。通过降低与劳动力相关的成本，3D打印产品的单件价格进一步降低。出于这个原因，一些新的后处理OEM与机器人公司一起脱颖而出。 对于聚合物粉末床烧结/熔融（SLS/MJF/HSS）工艺，部件在从成型缸中取出之前必须冷却。如果零件过早被取出，它们通常会由于快速、不均匀的冷却而变形。冷却通常需要与打印相同的时间，如果打印时间是10小时，冷却时间大约也是10小时。HP则推出了一种具有快速冷却功能的处理站，能够将整个构建的冷却时间缩短到几个小时。该系统还可以回收、过滤和混合使用过的粉末，以便再次使用。对于聚合物粉末床3D打印，零件通常还需要使用刷子、压缩空气、振动台和喷砂去除零件上粘附的粉末。为了减少这种耗时的手工工作，许多公司提供自动吹除系统。 SLS 3D打印零件清粉 对于桌面挤出FDM工艺，通常需要添加支撑，多数系统会使用与零件相同的材料作为支撑材料进行打印。但也有些系统采用可溶性支撑，在零件打印完之后采用溶液结合超声波清洗，支撑材料可以自动去除，这对于管道及其他可能因机械去除造成零件损坏的情况非常有利。 对于金属3D打印技术尤其是粉末床熔融工艺而言，支撑去除需要消耗大量人力，虽然当前也有采用机械加工去除支撑的选择，但却不是主流。粉末清除也是该工艺面临的重要问题，尤其是对于大型零件。针对复杂零件粉末清理，一些专门的后处理公司开发了相关的清粉机器甚至零件清粉运动轨迹规划软件。例如，后处理系统制造商Solukon开发了SFM-AT1000-S除粉机，并开发了能够分析零件结构进而生成零件清粉运动轨迹的SPR-Pathfinder软件，航空航天公司Launcher就使用其产品对包括发动机和燃烧室在内的大型金属3D打印火箭部件进行清粉操作。除此之外，零件还需要切割、打磨、喷砂、研磨、机械加工等众多操作。虽然目前金属3D打印也有一些自动化的设备，但整体上其后处理过程属于劳动密集型过程。 Solukon自动化除粉设备 后处理技术的选择因工艺、材料和所需性能而异。大多数3D打印零件需要精加工，以达到所需的表面和尺寸。精加工的程度取决于零件的使用方式。快速设计迭代的概念模型和早期原型部件可能只需要很少或不需要机加。用于熔模铸造或硅橡胶模具，通常需要大量的精加工，以获得异常光滑的表面。该过程通常由手工完成，也可能使用机械加工和抛光。 然而近些年来，部分企业正在补齐3D打印工艺链，自动化的后处理操作也在飞速发展，如金属零件自动化清粉、树脂零件自动化清洗等，此前影响整体制造效率的后处理不再是扩展3D打印应用的障碍。随着越来越多垂直行业采用3D打印，后处理市场将进一步发展。 金属3D打印零件震动抛光 该报告重点介绍的公司包括直接针对增材制造所涉及的后处理操作提供服务和产品的公司，包括AM-Flow、AMT、DyeMansion、PostProcess Technologies、Solukon、Bel Air Finishing、Gasbarre、Hiperbaric、MicroTek Finishing等。 同时，SmarTech将后处理描述为一个单独的行业，并成为助力3D打印行业更快发展的重要保障。此外，随着3D打印成为批量生产产品的首选制造方法，后处理解决方案将塑造一个不断发展的市场，可以完全融入供应链。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;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.NASA喷气推进实验室公布2022年三项3D打印应用成果 2.Wohlers Report 2023：增材制造市场规模达到180亿美元 3.报告：3D打印高性能塑料市场将以8.5%的复合年增长率增长 4.2023最新金属与非金属增材制造技术全景图（中文版） --广告--

如今，3D打印技术的可成形材料虽仍然很少但也日益广泛，一些顶尖的科研机构已经再开始寻找该技术下一阶段的发展潜力，其中之一就是开发多材料部件——根据需要打印出两种或多种材料。使用具有不同物理特性的多种材料的3D打印，将为高度复杂、轻量级的组件制造提供前所未有的设计自由度，从而为工业应用创造新的发展高度。 由FraunhoferIGCV系统创建的多材料3D打印部件 为实现这一目标，多家顶尖的项目团队正在开发创新的多材料组件3D打印技术，这些组件可定制的机械、电气、热和磁特性，能够用于汽车和航空航天工业。多材料3D打印技术的可实施工艺种类很多，本文主要介绍的是被广泛关注的采用粉末床激光熔融工艺实现多材料金属3D打印，相对来说，该工艺面临复杂的过程控制问题。3D打印技术参考注意到，目前从事该技术研究的知名团队有Aerosint公司和欧洲MADE-3D项目团队。  用于SLM的多材料体系选择原则 多材料3D打印仍然是一项新兴技术，对工艺的理解非常有限，特别是对于材料界面，在选择可以进行多材料一体成形的材料体系时应当考虑如下因素： 关键因素1：应当选择冶金相容的材料，以避免在熔合边界处形成脆性相。由于SLM过程中出现的高温度梯度和残余应力，这些相会导致裂纹萌生。 关键因素2：材料的热膨胀系数，不匹配的温度依赖性变形会导致界面及其附近局部高应力。 其他重要因素：包括熔点差异、粉末污染和热处理等。 从可制造性的角度来看，用相同的基材(例如不同类型的钢、钛和性能不同的铝)组合制造是简单的。通常，这些材料在处理窗口中有很多重叠；换句话说，现有的同类型材料的激光参数可以相互适用。在这种情况下，没有必要为材料界面开发独特的扫描策略。 Aerosint公司已开发的多材料一体成形体系 经过仔细研究，发现有些钢可以以同样的方式与铬镍合金结合。铬镍合金在高温下具有优异的抗氧化、耐腐蚀和抗蠕变性能。这些材料通常比钢更贵，所以用钢替换一些铬镍铁合金可以降低零件的成本。这可能被用于能源、石油和天然气以及航空航天工业。 3D打印技术参考在往期文章介绍了一款采用SLM技术打印的一体化钢-铜散热器，由高导热系数铜合金和结构材料制成的多材料部件在热管理方面具有广泛的应用。热交换器和冷却元件常用于数据中心、汽车、化学工业、燃烧装置、模具、镶件等。对于注塑行业来说，冷却时间的缩短可以加快整个生产周期。对于较小的模具镶件，随形冷却通道的空间非常有限，因此在镶件内部使用铜材料成为加速散热的唯一方法。 SLM 3D打印的铜-钢一体结构散热器 另一个有前景的应用是由铜合金和铬镍铁合金组成的的夹套推力室。NASA一直试图通过结合SLM和直接能量沉积(DED)的混合方法制造这种双金属部件。原则上，多材料SLM技术可以取代这种混合工艺。由帕德博恩大学领导的欧洲研究团队基于MADE-3D项目正在开展多材料SLM成形技术，其组成成员还包括SLM Solutions，Fraunhofer铸造研究所、复合材料和加工技术研究所(IGCV），赛峰，法国原子能委员会等共八个国家的重要机构。 Fraunhofer IGCV打印的多材料结构 Fraunhofer IGCV打印的多材料推力室缩比件 该项目的资金支持达到670万欧元，该团队近期展示了其采用SLM技术3D打印的多材料夹套推力室——由材料CW106C（铜合金）和1.2709（钢）制成具有集成冷却通道的缩比火箭发动机燃烧室，但将粉末完全混合在一起很明显不能作为未来技术的发展需求。 SLM多材料3D打印的铺粉方式 Fraunhofer IGCV的方法是使用静电力将粉末选择性的吸附到板上，然后将其放置在带相反电荷的打印床上。具体的实施过程可以查看文末视频，工艺过程的实施细节可以参考《Electrostatic powder attraction for the development of a novel recoating system for metal powder bed-based additive manufacturing》。 Fraunhofer IGCV静电吸附机构 与静电吸附铺粉方式不同的是，Aerosint使用可旋转的转鼓施加不同粉末。但作为工艺可持续性的一部分，当涉及到基于粉末床的增材制造工艺时，粉末回收是一个普遍关注的问题。Aerosint公司提供了一种可行的方法来应对这一挑战，只需使用足够的粉末来建造组件，支撑粉末床的部分可以使用失效的粉或者回收但不能再使用的粉末或其他低成本粉末。这就需要在系统中加入第三个转鼓，这在技术上是可行的。在这种情况下，可以降低粉末回收的高额成本。 带有三个转鼓的Aerosint新一代铺粉机构 这种策略的首要考虑因素不是试图回收混合粉末，而是首先避免材料浪费——通过在无零件实体的位置填充第三种材料实现粉床构成。与两种材料相比，填充材料不会熔合或结合到零件中，在打印过程结束时，所有填充材料都将被回收并在下一个构建作业中重新使用，从而防止任何类型的浪费。 带有三个转鼓的Aerosint新一代铺粉系统渲染图 Aerosint称其新一代铺粉系统可将粉末回收率提升至100%，即只在实体零件有需要的位置施加粉末，其他位置施加便宜的填充粉末，就如同粘结剂喷射技术仅在实体零件处喷墨一样。按照这种方式，Fraunhofer IGCV也可基于静电吸附技术施加填充粉末。 多材料SLM技术要解决的问题 从技术的角度来看，为了提高工业化过程的稳健性和可靠性，仍有许多努力要做。 首先，铺粉速度需要提高到单材料SLM工艺中常用的速度。 第二，某些应用可能涉及较小的特征尺寸，但工业客户的一大需求是扩大机器尺寸，以制造大型部件。 第三，监控工具在SLM过程中对提高过程控制和产品质量非常重要，粉末床质量监测和熔池监测等方法对多材料SLM工艺也至关重要。 第四，激光路径和多材料粉末床之间的对准对于使用顺序扫描策略处理不同材料尤为关键。 最后，需要修改和定制整个工作流程，以部署多材料SLM打印过程。从增材制造设计开始，第二种材料的使用增加了生成设计的复杂性，因为在界面上存在更多来自工艺、材料相互作用和性能转变的限制。构建文件的切片和准备需要在软件中开发和实现新功能。材料具有不同的强度和硬度，这会影响后处理步骤，如表面精加工和支撑去除。 END与超材料类似，一些新成分可以表现出在自然存在的材料中无法找到的特性。研究人员用数学方法建立了不同的设计模型。通常，这些模型具有复杂的几何形状，并涉及两种或多种可以由SLM技术制造的材料。多材料3D打印是制造具有更高集成功能的高性能部件的理想方法，这些组件将加速绿色制造的进程，并彻底改变产品创新过程。 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;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.SLM-3D打印一体化多金属材料散热器，揭示未来应用潜力 2.干货分享：陶瓷3D打印之粘结剂喷射技术的成形材料、优势与挑战 3.永年激光金属3D打印新产品和科技成果通过鉴定——国内领先、国际先进 4.最新突破：粘结剂喷射完成攻克钛、铜、铝3D打印制造

近期，Wilson公司在NBA全明星扣篮大赛上推出了业界有史以来第一个3D打印无气篮球。这款无气篮球具有很高的可玩性，几乎符合标准篮球的性能规格，包括其重量、尺寸和反弹力（反弹）。该篮球无需充气，是由一个黑色的晶格和八个类似面板的 "裂片"组成。 这种首创的3D打印无气篮球由EOS、General Lattice 和 DyeMansion与威尔逊体育用品公司联手推出。三家公司密切合作，引入了Digital Foam（数字泡沫）技术，这一合作也展示了增材制造的突破性能力。 Digital Foam（数字泡沫）是使用3D打印技术进行生产，是一项高科技过程，需要专业的人才和技术。由于Digital Foam是采用截然不同的配方制成，因此在许多重要应用中，它都可以远胜过传统泡沫。类似于泡沫，弹性数字泡沫可用于许多具备安全性、缓冲性和人体工程学需求的应用中。区别在于，传统泡沫生产是化学过程在液体中产生气泡，然后将其固化。 数字泡沫的可定制设计特征为个性化产品，轻巧且坚固的组件，出色的保护和完美的舒适感带来了新的可能性。该技术可以满足精确的设计和功能需求，可以使产品-甚至商业模式-达到新的高度。这是一种思考生产和个性化的全新方式。同时，数字泡沫可以作为服务提供，用户可以轻松获得其功能。 EOS 高分子3D打印设备 P396  “ Wilson用其无气篮球所做的是一个伟大的技术展示，再次证明了如何用成熟的应用实现全新的想法。"我们经常看到AM在企业各个领域的创新，像Wilson这样的创新组织正在探索如何利用AM进行原型设计和生产，以及大规模定制产品，让消费者在购买的产品中得到他们想要的东西。" EOS Additive Minds高级顾问 David Krzeminski博士 根据3D打印技术参考查询到的EOS关于该技术的资料，3D打印数字（弹性）泡沫使用TPU或PEBA等柔韧性极高的聚合物材料，可以对每个体素（体积像素）进行深度微调，从而获得绝佳的舒适性、安全性和功能性。采用传统工艺时，此过程异常繁琐，需要复杂的工程设计和漫长的生产周期才能生产出符合要求的产品，而现在Digital Foam则可以轻松搞定。 针对于此次篮球3D打印所使用的材料，3D打印技术参考了解到，所采用的材料是由alm在原有粉末基础上进行开发而来，alm是EOS旗下专门进行粉末研发定制的公司。而对于成形工艺，选择的是激光烧结技术，它也是当前最为成熟的高分子粉末3D打印工艺。 该项目充分证明了，3D打印技术的应用潜力无限，重在挖掘。欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.3D Systems 2022全年营收5.38亿美元，收入下降但股价上涨 2.2.09亿美元：Desktop Metal 2022年营收不及预期，但业绩有多项亮点 3.GE将新投资超4.5亿美元于制造业务，1/3直接用于增材制造 4.上海交大采用国产装备开展铝合金蓝色激光定向能量沉积研究

液体火箭发动机是一套复杂的系统，具有复杂的结构设计、先进材料才能满足其在恶劣环境下的使用。将组件制造并组装成这套复杂的系统需要大量的时间、成本和技能，才能满足集成和性能要求。增材制造在推进应用方面的前景正在整个航空航天工业中得到证明，它可用于关键部件制造并并使火箭设计成为可能。与之相关的尖端技术被用于减少零件数量、优化重量并允许制造更复杂的零件结构。3D打印显著降低了制造组件的成本和交货时间。它还允许更快的设计-失败-修复周期，以便在投入生产之前开发和测试早期原型。 NASA在帮助解决一些制造挑战并提高火箭发动机性能方面发挥着至关重要的作用。高风险和高回报开发的一个例子是NASA的改变游戏规则的开发快速分析和制造推进技术 (RAMPT) 项目。 RAMPT与工业界、商业空间和学术界合作，推进和整合多种3D打印及其他先进制造工艺，并通过热火测试证明这些工艺的可靠性。液体火箭发动机的燃烧室和喷嘴通常采用一种单一的金属增材制造工艺来打印单一合金制造而成。RAMPT探索了新的研究，以创造新合金、多合金3D打印组件，并结合多种金属3D打印工艺以进一步优化3D打印设计。这一理念促使团队将新颖的3D打印设计与其他先进的制造技术相结合，以进一步减轻重量（图 1）。 图1. RAMPT概念使用多合金增材制造、大规模LP-DED和集成到火箭发动机推力室组件 (NASA) 中的复合结构 制造规模是RAMPT团队走向成熟的挑战之一。NASA与行业合作伙伴共同推进了激光粉末定向能量沉积 (LP-DED) 工艺，展示了直径大于1米的复杂薄壁内部通道结构，它是一款具有冷却通道的大型喷嘴。自由形式的LP-DED工艺允许大规模增材制造——不受构建箱的限制。在短短90天内，RAMPT项目打印出了NASA利用 LP-DED生产的最大增材制造喷嘴之一，它包含1000多条内部通道，直径1.5 m，高度1.8m（图 2）。全尺寸的RS-25火箭发动机喷嘴衬套也是在RAMPT项目下开发的，直径为2.4m，高度为2.8m，但不包含内部通道（图 2）。 图2. 大型定向能量沉积喷嘴。（左）使用NASA HR-1合金打印的1.5m直径和1.8m高度整体通道喷嘴；（右）使用双头LP-DED和JBK-75合金打印的2.4m直径和2.8m高衬里 NASA团队探索了各种金属增材制造工艺，以制造多合金部件，包括粉末床熔融、定向能量沉积和冷喷涂。使用GRCop-42 (Cu-Cr-Nb) 合金，通过激光粉末床熔融 (L-PBF) 工艺制造带有整体冷却通道的燃烧室衬里。为了正确集成用于流体分配的高强度歧管，成熟的LP-DED和冷喷涂工艺可以沉积HR-1高强度、耐氢超级合金。过渡层使用3D打印的镍或铜镍合金构建，为复杂的环境负载和材料兼容性提供坚固的双金属接头。为了进一步推进多合金3D打印工艺，RAMPT项目使用 NASA HR-1合金将整体内部通道LP-DED喷嘴直接沉积到GRCop-42 L-PBF腔室上，无需螺栓连接。NASA已经制造了各种尺寸的火箭发动机推力室组件（图 3），证明了使用多合金组合3D打印工艺的制造潜力。 图3. 在RAMPT项目下开发的各种规模的复合外包裹多合金和多工艺增材制造推力室 NASA已经对各种3D打印部件和系统进行了超过100000秒的热火测试。这些测试帮助NASA了解增材制造的许多挑战和局限性，并帮助建立增材制造组件的认证标准。为了进一步推进RAMPT项目下的技术，8.9 kN和31kN集成推力室在NASA 马歇尔太空飞行中心进行了热火测试（图 4）。螺栓推力室测试也在156 kN下进行了测试，以获得有关L-PBF GRCop-42推力室和HR-1 LP-DED通道喷嘴的数据（图 5）。该测试证明了3D打印多合金、组合3D打印工艺和复合结构制造的挑战，并为工业应用提供各种经验教训。 图4. 具有GRCop-42 L-PBF推力室和LP-DED HR-1喷嘴复合结构热火测试 图5. 3D打印双金属 GRCop-42 L-PBF/Inconel 625 LP-DED燃烧室和带整体通道的LP-DED喷嘴的热火测试 (NASA) RAMPT利用多合金、组合增材制造工艺方法以及复杂的复合材料应用和先进的增材制造模拟能力来开发大型再生冷却液体火箭发动机技术。RAMPT项目将设计、分析、制造和装配生命周期提前期缩短了50%以上。它还将零件数量减少了10倍以上，重量减轻了30%以上，并提高了可靠性。RAMPT的其他成就包括让制造业供应链参与进来，并通过公私合作伙伴关系促进技术向商业行业注入，以创建健康的供应链。RAMPT项目下生成的所有数据都可供行业合作伙伴使用。 欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.多材料金属结构一体成型：NASA正在测试不使用热源的新3D打印工艺 2.无需脱脂烧结，重点实验室采用高精密陶瓷FDM 3D打印研制介质天线 3.F357、TC4、IN718，众多先进材料3D打印组件集中布置到太空运输工具 4.迈向国际，中国工业级3D打印品牌深入欧美增材强国腹地

随着增材制造技术不断发展，许多行业都在采用这项技术以及创新材料来生产高精度和高质量的零件，为工业生产提供支持。这使企业能够获得优化零件的新设计策略，从而简化生产流程、提高工人安全性、提高机器的耐用性，同时保持成本效益和性能导向。 夹具以及其他专用工具是制造和装配从汽车到工业零件和设备等产品的必需品。如今，不论个人还是企业均在寻找一种更简单、更快捷的方式来开发定制夹具，3D打印已成为扩展和改进其制造流程的最可靠工艺。 满足并超越期望——克服传统制造的挑战 在传统的夹具制造方面，企业面临着一些挑战。首先，它们可能耗费时间和成本，这意味着使用传统技术生产夹具所需的创建和迭代可能会很长，具体取决于设计的复杂性、可用材料和工艺。 WKW.automotive公司3D打印的工具 其次，传统的机加工技术需要大量的时间和资源投资来开发和维护必要的工具，从而导致成本增加。其他挑战还包括：受限于没有内部工具或生产能力、供应链或外包问题、传统机加工无法生产具有复杂形状和特征的复杂设计、不一致的机加工精度会影响零件质量和成本。设计、测试、重新设计和加工新的夹具或固定装置也可能需要数周或数月的时间，这既低效又可能导致成本增加和生产延误。 如今，通过增材制造可以实现的速度和准确性改变了这一切。全球各行各业都受益于3D打印夹具的使用，这可以带来以下优势： 1.与铣削相比，通过减少材料浪费来降低成本； 2.优化供应链，避免外包造成的等待和沟通环节，提高产品制造效率； 3.由于可以在内部和按需高精度生产零件，因此降低了外包成本； 4.减少夹具和固定装置所需的零件数量，因为复杂的组件可以单件生产，从而使零件更具成本效益且更易于组装； 5.减少零件生产所需的交货时间； 6.通过组合用于避免刮擦的硬质材料和软质材料，提高多材料夹具和固定装置的性能； 7.3D打印制造零件有可能减轻重量，从而更好的符合人体工程学； 8.与传统制造相比，可快速实施精确的设计变更，从而节省时间和金钱； 9.能够通过按需生产零件来保持数字库存； 10. 表面光滑、无毛刺或瑕疵的高质量零件，与传统制造相比，可获得更好的表面处理和更耐用的零件； WKW.automotive 3D打印的工具 寻找合适的材料：刚性与柔性 使用刚性材料具有优势，在与公司合作确定零件的最佳设计后，ForwardAM就最适合夹具的材料提出了专家建议。刚性的Ultracur3D®RG反应性聚氨酯光聚合物具有Ultracur3D®系列中最高的弯曲模量和最高的热稳定性。它们经过专门设计，可提供一流的抗拉强度和刚度，以及高打印精度和低收缩率，同时确保打印部件的长期紫外线稳定性。 Ultrafuse®产品系列通过熔丝制造(FFF)提供直接驱动挤出系统的应用。ForwardAM提供范围广泛的材料，确保客户获得各种有益的材料特性，例如易于打印、尺寸稳定性、耐用性和柔韧性。更多的产品组合包括标准丝材、用于高温和工程的丝材以及临时支撑材料。 WKW.automotive 3D打印的工具 柔性材料在工具制造方面也有应用，ForwardAM的Ultrafuse®柔性长丝产品组合包含Elastollan®，适用于要求苛刻的工业应用。广泛的材料特性包括柔软的触感、高结构强度以及卓越的柔韧性、回弹性和出色的耐磨性。这使得Ultrafuse®柔性丝材成为需要长期部件柔韧性的理想选择。 ForwardAM Ultrasint®粉末在使用聚合物粉末进行3D打印方面树立了新标准，从功能原型制作到最终用途的批量生产部件，为高级应用提供了新的可能性。 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.因零件整合，3D打印为一体化制造带来的60余项改变 2.奔驰匈牙利工厂选择一迈大幅面3D打印设备，用于生产工装夹具 3.国产3D打印解决方案为SpaceX、特斯拉级别的企业制造工装夹具 4.福特采用大幅面（1m³）3D打印机制造夹具和固定装置

导读：3D打印技术参考注意到，江南大学刘仁教授团队于近日新提出了一种陶瓷打印方法，通过将直接墨水书写和近红外诱导转换粒子辅助光聚合相结合，可以实现无支撑多尺度、大跨度陶瓷的3D打印。该技术可原位固化直径从410µm到3.50mm的多尺度细丝，通过无支撑打印成功构建了扭转弹簧、三维弯曲和悬臂梁等陶瓷结构。这种方法将为复杂形状陶瓷的无支撑3D打印制造带来更多创新。   陶瓷具有结构稳定、耐磨、耐腐蚀、耐高温等优异力学性能，广泛应用于机械、电子、能源、航空航天、生物医学等领域。然而，受制于陶瓷材料固有的硬脆特性，复杂形状陶瓷部件的精密快速制造难以通过传统成型工艺实现。增材制造技术的出现为获得结构和功能一体化的复杂陶瓷提供了一种高效便捷的途径，进而能够促进实现陶瓷的更多先进应用。增材制造为先进陶瓷的制造提供了更高的设计自由度，为高性能陶瓷材料的制造提供了革命性的推动力。增材制造的快速发展离不开工艺技术的进步和适用材料体系的扩大。传统领域也正面临着重大的制造方式转变，即按需制造具有足够分辨率的定制功能结构，在不同尺度上具有可调的化学成分。尽管立体光刻、数字光处理或粘结剂喷射等工艺可以制造分辨率高的陶瓷部件，但仍存在一些挑战。  www.nature.com/articles/s41467-023-38082-8 1. 探索大跨度无支撑陶瓷3D打印的必要性一个主要问题是由于重力原因，在不使用额外支撑结构的情况下，很难通过3D打印直接制造具有大跨度或异形结构的陶瓷。由于后期需要去除支撑结构，3D打印技术所谓的“所求即所得”的优势并未得到充分体现。同时，额外的辅助支撑会造成表面质量和尺寸精度较差，并增加加工时间长和成本。除此之外，去除支撑件容易产生微裂纹，这可能导致组件在使用过程中出现应力集中，增加陶瓷部件失效的风险。对于一些特殊设计的开放性较差的结构，内部支撑去除几乎是不可能的。为满足陶瓷的功能性和轻量化要求，探索大跨度结构的无支撑陶瓷3D打印技术具有重要意义。2. 使用近红外光代替传统紫外光进行3D打印基于紫外线的原位光固化辅助直接墨水书写（DIW）技术保留了光聚合的时空控制优势。适合的光固化行为可以提高DIW构建复杂结构的能力，并使聚合材料的无支撑打印成为可能。然而，在陶瓷打印时，由于紫外线或可见光在高固含量陶瓷浆料中的穿透力有限，固化效率和产量远不能令人满意。光敏浆料中大量悬浮的陶瓷颗粒引入了额外的光散射、折射，经过多次吸收、散射和折射后，光能在感光介质中梯度衰减，阻碍了光聚合过程。与紫外光相比，近红外光(NIR)由于其在各种介质中的线性吸收和瑞利散射较小，因此具有更强的穿透能力。近红外光诱导的上转换粒子辅助光聚合方法已成功应用于深度光固化、活性/可控光聚合、生物医学材料的3D打印。 直接墨水书写示意图 不同光聚合条件之间的差异 在此，江南大学刘仁教授团队开发了一种新方法，将直接墨水书写与近红外光诱导聚合相耦合，使用近红外辐射以受控的固化速率进行按需固化，能够获得具有灵活几何形状和高分辨率特征尺寸的陶瓷结构。 3. 实现高纵横比和大跨度复杂陶瓷结构无支撑打印 通过调整辐照强度和打印速度，陶瓷浆料可以在挤出过程中原位固化，无需使用支撑。挤出结构强度和自支撑能力提高了制造精度，而且3D打印的灵活性可扩展到XYZ空间，更容易打印低角度甚至水平的悬垂。NIR-DIW技术进一步增强了陶瓷增材制造的灵活性和自由度，允许打印多材料结构，并实现高纵横比和大跨度复杂陶瓷结构的无支撑打印。 该技术满足大跨度的制造需要，具有更大的设计灵活性。打印的悬臂结构长丝超过85mm，形状保持良好，没有观察到粘弹性下垂。通过将NIR光诱导的光聚合应用于DIW打印，研究人员在不使用任何支撑材料的情况下打印出了具有高一致性和高形状保持性的高强度长丝和陶瓷组件。选择这些特定结构只是为了证明概念验证，即制造具有悬臂的多尺度复杂结构，这是其他没有支撑材料的增材制造技术无法实现的。   打印部件的结构稳定性和保真度评估 打印部件的结构稳定性和保真度评估 在增材制造领域，人们对制造单一零件较感兴趣。然而，由于浆料本身的粘弹性和剪切稀化特性无法保持异形结构，因此很难通过DIW直接打印悬浮结构。为了最大限度提高打印能力并生成更复杂的3D结构，研究人员将打印方法扩展到了XYZ维度。 4. 多材料陶瓷结构3D打印 多材料3D打印可以将设计空间扩展到不同的材料，无需组装即可一次制造具有多种功能特性的产品。与高分子多材料增材制造技术相比，陶瓷多材料增材制造技术仍然是一个具有挑战性的研究领域。除了陶瓷材料的光固化特性不同外，陶瓷各向异性的尺寸收缩和烧结温度的差异也容易导致高温烧结时产生翘曲、分层和裂纹。 对不同浆料的多材料3D打印 为了确保多材料部件更好的共烧结，不同材料的烧结温度通过烧结添加剂匹配，调整热处理曲线和固含量。在这项研究中，研究人员展示了使用NIR-DIW打印多色陶瓷材料和离散梯度结构。 END 基于NIR-DIW的无支撑增材制造技术为陶瓷增材制造设计开辟了更高的自由度，这项技术不仅消除了典型打印过程中所需的支撑，而且还带来了许多其他优势，例如减少打印时间、材料使用和后处理工作量。同时成功构建了扭力弹簧、三维弯曲、悬臂梁等高保真局部悬垂和低角度陶瓷几何体。这些突破进一步优化了3D打印陶瓷零件的表面质量，同时还消除了支撑结构占用的成型空间。在近红外光诱导聚合的协助下，一旦NIR辐射强度达到一定值，光敏陶瓷浆料可瞬间凝固成稳定的结构，打印出的曲线无需支撑即可在空间自由伸展。打印过程连续流畅，无需加热等待冷却。时间和空间可控，可以快速制造异形结构件。该技术可提高材料利用率并增加设计自由度。 它在制备高纵横比组件、快速打印和多材料兼容性方面具有优势。虽然使用较小直径的喷嘴打印可以获得更高的精度，但对于单丝无搭接形成的结构（如扭力弹簧），烧结后的形状保持性要差得多。通过优化墨水成分和打印参数（喷嘴直径、挤压压力、移动速度、光照强度等），可以获得分辨率更高、外观独特的物体。相信NIR-DIW方法将得到进一步扩展，无支撑生产的陶瓷几何形状将有助于产生更多的创新组件，并促进增材制造技术的广泛应用。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，请勿侵权转载。 欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.干货分享：陶瓷3D打印之粘结剂喷射技术的成形材料、优势与挑战 2.无需脱脂烧结，重点实验室采用高精密陶瓷FDM 3D打印研制介质天线 3.2300万！燕山大学陶瓷增材制造课题获科技部国家重点研发计划支持 4.为特殊金属和特种陶瓷开辟一种可行的3D打印解决方案

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注专注于3D打印技术硬知识分享 密西西比州立大学、南阿拉巴马大学和阿伯丁试验场美国陆军研究实验室的研究人员研究了不同制造中断条件（中断时间和空气暴露）对激光粉床熔融（LPBF）制备Al-Si-10Mg合金显微组织和力学性能的影响，研究表明激光粉床熔融工艺的中断不会显著影响Al-Si-10Mg合金力学性能(即拉伸和显微硬度)。然而，中断可能会导致故障位置，特别是考虑复杂几何结构零件时。在增材制造生产中最大限度地减少中断和停机时间是非常重要的，因为这些会对交付时间产生不利影响。相关研究成果发表于《Journal of Materials Engineering and Performance》期刊。  原文链接：https://doi.org/10.1007/s11665-022-07217-1激光粉床熔融(LPBF)是种增材制造(AM)工艺，是以逐层叠加的方法制造复杂三维实体零件。该工艺利用激光束作为热源，以迭代的方式局部熔化粉末原料层，直到堆积成一个完整的三维实体零件。目前增材制造铝合金已经被广泛研究，大多数研究结果表明与铸造或锻造零件相比，增材制造的铝合金力学性能甚至超越传统材料加工方法制备的零件。由于零件是逐层制备的，因此在制造过程可能会发生打印停止或暂停过程。在某些情况下，打印中断是为了有意地在零件中插入传感器，如射频识别标签，甚至是为了调整工艺参数。打印中断也可能是由于缺乏原料、没有剩余惰性气体等因素造成，甚至是由于停电等更大原因造成。这些中断可能会导致零件微观组织异常，如孔隙率增加、存在缺乏融合的缺陷以及零件中的氧化物等导致零件在服役过程中过早失效。因此有必要了解这些中断对打印零件质量的影响。 这项研究报道了通过几次有和没有空气暴露的定时中断来扩展先前的研究，代表制造环境中可能发生的潜在中断场景。这些研究旨在将中断的冶金效应与中断的几何效应分开。研究还考虑了时间、热量和空气对中断增材制造零件的微观结构和力学性能的影响。研究结果表明对那些希望以非常低的生产效率制备复杂几何部件，同时确保满足强度和性能要求的零件来说，增材制造已经成为一种常见的选择。不同的中断时间（15分钟, 12小时和24小时）以及中断期间的空气暴露对激光粉床熔融制备的Al-Si-10Mg和最终零件性能没有显著影响。相反，在中断过程中加热的建造平台对合金产生原位热处理，中断时间延长至24小时导致局部失效。 表1 实验顺序及方案 图1拉伸试样的结构、尺寸及大致位置示意图，距离底部40mm处中断，用红色虚线表示。中断位置有意从试样的几何中点偏移，以区分中断引起的失效和正常拉伸加载引起的失效 图2 (a)对照样品和(b)中断24h样品的CT扫描结果  图3 中断24小时样品微观组织，虚线框周围的水平线因打印中断而变色，在所有中断24小时样品上观察到的一个独特特征是存在一条与中断面相匹配的水平线  图4 中断15min试样，黑色区域为缺陷 图5 (a)对照样品的SEM图像，Si相和α-Al共晶组织；(b) 中断12小时样品存在低Si相；(c) 中断24小时样品微观结构，取自中断以下的测量截面，虚线框表示硅相不连续的区域。白色箭头指向较大的硅网状结构；(d) 中断24小时样品微观结构，取自中断以上部位，Si的不连续区域并不普遍 图6 不同样品中氧含量 表2 不同样品的氧含量图7 对照样品，中断15分钟，12和24小时样品维氏硬度，红色虚线表示中断位置图8 各实验组弹性模量、屈服强度和极限抗拉强度图9 各实验组断裂延伸率与极限抗拉强度 表3 不同样品的弹性模量、屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率的平均值和标准差 图10 (a)中断对照、(b)中断12小时空气和(c)中断24小时空气样品断裂图，蓝色实线表示中断位置。每个样品用胶带粘在一起，右半部分代表样品的下半部分 图11 (a) 中断24小时空气试样断口表面微孔；(b)中断在惰性气氛下24小时样品的微孔；(c)未融化的粉末颗粒在中断24小时空气中样品；(d) 中断24小时空气中样品其他地方未融化的粉末颗粒  总的来说，研究结果表明需要适当的重启程序，并能够尽快检测到激光粉床熔融过程的中断，以最大限度减少对试件和力学性能的影响。这项研究证明激光粉床熔融工艺的中断不会显著影响力学性能(即拉伸和显微硬度)。然而，中断可能会指示故障位置，特别是当考虑复杂的几何结构时。在增材制造生产中，最大限度地减少中断和停机时间是特别重要的，因为这些会对交付时间产生不利影响。从实验结果可以得出以下结论:  1.中断试样的屈服强度和极限抗拉强度不受中断的影响，与对照试样和文献中发表的结果差不多呈现一致。  2.在中断位置前后，每个试样的显微硬度都是一致的，这证实了力学性能没有受到太大影响，整个试样的显微组织保持均匀。  3.裂缝区周围孔隙度没有增加，CT和显微照片观察到的孔隙主要是球形的，在中断区周围没有明显缺乏融合缺陷。  4.在中断15min和12h的样品中，所有样品均以脆性断裂方式失效，中断样品的破坏位置不局限于中断区域，这些发现表明短暂的停顿不会导致特定的故障位置。中断表面上的氧化不会引起这个区域总氧含量的显著增加。  5.中断24小时的试样在中断区周围经历了局部破坏，归因于试样中断时发生的热处理，由于铝基体的界面能较高，24小时的中断时间导致热影响区内较粗的沉淀相产生。  6.中断24小时试样的微观结构受到原位热处理的影响，导致SEM图像中观察到Si相尺寸的增加，微观结构的变化不影响力学性能，但会影响断裂行为。 在未来，作者团队可能会继续研究包括研究额外热处理对中断样品的影响，作为使样品性能均匀化的一种方式，特别是抵消在中断过程中发生的原位热处理。还可能研究处理中断时不同的工艺参数，考虑增加总能量密度，以确保中断层内部和周围有充分的熔化。此外还可能会对中断试样进行疲劳测试，以了解中断对疲劳寿命的影响。 欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.多光高效、稳定可靠、智能便捷 | 易加三维发布金属3D打印机新品 2.SLM-在传统加工零件上高精度3D打印，为整体制造降本增效 3.金属增材制造行业深度：新时代新工艺，先军后民踏上新征程 4.3D打印重要进展：EOS推出可实时自动调整激光功率的解决方案

3D打印技术参考注意到，美国3D打印材料开发商Elementum 3D正式推出了一种不含任何稀有元素的A5083-RAM5的铝合金。这种创新合金的开发部分是在美国陆军的支持下进行的，它具有出色的可打印性、高度一致的材料性能和高强度，所有这些都不需要热处理。 Elementum 3D开发的3D打印铝合金 5083铝合金属于Al-Mg-Si系合金，具有良好的成形加工性能、抗蚀性和焊接性。优良的抗腐蚀性使该合金广泛用于海事用途，以及汽车、飞机焊接件、地铁轻轨等领域。 然而，传统的5083铝合金采用粉末床激光熔融工艺3D打印容易凝固开裂，因此固有成分使其不适合用于基于熔融的增材制造工艺。 Elementum 3D利用获得专利的反应性增材制造 (RAM) 技术，可制造出适合3D打印的纳米级增强材料，并具有精细等轴微结构以形成优异性能。3D打印技术参考注意到，所谓RAM技术是利用放热化学反应提高打印适应性并提高材料性能。RAM工艺可以制造先进的金属基复合材料，它结合了连续的金属基体和高强度增强陶瓷或金属间相。这种方法能够打印出兼具强度、韧性、刚度、抗疲劳性和高温性能组合的材料。 A5083-RAM5具有良好的各向同性且去应力退火前后性能一致 对于A5083-RAM5铝合金，则实现了5083铝与陶瓷分散强化的强度和刚度增强性能相结合。 同时，新开发的A5083-RAM5铝合金在水平和垂直方向，打印态和应力消除状态下都表现出一致的拉伸性能。新开发材料的强度明显高于锻造5083产品，打印后的A5083-RAM5的屈服强度是应变硬化锻造5083-H116的1.8倍；在应力消除状态下，屈服强度是锻造5083-O的2.9倍。 A5083-RAM5铝合金的发布使制造商能够使用高强度铝合金打印高级部件，同时减少后处理时间和成本。该材料设计用于传统上使用锻造5083合金的应用，包括压力容器、船舶部件、航空航天部件以及能源领域应用，这些行业将受益于这一新型铝合金的更高强度和设计复杂性的应用。 Elementum 3D开发的铝合金 金属基复合材料增材制造则有机会制造出更多的高性能合金。RAM技术利用熔池中的化学反应形成弥散强化金属基复合材料，从而形成优异的产品性能。需要指出的是，3D打印技术参考也注意到西工大凝固加工国家重点实验室也开发了一种策略，能够在无需热处理的情况下在打印过程中定制微观结构，可在不牺牲延展性的情况下有效提高强度，该研究将于后续介绍。 对于Elementum 3D公司的RAM原料，其专为优化粉末流动性和稳定性而设计，该公司的铝合金粉末有多种配方、尺寸和形状，可用于LPBF、DED和其他粉末增材制造工艺。 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.新的热处理技术，为3D打印的涡轮叶片「获得工业应用」扫清道路 2.3D打印+热处理，使IN718的高温力学性能达到锻件水平 3.研究人员使用SLM技术3D打印单晶纯镍及3D打印单晶热处理制度 4.西工大黄卫东、林鑫教授团队：3D打印Al-Si合金工艺–组织–性能量化关系研究

5月2日，3D打印技术参考注意到，区域金属3D打印代表厂商Seurat Technologies已与Siemens Energy签订协议，将采用当前最先进的粉末床激光熔融技术3D打印重量达59吨的涡轮机金属部件。这些满足西门子能源材料资格要求的零件将在六年内加速开发，该合作将从制造单个零件系列开始，并逐步扩大到其他零件类别。 当前传统、主流的粉末床激光熔融（SLM/L-PBF）工艺制造效率仍旧较低，主要用于制造高成本、小批量零件。为了在成本、规模和质量方面与传统的、污染性的生产方式相比具有成本竞争力，Suerat开发了Area Printing（区域金属3D打印），该过程将单个激光束转换为200万个光点，可实现面烧结/熔融的效果，从而更快的3D打印金属部件。通过极大提高金属3D打印的速度，该公司相信它可以取代传统制造方法。 使用其第一代装备，可以实现约300美元/公斤的制造成本，根据3D打印技术参考的了解，当前国内某领先的金属3D打印服务商提供的最便宜的金属3D打印材料316L不锈钢的价格为1.8-2元/克，两相对比可以发现价格的优势是显而易见的。到2025年，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。  区域打印和单/双/4激光及16激光slm相比的成本和构建速度对比  不同技术在构建速率与细节特征方面的对比 当前金属增材制造和Seurat几代设备制造成本的对比 基于这一规模性的巨大改进，西门子能源风险投资公司早已投资了Seurat，以此致力于能源创新、减少碳排放以及改变商业模式。 西门子所有的增材制造用例都是针对小批量组件的，此次Seurat瞄准了Siemens Energy内部通常使用铸造和机加工制造的零件系列。如果初始项目一切顺利，Seurat将能够从第一个零件系列扩展到西门子用于其能源发电技术的数百个其他组件。 仅需一台3D打印机，Seurat就能够每年为西门子能源3D打印10吨零件。随着它扩大到更多的零件系列和更多的客户，该公司将推出更多的微型工厂，每个微型工厂由20-30台打印机组成，每年可生产500吨。在2022年10月，3D打印技术参考注意到，Seurat已与三大制造商签署了向他们供应25吨零件的制造协议，涉及工具、运输、能源领域等。此次59吨制造协议，无疑是该公司取得的又一重大发展。 Seurat未来工厂规划 区域金属3D打印带来的技术进步是巨大的，至少与传统的打印方式相比，它具有革命性的变化，并具有挑战传统制造技术的潜力。 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.区域金属3D打印是对传统SLM技术的发展更是挑战 2.25吨零件：区域金属3D打印制造商Seurat获得大批量制造订单 3.蓝光+区域打印 | 美空军资助100倍速未来金属3D打印设备研发 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