3D打印技术参考注意到，由武汉大学设计的一款面向服务场景的人形机器人五指灵巧手，从全球逾万件参赛作品中脱颖而出，获得2025德国红点奖“创新设计”奖项，该奖项约占全部获奖作品的2%。 根据Red Dot官网介绍，这款轻巧的机械手，采用充满未来感的蓝黑色配色，可无缝集成到机器人系统中。其线缆操控的中空结构TPU手指能够精确安全地抓取各种物体，无论物体是否易碎，还是形状不规则。 设计团队在结构简单化、材料轻量化、组件模块化和载具通用化上下足功夫，大量运用柔性3D打印材料TPU，以及金属3D打印工艺等，保证卓越性能的同时，还显著降低了制造成本。 3D打印技术参考查询到，该灵巧手采用了类似人体肌肉和神经的腱绳结构，通过箭绳的伸缩驱动手指，完成按、握、拧、拉等多种精细动作。这种设计大大减少了电机等元件的使用，让整只手重量只有420克，相当于一罐可乐；模块化的构造还让它能在3分钟内快速拆装。 这款灵巧手的视觉和触觉传感器确保抓取力精度达到2牛顿，定位精度达到1至2毫米。手臂拥有2×6个自由度，手部拥有2×2个自由度，可适配人形机器人及工业机械臂。 武汉大学指出，该成果由该校跨学科团队共同合作完成。以机器人学院李淼教授团队的“腱绳轻量化结构”为技术底座，运用信息管理学院姜婷婷教授团队基于生理测量的用户体验模型，设计端由城市设计学院邓俊副教授团队主导，将“数智设计”理念注入形态、材料、结构与人机交互。 邓俊副教授介绍道，“重点不在于它的握力有多强，比如拾取一个鸡蛋，要保证鸡蛋不破，拾取一张纸，不会因为使劲地捏取而把它折皱。”安全、结构简单、轻量化是这只“手”最大的特点，这也使得它的生产制造、后期的维护成本较低，具备强有力的市场竞争优势。 长江云新闻报道指出，五指灵巧手是湖北启动人形机器人整机研发专项行动后首个获得国际顶级设计大奖的机器人核心部件。目前，这款灵巧手已在医院、超市进行试点应用。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印因设计自由度高和可个性化定制的等优势而被各行各业广泛关注，应用潜力巨大，因而也涌现出了如激光粉末床熔融（LPBF）、熔融沉积（FDM）、选择性激光烧结（SLS）以及光固化（SLA）等多种打印方式。 但在实际打印过程中会出现各种各样的问题，包括在打印完成后得到的零件致密度低，打印过程中产生气孔和热裂纹等缺陷，以及在打印结构设计中支撑件存在设计稳定性和后处理困难的问题。为了解决这些问题并缩短3D打印参数设计的试错成本，许多仿真模拟软件应运而生。本期内容，3D打印技术参考注重介绍本领域聚焦不同用途的仿真软件。 微观组织演变的仿真模拟 3D打印过程中微观组织的凝固过程对于最终产品的质量影响非常大，获得高密度和高精度的产品是3D打印制备零部件的目标。COMSOL是一种可以进行多物理场耦合的仿真平台，能够模拟不同工艺下的凝固过程，从而分析3D打印中材料的微观组织演变。例如，COMSOL可以通过模拟3D打印过程中的热量分布情况为材料的熔化及凝固提供参考，也可以通过分析固体传热和固体力学物理场来预测零件的应力和变形。 不同扫描速度下熔池的数值模拟结果（使用COMSOL模拟） 左：由于存在残余应力，飞机叶轮的叶片发生翘曲；右：调整后的最终叶轮设计 Flow-3D是一款主要采用计算流体动力学（CFD）技术，可以定义多种物理模型的计算仿真工具。3D打印中材料从粉末状态到被激光或其它能量加热熔化后的凝固成型过程会涉及流体流动及相变，这些过程Flow-3D都可以进行模拟并对实际的打印给予指导。以模拟不同扫描速度为例，Flow-3D在模拟该参数下的凝固情况时可以对熔池的流动进行分析，从而发现特定的扫描速度下熔池的凝固速度过快会导致内应力较大产生裂纹。研究人员就可以基于这种结果来调整实际打印过程中的扫描速度，减少凝固过程中裂纹的产生。 支撑结构仿真，助力无支撑打印 在进行一些复杂结构设计时，支撑件的设计是必不可少的，它对于保证3D打印过程中产品的稳定性起到重要的作用。支撑件设计不当可能会导致材料的浪费，增加打印时间，甚至可能会导致打印过程中零件坍塌，导致打印失败。此外，对于一些外部封闭而内部复杂的结构件，在设计支撑件时很难在后处理的过程中将支撑件取出，合理运用仿真模拟软件能有效避免这些问题。Magics是3D打印行业应用最广泛的软件，在变形和热应力方面的仿真能力非常强大。但近几年来，国产软件也在崛起。 VoxelDance Engineering（VDE）软件在支撑件的模拟方面有很强的技术，它可以将支撑结构视为均匀密实结构后实现对支承刚度的精准模拟，从而避免仿真误差。该软件在材料库中添加了与各种常用材料相匹配的材料参数，使用户能够使用材料库中的默认参数或自定义参数，保证支撑件模拟的准确性。以封闭叶轮模型为例，VED软件可以将支撑结构视为均匀密实结构，并为支撑模型添加对应材料参数后再次进行仿真，最终有效避免了翘曲变形并提高了打印成功率。 仿真结果 打印成功的零件 除VED和Magics这两款之外，Genesis在3D打印支撑件模拟方面也展现出巨大的优势。它在针对一些如镂空结构、悬垂结构等复杂结构时可以运用其算法和智能分析技术来进行快速分析。通过结合经验数据，Genesis可以快速判断出打印过程中哪些区域可能会因为重力/结构因素导致变形/坍塌等问题，从而可以对支撑结构的位置进行设计。例如在基于Genesis中的仿真孵化策略下，3D打印的叶轮能减少其设计时的支撑体积，并具有制造封闭软管叶轮的能力，最终叶轮内部的叶片中打印出了没有支撑件且表面良好的产品。 功能/性能仿真加快3D打印设计开发流程 在前文中所提到的微观结构及支撑件方面的优化上，仿真模拟起到的一个十分重要的作用就是“降本增效”。例如，通过前文中所提到的COMSOL和Flow-3D对于凝固过程的模拟，能够预测微观组织演变，减少后期因组织上的孔隙率过高等缺陷导致后期返工，影响项目进度。在支撑结构上的优化也对实际材料成本和时间上减少浪费，例如人体骨骼模型中由于具有复杂曲面和多处悬空关节。通过采用“点支撑”布局，可以使材料消耗比传统设计减少60%（数据来源：嘉立创3D打印网站）。 西门子能源在SimScale中的热流仿真 除了在优化材料打印过程中涉及到的微观凝固和支撑结构上，仿真软件本身使用的简洁性也为仿真过程带来减少时间浪费的效果。其中，SimScale是一款广泛应用于3D打印领域的基于云端的计算机辅助工程（CAE）仿真平台，能够为3D打印提供强大的仿真支持。它能够进行多物理场仿真，包括结构力学、计算流体动力学以及热力学等，用户可以在云端对其进行访问，无需安装软件就可以进行仿真分析。在此之前，西门子能源在使用CAD使将复杂结构（如：TPMS或几何晶格结构）在导入仿真工作中会具有很大的挑战，它必须要将几何结构进行曲面细分后才能生成体积网络，创造复杂结构图形。如此一来，如热交换器的文件大小可能会占6GB，对于生成和导入就需要花几小时才能完成。 SimScale使用nTop的原生库“nTop Core”可以直接在隐式模型上进行可视化处理、网格划分和仿真，将导入时间从几小时缩短到几秒钟。除此之外，西门子使用SimScale进行了热性能优化，以最小的压力损失实现最大的热传递。 另外，晶格结构的设计可以满足现阶段倡导的轻量化及多功能散热等需求。其中ANSYS Lattice Simulation就是一种3D打印点阵结构分析工具，可以为3D打印晶格结构和超材料设计提供多尺度仿真支持。该软件具有用户界面友好，容易操作，自动生成材料数据库并支持参数优化等优势。在刚度分析上，它可以进行精确模拟，使误差值仅在百分之零点几。在点阵优化上，它还能够将复杂的点阵结构简化为宏观等效实体模型，降低建模难度并提高仿真效率。 ANSYS点阵结构刚度分析 除此之外，3D打印技术参考近日又发现一款仿真软件——PanOptimation的PanX软件。根据介绍，它将尖端的仿真和优化引入了金属增材制造行业。其采用一种新颖而独特的多网格建模方法进行热机械仿真，与传统的有限元分析 （FEA） 模型相比，运行速度快100倍，同时只需要非常适中的计算机硬件。该软件可识别并帮助纠正大多数热和机械构建问题（变形、铺粉机构卡住、开裂等），从而大大减少实验试错的需要。 END 除上述所提到的仿真软件外，还有大量的仿真模拟软件可以帮助优化3D打印，以满足不同用户及应用场景的需求。例如3Dxpert可以用来简化设计和打印的工作流程，适用于批量增材制造生产；Altair Inspire Print3D更适合SLM和MBJ打印方式，能设计减少3D打印后处理工艺；Simufact Additive能模拟3D打印的堆积及热处理等过程，适用于航空航天等高精度领域。 总体来说，仿真模拟技术在3D打印上起到了非常多的助力作用。通过仿真模拟技术，可以减少试错时间、预防支撑结构设计不合理导致打印失败，这使得仿真+3D打印技术在航空航天、医疗等领域都具有很大潜力，有望带来更高效且智能的3D打印解决方案。#增材制造#

3MF联盟成立于十年前，致力于建立一种用于3D打印的全保真文件格式，解决与STL等其他常用文件格式相关的问题。现在，这种创新的文件格式已正式成为ISO标准：ISO/IEC25422:2025。3D打印技术参考查询了3MF格式的优缺点后认为，增材制造技术发展至今天的成熟度和规模，文件格式迎来了取代传统STL的节点。 3MF联盟多年来发展迅速，最初创始成员包括3D Systems、Autodesk、达索系统、FIT、GE Global Research、惠普、Materialise、微软、Shapeways、西门子、SLM Solutions GroupAG、Stratasys和Ultimaker。如今，该联盟拥有超过35名成员，包括最新成员Aibuild和AMIS。 与STL文件相比，3MF的优势明显 该联盟的总体目标是创建一种新的标准化文件格式，供各种增材制造技术的用户使用。与STL（3D打印最常用的文件格式之一）相比，这种文件格式具有诸多优势。例如，3MF支持的属性和功能远超STL，包括与颜色、材质和纹理相关的数据。借助Beam Lattice Extension和Volumetric Extension等扩展功能，3MF甚至可以处理更复杂的制造数据。 3MF正式成为ISO标准除了文件格式的数据范围更大之外，3MF文件也比STL文件更高效、更小巧，更易于处理。与一些小众文件格式相比，3MF拥有业内最广泛的支持，这为其带来了与3D打印软件程序和硬件广泛兼容的显著优势。据报道，截至去年9月，已有超过100款软件应用程序支持3MF格式。 从雷声大、雨点小，到被大量使用 3MF在技术上几乎“全面碾压” STL，但在过去7年中的发展“雷声大、雨点小”。原因可以归结为4个现实阻力：STL已存在38年，存量生态太庞大；3MF规范迭代快，过去几年的发展不成熟，使用STL格式更为保险；3MF由微软主导，开源生态担心被“大厂锁定”；3MF格式“过于强大”，老设备已报错，用户不得不导出STL兜底。 但如今3MF格式已进化的非常成熟，3D打印设备本身也已大量革新，用户对文件所包含信息的要求也非过去同日而语，3MF格式正快速取代STL格式。3MF近期获得ISO官方认证，这一进展意义重大，使联盟朝着将3MF确立为所有增材制造技术关键文件格式的目标迈进了一大步。 航天支架同一零件不同格式的内存大小 3MF联盟执行董事Duann Scott表示：“3MF规范作为ISO/IEC标准的发布是一个重要的里程碑——这不仅对增材制造而言，也对如何开发一个开放且可扩展的标准，以确保在快速发展的行业中实现未来的互操作性具有重要意义。”现在，获得ISO的认可，我们为更广泛的应用和长期可持续性奠定了基础。 3MF文件从ntop导出，并导入magics Autodesk增材制造总监Alexander Oster也对这一成就发表了评论，他表示：“十年来，3MF联盟成员投入了大量资源，致力于以精湛的技术工艺实现开源增材数据流程的标准化。其范围已从简单的STL替代品扩展到一个真正意义上的全新平台，支持多种技术，包括晶格以及可互操作的隐式几何。令人难以置信的是，3MF现已成为从数百万台桌面FDM打印机到价值数百万美元的航空航天设备等所有产品的标准后端格式。” 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印技术参考于近日又发现一款极为酷炫的3D打印手表。 一家名为Ayoub Ahmad的公司打造出一款名为STRACTRA的3D打印钛金属概念腕表。这款表的小时刻度呈现在180度的几何弧线之上，其表圈受自然启迪呈现出树枝状的图案，在腕表右侧弧线形成规整线条。在这些有机结构的空隙间，小时数字、指针均以日落橙色为主色调，在钛金属的配色衬托下十分显眼。此外，分钟刻度在指针下方呈360度圆环环绕，让这款3D打印钛金属概念腕表的报时功能更为完备。 不同于传统圆形或方形钟表那种规整的设计风格，这款概念3D打印钛金属腕表的框架自带一种有机质感，表壳线条流畅自然，宛如树枝的形态或是大自然中灵动的曲线。设计师Ayoub Ahmad早有规划，打算运用3D打印技术来生产这款腕表，同时选定钛金属作为整个腕表的主要材质。借助3D打印技术，他能够顺利实现小时刻度所呈现的弧形、分钟刻度所构成的圆盘，以及表身独特的六边形设计。 左侧似乎有一个格栅，用于触感 3D打印钛金属概念腕表STRACTRA的左侧表盘，看似格栅状的设计，但实际上却带有一些凸起，以提升触感。蜿蜒的线条穿过中间的分钟刻度盘，仿佛树枝的生长。弧线从小时刻度盘延伸至中间的刻度盘，让佩戴者能够看到腕表内部的齿轮。在刻度盘旁边，镌刻着3D打印钛金属概念腕表STRACTRA的名称。 钟表背面的光滑表面 分钟盘细节图 钟表名称位于分钟盘旁边 设计线条贯穿表盘 这款腕表设计仍处于概念阶段，Ayoub Ahmad表示，这款腕表是他参加迪拜钟表周的参赛作品。迪拜钟表周将于2025年11月19日至23日举办。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印技术参考注意到，来自瑞士洛桑联邦理工学院机械工程学院的中国学者管清华等人，近日在Science Advances上以封面文章发表了“”的研究。 该团队制造了一头受肌肉骨骼启发的肌腱驱动机器人大象，其关节与可编程弯曲轮廓相结合，象鼻结构柔软连续。需要指出的是，他们没有使用不同材料来制造软、硬部件，而是开发出了一种晶格结构生成技术，其支持超过一百万种离散配置和无限几何变化，仅使用单一材料制造的不同晶格分布，即可使材料在不同的区域呈现柔软、坚硬的不同状态。3D打印技术参考注意到，该方案为设计轻量级、适应性强的机器人提供了可扩展的解决方案。 真实骨骼肌肉结构为人形机器人开发提供思路 软组织与刚性结构（一些是被动的，另一些是功能性的）的整合在能量、精度和运动范围方面提供了优势，从而可以实现各种复杂的行为。例如，猎豹有弹性的肌腱，可以与坚硬的骨骼一起储存和释放能量，实现爆发性的加速。人手中肌肉、肌腱和韧带的排列和相互作用使精细运动技能成为可能，而蛇的灵活脊柱则使运动更加灵活。这些对于机器人来说是令人羡慕的特性，并启发了机器人肌肉骨骼下肢、上半身甚至人形机器人的发展。 宇树科技机器人 多材料3D打印在机器人结构开发方面的限制 3D打印已成为制造软刚肌肉骨骼机器人的关键制造技术。这种多材料增材制造技术可以形成具有空间变化材料特性的复杂三维形状，并在驱动下表现出多模态变形。然而，动物肌肉骨骼结构的复杂性和多样性是显而易见的，存在许多不同的关节排列，甚至完全肌肉化的器官（如象鼻）。因此，我们需要能够模仿这种广泛的潜在生理结构的设计方法和3D打印技术。 多材料3D打印是实现肌肉骨骼软刚系统结构单阶段制造的关键技术。例如，通过硬骨和软韧带两种材料可以制造骨架手、视觉控制打印和多材料多喷嘴3D打印。 虽然多材料3D打印本质上可以实现材料或不同特性的组合，但这种方法在可实现的肌肉骨骼结构的复杂性和多样性方面也受到一定限制。首先，它将结构不同部件的刚度范围限制在一个离散的或通常很小的范围内，限制了复制自然界中连续变化的广泛刚度的能力。其次，材料的各向异性很大程度上是由其成分或3D打印技术决定的，这使得模拟肌肉骨骼系统中看到的底层各向异性和方向性变得具有挑战性。 可编程晶格超材料的挑战 具有可编程体积行为的晶格超材料的开发使得能够从单一基础材料中获得更连续和更广泛的机械性能。晶格结构通常使用重复的晶胞形成，例如体心立方、开尔文或八面体。虽然这些结构提供了增强的机械性能，但它们对重复几何形状的依赖限制了可实现的刚度和各向异性的范围。 最近的努力引入了更复杂的几何形状，例如拓扑调节或厚度调制，以产生梯度特性 。然而，这些方法主要关注各向同性、厚度变化或有限范围的结构变体，限制了它们在设计高度可调的机械行为中的适用性。此外，由软材料开发的晶格结构在大变形过程中表现出复杂的力学行为，这是由于材料在大变形过程中的非线性（例如，超弹性和梁屈曲）使得这些结构的设计和优化具有挑战性。 越传统晶格结构的设计方法，刚度和各向异性范围显著扩大 这项工作展示了改变晶格结构的几何形状以实现一系列结构特性的潜力，例如可编程变形、刚度、泊松比和各向同性，刚度范围和编程其各向异性的能力目前受到可创建的不同几何形状范围的限制。 研究人员提出了一种使用单一材料设计和制造可编程软硬晶格结构的方法。该方法的核心是拓扑调控 (TR)，它通过引入广义晶格混合方法扩展了晶格单元的设计空间。这使得能够创建无限多种新的晶格几何形状，其刚度和各向异性属性的范围显著扩大，超越了传统晶格设计的约束。 利用拓扑调控，研究人员可以创建具有更多样化力学行为的晶格结构，从高度柔性到刚性，从而能够更精细地控制材料属性。在此基础上，将叠加编程 (SP) 与拓扑调控相结合，从而能够在毫米级上连续或离散地改变晶格刚度、各向异性和连通性的空间。拓扑混合和叠加分布控制着晶格的空间属性，并允许结构在不同力学状态之间进行渐进或突然的转变。这使得不同的机械状态能够融合，从而创建柔软的连续身体结构和机械特性之间的离散过渡，可用于设计更刚性的关节结构。 为了利用这些新的晶格结构和融合方法，研究人员引入了一个运动行为编程的计算框架，可用于晶格结构的连续调节和离散分布。通过优化拓扑索引场和晶格单元叠加，可以将运动行为直接编码到结构设计中。该框架允许对变形轮廓、承重能力和关节行为进行结构编程，从而利用结构实现智能行为。 为了展示这种方法，研究人员制造了一个受肌肉骨骼启发的大象机器人，它集成了用单一材料打印的软硬部件。软硬结构组成肌肉骨骼机器人系统，其中刚性结构充当承重骨架，而软结构和肌腱用作肌肉来驱动各种运动。柔软而肌肉发达的躯干表现出扭转、弯曲和螺旋运动，而刚性的骨骼关节则复制了大象臀部、膝盖和足部关节的刚度和承重特性。这些结果凸显了所开发的结构编程框架如何能够综合复杂的肌肉骨骼特性和行为，并在统一的材料系统中连接软性和刚性力学。 END 总的来说，这项研究开发出了能够优化晶格结构来实现所需运动行为的工具。基于体心立方和XCube单元就生成了100多万种立方体，可以引入更多类型的晶格结构来获得更有利的特性。与蜂窝和其他晶格结构类似，强度重量比可以非常高，从而可以实现轻型、高效和低惯性的机器人开发。开放式晶格结构也非常适合在流体中使用，因为它在提供较低阻力的同时对流体呈惰性。最后，使用开放式晶格可以将其他材料、传感器和肌腱纳入结构中，从而实现进一步的智能应用。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

低温流体传输对于地面和太空系统都至关重要，传统做法需要在“预冷-充装”阶段对接收容器进行排气，来保持有利于流体流动的压力。马歇尔太空飞行中心的研究人员开发了一种新系统，它使用3D打印的喷射器和增强型热力学排气系统 (TVS)，能够最大限度减少低温流体在传输和储存过程中的蒸发。 该系统它通过逐步冷却接收罐内部，提高低温流体的传输和储存效率，并最大限度减少或消除接收罐排气口的打开时间。该喷射器由3D打印制造，可便捷地安装于各类储罐或充装设备，适用于需要输送低温流体的航天或工业场景。如果与再循环泵集成，该喷射器还可以用于长期低温流体储存，作为控制储罐压力的一种手段。 新开发的增强喷射器包含内部热交换器、流体喷头和一个外表面冷凝换热器，所有这些部件都与多个相互交织的流道相结合，包含液相、两相及气相工质的复杂流道。瞬时真空辅助喷射器为喷射器提供冷却剂源，冷却流入的流体。冷却后的流体促进了储罐空隙的冷凝，降低了压力，并维持了流入的流体流量。该系统消除了出现灌装停滞的可能性，并在低温流体输送过程中降低了储罐压力。 该喷射器采用3D打印技术打印成一个部件，与传统方法相比，可减少零件数量、提高可重复性、缩短交付周期并降低成本。 该喷射器尤其适用于低温流体价格昂贵、通过排气口损失流体存在问题以及需要实现高填充水平的应用。该喷射器可以用于容器之间典型的低温流体传输，或者，也可以用作储罐压力控制装置，用于长期储存，使用流体再循环系统将流体泵送通过喷射器，并将冷却后的液体喷回储罐。

英国初创公司Apiar正致力于通过增材制造技术改变制表业。该公司即将推出的Gen1.0，集成了金属激光粉末床熔融(LPBF)3D打印技术制造的组件，打破了以往的设计限制。这款全新的3D打印手表将于2025年8月15日正式发布。 Apiar于2022年创立，两位工程师亲眼见证了增材制造技术在航空航天等行业带来的变革。在这种经历以及对钟表制造的共同热爱的驱使下，两人决定设计一款能够充分发挥金属增材制造优势的腕表。 3D打印技术参考注意到，Gen1.0的售价达到2,250英镑（21775人民币）的腕表融合了“增材制造技术、衍生式设计美学和精准的英国工程技术”。表壳采用23级钛金属打印而成，由三部分组成，重量仅为38克。这些部件以精妙的有机设计为特色，包括具有网状结构的表盘和具有独特衍生式美感的表壳。这款腕表的机芯来自瑞士La Joux Perret。 该公司还强调，其手表设计不仅得益于增材制造技术，还通过掌握纤薄、无支撑结构突破了该技术的极限。Gen1.0腕表将于下个月上市，届时该公司将公布这款可穿戴设备的两种配色方案（采用阳极氧化铝彩色表盘）。这款新腕表是该公司的第二款产品，以Apiar于2023年发布的Invenire原版腕表为基础。Invenire以提供一系列定制选项而闻名，包括不同的3D打印晶格几何形状、丰富的表盘组合和不同的表带选择。Gen1.0刻意缩小了这些选项，以提高生产效率并满足客户需求。 传统金属表壳通常采用冲压、机械加工等手段制造。冲压技术制造的表壳形状较为简单，适合大规模生产。机械加工可以制造出复杂形状和高精度的表壳，常用于高端机械表壳的制造，但相对来说生产效率较低，成本也较高。 激光粉末床熔融3D打印技术是制造表壳的新手段，与传统制造技术相比，3D打印表壳有以下特点： 1.通过轻量化设计，增强佩戴舒适度 2.通过容纳更大电池和额外传感器来提升功能 3.通过独特、高性能的设计实现产品差异化 4.通过工业化生产在大规模生产中创造具有成本竞争力的解决方案 5.实现高端阳极氧化处理效果，兼具耐用性与简洁、高品质的美学外观 Apiar使命的一大驱动力是提供英国本土制造的产品，而他们正在努力实现这一目标。正如该公司所说：“我们已经建立了一条供应链，这意味着我们可以在英国本土生产大部分零部件，并在英国组装所有部件。我们最初的手表约有75%在英国制造，如今这一比例甚至更高。我们的目标是达到100%。”值得注意的是，Apiar致力于实现制造过程的透明度，以便客户能够看到每个手表部件的生产地点。例如，Gen1.0的表壳在威尔士采用增材制造工艺制造，在格洛斯特进行机械加工，并在纽卡斯尔进行抛光。

3D打印技术参考注意到，已有多家无人机制造企业使用HP公司的3D打印技术开发关键部件，而这些公司在初期普遍曾使用FDM 3D打印技术，但后期均转而使用MJF工艺。 1. 美国公司Blueflite使用惠普MJF技术 美国先进物流无人机开发公司Blueflite表示，优化无人机的重量和强度是改进飞行性能的关键因素，也是其此前面临的重大障碍。最初，他们依赖于传统方法，如碳纤维层压和FDM 3D打印工艺。然而，传统碳纤维制造交货时间很长，使得快速设计更改变得困难。早期的3D打印尝试也未能成功，FDM工艺打印的零件有明显的分层，不适合高质量的飞机；SLA工艺打印的零件太脆。 Blueflite后期采用HP的MJF 3D打印技术获得了优秀的材料性能、更光滑的表面和更好的整体零件质量。每架Blueflite无人机都包含48个由MJF打印的组件，从外部面板和电子设备支架到起落架和电池箱。他们主要使用HP的PA12材料，这种材料具有低密度和出色的强度与重量比，是轻型无人机的完美选择。 通过使用诸如肋和格子结构等功能，Blueflite机身质量减轻了25%，直接提升了无人机的性能。设计和建模时间从几周缩短到几小时。这种加速使得快速迭代成为可能，每个打印部件可以制作2-10个版本来优化设计。 更轻、更强、更可靠的无人机，促进了行业发展。通过使用新技术，Blueflite大大减少了劳动力，并获得了轻松支持和更新客户设计的灵活性。顾客们已经注意到这些无人机的出色质量和外观。 2. 美国Unusual Machines使用惠普MJF技术 另一家无人机制造公司，Unusual Machines也在采用惠普的MJF 3D打印技术生产高性能无人机组件。其表示，惠普的MJF技术允许以优秀的强度和耐用性进行复杂的设计，非常适合FPV无人机。 HP MJF技术3D打印的无人机及组件 先进的3D打印有助于控制成本，同时确保高质量生产。TPU材料与HP MJF技术结合使用，确保无人机即使在坠毁时也有再利用可能性。HP的MJF技术还能够快速响应设计更改，这对于保持市场竞争优势至关重要。 3. 瑞士公司Inverto Earth使用惠普MJF技术 Inverto Earth AG是一家瑞士初创公司，专注于沿海生态系统（尤其是红树林）的修复和保护，他们使用无人机投放植物种子。 该公司使用MJF 3D打印技术制造了无人机关键部件——种子投放轮盘。无人机的底部轮子部分（用于释放单个种子）需要进行调整，适应中东、巴基斯坦和印度尼西亚等不同地区使用的60多种红树林种子。传统CNC加工难以实现复杂几何结构，而MJF技术提供了设计自由度，无需重新设计零件即可完成快速迭代。 该公司联合创始人兼首席执行官Jürg Germann表示：“在实验室里用小型 FDM打印机制作原型固然很好，但它不太适合用于现场。这些部件需要足够坚固，因为它们将在恶劣的环境下使用。使用MJF技术，我们最终获得了坚固耐用的部件。”与需要生产更多样品、产生更多浪费和增加运输成本的传统方法相比，HP MJF使 Inverto Earth 能够快速且按需地制造零件。 4. 印度公司VECROS使用惠普MJF技术   VECROS是印度第一家空间AI无人机初创公司。VECROS由印度理工学院和那格浦尔国立理工学院毕业生于2021年初创立，旨在通过推出名为ATHERA1的首款自主4级无人机来引领印度的自主飞行。 VECROS 首席技术官Rajeshree Deotalu表示，“我们开始设计ATHERA时，除了FDM之外，我们不知道其他增材制造技术。但是，FDM表面光洁度没有达到我们的预期。“ 后来，VECROS发现了惠普MJF技术和其他增材制造技术，如SLA和SLS。VECROS硬件主管Deepak Kumar表示：“我们之前关注的是惠普MJF，因为MJF工艺不需要支撑结构，而且在构建板尺寸方面具有很高的灵活性。有了它，我们就能灵活地提高设计的美感。比如，制造的组件有更平滑的表面光洁度，层纹更不明显。”他补充说：“而且也更坚固。”他们在设计中还使用PU涂料进行后处理。 END 以上应用案例，体现出惠普MJF 3D打印技术通过高性能材料（PA12、TPU等）、复杂结构制造能力（拓扑结构、晶格结构）、生产的灵活性以及质量的显著提升，为无人机行业提供了从原型到量产的整体解决方案。这不仅解决了传统制造的痛点（如交货周期长、设计限制多），还创造了新的价值点（如轻量化），成为推动无人机性能提升和商业化落地的重要技术支撑。

上周，3D打印技术参考重点介绍了由多家欧洲知名企业和高校发起的，欧瑞康作为重要参与方，展示了光束整形3D打印技术在其关键应用之一——叶轮制造中所发挥的作用。 叶轮在工业压缩机、石油天然气以及航空航天等多个行业中发挥着至关重要的作用。封闭式叶轮可提高效率、增强结构完整性，并提升挥发性液体的处理性能。制造这些叶轮面临诸多挑战：传统的铸造方法存在内部缺陷和表面质量受限的风险；而机械加工需要将单独的零件焊接在一起，增加成本和复杂性。为了克服这些限制，欧瑞康开始使用LPBF 3D打印工艺，通过一体式生产封闭式叶轮，消除装配问题，并能够制造复杂的内部几何形状。 欧瑞康用于空间应用的叶轮（渲染图） IN718是高性能航空航天部件的首选材料，因为它在高温下具有出色的强度和优越的耐腐蚀性。这些特性使其成为对耐用性和可靠性至关重要的严苛环境的理想选择。在InShaPe项目中，采用了欧瑞康专为增材制造开发的优质气雾化 粉末MetcoAdd™ 718C，其具有优秀的流动性、可控的化学性质和一致的粒度分布，确保航空航天和其他高端应用所需的工艺稳定性和材料性能。 测试样品超过500个获得最佳工艺参数 欧瑞康的主要目标是实现40cm³/h的成型速度（目前最先进的技术已达到15.1cm³/h），同时确保相对密度超过99.8%。为了实现这一目标，项目团队研究了各种环形激光轮廓，其外径范围从350-550μm，且环厚不同。激光功率范围为700-1300w，扫描速度范围为400-3000mm/s，扫描间距范围为0.1-0.4mm。样品制造数量达500多个。（经查询，环厚是指从环形激光的内边缘到外边缘的径向距离） 验证发现，当环形光斑外径350 µm，环厚120µm（后称为 Ring-350-120）可获得最佳效果。所选参数的理论构建速率为93.3cm³/h，同时确保相对密度>99.8%。使用此参数，打印了叶轮的一部分以及测试样品，以确保完整叶轮的可构建性。 打印的叶轮截面和沿试样构建方向的横截面。基于图像分析的相对密度为99.81%。右图展示了所使用的环形激光光斑参数为Ring-350-120，以及光斑尺寸为80µm的高斯光束（Gauss-080） 量化功耗和废料产生评估关键指标是否达到 为了评估InShaPe的要求指标是否达到，项目组打印了两个相同的叶轮（包括支撑结构），打印参数分别选择InShaPe开发的Ring-350-120和此前使用的高斯光束最先进参数。 用于评估InShaPe关键绩效指标的完整叶轮图像。左：使用InShaPe开发的Ring-350-120 打印的叶轮。右：使用高斯光束最佳参数打印的叶轮 在建造过程中，使用A. Eberle PQBox 150进行电力监控，以评估能耗。该设备记录电压和电流，并自动计算功耗，从而精准洞察机器在整个过程中的能耗。通过跟踪建造过程中关键阶段的粉末和零件质量，量化废料的产生量。记录的质量值如下： 1. 粉末被装入机器 2. 筛分前的粉末（构建作业后从构建室收集的粉末，包括溢出粉末、构建板上的粉末和未使用的原料） 3. 筛分后的粉末 4. 最终零件质量 成本计算采用欧瑞康内部的标准会计准则，其中考虑了打印的前后处理、打印过程本身。 从结果可以看出，InShaPe项目在金属增材制造领域取得了显著进步，叶轮的制造效率虽没有达到目标，但仍然提高了6.2倍；由于打印时间是主要的成本因素，生产率的提高导致生产成本降低了57%，超过了该项目50%的目标。尽管使用了1300W的激光功率，但总能耗仍降低了58%，几乎达到了60%的减排目标。这一效率提升主要归功于显著缩短的成型时间。此外，减少废料也取得了显著成效，废料产生量降低了73%。 光束整形对金属增材制造的变革潜力 欧瑞康通过该项目展示了激光光束整形技术在金属增材制造领域的变革潜力。成果不言而喻——生产力、成本效益和可持续性均显著提升。 通过利用光束整形技术，金属3D打印的制造速度提高了六倍，同时降低了能耗、废料产生量和总体生产成本。这些进步不仅有利于航空航天应用，也为更广泛高性能应用奠定了基础，这些应用对精度、可靠性和环保要求更高。 这项突破巩固了欧瑞康致力于推动先进制造创新的承诺，帮助各行各业突破技术界限，同时优先考虑效率和可持续性。InShaPe项目为金属3D打印树立了新的标准，证明了更环保、更高效的金属3D打印不仅仅是一个愿景，而是现实。 欧瑞康在不断发展的过程中，始终致力于将创新转化为影响力。凭借全面的增材制造解决方案，从先进的金属粉末到高质量的打印服务，欧瑞康支持各行各业的客户将可靠、高效、可持续的产品推向市场。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

7月5日-7日，2025国际无人机应用及防控大会在北京举办。笔者在现场看到了各种类型、大小的多种无人机，可谓琳琅满目、目不暇接。然而，从现场的观察和交流来看，未能发现3D打印技术的直接应用，产业链很多从业者更是认为这项技术不能满足无人机部件的性能要求，无论是金属的还是塑料的。 很明显这一认识存在误区。因为，中国航发已经试验成功金属3D打印的发动机可助力无人机实现高空飞行；国外多家无人机企业在使用塑料3D打印技术来制造框架部件，体现出了该技术能够满足该行业对轻量化、功能性和可定制的生产需求。在此方面，EOS公司贡献了大量专业知识。本期内容，3D打印技术参考将从材料、结构以及部件后处理的角度，阐述EOS SLS技术在该领域的应用价值。 材料性能要达标是无人机部件制造的基础 无论3D打印技术拥有再多优势，如果材料性能都不能达标，所有讲述都是徒劳。3D打印技术参考注意到，很多无人机企业最开始会选择FDM或SLA工艺来制造部件，这两类3D打印工艺的使用成本均很低，适用于外形设计，但在材料性能方面无法满足商业产品对性能的要求，这也是很多无人机制造企业对该技术不信任的原因。 满足不同类型无人机部件需求的合适材料 那么，使用SLS技术3D打印的尼龙行不行？目前，传统工艺制造的碳纤维复合材料是无人机领域的明星材料，3D打印的尼龙在性能方面很明显无法与其相比，但不同类型的无人机零件需要选取不同的材料，来满足实际应用性能及成本要求。工业级的SLS技术，使用尼龙以及碳纤维/玻璃纤维等复合尼龙材料，可制造具有较高抗拉强度和抗冲击性能的部件，它能够承受无人机在飞行过程中所受到的应力。因此，3D打印的尼龙材料在该领域也占有一席之地。 EOS PA 603-CF材料 以EOS推出的PA 640 GSL为例，它是由空心玻璃微珠与碳纤维复合增强的PA12材料。其拉伸模量3816MPa，拉伸强度49MPa，同等结构件材料用量可减少约10%；其热变形温度达170-180℃（依载荷不同），耐热性能优异；烧结密度为0.82g/cm³，可实现轻量化设计。EOS PA 603 CF是由33%碳纤维增强的PA12，拉伸模量7900MPa，拉伸强度85MPa，烧结密度未1.1g/cm³，它与其他材料相比还具有非常高的刚度值，既起到减重作用又保证了强度，适用于承力结构件。 由EOS PA 950 HD 3D打印的无人机部件 这两款材料均具有高重复利用率，在成本优化方面具有很大的优势。他们的最大优势是密度低、强度高，非常适合于无人机轻量化设计。3D打印技术参考注意到，EOS的客户Prototal、Parts On Demand已经将这两款材料用于了无人机结构部件制造。 显著的一体化制造为无人机制造带来至少三方面优势 采用3D打印技术制造无人机部件，可以带来至少三方面的优势——轻量化、强度更加可靠、制造效率更高。 无人机部件通常需要通过模具、切割等方法制造出很多零部件，然后采用螺栓等方式连接。设计灵活性差，工序繁琐且容易出现偏差，同时时间和金钱成本高，生产效率低。除此之外，无人机对轻量化的设计要求很高，传统制造工艺无法避免多个零件拼接，这会造成重量的增加，难以实现轻量化设计。 使用EOS 3D打印技术制造的无人机部件 Parts On Demand公司表示，如果使用注塑模制件或铣削等传统制造技术制造无人机，需要制备的零件可能会超过100个，而通过3D打印，零件只需要需要30个甚至可能更少。这意味着在相同条件下使用更少的组装和更轻的重量就可以制备出无人机；同时在相同的电池寿命下，更轻的无人机飞行时间也更长。 SLS 3D打印技术不需要支撑，零件清理流程相比金属更为简单，因此非常适合制造一体化的具有复杂内部特征的结构。这对于无人机制造来说优势很明显。一体化制造减少了零件数量和组装工序，从而降低制造成本和质量风险。此外，工业3D打印可以设计出各种需要空气动力学特性的复杂形状，且拓扑优化的结构组件基本上可以在最小的重量下具有优化的机械性能，这是传统加工技术无法比的。 经蒸汽抛光处理后的表面效果及内部结构 此外，3D打印在无人机制造方面可以实现很短的制造周期。与传统制造相比，3D打印部件可以在几天时间内完成交付，而在传统制造业中通常需要数周的时间来完成。Prototal公司内容安装了多台EOS 3D打印机，如全部运行，每天可以生产超过2000架无人机。 Prototal公司内部的EOS 3D打印机 蒸汽抛光表面处理去除表面微小瑕疵、毛刺 3D打印后处理是提升零件的表面质量、机械性能以及功能性的关键步骤，3D打印技术参考注意到，采用SLS 3D打印制造的尼龙部件，可采用蒸汽抛光表面处理工艺进行了后处理。这是一种基于利用高温高压蒸汽对工件表面进行处理的工艺。它通过喷射蒸汽，使工件表面产生微小的熔融效果，从而去除表面的微小瑕疵、毛刺等，使表面变得光滑平整，适用于PA12和TPU等材料。 该技术很适合具有复杂几何形状的3D打印零件的后处理，自动化蒸汽平滑系统在真空条件下运行，产生的蒸汽能够自由流动，凝结在零件难以触及的区域，并使其均匀平滑。国外DyeMansion公司展示了其采用该技术处理过的无人机部件，其采用EOS PA 640 GSL 材料打印测试表明，该技术能够帮助实现非常好的效果，使部件变得完全密封，从而提高部件的韧性和耐用性，并确保更长的使用寿命。 EOS 3D打印技术制造无人机实例 Parts On Demand公司介绍了一种用于识别园艺中作物的科孚岛的无人机，这些无人机在温室中飞行，并对不同的作物进行成像，可以用来监视需要浇水、除草的作物或需要特别注意的作物。 Parts On Demand使用EOS 3D打印机制造的无人机鸟 无人机鸟飞跃过程 该无人机鸟是一种组装的无人机，它的翅膀是用泡沫塑料制成的，而身体部位通过EOS 3D打印技术制造，整体上非常坚固也十分轻便。无人机鸟的机械装置等均在无人机机身里，这也使得无人机在实际的组装中非常快速和容易。整个无人机的所有功能基本上都在3D打印部件中，外部只安装了一个小盖子来关闭无人机机身和安装了一些可以调整的相机支架，整体上看起来非常像鸟类。 采用EOS SLS技术制造无人机鸟关键部件 END 工业3D打印由于设计自由度高、可定制化等优势为无人机制造带来了机遇。据报道，打印市场预计将从2024年的7亿美元增长到2029年的18.9亿美元。EOS作为工业级3D打印技术提供商，具有很成熟的经验，将成为助力其业绩增长的新赛道。 总体来说，3D打印无人机技术正处于快速发展的阶段，能在实际应用中减少能源消耗，满足不同行业和应用场景的多样化需求。通过适当的材料选取和后处理，能使3D打印技术在轻量化等方面发挥出更大的优势。随着3D打印技术的不断发展和创新，其在无人机领域的应用将更加广泛和深入。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。