导读：近日，3D打印技术参考获得一条读者的信息，一家名为Tecnica的公司提出了一种新的无透镜光学扫描系统，消除了X和Y轴振镜，同时增加了固定反射镜以及旋转反射镜，从而将SLS和SLM的扫描打印速度提升了近三倍。与此同时，Tecnica指出，这种新的光学系统消除了传统光学振镜系统的很多固有不足。 3D打印技术参考查询了光学集团和服务公司F-THETA对传统光学扫描系统的介绍。在典型的二维扫描系统中，激光被准直以后经过X和Y轴的反射后进入聚焦透镜，光束将被聚焦镜头聚焦在工作平面上。X和Y轴的旋转，使得激光在聚焦平面内移动。激光聚焦光斑的大小有聚焦透镜决定，这个透镜也就是我们通常称之为场镜的F-THETA透镜。构件尺寸较小的金属3D打印机所采用的就是这种光学设计。 随着扫描范围的增加，激光扫描振镜的尺寸要求也相应增大，光束的直径也增大，这样才能保证较大的NA，由此光束可以获得更小的衍射极限，从而获得小光斑聚焦。当然，由此产生的F-theta扫描场镜的制造成本也相应增加。 基于X和Y轴振镜的扫描系统 针对以上这种情况，可以考虑使用三维扫描系统的解决方案，这时，XY二维扫描振镜定位在聚焦镜后面，因为光束并不需要在镜头上移动，因此F-theta透镜不需要太大。当然这种情况无法获得平场效果。如果要获得平场，第三个方向Z轴就需要进行线性的移动。 典型的激光系统采用伽利略望远镜的形式来获得需要的光学系统NA。在入射镜片和聚焦物镜之间的距离决定了系统的焦距。通过改变入射镜片，就能够决定聚焦的位置，如下图所示。通过三维的调节，最终可以获得平场的效果，这便是如今大尺寸SLM技术所使用的动态聚焦系统。 动态聚焦系统当前主流的SLM技术均采用以上两种光学系统，但这套系统如今受到了来自Seurat的挑战，其独特的光学设计将200多万个激光点融合为一束激光，每个激光点的能量均可以通过切片图像的像素设计控制能量，一次可以实现2×2mm甚至15×15mm的区域曝光熔化，此举大大提高了成型效率。 Seurat区域金属3D打印过程 ‍ 根据Tecnica的相关资料，所有SLS/SLM 3D打印机制造商都使用相同的核心技术——检流计——来引导激光束到达打印表面。检流计具有固有缺陷，无法精确控制提供给打印表面每个点的能量。这使得表面温度难以控制，从而导致零件多孔且内部不均匀。尤其是需要非常精确地控制打印温度的高质量金属部件，目前的技术仍然存在困难。与此同时，当需要高分辨率、高质量的打印时，定位和速度的不对称和非线性使得调制变得更具挑战性：光束入射因体素位置而异，光束垂直与偏转于表面，会导致熔池的差异。 3D打印技术参考认为，Tecnica所指出的这些科学问题，在工程使用过程中也获得了高质量部件。但对于一些缺陷的形成，Tecnica所提出的问题也值得参考。 Tecnica推出的Øgon光学系统 Tecnica推出了名为Øgon的架构，这时一种无透镜光学扫描系统，消除了X和Y轴振镜，同时增加了固定反射镜以及旋转反射镜，由于其独特特性，确保了一致的能量传输和激光束在表面上精确定位：激光束总是以相同的距离到达打印表面上的每个点，因此能够在每个点均能准确聚焦，精确加热表面上所需的点，而不会加热到周围的区域。激光束始终垂直于表面，因此表面上的光束形状不会失真。 Tecnica Øgon光学系统 Tecnica Øgon光学反射镜 Tecnica认为凭借Øgon的精确度以及精确的能量和温度调节，可以实现最终零件生产中所需的可重复的高质量、同质性和强度，尤其是在金属3D打印方面。 Tecnica的Øgon打印头设计简单，无需使用基于检流计的复杂解决方案，因此提供了更强大且更具成本效益的解决方案。 使用Øgon光学系统，Tecnica设计和制造了SLS/SLM 3D打印机，该公司认为新打印机能够以制造最终用途零件所需的速度和成本效率生产出一致、高强度的零件，而不仅仅是原型制作。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。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.行业巨头云集Formnext增材制造展，多场重量级论坛，紧抓中国市场复苏机遇 2.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 3.工艺综述：金属增材制造技术的重要创新发展及代表性企业 4.2022最新金属与非金属增材制造技术全景图（中文版）

在2022年古德伍德速度节上，奔驰带来了三款重磅车型，其中有一款体现梅赛德斯-奔驰对能效未来愿景的VISION EQXX概念车。它在2022年6月的一次真实道路续航实验中，实现了1次充电续航1202公里，平均百公里电耗8.3kWh的记录。这款车型引起汽车行业广泛关注，3D打印技术参考注意到，VISION EQXX大量使用了轻量化的技术和材料。 VISION EQXX的3D打印零件分布 EQXX展示了奔驰即将问世的下一代电动车的发展方向及全新的造车思路，尤其是长续航表现方面：不是通过装载越来越大的电池组实现长续航目标，因为电池越大，车越重，由此带来的是车辆的行驶效率下降。 3D打印砂模制造大尺寸一体化铸件 受到自然形态的启发，并与创新初创企业合作，工程师使用先进的数字工具通过3D打印制造去除多余材料来减轻重量并减少浪费。VISION EQXX的整个后副车架将70多个部件整合为一个单一的、仿生、优化结构铝铸件。据3D打印技术参考了解，此前特斯拉采用一体化压铸技术引领了汽车的生产制造变革。 VISION EQXX由70多个部件整合的巨大铝铸件 为了生产梅赛德斯有史以来最大的铝铸件，该公司使用了一个巨大的3D打印砂模，该砂模据称使用了公司内部的voxeljet粘结剂喷射3D打印机制造。其他部件如悬挂支架，也是由3D打印模具铸造而成。 该整体化的后副车架由奔驰内部开发，使用了完全数字化的技术和软件方法，在汽车行业中是完全独特的，结果是在可用的紧凑空间内实现了最佳功能，并在短短四个月内完成了这一单体大尺寸零件铸造。 开发工程师从有机结构中获得线索，仅在功能所需的地方，即施加载荷位置使用材料。根据自然规律，没有负载的地方就不需要材料。 VISION EQXX巨大铝铸件整体展示 最重要的结构标准是具备极高的刚度和出色的碰撞性能，一体式铸件的优点在于将功能集成在一个极其轻量化的单个组件中，而不是将多个零件组装在一起。 ‍VISION EQXX借助3D打印技术制造的零件 除了后副车架铸件外，VISION EQXX中的另一个一体式铸件是减震器圆顶，它是容纳汽车前部的悬架组件。与后副车架铸件一样，该零件也有助于将重量保持在最低限度，与传统的压制圆顶相比减轻了约4公斤。 根据自然原理设计的结构铸件，也被梅赛德斯-奔驰注册为BIONICAST商标。 将创新成果转移到现有生产车型 如此大尺寸的一体化铸件并不是唯一使用3D打印创建的部件。其他如挡风玻璃刮水器电机的支架也进行了重量优化，直接金属3D打印将其从2公斤减轻到200克，该零件也采用仿生工程原理设计。 VISION EQXX的挡风玻璃刮水器支架采用仿生工程原理设计 VISION EQXX的挡风玻璃刮水器支架‍‍ 这项开创性技术被证明在将重量保持在最低限度且在严格的尺寸限制内最大限度地提高功能方面非常宝贵。目前，它已被转移到梅赛德斯-奔驰的生产车型上，如新EQS中的底盘部件已经过修改，通过增加刚度来减轻重量。 戴姆勒股份公司和梅赛德斯-奔驰股份公司管理委员会成员、负责开发和采购的首席技术官表示，“VISION EQXX背后的技术计划将定义和支持未来的梅赛德斯-奔驰车型和功能，VISION EQXX将梅赛德斯-奔驰牢牢确立为在汽车世界及其他领域将奢华与技术相结合的品牌，我们开发它的方式与车辆本身一样具有革命性。”   VISION EQXX使用传统技术制造的零件，实心金属又大又笨重 VISION EQXX的内饰部件部分采用回收塑料3D打印制造在汽车内饰方面，VISION EQXX广泛使用回收塑料，如用于闪光纺织品的回收PET瓶，梅赛德斯-奔驰使用这些材料3D打印了后底板铸件的42个开口贴片，经过形状优化设计的贴片具有极高的刚度和良好的隔音质量。与传统生产的部件相比，这种创新的工程方法有可能实现15%到20%的重量减轻。它标志着轻量化设计的一个里程碑，满足严格的梅赛德斯-奔驰的质量要求。此外，新车在车身外壳的仿生结构和头枕等内部结构中也都采用了回收塑料。 END VISION EQXX是一项正在进行的计划的成果之一，该计划正在为汽车工程的未来提供蓝图。它的许多功能和开发已经集成到生产中，包括下一代用于紧凑型和中型汽车的梅赛德斯-奔驰模块化架构。计算机软件和增材制造技术的创新将允许开发更轻的产品、零件和结构。工程师可以通过使用专门的软件来确定可以最有效地减轻重量的区域，从而对一系列组件实现最大的优化。然后，数字化3D模型可以测试轻质部件的性能，以确定最佳设计选项。仿生设计和仿生学可能代表着轻量化设计的未来。通过将不断寻求技术和科学创新与对自然的更深入了解相结合，制造商和行业将继续开发更轻、更强大的组件。 该项目在短短18个月内就从白皮书变成了一辆整车。它吸引了来自世界各地的各种初创企业、合作伙伴和机构的人才，组成了一个跨职能、多学科的团队。在互相争论中，应用最新的技术和思维来开发先进的、高效的解决方案，在不久的将来将发挥重要潜力。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.历时三年，宝马集团IDAM金属3D打印推进计划成功实施 3.宝马领投弹性体高通量增材制造工艺，在汽车领域具有巨大应用前景 4.宝马故事：还在专注锻造？不，它早已将3D打印规模化应用在日常生产中

2022年7月4日，由西北工业大学航天学院空天组合动力创新团队牵头研制的“飞天一号”火箭冲压组合动力在西北某基地成功发射，这在国际范围内，首次验证了煤油燃料火箭冲压组合循环发动机火箭/亚燃、亚燃、超燃、火箭/超燃的多模态平稳过渡和宽域综合能力。 这些专业的术语笔者读起来不明觉厉，专业人士对此的解释是，这款发动机可以使飞行器无论高度和速度处于什么样的状态，发动机内部的工作机制都可以稳定地进行变化。例如当火箭发射后，发动机可以平稳地从火箭模式切换到亚音速燃烧冲压模式，当速度加快至7马赫时，又会切换到超音速燃烧冲压模式，甚至还可以直接从火箭模式进入超音速燃烧冲压模式。 再详细的说，就是飞行器在装备常规涡扇发动机时只能以高亚音速进行飞行，而要以超音速或者超高音速飞行，就需要依赖冲压发动机。西工大研发的冲压组合循环发动机实现了两款发动机的融合利用。 3D打印技术参考注意到，铂力特参与制造了该组合发动机某些关键零件，所采用的设备为BLT-S515和BLT-S600，其成形尺寸分别为500mm×500mm×1500mm和600mm×600mm×600mm。需要注意的是，只有大尺寸零件才会使用大尺寸的设备，从超燃冲压发动机的结构图可以看出，3D打印制造的可能是如燃烧室、进气道这样的大尺寸零件。 双模式冲压/超燃冲压发动机（来源：Laser ignition of hypersonic air–hydrogen flow） 实际上，采用3D打印直接制造发动机燃烧室的提法在业内已经持续多年。不仅仅是高超音速飞行器所使用的超燃冲压发动机，火箭的发动机燃烧室也均是3D打印应用的重点。如Launcher、Rocket Lab、深蓝航天等是知名的3D打印火箭发动机制造的重要用户，NASA也采用3D打印制造了直径1米、高0.9米的一体化火箭推力室。 国内在该领域的信息公布较为保守，7月18日，美国雷神公司宣布完成第二次高超音速武器飞行试验并直言使用的超燃冲压发动机是完全3D打印的。 尤其是燃烧室，该公司高级导弹系统部门副总裁表示，3D打印一体化制造减少了传统工艺中的焊接流程以及制造成本，同时也更利于寻找减轻重量的方法，以便可以携带更多的燃料和载荷。 超燃冲压发动机结构 超燃冲压发动机的燃烧室是整个推进系统中难度最高的零部件之一，决定了超燃冲压发动机技术的总体发展水平。其内部气流速度高、空气湍流现象严重，实现可靠点火与稳定燃烧极为困难。对于燃烧室而言，需要精密的流道尺寸控制来满足燃烧状态要求，足够的壁面耐烧蚀性来维持高速高温气流的冲刷，较高的结构强度来保证内部持续高压作用下结构完整性。对采用主动冷却的燃烧室而言，还需要结构留有细小狭长的冷却气 /液流通道，燃烧室结构更加复杂。 这都为超燃冲压发动机燃烧室的加工提出了很高要求，即使采用传统工艺能够制备，也需要将其分解成数量众多的零部件、加工成型后经由复杂装备得到，由此，复杂的装配尺寸链传递将直接导致相关零部件需要具备非常高的加工精度，而且加工与装配消耗的时间也将导致燃烧室制备周期相对漫长，此外大量的零部件装配势必引入较多的附加质量，这些无效质量将使整台发动机的有效推重比降低。 2022年3月中旬，美国成功测试一枚高超声速导弹。这枚由洛克希德·马丁公司生产的高超音速巡航导弹从B52轰炸机上发射，以大于5马赫的速度飞行，飞行高度超过19812米，飞行距离超过482.8千米。该超声速导弹由Aerojet Rocketdyne超燃冲压发动机提供动力，而该发动机的制造采用了3D打印技术。洛克达因表示，通过使用创新的制造技术和材料，他们不仅提高了产品性能，同时大幅降低了成本和开发时间。而在此次测试中所使用的超燃冲压发动机因使用3D打印技术，使零件的数量相比此前X-51A Waverider（美国另一款高超声速武器）的发动机零件减少了95%。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.美军工商将3D打印用于最新高超声速武器和新型太空发动机关键部件制造 3.装备：实现新型仿生/梯度结构设计，催生新概念武器装备 4.3D打印使高效气动塞式火箭发动机制造成为现实

近日，3D打印技术参考注意到，美国商务部国家标准与技术研究院NIST已授予纽约州立大学奥尔巴尼分校、奥本大学、科罗拉多矿业学院和通用电气研究院共370万美元赠款，用于推进金属增材制造标准化和测量科学研究，帮助解决目前和未来广泛采用金属增材制造技术的障碍。 美国商务部负责标准和技术的副部长兼NIST主任表示，“美国可以在制定测量和国际标准方面发挥主导作用，这将有助于加速采用这些重要的3D打印技术。为了在全球竞争，我们需要投资这样的项目，将我们在工业界、学术界和政府领域的最优秀人才聚集在一起，解决重要的技术挑战。” 在 NIST 基于金属增材制造资助计划下，美国将加快推进该领域的进步增材制造是通过基于3D计算机模型逐层构建零件的技术，大多数基于金属的增材工艺通过熔化或烧结粉末来成形零件，这种新的制造形式在性能、效率、速度和能力方面有可能优于传统制造工艺。但作为一项新技术，为了提高全球分布的增材制造装备制造能力的可重复性和可靠性，金属增材制造标准化是一项关键要求。 标准是企业产品生产的重要依据，是保证产品质量，提高产品市场竞争力的前提条件。行业和产品标准是产品质量的技术保障，同时也是技术和经济能力的综合反映。如今，标准已成为各国竞争的焦点之一，谁掌握了标准制定权，谁的技术转化为标准，谁就掌握了市场的主动权，谁就有说话的权利。这也是在美国封锁华为之后带给更多国人的启示。 目前，中国的3D打印机已有很多品牌出口欧美国家，从非金属类的光固化、熔融挤出、激光烧结到金属类的粉末床熔融，涉及的国内品牌包括纵维立方、RAYSHAPE、创想三维、华曙高科以及易加三维等等。尤其对于金属增材制造装备，欧美市场也已成为国内装备制造商的重要市场组成部分。 美国商务部指出，“增材制造具有减少材料浪费、降低能源强度、缩短上市时间和准时生产等优势，可以加强美国的供应链安全与稳定，加速采用新的测量方法和标准将有助于提升美国在这一重要行业的竞争力。” 在这种趋势下，中国企业后续将不得不执行美国制造标准才能继续开拓该市场。更关键的是，中国在目前多种新型金属增材制造工艺方面尚落后于美国，如以Velo3D为代表的无支撑金属3D打印，其融合了先进的监控手段和软件控制技术；以Seurat为代表的区域金属3D打印，其可以将超过200万点的激光聚焦在金属粉末床上，每个点的功率和持续时间完全可控，从而打造出生产级的全功能组件；以及以Desktop Metal为代表的粘结剂喷射金属3D打印，它在制造效率方面远远超出基于激光的制造速度，将制造成本大为降低。 几种中国缺少的先进金属增材制造工艺美国材料实验协会（ASTM）在增材制造技术的标准制定方面也具有相当高的效率，尤其是在金属增材制造技术方面。该组织已经推出了关于定向能量沉积、电弧增材制造等相关工艺的设计、材料、无损检测相关指南；去年11月推出了激光粉末床熔融增材制造设备的安装、操作和性能要求的认证原则；今年4月，推出了《评估增材制造工艺制造金属材料机械性能的标准指南》；将于8月推出金属粉末床熔融设计指南；目前正在制定金属粉末床熔融工艺的后处理指南、粉末材料中的水分检测指南以及工业增材制造场所的质量要求等。 ASTM正在着手建立粉末材料的水分检测指南美国商务部通过自己的研究和这些拨款，也在解决采用增材制造过程中的障碍，包括支持基于等效资格和基于模型资格的测量科学、材料表征以及支持一致数据交换/表征新的标准进步。 以下组织将获得NIST基于金属的增材制造赠款计划资金，并将在两年内使用： 纽约州立大学研究基金会——95. 7万美元 该项目的目标是展示一种增强的无损评估技术，该技术可以确定关键的材料特性，如氧化物厚度、飞溅颗粒百分比、晶粒尺寸和缺陷检测。 科罗拉多矿业学院——95.6万美元 该项目将研究新的光学计量技术，实现实时过程反馈和控制，从而实现基于过程的3D打印金属部件的鉴定和认证。 奥本大学——94.9万美元 该项目的目标是建立一个具有计算机视觉和机器学习功能的数据驱动框架，用于对因疲劳而无法承受故障的应用进行增材制造材料和零件的无损鉴定。 通用电气——87.3万美元 GE Research与 GE Additive和德克萨斯大学埃尔帕索分校合作建立了用于测试和评估的智能缝合集成 (I-SITE) 计划，以扩展现有标准化方法并建立传感器响应、材料行为和机械性能之间的相关性。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.行业巨头云集Formnext增材制造展，多场重量级论坛，紧抓中国市场复苏机遇 2.工艺综述：金属增材制造技术的重要创新发展及代表性企业 3.超大装备 | 国内8家多激光、米级SLM金属3D打印机汇总 4.增材制造——ASTM/ISO/SAE/国内现行标准有哪些

近年来，3D打印在产品设计与原型开发中应用的趋势越来越明显。我们熟知的工业包装、汽车、灯具、航天制造等领域中都或多或少地看见了3D打印的身影。正如中国工程院院士卢秉恒教授所说“未来3D打印产业将逐渐成为各行各业产品开发的利器”。 联想集团主要研发、生产和销售笔记本电脑、一体机、台式电脑、服务器、手机、平板电脑，以及其他移动互联、数码、电脑周边等类产品。3D打印技术及新材料为该公司的产品开发发挥了重要作用。 从传统机械加工到3D打印技术的引进 在联想（北京）的研发大楼里，一个电脑外壳及配件从前期的构思设计研发到最终定稿生产需要经历无数次测验，同时也需要不断地迭代更新，对于传统手板制作、开模制作采用雪弗板激光雕刻、CNC加工等方式，周期比较长、而且制作过程中会产生大量的浪费，基于这样的背景下，联想（北京）有限公司尝试使用3D打印技术。 电脑机箱生产线 在正式引入RAYSHAPE 3D打印机之前，联想（北京）比较了市面上多款光固化打印机，但是在样件精度及材料多样性的问题上，始终没有找到最优解。直到遇到了RAYSHAPE的P200系列，经过多次样件的精度对比后，联想（北京）最终选择了P200L机型。 ”这款机器的加入彻底改变了产品开发的整个周期，从创意到设计模型，再到成品，无需工具，转眼间就能实现“，联想（北京）的工程师反馈说。 使用3D打印技术打印复杂结构原型 在联想（北京）的产品开发设计中，经常会遇到复杂的壳体零件，由于以CNC加工生产需要进行大量的沟通和协调，在生产过程中，开发团队就要依靠具有丰富专业知识的技术人员来跟进整个环节。冗长的时间，高昂的成本，复杂的过程，这些都耗费技术人员大量的时间与精力，更提高了原型打样中设计迭代的费用，甚至还要为最后难以实现的结果买单。 【P200L在办公室的实景图】【样件实图】 一般考虑使用3D打印的部件多为承重要求不高、原创设计结构较复杂，功能上有特殊要求或者尺寸很大，传统方式的设备无法完成的一些零件。 【使用3D打印技术研发的联想ThinkCentre neo 50t Gen 3】 很多情况下开发设计中需要考虑制造成本、重量问题还有研发生产周期，这种时候3D打印便成了最优选择。工程师透露：“选择使用3D打印去替代传统的工业产品制造工艺，3D打印能突破传统制造方式的技术限制，生产几何形状高度复杂、重量超轻且性能稳定的零件。3D打印能够被设计生产者接受并受宠的原因自然离不开其能所能节省的成本和时间。” 【联想使用3D打印机】 此外，RAYSHAPE推出的防静电材料也让联想感觉到满满的诚意，在生产过程中，因为会有静电干扰，影响正常生产，甚至引发火灾或爆炸事故，RAYSHAPE防静电材料的优势就体现出来了。 【ESD-T防静电材料技术参数表（点击可放大）】 【联想耳机】 RAYSHAPE防静电材料，表面电阻达10^6-10^8Ω，13% 断裂伸长率，28 J/m 缺口抗冲击强度，一定的耐热性能，长期的环境稳定性……这些都保护了电子元器件避免静电冲击，更避免因吸附灰尘、粉末而引起火灾甚至爆炸。 RAYSHAPE 3D打印机带来的巨大优势 无需模具便可生产零件 使用3D打印技术的一个主要优势是无需模具便可生产零件。联想的设计师们可以直接从数字文件跳到实体零件，不仅可以免去模具开发制作的费用，还可以缩短制作时间，将以往1周的打样制作时长缩短至1天。整体分析来看，使用DLP 3D打印技术帮助联想单个零件降低了80%以上的生产成本。 产品打印精度高 因为P200L机型采用了DLP 3D打印技术，其原理为数字面曝光，也就是说，在打印的时候，DLP技术一次投影固化一个面层，另外光斑尺寸在75μm以内，这与FDM、SLA的3D打印技术相比，尺寸精度和分辨率更高，对于打印复杂细节的零件来说更具优势。 前处理软件简单易上手 前处理软件ShapeWare操作便捷易上手，可免调校直接使用，无需培训或经过一些简单培训，设计人员就能很快的制作出符合需求的原型部件，可节省大量时间，这对联想的工程师无疑是非常很友好的。 【ShapeWare前处理软件】 产品打印时间灵活 RAYSHAPE 3D打印技术的一大优势是它可以在单一流程和非营业时间内制造零件。此外，打印一个零件与打印多个零件耗时一样，这充分满足了研究时所需要的小批量生产，可以第一时间制作完成原件与替换件。 DLP 3D打印机的市场前景 随着RAYSHAPE的产品体系的不断成熟，为光固化3D打印这个技术路线拓宽了应用界限。未来，随着材料技术的进步，相关的树脂材料性能会越来越好，甚至会逐渐达到注塑级别的性能。 未来，联想将与RAYSHAPE携手共进，继续引原型制造的数字化转型，并提供更优秀的工业制造解决方案，相信不久后大规模个性化定制生产将会实现，这将是一个伟大的变革。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.超150家，行业巨头云集Formnext增材制造展，多场重量级论坛，紧抓中国市场复苏机遇 2.新材料发布丨RAYSHAPE推出ESD-T防静电光敏树脂 3.外发3D打印风险越来越高，知名品牌选择RAYSHAPE打印机转向内部生产 4.开核桃、抬杠铃丨一款“高刚耐温、超精细、低蠕变”的功能性3D打印树脂

7月24日14时22分，中国文昌航天发射场，长征五号B运载火箭托举当今世界最大单体载人航天器中国空间站问天实验舱点火起飞，并成功进入预定轨道；北京时间7月25日3时13分，问天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口。按任务计划，神舟十四号航天员乘组随后将进入问天实验舱。3D打印技术参考介绍本次发射过程及问天舱及空间站其他系统3D打印技术的应用。 ‍ 问天实验舱热控分系统使用3D打印技术 航天器在轨时，没有了大气层的保护，在太阳照射的情况下，表面温度可达100℃以上，而没有阳光时温度则到零下100℃以下。 作为我国尺寸最大的航天器，问天实验舱在极冷极热的太空环境中，航天员和舱内的各种设备一直处于20多摄氏度的舒适环境中，这得益于航天科技集团五院空间站问天实验舱热控团队研制的热控分系统。 （来自：火星学会MarsSociety） 为避免问天实验舱成为大烤箱，热控团队研制了一套目前国内最大的“太空空调”系统，为问天实验舱提供了一个舒适的温度环境。这套“太空空调”系统包括量身定制的太空外衣、密闭隔舱内的风冷系统和遍布整舱的液冷系统。 据航天科技集团五院问天实验舱流体回路负责人王德伟介绍，团队为问天实验舱研制了3套液冷系统，将各种设备或实验载荷产生的热量收集并辐射到外太空，可支持数千瓦级以上的实验载荷的散热。其中一套是专门为舱外实验载荷进行温度保障的散热回路，首次研制了四通阀技术，解决了舱外实验载荷安装状态与否对回路系统的影响，在重量上优于国际空间站使用的多阀门调控技术。同时，研制人员开发了大尺寸、高效界面导热材料，兼顾了舱外载荷维修和导热的双重目的。 “梦天”、“问天”实验舱——分别用于生物、材料、微重力流体、基础物理等方面的科学实验（来自：火星学会MarsSociety） 在“太空空调”的研制中，为满足部分特殊设备的温度控制要求，航天科技集团五院问天实验舱热控研制团队还使用了部分黑科技，包括在密闭隔舱内使用的基于3D打印的风冷冷却技术、舱外设备上使用的太阳反射率超过90%的白色外衣、石墨烯导热索技术等。 “太空堡垒”的设计密码之一：轻量化的结构+轻量化的材料+3D打印 空间站的结构与机构分系统犹如“太空堡垒”，让生命得以在太空中存续。为了让“太空之家”结实、坚固、耐用，航天科技集团五院空间站结构与机构分系统研制团队解锁了轻量化、密封性、长寿命、高可靠性、智能化的五重“设计密码”，为空间站保驾护航。其中，轻量化是对3D打印技术的重要应用。 “天和”核心舱——未来空间站的指挥控制中心，航天员生活的主要场所（来自：火星学会MarsSociety） 研究团队指出，结构轻量化设计是空间站结构研制过程中始终坚持的设计思想，设计团队从结构参数优化、拓扑优化、轻型材料应用、3D打印工艺、多功能结构等多个方面开展减重工作。从直径4米的框体、壁板蒙皮、各类尺寸的支架，到蜂窝板里的一个金属埋件，对每一个零件进行减重设计，并提出了结构加工过程中的重量控制方法，将舱体结构成功瘦身，为其它设备和载荷提供了更多的搭载机会。 梦天实验舱段结构图 蒙皮点阵结构也已经成熟用于航天器结构产品。3D打印技术参考还于北京空间飞行器总体设计部在《机械工程学报》发表的一篇论文了解到，航天五院设计的一种封闭蒙皮包裹三维点阵层级结构的设备支撑结构，比采用传统设计及制造方法的结构减重46.4%，实物已应用于某型号卫星载荷支撑任务。封闭蒙皮包裹三维点阵的结构形式可以有效提高支架类结构的设计效率，在航天器结构轻量化方面具有推广应用前景。 3D打印技术参考注意到，梦天实验舱已于近日完成正样热试验 增材后处理工艺创新转型，卓越目标不变 西安航天发动机有限公司为此次发射提供了4组8台120吨液氧煤油发动机作为助推动力。其中也有增材制造相关技术的采用。 该公司增材制造创新中心磨粒流加工工艺的应用，使一级泵叶轮铸件流道表面粗糙度降低2倍以上，有效提升了铸件的防锈能力，使涡轮泵的性能更加稳定，发动机零部件交付质量也再上新台阶。增材制造创新中心陈振宇表示，“此次工艺转化，可以说是锦上添花，正是我们追求卓越的体现。” END 航空航天是当今世界科技强国竞相发展的重点方向之一，其发展离不开兼具轻量化、难加工、高性能等特征的金属构件。增材制造技术为高性能金属构件的设计与制造开辟了新的工艺途径，可解决航空航天等领域发展过程中对材料、结构、工艺、性能及应用等提出的新挑战。 与此同时，轻量化的材料+创新型的设计+3D打印，这种新模式为减重进一步释放了空间。材料和结构协同制造，使满足更高要求成为可能，这种模式的使用也罕见的被航天单位所报道。   本文所述3D打印技术的应用来源于航天五院总体部及西安航天发动机有限公司已公开内容。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.考虑工艺约束的3D打印自支撑晶格用于中国新型超轻航天器结构 3.超大装备 | 国内8家多激光、米级SLM金属3D打印机汇总 4.轻量化的材料+创新型的设计+3D打印，新模式为减重释放空间

铜及铜合金材料是一种重要的工业材料，具有优良的导电、导热和耐腐蚀性能，且具有良好的力学性能和加工成形性，是人类最早使用的金属材料之一，曾创造了青铜器时代的辉煌。随着高新技术产业的飞速进步，新材料朝着超高性能、高纯度、高迭代的方向发展。纯铜因其优良的导电性和导热性而闻名，是电路布线、热交换器、管道和散热器等传热部件材料的理想之选。 △由UPS-250打印加工完成的纯铜样品 突破传统3D打印可快速成形 纯铜具有较大的发展潜力和应用前景，但是随着应用端对复杂结构零部件的需求增多，传统制备纯铜部件的工艺已无法满足全部需求。相较于金属粉末注射成形技术（MIM），3D打印散热器或热交换器组件不仅可以更大程度地满足大尺寸的产品成型，而且还满足了产品趋向紧凑型、高效性、模块化、多材料的发展趋势，特别适用于异形、结构一体化、薄壁、薄型翅片、微通道、复杂形状、点阵结构等加工，可见，3D打印具有传统制造技术所不具备的优势。 △升华三维间接3D打印流程 SLM、EBM遇难题纯铜3D打印挑战重重 同时，也由于铜的导热性和反射性高，使选区激光熔化技术（SLM）在进行铜合金零件3D打印时充满挑战。铜在激光熔化的过程吸收率低（铜对1050nm波长的高功率激光吸收率只有2~3%），激光难以持续熔化铜金属粉末，从而导致成形效率低，冶金质量难以控制。此外，铜的高延展性给去除多余粉末这样的后处理工作增加了难度。因此纯铜也极难使用基于激光的3D打印系统来加工。目前的解决方法一是利用短波长激光，如采用绿/蓝激光来完成该材料制作，另一个是提高功率，常规激光器功率为200W，针对铜的SLM打印，激光功率则需要1000W，然而这对设备本身要求很高，激光器也因为反射率高容易损坏。 针对铜零部件的3D打印，其实电子束熔化技术（EBM）也算稍具优势，由于其使用的是电子束为热源，不会受到SLM激光高反射因素的影响。但因铜具有高导电率，EBM打印过程会很短；又因铜的高导热率，会导致打印的模型尺寸精度和力学性能各方面的可控性较差，打印的铜零件表面质量不佳，这又将为铜感应线圈等应用的后处理带来不便。 △升华三维3D打印纯铜换热器      别有天地PEP技术+纯铜=无限可能 显然，纯铜3D打印技术的研究与开发面临重重困难。国内金属·陶瓷间接3D打印引领者深圳升华三维科技有限公司的研究人员，通过自有专利，用独有方式正在通过粉末挤出打印技术（Powder Extrusion printing，PEP），克服纯铜材料3D打印制造领域的挑战。在纯铜3D打印上，升华三维一举填补国内空白，首创的PEP技术以间接3D打印的方式完美驾驭纯铜材料，自由打印出纯铜部件。 △由UPS-250打印加工完成的RF器模型 基于PEP技术，升华三维纯铜3D打印不需要高能激光束，巧妙地避开了纯铜打印过程中的高导热率、高反射率的问题，通过先打印生坯，然后再经过脱脂、烧结，得到纯铜零件。在打印过程中，想要获得高致密度或高导电导热纯铜制件，其纯铜打印材料配方和脱脂烧结的工艺要求也非常高，升华三维纯铜颗粒料UPGM-CU则十分适配于纯铜3D打印，其保持原料高纯净度的同时还具有更易实现致密化的特性，能满足不同铜零件的打印需求。 △由UPS-250打印加工完成的换热器模型 升华三维自主研发的3D打印设备，可以加工纯铜及其合金材料以制造致密的部件，目前已经广泛应用于热交换器、散热器和电感应器的产品开发中。例如，PEP这一技术在冷却流道制造中的应用，升华三维通过提供完善的冷却流道解决方案，将助力纯铜零部件的性能提升到最优。在此方案中，纯铜3D打印冷却流道的优势在于可以为产品设计带来更高的自由度，使设计师可以尝试具有更高热传导能力的先进结构，创建高度集成、复杂、更贴合零部件表面的随形冷却通道，打印出结构紧凑、流体通道复杂、重量更轻，尺寸更小、效率更高的产品零部件，实现高性能纯铜组件制造的新可能，而这也正是航空航天和国防建设中所需要的。

导读：2022年7月，施乐液态金属3D打印机被安装在美军黄蜂级两栖攻击舰第2号舰上——这是美国海军舰艇上部署的第一台金属增材制造装备。它的部署，是美国海军使用增材制造提高舰队战备状态战略的最新一步。 施乐液态金属3D打印解决方案通过将铝合金焊丝熔化，借助磁场精确的将液滴沉积在构建平台上并凝固，实现零件的叠层制造。其推出的3D打印机构建尺寸为300x300x300mm，最小层厚为0.24mm，铝合金零件的致密度超过99%。 这是一种基于熔融金属磁流体动力喷射的打印方法，通过利用磁场感应的压力梯度喷射液态金属液滴。根据3D打印技术参考查询到的资料，打印机控制器以预定的速率将金属丝送入陶瓷喷嘴，陶瓷喷嘴被电阻加热将铝丝熔化并在喷嘴中储存；喷嘴的周围围绕了电磁线圈，将电流脉冲施加到铜线圈上，可产生瞬态磁场，场感应与循环电流耦合，产生洛伦兹力，对熔融金属产生的压力可使液滴从喷嘴中喷出。 ‍ 整个熔化和喷嘴部分被Ar气保护，可防止氧化并对从喷孔喷出的金属液滴流提供方向稳定性。具有数字设计的计算机控制器控制加热基板在三个方向运动，热熔滴沉积到该基板上实现层层打印。 喷嘴与基材之间的距离是一个重要参数，如果喷嘴和基板太靠近，则液滴在撞击基板之前可能没有足够冷却；如果喷嘴和基板相距很远，液滴会在撞击前就已经凝固。 此外，液态金属打印中的温度梯度和冷却速率并不像基于激光和电子束的3D打印工艺中那样极端。由于喷嘴和基板之间的间隔很小，液滴在撞击前有时间冷却。与后两种工艺相比，较小的温度梯度和冷却速率可能意味着遇到的缺陷更少，如孔隙率。 然而，对于液态金属3D打印，仍然需要进行优化，以实现成本、分辨率和构建时间等因素的最佳组合。需要调整的参数包括温度、喷嘴尺寸、喷嘴与基板之间的距离。此外，还需要进行后处理来获得所需要的表面特征。构建的分辨率受液滴大小等因素的影响，影响液滴大小的因素又包括喷嘴的大小或直径、液滴喷射的速度以及单次射流是包含一个液滴还是多个液滴。 2019年2月，施乐收购这项技术的发明者Vader Systems。 2021年2月，施乐和美国海军研究生院宣布了一项战略合作，重点是推进增材制造研究，这有可能极大地改变军队供应其前沿部署部队的方式。作为合作研发协议的一部分，海军研究生院于上一年12月率先在大学校园安装了施乐ElemX™液态金属打印机。 2022年7月，施乐液态金属3D打印机被安装在美军黄蜂级两栖攻击舰第2号舰上——这是美国海军舰艇上部署的第一台金属增材制造装备。该装置是美国海军使用增材制造提高舰队战备状态战略的最新一步。 施乐液态金属增材制造技术使用标准铝合金焊丝，与其他金属3D打印技术不同相比不需要金属粉末，也不需要特殊的设施改造或个人防护设备来操作机器。该工艺需要的后处理也较少，因此提供了更快的部件制造效率时间。这种按需生产可靠替换零件的能力减少了部署部队对复杂的全球供应链的依赖。 为了应对军舰遇到的各种海况和环境挑战，打印机被安装在一个工业集装箱中加固。舰船上的一个团队将设计和3D打印舰载物品，并向海军研究生院和太平洋海军水面部队指挥官提供反馈。 关于液态金属3D打印的工艺方案还有多种，具体可参考下文： https://doi.org/10.3390/jmmp5020031 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.分责任，抓落实！美国防部发布使用增材制造的官方政策 3.美国防部授予ExOne粘结剂喷射3D打印移动方舱制造合同 4.拜登政府启动AM Forward计划，亲自为3D打印推动美国制造业发展站台

在《金属增材制造过程中的缺陷种类及产生原因》一文中，3D打印技术参考介绍了香港理工大学、西北工业大学和香港中文大学的研究人员提出的粉末基增材制造金属和合金中多尺度缺陷的类型，包括尺寸缺陷、表面质量缺陷、显微组织缺陷以及成分缺陷。为进一步提升PBF金属部件机械性能及表面质量，本文将对这些缺陷对性能的影响及控制方法进行阐述。 不同缺陷对性能的影响 1. 宏观残余应力的影响 残余应力引起的零件变形将直接影响零件性能、使用性能，并可能进一步影响3D打印零件和结构的关键应用。打印过程中出现局部变形，可能导致粉末无法均匀铺展，甚至在打印过程中损坏刮刀及整个部件。此外，即使变形值在允许范围内，宏观残余应力仍可能使材料的力学性能和部件的性能变差。此外，在部件的长期使用过程中，残余应力会导致疲劳裂纹、脆性断裂和应力腐蚀失效。 (a, b) SLM打印的Ti6Al4V 和 (c, d) SS316L 在不同条件下的裂纹扩展曲线，裂纹扩展方向 (a, c) 垂直于BD，(b, d) 平行于BD残余应力对SLM打印的Ti6Al4V疲劳裂纹扩展行为的影响研究发现，由于存在拉伸残余应力，打印部件的疲劳裂纹扩展速率更大。相比之下，铸造、β-退火和锻造材料中存在较低甚至没有残余应力，疲劳裂纹扩展速率较低。在800°C下对SLM打印的TiAl6V4进行热处理，发现残余应力从打印状态下的超过200 MPa大大降低到小于10 MPa。同时发现，残余应力对拉伸性能没有显著影响，热处理后疲劳裂纹扩展行为明显改善，强调了残余应力的作用。然而另有研究发现，由于材料的高延展性，高周疲劳状态下的疲劳行为和SLM打印的316L的疲劳裂纹扩展不受工艺引起的内应力的明显影响。这两个相互矛盾的发现表明残余应力对疲劳寿命的作用一般由基材的性质决定。 2. 表面缺陷的影响 尽管3D打印的医疗植入物较高的表面粗糙度可以促进骨骼生长，但由于应力集中和裂纹萌生，打印部件的机械性能，尤其是疲劳性能，可能会恶化。多项研究发现，表面粗糙度是对3D打印部件疲劳性能产生影响的主要因素。 研究人员对EBM和SLM打印的Ti6Al4V疲劳寿命研究发现，平均疲劳寿命随着最大表面粗糙度的增加而降低。电火花加工后的样品显示出降低的表面粗糙度和提高的疲劳寿命。此外，EBM由于表面粗糙度最高，材料的疲劳寿命最低。 表面缺陷对扭转或多轴疲劳行为的作用也较为关键。研究表明，打印部件的粗糙表面对多轴载荷条件下的疲劳寿命有不利影响，包括轴向、扭转和扭转-轴向组合情况。表面加工可以显著提高疲劳寿命。然而，在某些情况下，由于部件过于复杂，机加工等手段几乎不可能使粗糙表面变光滑。因此，控制3D打印工艺来优化表面质量显得尤为重要。 3. 微观结构缺陷的影响 普遍认为，内部裂纹和气孔对机械性能有害。该规则适用于传统铸造工艺和现代增材制造技术。3D打印金属部件中的热裂纹和固态裂纹都不适用于工业应用，因为这些裂纹可能会在静态或动态加载条件下引起过度的应力集中，导致裂纹的生长和扩展，使抗拉强度和抗疲劳性变差。然而，目前缺乏工艺诱发裂纹对零件性能影响的定量研究，这可能归因于其他固有缺陷的共存，如内部孔隙。 (a)具有不同设计孔径的SLM制造SS316L的延展性 (b) Ti6Al4V极限抗拉强度(c)气孔和 (d) LoF孔引起疲劳的证据对于内部孔隙，有研究认为当孔隙由小孔模式熔融引起，且孔隙率小于1%时对力学性能无害。然而，孔隙率进一步增加往往会导致部件的屈服强度和伸长率降低或分散，这已在研究界得到广泛认同。此外，有学者表示，单独的孔隙率指标不能很好地与3D打印金属部件的拉伸性能产生直接关联，孔隙的频率、尺寸、形态和方向对零件的拉伸性能都有关键影响。 另一方面，内部孔隙对3D打印金属部件的疲劳性能也有明显影响。由于缺陷尺寸不同，未熔合孔隙比气孔对疲劳寿命的危害更大。研究发现，铝合金的疲劳强度高度依赖于孔隙率和未熔合缺陷，疲劳寿命受垂直于加载方向的裂纹状孔隙控制，这些孔隙可能会受到应力集中并引发疲劳裂纹。总之，内部气孔的存在促进了疲劳裂纹的萌生，降低了疲劳性能。然而，内部孔隙，尤其是气孔，是增材制造工艺的固有特征，难以完全消除。柱状晶粒对性能的影响发现，机械性能的各向异性可能源于柱状晶粒，这对施加多向应力的应用是有害的。SLM制造的垂直试样的屈服强度低于水平试样，相比之下，垂直试样的延展性明显高于水平样品，这是因为沿垂直排列的晶界可以容忍更多的损伤，导致更大的塑性变形。 (a) SLM垂直和水平打印SS316L的应力-应变曲线(b)应变硬化行为；(c)载荷沿BD方向和(d)垂直于BD方向EBM打印的In718的低周疲劳行为；（e）垂直BD方向加载和（f）平行BD方向加载条件下的损伤容限示意图 此外，织构柱状晶粒引起的疲劳性能也显示出各向异性，具有柱状晶粒的不同材料零件疲劳裂纹扩展速率具有不同趋势。目前对由柱状晶粒引起的各向异性疲劳裂纹扩展行为的潜在机制的理解仍然模棱两可。 4. 成分缺陷的影响 微偏析也会对机械性能造成不利影响。由于偏析导致的非期望相在 出现在材料中，会导致疲劳性能下降等，对机械和功能性能产生负面影响。 (a) SLM打印的SS316L与铸造和锻造样品相比的应力-应变曲线；(b)不同微观结构特征对打印态和退火的SLM SS316L硬度的贡献；(c) SLM打印的SS316L的屈服强度作为相场模拟预测的Cr浓度的函数；(d) DED SS316L的估计屈服强度作为 GND 密度的函数，以突出微偏析的贡献 不过，微偏析和位错单元可能共同形成独特的蜂窝结构，这对力学性能有时有益，特别是对屈服强度和延展性。高密度位错可以通过捕获位错滑移和变形缠绕来明显强化材料。此外，隔离区域中的化学错配会产生相干应力，这也会阻碍位错运动。 对不同缺陷的控制方法 1. 残余应力控制 控制成形部件内部的残余应力和变形可有效提高成形部件的精度和质量。残余应力消除主要通过热处理来实现，热处理按照其加工过程可分为：(1) 原位热处理；(2) 传统热处理。 原位热处理主要是通过设置更为合理的过程参数 (如改变扫描策略)，降低成形过程熔池与凝固组织间的温度梯度和冷却速度，在成形平面产生更为均匀的热分布。此外，传统热处理也可被用来消除成形部件内部的残余应力和提高孔隙率，但在处理过程中应注意设置合理的保护气氛以防止活性金属氧化。此外，近年来有研究人员将超声强化、激光冲击强化等新型手段与增材制造相结合，促使成形部件内部残余应力转变为有益的拉应力，极大地增加了金属部件的疲劳性能。 2. 表面缺陷控制 降低铺粉层厚可有效减少台阶效应对于成形部件表面精度的影响，但同时会延长打印时间，增加打印成本。此外，打印过程中合适的摆放位置。现有研究表明成形方向与打印生长方向夹角小于30°可有效抑制台阶效应对于成形样品表面精度的影响。未熔粉末和球化效应所引起缺陷可通过调控过程参数来进行调整和优化。为提高表面光洁度，可筛分出粒度分布较为集中的粉末颗粒进行打印。采用较低的扫描速度和较高的激光功率可有望实现粉末完全熔化，消除球化缺陷，降低表面粗糙度。然而，过多的能量输入也可能导致热应力和冷却速度不均匀造成部件变形等缺陷。因此，需对工艺参数进行广泛研究，优化各种工艺参数，包括激光功率、扫描速度和舱口距离等，以达到粉末完全熔化条件。   (a, b) 表面粗糙度作为分析粗糙度模型预测的倾斜角和颗粒分数的函数；(c) 多层 PBF 工艺模拟的侧面，以及 (d) 实验和预测侧面粗糙度的比较 此外，为降低金属增材制造部件表面粗糙度，对于结构简单的金属部件，可采用常规机械光整加工方法对于成形部件进行加工处理，如：机械抛光等。但传统加工技术难以对增材制造复杂结构部件表面进行有效处理。对于具有复杂结构的异形金属部件，常采用化学抛光、磨粒流抛光等先进物理、化学抛光方法进行处理。 3. 微观组织缺陷控制 微观组织缺陷控制主要通过合金成分设计和过程参数控制来实现。通过在打印体系中添加新型合金元素或增强相颗粒，可有效改善部件加工性能，消除缺陷，提高打印质量和材料性能。目前，用于裂纹敏感合金的附加陶瓷颗粒包括氧化物( Al2O3 ,…

根据3D打印技术参考对金属3D打印技术发展情况的观察，截止到2020年底，全球范围内的增材制造市场开始陆续推出多款具有多激光的大尺寸金属3D打印机，配备的激光数量有5/8/9/10等等，然而成形尺寸多聚焦在600mm左右，能够达到1000mm成形尺寸的多为原型机；这种配置相比此前多流行的400mm，已经算是上升一代。 经过不到两年的技术积累，国内同类产品发展突飞猛进，以铂力特、华曙高科、易加三维以及汉邦科技等为代表的国内知名金属3D打印品牌，顺应各领域制造需求及技术发展趋势，纷纷推出了可以大规模提高制造效率和能够打印更大尺寸的激光粉末床金属3D打印机，并初步形成了销售和应用规模。这代表了当前国内金属3D打印技术的发展水平，以及中国相关领域制造业对该技术的迫切需求。本期，3D打印技术参考汇总这些领先品牌旗下各自的最大成形尺寸装备，虽然每个品牌略有差异，但这仅仅与品牌的产品定位有关，它们各自有特定的应用需求。 铂力特——BLT-S1000 铂力特分别于2021年和2022年发布了BLT-S800和BLT-S1000，BLT-S800的成形尺寸为800mm×800mm×600mm。BLT-S1000成形尺寸为1200mm×600mm×1500mm（不含170mm厚基板），是该公司首次发布的12激光设备，该设备标配8激光，可选配10激光和12激光。同一零件，在选配12激光时的成形效率可达300cm3/h。该设备能够满足更大零件的制造需求。 铂力特BLT-S1000金属3D打印机 BLT-S800打印的发动机集成件 BLT-S1000光路可靠，可实现多光束无缝拼接，多激光光斑尺寸、能量密度一致，光斑尺寸偏差不超过5%，能量密度偏差不超过10%。设备各区域力学性能、粗糙度一致性高，偏差范围在5%以内；全幅面一致性高，满足批量生产需求。同时，BLT-S1000可针对同一种材料分别适用高效率、高质量和智能打印等不同的打印策略，为客户提供更优化的打印方案。 华曙高科——FS621M 华曙高科已经公开的大尺寸金属3D打印机分别为FS621M和FS721M，成形尺寸分别为620×620×1100mm和720×420×420mm（Z轴均含成型缸基板厚度）。FS621M于2020年推出，已在产业化客户处历经2年多的验证，累计列装超过40台，装机量还在持续增加。 华曙高科FS621M金属3D打印机 华曙高科FS621M打印的火箭发动机零件 FS621M可以选配1000w单激光或4×500w激光器，单激光的配置，通过1000w单激光+动态聚焦+可变光斑+大层厚的组合，加上自主研发的软件，也能很好地兼顾成型效率、全幅面均一性、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“效率优先、质量优先和自定义”三种扫描策略。1000w单激光+动态聚焦+大光斑+大层厚全套组合，能确保高效生产；在四激光打印时，通过全自主知识产权的搭接算法，确保拼接精度和力学性能，使零件打印时均匀、整洁、一致。 易加三维——M1250 易加三维于2022年6月推出了公司新一代SLM金属3D打印机——九激光、超米级的M1250，其净成形尺寸可达1250x1250x1250mm，Z向尺寸可定制至2000mm，适用于超大尺寸、高精度、复杂金属结构件的直接制造。 易加三维M1250金属3D打印机 易加三维M1250打印过程 M1250配置九激光、九振镜，采用多激光精准定位+拼接区精度控制技术，保证了高效生产和打印品质的均一稳定。除了突破大成形尺寸核心技术外，易加三维同时攻克了设备安全控制，打印零部件质量、精度稳定可靠，工艺设计结构优化，生产效率大幅提升等一系列关键技术，是可作为长期生产力工具的增材制造设备。 汉邦科技——HBD 1000 根据航空航天长轴类零件的应用需求，汉邦科技开发了HBD 1000、HBD 1200航空航天金属增材制造装备。HBD 1000成形尺寸为600×600×1000mm，配备四激光、封闭式全自动粉末循环系统以及独立长效多级净化系统，高度集成的后处理单元等完美实现智能并行 7×24h 不中断切换工作，满足大尺寸、高强度、持续性生产需求。 汉邦科技HBD 1000金属3D打印机 汉邦科技大尺寸金属3D打印零件 HBD 1200成形尺寸可达460×460×1200mm，配置双激光、双振镜，特别适用于航空航天领域中大尺寸、超纵深复杂零部件的制造与批量化生产。完善的粉末管理，安全长效的过滤系统，成熟优秀的风场设计，稳定智能的多光路设计与管控，满足更高尺寸、高强度、持续性生产需求。HBD 1200已经过市场验证，并在航空航天领域的产品上得到成功应用，满幅面性能偏差＜5%，批次打印稳定性良好，打印产品最大高度尺寸1.2m，得到客户的一致认可。 西帝摩——XDM2000 苏州西帝摩于2020年推出了成形尺寸达2000×2000×650mm的超大型金属3D打印机XDM2000，其采用单列6振镜6工位并行移动扫描方案，将2000×2000mm的加工台面分成大小相等的6×6个区域，单列6个区域分布6套振镜系统，在开始加工时6套振镜同时工作，当前工位扫描完成后移动振镜平台到下一工位，然后6套振镜同步扫描，依次扫描完成6个工位的加工后结束本层扫描，等待铺粉完成后接着进入下一循环，直至整个零件加工结束。 XDM2000 XDM2000打印的零件 6套并行的同步扫描方法既能实现加工的高效性，也大幅减低了成本。同时值得注意的是，可移动扫描系统对打印尺寸的贡献是巨大的，其直接导致了打印幅面的可扩展性，只要有需求，完全可以进一步优化设备设计，这也是弗劳恩霍夫激光技术研究所强调可扩展性的原因。 雷佳——DiMetal-650 2021年TCT展会期间，雷佳展示了其商业化的大尺寸金属3D打印机四激光四振镜的Dimetal-650，成形尺寸为620×620×1100mm。 雷佳——DiMetal-650金属3D打印机 雷佳DiMetal-650金属3D打印零件 DiMetal-650 4激光同幅面扫描，最大化重叠区域，减少搭接，最优化成形质量的同时，可提高成形效率近3倍；幅面拼接使成形尺寸达650×650mm，Z轴尺寸超过1000mm，是世界上Z轴尺寸最大的SLM设备之一；全新风场设计，风场强劲均匀，确保多激光大幅面成形过程飞溅无残留；工艺过程全自动化设计，配备SLM自动送粉，粉末自动回收和零件自动出仓等自动化功能。 永年激光——YLM-1000（B） 江苏永年激光研发有YLM-1000和YLM-1000B两款米级激光粉末床熔融金属3D打印机。YLM1000成形尺寸为Φ1000×800mm，采用“精密重型机床+精密激光冶金炉”的概念进行创新设计，具有2个独立联动的成形缸、3个工位（1个成形工位和2个清粉工位），保证成形和清粉的不间断连续进行。自主研制的大重载（10吨）精密型成形活塞驱动系统，保证设备的高精度和高稳定性。 YLM-1000 永年激光打印的大尺寸零件 YLM-1000B是在1000型设备基础上推出的一款先进SLM设备，成形尺寸为1000×1000×1000mm，8激光器8振镜，首次采用机内垂直移动成形缸系统，可原位取件，大大简化了机器结构；采用多面可开启手套箱，有利于原位叉出成型件，大大方便成形板安装和调试，方便大型成形件清粉操作；基于驱动箱的重载斜齿轮-齿条寸动系统，保证10吨承载量，寸动的高精度和高稳定性。 华阳新材料——HY-M1000 2022年7月，华阳新材料成功推出基于SLM技术的超大型金属3D打印设备HY-M1000。这款设备采用完全自主知识产权的控制和工艺成型软件，提供两轴方向均超1米（1200mm*750mm*1000mm，不含基板）的超大尺寸、高质量、一体成型金属制件，大幅提高生产效率。可打印钛合金、铝合金、高温镍基合金、不锈钢、模具钢等金属粉末材料。 HY-M1000十激光器金属3D打印设备 HY-M1000标准配置10个500W的激光器和振镜系统，可根据客户需求选配最多16个激光器，制造速度最高可达300cm3/h。同时配置该公司自研的出粉和双向铺粉机构、“高效率3D打印方法+多激光搭接控制技术”，可实现打印搭接区力学性能的一致性和稳定性，可达到拼接区的力学性能不低于单激光器区域的99%，全幅面力学性能一致性差异不超过5%。 END 大尺寸装备是金属增材制造装备发展的重要方向，更大的成形尺寸可以拓宽金属增材制造技术的应用场景，提升金属3D打印在高端制造领域的应用价值。 得益于我国航空航天领域的快速发展，运载火箭、空间站、大飞机等关键行业对大尺寸、一体化、高精度零件具有重要的需求，金属3D打印集成化的解决方案已经证明可以生产出更高产量的高质量零件，激发了国产金属3D打印装备制造商不断完善优化产品，研发制造更大成型尺寸的装备。 能够开发最终能够实现生产应用的大型金属3D打印装备，不仅能够快速占领大尺寸金属3D打印零部件的市场制高点、拓展业务增长点、填补应用空白，更代表了作为先进制造商的技术实力。 注：本文内容来由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.专题：2021，多激光、超大型金属3D打印的时代已经到来 3.铂力特发布12激光SLM设备BLT-S1000，可实现超大尺寸零件一体成形 4.九激光、超米级、已交付三套！易加三维发布国内超大成型尺寸金属3D打印机