气动塞式发动机是一种新型高效的火箭发动机，它在火箭发动机技术中占据着独特的地位。通过摒弃传统钟形喷嘴，采用环形燃烧室中心的尖刺设计，气动塞式发动机实现了体积和重量的相对减小，同时显著提高了效率。此类发动机诞生于上世纪中期前后，NASA更是花费了数十年时间设计、制造和测试，但至今都因技术复杂性和实施难度而未能实现实际应用。 尤其伴随着近年来人工智能设计方式的兴起，以及3D打印带来的革命性突破，解决了复杂设计制造的瓶颈。3D打印技术参考注意到，2024年底，由LEAP 71领导的团队，依靠上述两种技术，仅用3周就完成了此前人类工程师需要数年时间才能实现的研发突破。其使用最新的Noyron大型计算工程模型开发并使用3D打印制造的最新型气动塞式火箭发动机，成功进行了热试车。该发动机使用液态氧和煤油作为燃料，具有5000N的推力。 气动塞式发动机的理论优势与现实挑战 气动塞式发动机的设计能够在广泛的海拔范围内保持高效率，使其成为单级入轨火箭的理想选择。这种发动机通过将超音速排气沿着一个向外延伸的锥形塞式引导，使排气气体沿着塞式表面流动并自然膨胀。其外部轮廓会随着大气压力的变化而调整，在航天器从海平面到太空真空的上升过程中提供卓越的性能，从而避免了传统火箭因喷嘴长度限制而需要多阶段设计的复杂性和成本问题。 尽管气动塞式发动机在大量研究和测试中显示出明显的优势，但其技术挑战阻碍了其在实际任务中的应用。主要问题在于冷却：气动塞位于高温排气气体中，需要复杂的内部冷却通道和精确的几何形状，这使得使用传统方法制造变得困难。例如，火箭动力公司在20世纪60年代尝试制造的J-2T，以及美国宇航局和洛克希德·马丁公司合作的XRS-2200，都因技术复杂性和实施难度而未能实现实际应用。 AI+3D打印的应用与突破 LEAP 71表示，他们能够使用Noyron的物理模型来处理这种发动机的独特复杂性，成功解决了气动塞式发动机的复杂结构设计。Leap71的人工智能自主创建了一个设计，其中气动塞通过充满低温氧气的复杂通道进行冷却，而燃烧室外侧则用煤油燃料进行冷却。这种设计充分利用了低温液态氧的冷却效果，使发动机喷注器温度保持在较低水平，从而提高了发动机的性能和可靠性。 在制造方面，Noyron生成的气动塞式发动机设计被3D打印成一个单一组件。发动机由工业合作伙伴Aconity3D使用激光粉末床熔融工艺打印，使用了先进的航空铜合金（CuCrZr）。但制造过程面临挑战，包括管需要无支撑打印以及确保再生冷却通道的完整性和表面粗糙度。Aconity3D优化了扫描策略和打印参数，使用6.9公斤铜合金在62小时内完成了210毫米高的推进器制造。Fraunhofer激光技术研究所对其进行了热处理。谢菲尔德大学的Race 2 Space团队为发动机的测试现场做准备，并在测试期间提供了积极支持。 该发动机在2024年12月18日进行了点火，这是LEAP 71在英国Westcott的Airborne Engineering进行的四天内四台发动机的测试活动的一部分。公司将处理收集到的数据，以微调Noyron，为下一代发动机进行优化，并在2025年继续测试，目标是使Aerospike成为现代航天器的可行选择。 END 短短三周内就完成了这一极具挑战性的火箭发动机的设计，这一成就不仅验证了基于物理的人工智能方法的有效性，还展示了人工智能在航天领域应用的巨大潜力。通过将测试数据反馈，工程师们能够快速迭代和优化设计，大幅缩短了从设计到测试的周期。未来，随着人工智能技术的不断发展和应用，有望进一步推动航天技术的创新和突破，为人类探索太空提供更高效、更可靠的解决方案。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

蜂巢、蜘蛛网和珊瑚在结构上均展现出类似晶格组成的特征，通过组成单元的规律重复排列，形成了一种有序的结构。这种周期性排列是晶格结构的基本特征之一，而且这些来自自然的晶格结构都经过长时间的选择和进化，使得它们能够在各自的生存环境中表现出优异的性能。 如今，3D打印技术已经成为制造晶格结构的重要技术。3D打印的晶格结构也凭借轻量化、高强度重量比、材料节约、设计灵活以及优异的减震和热交换性能，在航空航天、汽车、医疗、体育用品、工业设备和消费产品等多个领域展现出广泛的应用前景，推动了相关领域的技术创新和效率提升。 晶格结构的类型 晶格结构有几十种类型，但最常见包括以下几种： 平面晶格采用二维（或平面）的单位晶胞排列，最常见的是蜂窝状结构，然后通过复排列或堆叠将其扩展到三维空间中。 三维均匀/周期性晶格由三维的单位晶胞组成，这些晶胞可以填充整个三维空间而不留空隙。常见的三维晶胞包括立方体、四面体、八面体、菱形十二面体等。 支柱晶格也称为桁架晶格，由一系列相互连接的杆件（支柱）组成，这些杆件可以以不同的方式连接，如顶点连接、边缘连接、面连接或多点连接。这种结构在轻量化设计、建筑结构和生物医学工程中很常见，它们可以在保持结构完整性的同时减少材料的使用。 三重周期极小曲面（TPMS）在三个维度上都是周期性的，并且在给定的体积约束下具有极小的面积。这些表面通常通过复杂的数学方程来描述，难以用传统的计算机辅助设计（CAD）工具直接生成。 使用3DXpert创建的一系列格子(来自 Oqton) 3D打印晶格结构的应用 3D打印晶格结构以其独特的优点在多个领域得到了广泛应用。 轻量化是晶格的一种流行应用。通过在产品中添加晶格结构，可以用最轻的结构实现特定的性能。在航空航天工业中，晶格结构的引入可减少钛等昂贵材料的使用，同时不牺牲零件的结构刚性和完整性。 热交换器，作为一种高效促进两种流体间热量转移的关键装置，其性能提升显著得益于格栅的巧妙融入。格栅以其卓越的表面积与体积比特性，为热交换器效能的优化开辟了前所未有的新境界，极大增强了热交换过程的整体效能。 传统的油冷却器与带有螺旋叶片的新型热交换器 晶格结构也非常适合吸收冲击力。 通过改变晶格的密度和类型，设计师可以创建比传统泡沫更有效吸收能量并重新定向的结构。 这种结构可用于运动鞋和自行车头盔等消费品。 晶格结构在骨植入假体中能够精确模拟骨骼的微观结构，提供高度个性化的设计，增强假体与宿主骨之间的结合强度，同时促进骨组织再生，实现更自然、更持久的植入效果。 3D打印制造晶格结构的挑战 尽管3D打印晶格结构有非常多的优势，但此类结构的制造业面临一些挑战。复杂的晶格设计在3D打印过程中尤为棘手，因为它们往往导致3D模型的数据量极大，令计算机系统难以迅速而准确地转化为可打印的STL文件，这一过程不仅拖慢了速度，还增加了数据损失的可能性。 3DXpert软件在此方面提供了一种解决方案，它集设计与打印准备于一体，巧妙绕过了将晶格转换为STL文件的必要步骤，极大地提升了效率与准确性。 在骨整合产品的制造中，孔隙的精细分布是促进骨骼生长不可或缺的要素。3DXpert为此配备了专业的孔隙分布直方图工具，确保医疗级晶格产品的精准验证，同时，它还集成了防止晶格支柱突出、可能引发组织损伤的智能防护机制。 对于增材制造领域的初学者而言，构建拥有复杂晶格结构的产品无疑是一项艰巨任务。但3DXpert的专用程序以其强大的功能简化了这一过程，不仅使晶格结构设计变得直观易行，还优化了整个增材制造的工作流程，让即便是初学者也能轻松驾驭复杂晶格产品的制造挑战。

12月9日消息，英伟达因涉嫌违反反垄断法等被中国立案调查。 自2023年以来，该公司通过其风险投资公司，在增材制造领域进行了大量投资布局。从联合波音投资金属3D打印“流水线”企业Freeform，到数百万美元注资先进设计软件开发商nTop，再到联合领投区域金属3D打印厂商Seurat的9900万美元融资， 无论英伟达是否有意想增加在3D打印技术产业链中的影响力，但一定引起了本行业的关注。 除此之外，这些投资示例需要引起国内增材制造行业的特别注意，不仅仅是其中一些被投资的企业在面临中国竞争时，有不友好的行为。同时还应注意到，国外同行正在将先进算力部署到3D打印行业，这可能会成为影响未来增材制造技术发展方向的一种可能。 9900万美元！联合领投区域金属3D打印厂商Seurat 2023年10月 ，英伟达风险投资部门N Ventures和Capricorn技术影响基金领投区域金属3D打印开发商Seurat Technologies，融资规模达 到9900万美元。 Seurat的Area Printing®技术代表了增材制造技术生产力有望进一步提高的巨大潜力，它利用高功率脉冲激光同时熔化更大面积的金属粉末，从而提高打印速度，降低成本；该技术同时具有可扩展性和高水平细节特征制造能力。 英伟达的投资表明其对Seurat所开发的区域3D打印技术的高度认可，以及对具有创新潜力和市场前景的企业的信心与支持。通过投资Seurat，英伟达可能希望在未来半导体制造设备领域，特别是芯片制造过程中，利用3D打印技术实现更复杂的流体歧管或冷却结构设计，提升设备性能，并推动制造业向绿色、低碳方向发展。 区域金属3D打印技术无疑是对传统SLM技术的进一步发展，西空智造等国内企业对此已有布局，并有望很快看到进展。 数百万美元投资增材制造先进设计软件开发商nTop 2024年9月，3D打印技术参考注意到，英伟达 旗下的风险投资公司 向先进设计软件开发 商 nTop 公司注入了 数百万美元资金 ， 助力这家在计算设计软件领域迅速崛起的佼佼者。 英伟达对nTop的投资表明其对nTop在计算工程设计软件领域的先进技术和实力的认可，看好nTop软件在多个行业（如航空航天、汽车、医疗、消费行业等）的广泛应用前景，认为其能够为产品设计开辟全新的可能性，并推动制造业的数字化转型。 通过投资nTop，英伟达可能希望加强与制造业、特别是增材制造领域的联系。 3D打印技术参考了解，NVIDIA的GPU已成为nTop 5软件的理想动力。两家企业正深化合作，将nTop 5与NVIDIA的OptiX渲染框架及Omniverse技术无缝融合，旨在进一步提升工程师的设计可视化体验。 然而，在德国Formnext增材制造展期间，nTop针对中国同行漫格科技发起了对抗行动，在整个行业引起轩然大波，也让众多同行始料未及。 投资“金属3D打印流水线”开发企业Freeform 2024年10月，英伟达 旗下NVentures 和波音旗下AE Ventures出资1400万美元投资3D打印技术开发商 Freeform ，它 是一家由前SpaceX工程师创立的AI驱动金属3D打印的高科技企业， 正在开发一种新的可实现大批量金属3D打印的工艺流程。 Freeform在制造的整个流程上进行了创新，实现了激光打印不间断。基于该流程，Freeform表示制造金属零件的速度比现有方法快25-50倍，而且成本仅为现有方法的一小部分。 质量控制是被此次投资看中的关键。Freeform的机器具备微秒级的监控能力，能够实时追踪打印过程中的各项参数，并据此进行精细调整，以满足如SpaceX等高端工作场所对打印质量的严苛要求。Freeform系统上搭载了以微秒级速度运行的高速计算机视觉反馈机制，在有效缓解质量问题的同时，依然能够保持对复杂几何图形的高速打印能力。 作为此次投资的一部分，Freeform将利用NVIDIA的加速计算平台增强其现有的AI驱动功能，该平台可对金属3D打印过程的复杂物理特性进行实时预测控制。这种方法为金属增材制造开辟了新的可能性，而这些可能性以前是使用传统方法无法实现的。 启示意义 从单纯技术的角度来说，被英伟达投资的这几家3D打印技术企业，确实有着先进制造能力，并且在行业内甚至具有技术引领价值。中国3D打印技术开发商以及主管机构应从中得到启示，开始着力布局先进算力增强3D打印技术制造能力。两种技术的结合，这未尝不可能成为未来3D打印技术发展的重要方向之一。 借助先进算力，可以助力新材料开发，目前已有多款结合这两种新技术开发出的新材料，如NASA的GRX-810。在此方面，国内创材深造公司，正利用“AI+金属材料”研发模式，借助材料计算、材料信息学、机器学习、深度神经网络等技术手段，加速金属材料的研发，并取得了显著进展。 借助先进算力，可以加速更复杂3D打印模型的生成。近年来，采用人工智能技术辅助先进设计的案例层出不穷。然而在国内，相关的布局一直未有显著进展。 借助先进算力，可帮助实现更可靠的质量保障。多家国外3D打印技术开发企业，已经将人工智能技术接入3D打印过程质量保障体系。同样的，国内企业在此方面的布局也未有显著进展。 技术无国界，但企业有国界。须时刻关注最新技术发展，洞察背后的技术发展趋势。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

  01.中国学者Science，3D打印高光致发光结构 高光致发光量子产率的蓝光和绿光发光器是目前固态照明和彩色显示领域的研究前沿。2024年1月4日，中美两国三院院士、美国加州大学伯克利分校无机化学家 杨培东 与授意团队发报2024年期第20-24篇"近统一光致发光的蓝色和绿色卤化物的超分子组装"。         杨培东教授团队通过铪和锆卤化物八面体团簇的超分子组装，展示了近乎统一的光致发光效率的蓝色和绿色发射材料。高发光的卤化物钙钛矿粉末具有优异的溶液加工性，可以用于薄膜显示器和自发光3D打印。通过搅拌和超声处理，光致发光粉末均匀分散到树脂中。利用多材料数字光打印方法，将蓝色和绿色发射器组装成复杂的宏观和微观结构。在405nm结构紫外光照射下，树脂迅速转化为固体3D结构。3D打印光致发光结构的潜在应用非常广泛， 从复杂的室内环境照明解决方案到无缝集成到可穿戴设备中 ，正在不断发展。 02.中国学者Science，3D打印高强、高延展钛合金 2024年3D打印技术领域第二篇Science文章于2月8日发表。来自澳大利亚昆士兰大学、 重庆大学 、 丹麦技术大学 "超均匀、强、韧性的三维打印钛合金" 通过双功能合金设计文章," 通过向Ti5553金属粉末中添加Mo ，实现了3D打印过程的原位合金化。     具体的说，通过将钼精确输送到熔池中，钼可以在每层扫描期间充当晶体形成和细化的籽晶核，促进了从大柱状晶向细等轴和窄柱状晶结构的转变。钼还可以稳定所需的β相并抑制热循环过程中相异质性的形成，通过这种方法不仅提高了3D打印钛合金的强度，还实现了延展性和拉伸性能的完美平衡。     作为钛工业中所谓主力的TC4，建议使用的最小断裂伸长率为10%，而此次3D打印制备的钛5553在屈服强度达到926兆帕的情况下， 断裂延伸率达到了26%，具有极大的应用潜力 。该方法还有望应用于其他金属粉末混合物，并定制具有增强性能的不同合金。 03.中科院金属所Nature，3D打印“抗疲劳”钛合金 2024年12月27日,独立自主的中国科院毕业生,拥有良好的团队合作精神,题为"钛合金通过近无音3D印刷的高疲劳抵抗力"。文章认为,3d打印(注:基微观影) 天然高抗疲劳性 ，而该性能的降低可能是微孔的存在造成的。常规消除微孔的努力往往造成组织粗化，而组织再细化的过程又会带来气孔复现，甚至引发晶界α相富集等新的不利因素，使微观结构的进退努力两难。         中科院团队在进行热处理研究的过程中，发现了一个关键的后处理工艺窗口，高温下3D打印钛合金的相变和晶粒生长具有异步性。只要有足够的过热度，就会立即发生α到β相的转变，而虽然已经到达了β相的生长温度，但晶界需要一段孕育期来重新排列。利用这一宝贵的热处理窗口，研究人员确定了热等静压与高温短时间处理相结合的热处理方法，既实现了组织细化，又防止了α相富集以及微孔的重新出现，最终 制备出几乎无微孔的近打印态3D打印钛合金 。 04.斯坦福大学Nature，极高速3D打印高精度微颗粒 2024年3月，斯坦福大学的研究人员以“Roll-to-roll, high-resolution 3D printing of shape-specific particles”为题在nature发表文章。该研究以该校2015年开发的连续液体界面生产技术为基础，开发出了一种更高效生产微尺度颗粒的3D打印技术， 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 。     R2R卡姆3D打印原理   研究人员 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 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 ，每天可制造多达100万个颗粒，为粒子制造带来了新的可能性。该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。 05. 他是海哥大学, 3D打印可循环使用光敏树脂 2024年5月nt15日,英格国瑞金大经美格分词创制新语,题为"一种可再生来源,用于添加剂制造的圆形光能树脂"的文章。     研究人员第一次创造出一种树脂，只需添加少量光引发剂即可保持其固化性能，它不仅能够以高分辨率打印， 还可以分解成其组成部分，回收和重新打印 。这种树脂的原料来自硫辛酸，它是一种天然物质，通过调整其组成和网络架构，可以获得具有不同热和机械性能的打印材料，这些性能可与多种商业丙烯酸树脂相媲美。3D打印后的树脂进行了熔化和重新解聚，最终发现解聚后的树脂组成与初始配方相当，且该树脂可以重复打印。 06.华中科技大学Nature，3D打印助力无线植入传感器制造 2024年6月， 华中科技大学 臧剑锋教授、姜晓兵教授以及新加坡南洋理工大学 陈晓东 相当于授旗团组体手部合作,在《自然》文章中,人们一起发条座以"用于颅内信号无线监测的可注射超声波传感器"。     研究人员开发出一种创新型可注射超声凝胶传感器。其由双网络交联的水凝胶基质和内部周期性排列的空气孔道组成，体积仅为2×2×2mm³。这种可注射传感器是研究团队采用 摩方精密面投影微立体光刻 (PμSL)3D打印技术(nanoArch® S140，精度：10 μm)加工模具后，经水凝胶翻模制备而成。经过计算机模拟结构优化，该特殊结构对入射超声波有很强的反射能力。     该传感器有望克服传统有线传感器存在的感染风险和术后并发症等问题，同时避免现有无线电子传感器体积过大、无法体内降解等临床应用挑战。（本部分来自摩方精密，引用已获授权。） 07.浙大&上海交大Nature，弹性体3D打印重大突破 2024年7月3日，来自 浙江大学和上海交通大学 这是一篇题为"具有非凡强度和韧性的3D打印机"的文章。     该研究聚焦3D打印光敏聚合物的 机械性能远不及传统加工技术所能达到水平 的特点，认为这主要是因为 打印要求限制了分子设计 所导致的，进而开发了一种新的可光固化打印树脂化学技术。 研究人员展示了利用动态共价化学来克服打印性能冲突的方法 。该技术可生成一种拉伸强度为94.6MPa、韧性为310.4MJm的弹性体， 这两项指标均远超当前其他3D打印弹性体 。 a.打印后的物体及其在后处理过程中的尺寸变化；b.3D 打印气球的非充气和充气状态及其抗穿刺性c.机械穿刺力的有限元建模。d.3D 打印气动执行器可举起 200克的重量e.3D打印气动夹持器，用尖刺抓住铜球（70 克）   该研究实现了3D打印技术在高强度、高韧性弹性体材料制造上的重大突破，展示了3D打印技术 在软机器人、可穿戴设备、医疗设备 等新兴领域的巨大应用潜力。 08. 美国学研究, 3D打印“心脏创可贴” 2024年，8月1日，来自宾夕法尼亚大学、 科罗拉多大学 美国标--博尔德格--标称技术团体---------------------------------------------------------------------------------------     本研究提出了一种称之为 CLEAR（光与暗聚合相结合）的3D打印技术 ，旨在通过光聚合与暗聚合（即氧化还原聚合）的结合， 实现高度纠缠的聚合物网络的3D打印 。CLEAR技术利用光聚合快速制造出物体的形状，而随后的氧化还原聚合则允许未反应的单体缓慢而稳定地转化，从而生成高浓度的长聚合物链，增加物理纠缠的密度。 为猪心脏安装3D打印的水凝胶贴片   使用新技术3D打印的聚合物材料，与传统的DLP技术相比， 材料的拉伸性能提高了四到七倍 。研究人员成功打印出了高分辨率、多材料结构， 这些结构具有空间程序化特点，能够粘附到组织或器官上用于人类健康的康复、感知、监测和管理 。 09.中美联合Nature，3D打印跨尺度先进材料结构 自然界中的生物体通过精妙的自组装过程构建出了具有复杂结构和卓越性能的材料。这些生物材料，如骨骼、贝壳和蜘蛛丝，不仅在宏观上展现出优异的力学性能，而且 在微观尺度上也具有高度有序的结构 。这些层级结构材料因其 结合了软、硬材料领域和融合界面 ，在性能上超越了均质材料。受此启发，科学家们一直在探索如何通过合成方法制造出类似的高性能材料。  …

机械金属超材料由互连的支柱、板、片或壳组成，其空腔或孔径范围为亚毫米到毫米级，通常以重复单元排列。它们是一类新兴的多功能材料，具有固体材料或传统多孔材料无法实现的多功能性。具有亚毫米至毫米通道直径的空心支柱晶格（HSL）金属超材料是机械超材料的新研究方向。粉末床激光熔融 (LPBF) 增材制造技术的出现让制造挑战逐渐消除，大大简化并能制造更为复杂的拓扑结构。 在此方面，墨尔本理工大学马前教授团队的研究备受关注，已发表的多篇研究涵盖多种材料（钛合金、铝合金及不锈钢）和多种晶格结构（实体晶格、空心支柱晶格、薄板空心支柱晶格拓扑结构、节点增强空心支柱晶格及不同取向等其他类型的结构）。尤其是于近两年发表的3D打印钛合金超材料与铝合金超材料的研究使人们对点阵/晶格材料的创新形式有了新的认识。 晶格/点阵结构创新 马前教授团队对晶格结构的重要研究方向是关于空心支柱晶格，这是一类新兴的晶格材料，与以往晶格结构不同之处在于其支柱和节点皆为空心，共同形成相互连接的通道网络。在相似的相对密度下，空心支柱金属晶格比实心支柱晶格具有更高的结构效率。 但虽如此，此类晶格的空心节点却存在严重的结构缺陷，这些缺陷源于复杂的空心节点区域应力集中。这些应力集中会导致局部椭圆化和裂纹，造成晶格结构过早失效。针对此问题，研究人员探索了多种结构加强方式。 节点加强形式 协同薄板拓扑两级相干架构 通常认为增加节点处的壁厚可以用作节点加固策略，但研究人员认为引入专门设计的亚毫米节点加固方法可能能够从根本上提高强度和刚度，但同时需要考虑避免粉末堵塞空心支柱。研究发现，引入节点加固可以有效减轻节点区域的应力分布，但这种策略仍然会导致负载未对齐的空心支柱中出现显著的接近零应力区域。另一种加强方式，是创建协同薄板+空心支柱晶格拓扑的两级相干架构，提供高机械强度的同时保持开孔结构。这种加强方式，又可衍生出多种具体的加强形势。 但总的来说，马前教授团队目前所开发的增强型空心支柱晶格的空心支柱晶格的相对屈服强度普遍位于经验模型上限之上，超过同类型的实体支柱晶格，且具有更低的材料密度。 3D打印钛合金超材料 于2023年12月31日发表的钛合金超材料获得了广泛关注，这种复杂的空心支柱晶格Ti6Al4V超材料，密度不超过1.8g/cm³，与镁合金相当，但屈服强度却远超镁合金。 LPBF工艺制造的Ti-6Al-4V试样 具体的说，研究人员将亚毫米厚的Ti-6Al-4V片层组成的简单立方单元嵌入到简单立方空心支柱晶格的中空空间中，可以轻松实现协同拓扑。因为支柱和板遵循一致的方向，无需晶胞操作。此外，这种拓扑结构旨在将所有负载未对齐的水平支柱牢固的互连到负载对齐的板，从而确保有效的应力分布，进而实现高结构效率。 研究团队3D打印的tc4空心支柱晶格 这一研究之所以备受关注，是因为所开发的钛多孔晶格拓扑超材料拓展了轻质多功能金属材料的边界。由于其密度低和高屈服强度，再加上Ti-6Al-4V固有的良好耐热性（高达350 °C）、显著的耐腐蚀性和生物相容性，它们可以用作高超音速飞行器等要求严格的热防护系统的核心结构。特别是，当用高温钛合金Ti-SF61打印时，它们可以进一步在高达600°C的温度下使用。这些重要的特性也使它们成为钛无人机的潜在选择材料。其他应用包括用作植入材料以及在国防和航空航天领域替代镁合金部件的轻质结构（更轻、更强、更耐热、更耐腐蚀）。 3D打印铝合金超材料 在获得以上成功的基础上，研究人员指出，所开发的钛合金超材料可能并非一直都是最佳的选择，因为钛合金粉末仍然很昂贵。该团队因此将目光锁定了另一种高性能材料——铝合金。 铝合金的激光粉末床熔融 (LPBF) 比Ti-6Al-4V等常见金属合金更具挑战性。首先，铝合金被观察到从高熔池温度到室温事存在大体积收缩；其次，高反射率和导热率需要更高的激光能量；此外，铝合金还具有低液相线温度（557°C），导致产生动态熔池。这些因素意味着AlSi10Mg很可能存在几何缺陷和粉末堵塞中空通道。 为了实现完整打印且不会残留粉末，研究人员确定了铝合金晶格结构的最小壁厚、最小内径、加强方式以及扫描策略。最终使用简单高效的双边界扫描策略，制造了具有高保真内部和外部轮廓以及可忽略不计的容留获粉末的复杂AlSi10Mg空心支柱晶格结构。该结构达到了仿真模型相对屈服强度的经验上限，与实体支柱晶格结构相当。而具有相当相对密度的Ti-6Al-4V、AlSi10Mg和SS316L的固体支柱晶格通常低于该上限。此外，空心支柱晶格在绝对密度低得多的情况下，绝对屈服强度、弹性模量均与实体支柱晶格相当，从而开发出了基于AlSi10Mg空心支柱晶格的具有轻质和高效结构的超材料。 研究团队3D打印的AlSi10Mg空心支柱晶格 这种铝合金超材料因其独特的性能和优势，对提高火箭、卫星和飞机等飞行器的整体性能和效率，提升汽车的性能和安全性，增强电子设备的散热性能，同时在高性能运动器材制造中也表现出应用潜力。 END 总的来说，马前教授团队所开展的空心支柱晶格超材料3D打印已成为独具特色的研究方向。凭借高强度、轻质化和多功能性等非常规特性，以及创新的制造技术、降低材料成本，拓展了应用深度，提升了产品结构效率，推动了工业设计和制造的发展。 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。

据3D打印技术参考了解，易加三维最近成功建造了一款 高度超过1.3米的单件式3D打印火箭推进器，并且充分利用了其EP650-1500打印机的大尺寸构建能力。这款200kN的推进器 使用LEAP 71大型计算工程模型设计 。 据了解，易加三维与设计团队紧密合作，将这一挑战性的设计变为现实。火箭发动机采用铝合金打印，采用了双重冷却策略：主燃烧室使用低温液氧进行再生冷却，而喷嘴的上部则使用煤油进行冷却。打印质量非常出色，整个过程连续打印了354小时（超14天），无需后处理，打印后的表面质量非常优秀。 EP-M650H-1500采用金属粉末床熔化技术，成型室可达657*657*1600mm，可选配四/六/八激光器，多激光精准定位+拼接区精度控制技术，保证设备的高质量、高效率及高稳定性打印。可打印钛合金、铝合金、高温镍基合金、模具钢、不锈钢、钴铬钼等材料，适于航空航天等领域大尺寸、高精度和高性能零部件的直接制造。 这款推进器将在Formnext展览会的易加三维展位展出。这一成果展示了金属3D打印技术在解决具有挑战性的应用和打印大型功能集成部件方面的优势。

注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。 10月16日，《自然》杂志发表了一篇题为“Harnessing plasticity in sequentialmetamaterials for ideal shock absorption”的文章，该研究提出了一种创新的力学超材料设计，能够实现理想的冲击吸收和减震效果。3D打印技术参考注意到，该研究提出的先进设计使用3D打印技术制造。 这种超材料类似于一种能够承载且高效吸收冲击载荷的超级海绵。它能够根据所需的能量吸收水平，调节其吸收冲击的能力，以适应多样化的冲击条件。该超材料还可多次使用，与一次性使用的金属泡沫相比，其在承受冲击前具有较高的刚度和强度， 能够作为承载结构，在承受冲击后仍能保持结构完整性从而实现多次重复使用。这一发现不仅为超材料的设计提供了新的视角，而且为制造具有广泛应用潜力的高性能冲击吸收材料提供了新思路。3D打印技术参考注意到，该研究的第一作者为中国学者刘文峰，其硕士毕业于中科院力学所，现就读于荷兰阿姆斯特丹大学）。本文内容获得了作者斧正！ https://www.nature.com/articles/s41586-024-08037-0 研究背景 在材料科学领域，力学超材料因其独特的力学性能而备受关注。这些性能包括在低密度下具有高刚度、增强的能量吸收、形状变化、顺序变形、负泊松比以及稳定的波导等。传统上，超材料的设计主要依赖于几何结构，而材料的非线性特性，如粘弹性、断裂和塑性，很少被纳入设计考虑。特别是塑性变形，通常被视为一种失效模式，需要避免。然而，本研究反其道而行之，将塑性变形作为一种设计工具，探索了塑性和屈曲不稳定性之间的微妙平衡。 大型超材料的屈服屈曲 材料或结构在受到外部力的作用超过一定阈值而发生稳定性改变的现象称之为屈曲的现象称之为屈曲。研究人员指出，屈服屈曲特别指的是在材料刚好屈服时发生的屈曲，导致承载能力减少（也就是负刚度），直至结构单元发生自接触。 塑性和屈曲不稳定性之间的微妙平衡 研究者们首先从理论上定义了屈服屈曲的概念，并使用有限元模拟来验证这一理论。研究人员首先考虑了由两个正方形组成的基本单元，这两个正方形通过一条弹塑性韧带连接。当该单元沿其主轴压缩时，韧带会经历弹性和塑性变形，而两个正方形则因屈曲不稳定性而开始旋转。他们发现，存在三种屈曲模式：弹性屈曲、塑性屈曲和屈服屈曲。 弹性屈曲：当单元的纵横比（韧带厚度与正方形边长的比值）足够小或屈服应力与弹性模量的比值足够大时，单元会在塑性变形之前开始失稳屈曲。因此，后屈曲刚度将保持正值，导致承载力继续增加。 塑性屈曲：当纵横比足够大或切线模量与弹性模量的比值足够大时，单元将不再弹性屈曲，而是在塑性变形开始后屈曲，导致屈曲后载荷继续增加。 屈服屈曲：当单元的纵横比和材料的塑性（屈服应力与弹性模量的比值、切线模量与弹性模量的比值）达到微妙平衡时，屈曲恰好发生在屈服点。这导致屈曲时承载能力下降，与屈曲同时发生。 研究者特别关注屈服屈曲模式，因为屈曲时承载能力的降低保证了载荷始终保持在初始屈曲载荷以下，直至单元达到自接触结构出现刚度显著增强。这对于实现后续单元的顺序屈曲至关重要。 屈服屈曲模式 该研究与其他研究超材料的性能差异   为了验证这一预测，研究者进行了数值模拟，通过改变材料弹塑性模量的比值以及结构单元节点尺寸和单元尺寸的比值等参数，测量了屈曲刚度和自接触前的后屈曲载荷。他们发现，当满足特定条件时，当单元结构的屈服载荷低于其理论上的塑性屈曲载荷时（通常发生在材料的塑性模量远低于材料的弹性模量时）， 单元会在连接铰链发生塑性屈服的同时发生屈曲，从而导致结构出现负刚度，单元将立即失去稳定性，并在塑性开始的瞬间屈曲。 3D打印制造先进的超材料结构 在确定了屈服屈曲的基本机制后，研究者开始将其应用于超材料的设计中。他们开发了一种新型超材料结构，通过屈服屈曲和相应的超材料结构实现顺序的局部屈曲和能量耗散，避免了整体屈曲。这种结构能够在保持高刚度和强度的同时，实现多次使用的减震性能。 超材料的3D打印 研究者首先设计了一个包含额外稳定的超材料几何结构，这些延迟屈曲限制了载荷减小，使得屈服屈曲状态能有序发生。他们通过数值模拟和实验验证了这一设计的有效性。在由相同屈曲单元重复叠加组成的超材料中，在弹性屈曲和塑性屈曲状态下，实现了顺序屈曲。 接下来，研究者将屈服屈曲的概念扩展到二维和三维超材料设计中。在二维层面，通过修改设计，实现了沿两个方向的顺序屈曲，产生了具有多个振荡的波浪形力-位移曲线平台。这种策略同样可以扩展到三维，其中包含三个正交层模式。 顺序超材料的每次撞击与具有相同刚度和强度的碰撞罐的瞬时对比 顺序屈服屈曲在两个方向和大压缩行程 为了验证这一设计在实际应用中的效果，研究者使用3D打印技术制造了一种超材料圆柱体。这种圆柱体在压缩过程中表现出高刚度，随后各层依次屈曲并接触，形成波动的平台，展现了承载能力和能量耗散的结合。他们发现，与标准减震结构相比，超圆柱体在静态和动态测试中均能更均匀地吸收能量。此外，该结构可多次使用，保持初始性能，与一次性的碰撞罐相比，展示了其在减震方面的可调性、坚固性和高效性。 3D打印技术的制造优势 3D打印技术在制造屈服屈曲超材料方面展现出显著的优势。3D打印技术能够精确控制制造过程中的几何参数，这对于实现精确的屈服屈曲行为至关重要。其次，3D打印技术能够制造复杂的内部结构，这对于设计具有多步屈曲序列的超材料尤为重要。 顺序元材料的几何设计 通过调整打印参数和材料选择，3D打印技术可以轻松调整超材料的性能，以满足不同的应用需求。例如，通过选择不同的打印材料，可以调整超材料的屈服应力和弹性模量，从而实现不同的屈服屈曲行为。 六线模式超材料的轴外压缩 此外，3D打印技术还使得超材料的快速原型制作和测试成为可能。研究者们可以迅速地设计、打印并测试新的超材料样品，从而加快了新材料的开发进程。这种快速迭代的能力对于推动新材料科学的发展具有重要意义。 END 总的来说，通过屈服屈曲设计的超材料不仅能够在单一方向上实现理想的冲击吸收，而且能够通过调整几何和材料参数，实现在多个方向上的顺序屈曲。这些超材料在压缩过程中表现出了高刚度和高强度，同时具有高效的能量耗散能力。此外，这些超材料能够多次使用，保持其初始的力学性能。 这些发现为超材料的设计和应用开辟了新的可能性。屈服屈曲超材料因其优异的冲击吸收性能，有望在汽车、航空航天、微细加工和软体机器人等领域得到广泛应用。例如，在汽车行业中，这些超材料可以用于制造更有效的安全气囊和碰撞吸收系统；在航空航天领域，它们可以用于制造轻质但强度高的飞机结构部件；在微细加工领域，它们可以用于精确控制力和位移的设备中。

10月22日，3D打印技术参考注意到， 拓竹科技推出了其最新人工智能驱动3D模型生成器PrintMon Maker。该工具可通过MakerWorld平台获取，允许用户使用文本或图像提示来创建可3D打印的模型。 这款新的人工智能产品自8月以来一直处于测试阶段，旨在激发创造力并降低3D建模的入门门槛。值得注意的是，该生成式AI平台生成的模型是为多色3D打印优化的。 PrintMon Maker已集成到了Bambu Studio中。生成的设计可以直接导入到3D打印切片软件中，并在拓竹科技的3D打印机上制造，无需额外调整。还可以创建类似底座的单独文件，使用户能够个性化的开展3D打印创作。 拓竹科技新工具的开发顺应了利用AI文本生成3D模型的趋势，像Meshy.ai、OpenAI Point-E和DreamFusion这样的平台均提供了类似的功能。GPU制造商Nvidia在2023年初也推出了其Magic3D生成式AI工具。Spare Parts 3D (SP3D)将这一概念扩展到从2D技术图纸创建3D模型。 PrintMon Maker文本输入 在PrintMon Maker中生成模型，用户可以输入一个简短的文本提示或上传他们想要复制的模型的图片。AI算法可将其转换为一个宝可梦风格的字符概念模型。 然后可以将AI概念转换为可打印的3D网格，并在MakerWorld中编辑。编辑平台的用户界面相当基础，使其易于3D建模新手使用。它允许更改颜色，提供四种、八种和十二种颜色选项。用户还可以添加底座，重新定位和旋转模型，并更改眼睛的风格。 在完成设计后，用户可以下载模型，或在Bambu Studio切片软件中打开，准备3D打印。 AI 3D模型生成器并不新鲜。随着大型语言模型的兴起和像Chat GPT这样的易于访问的AI工具的流行，现在更多的人希望使用基本的文本输入和图像来创建3D模型。 去年，Nvidia创建了其Magic3D文本到3D模型工具，以回应Google的DreamFusion产品和Physna Inc.的3D模型和场景的生成式AI原型。在一篇研究论文中概述，Nvidia的AI平台采用了一个两阶段的方法，创建一个粗糙的低分辨率模型，然后优化为更高的分辨率。Magic3D还可以进行基于提示的3D网格编辑。一旦上传了基础提示和低分辨率3D模型，就可以修改文本以改变结果模型。 AI也可以用来简化3D打印工具路径的创建。总部位于伦敦的3D打印软件开发者Ai Build提供了Aibuild 2.0，这是其基于云的AI软件的最新版本。这个平台具有与AI对话的功能，可以从简单的文本输入如“用2mm层高切片零件”生成3D打印工具路径。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击。

3D打印技术参考注意到，NASA于日前开发了一款集成了其多种先进3D打印合金组成的着陆器发动机，包含GRCop-42铜合金制造的燃烧室，GRX-810超级合金制造的喷射器，以及Al6061-RAM2铝合金制造的喷嘴。 该发动机采用紧凑增强型火花撞击点火器进行点火。使用激光粉末床熔融（L-PBF）技术3D打印了GRX-810（Ni-Co-Cr）五重撞击喷射器。GRX-810是NASA开发的一种多主元素合金，采用氧化物弥散强化（ODS）技术。基于NASA先前测试项目的传统设计，采用了GRCop-42 L-PBF技术3D打印燃烧室。热试火测试的重点是LP-DED技术3D打印的Al6061-RAM2喷嘴。 喷嘴组件采用基础LP-DED Al6061-RAM2喷嘴衬套设计，该衬套具有整体通道、两个传统制造的Al6061-T6歧管，以及八个爆炸性结合的In625至Al6061-T6端口。该推力级为31kN的硬件已通过液氧/液氢和液甲烷进行了热试火测试。推力室组件在22次热试火测试中累计运行了577秒，其中单次最长运行时间为60秒。 喷嘴设计概况 该项目不仅展示了激光粉末定向能量沉积（LP-DED）技术在铝合金制造中的卓越性能，还通过引入多种先进合金如GRCop铜合金、GRX-810高温合金及A6061-RAM2铝合金，实现了材料科学与先进制造技术的高度融合。这一综合性应用不仅体现了合金材料创新对火箭发动机性能提升的关键作用，还深刻揭示了多材料协同策略在解决复杂航天工程问题中的巨大潜力。 抵抗热撕裂，3D打印大型铝合金喷嘴 此前，LP-DED技术在处理薄壁铝合金方面的技术成熟度较低。Al6061-RAM2是一种专为增材制造过程设计的铝合金，通过反应性增材制造（RAM）技术将6061基础粉末与陶瓷颗粒（如碳化硼B4C和富钛Ti颗粒）混合制成。这种合金不仅保留了6061合金的高强度和良好导热性，还通过陶瓷颗粒的添加增强了其抗热撕裂能力和细化晶粒结构。具体来说，RAM工艺中的陶瓷颗粒作为异质形核点，促进了等轴细晶粒的形成，从而提高了合金的强度和韧性。 喷嘴制造步骤 A6061-RAM2铝合金作为本项目的核心材料，显著提升了其抗热裂性、强度和热导率，为火箭发动机喷嘴的高热通量环境提供了理想的解决方案。热试验测试结果显示，喷嘴在多次点火试验中表现稳定，累计运行时间达577秒，最长单次运行时间为60秒。 喷嘴阳极氧化处理步骤铝合金喷嘴热火测试 这一结果表明，LP-DED技术在打印的Al6061-RAM2材料不仅具有优异的力学性能，还能够在极端工况下保持稳定，满足液体火箭发动机喷嘴的严格要求，展现了其在航空航天领域实现轻量化、高性能部件制造的巨大前景。 多材料协同，提升整体性能和可靠性 与此同时，GRCop铜合金和GRX-810高温合金的引入，进一步丰富了项目的材料体系。GRCop铜合金以其卓越的导热性能和良好的加工性，在火箭发动机的液冷系统中发挥了关键作用，有效保障了喷嘴等关键部件在高温环境下的稳定运行。而GRX-810高温合金则凭借其出色的高温强度和抗氧化性，成为潜在的高温部件候选材料，为未来更严苛的航天任务提供了有力支持。 由GRX-810高温合金和GRCop-42铜合金制造的发动机 GRX-810高温合金喷射器后处理及测试 GRCop-42铜合金燃烧室 从多材料协同的角度来看，本次项目的成功实施证明了通过合理选择和优化材料组合，可以有效提升火箭发动机的整体性能和可靠性。A6061-RAM2铝合金、GRCop铜合金以及GRX-810高温合金的集体使用，不仅发挥了各自材料的独特优势，还通过合理的结构设计和制造工艺，实现了性能互补和协同效应。这种多材料协同策略不仅提高了项目的技术复杂度和挑战性，也为未来航天工程领域的材料创新和应用提供了宝贵的经验和启示。 END 近年来，随着航空航天技术的飞速发展，对高性能、轻量化材料的需求日益迫切。铝合金因其良好的导热性、耐腐蚀性以及较高的强度/重量比，在航空航天领域得到广泛应用。然而，传统铝合金在增材制造过程中易出现热撕裂（固化裂纹）等问题，限制了其在增材制造工艺中的应用。NASA开发的Al6061-RAM2铝合金，旨在解决这些问题，并拓展其在大型复杂结构件制造中的潜力。 此外，该项目通过引入多种先进合金并成功应用，不仅推动了高性能材料在航空航天领域的应用和发展，还展示了多材料协同策略在解决复杂航天工程问题中的巨大潜力和价值。这一项目的成功实施不仅为未来的航天任务提供了更加可靠和高效的解决方案，也为材料科学和先进制造技术的发展注入了新的活力和动力。 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（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.GE包含304个3D打印部件的首台量产GE9X发动机完成交付 2.从小巨人到单项冠军，汉邦激光增材制造再攀高峰 3.30本3D打印应用电子书！覆盖无支撑、一体化打印、半导体、航空航天、汽车等 4.3D打印行业正面临的死胡同：须正视问题、回归本质、寻求突破

航空航天领域已广泛接纳增材制造技术，这一革新不仅简化了设计流程，赋予了产品卓越的功能性，还显著提升了生产效率，并推动了轻量化部件的制造。行业内，多样化的增材制造技术如选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化、粘结剂喷射以及直接能量沉积等被广泛应用，这些技术所采用的钛合金、不锈钢、铝合金、镍基合金及钴铬合金等材料，已通过结构优化成功应用于航空航天工业，包括民航客机和火箭发动机、冷却结构、燃烧室、支架以及无数其他关键部件。 尤为值得一提的是，随着设计导向的增材制造（DfAM）在晶格结构设计上的最新进展，其应用范围在航空航天领域内得到了空前拓展。晶格结构凭借其高强度重量比、高刚度及设计上的无限灵活性，为航空航天工业带来了前所未有的性能优势与应用潜力。例如，研究人员通过SLM技术，成功制造出内部集成晶格结构的316L不锈钢直升机部件，相比传统部件实现了高达50%的重量减轻，这一突破标志着轻量化设计的新里程碑。 国际合作项目同样彰显了增材制造技术的巨大价值，如赛峰与此前的SLM Solutions携手，利用SLM技术生产大型前起落架配件，显著优化了部件性能与可靠性。韩国航空宇宙研究院通过对起落架的晶格化改造，实现了减重增效的双重目标。 此前的洛克达因工程师更是巧妙运用壳体和填充网格技术，设计出一种革命性的反作用控制系统（RCS）四推力器，其重量较市场竞品轻67%，成本降低66%，彰显了增材制造技术在提升产品竞争力方面的非凡能力。nTop工程师则依托TPMS晶格结构设计，开发出体积缩小85%且零件数量大幅减少的空气冷却热交换器，为航空航天热管理提供了创新解决方案。 此外，Cobra Aero针对无人机发动机风冷气缸的增材制造优化，通过共形晶格结构设计，不仅减少了50%的材料浪费，还展示了增材制造技术在部件整合与性能提升上的独特优势。在Mert等人的研究中，晶格优化策略被成功应用于客机支架，通过一系列晶格结构的测试与比较，八角晶格结构展现出高达53.8%的减重效果，立方晶格与八面体晶格结构也分别实现了49.5%和34.4%的重量减轻，充分验证了晶格结构在轻量化设计中的巨大潜力。 Doodi等人的开创性研究引入了一种受自然界竹节与鱼鳞重叠模式启发的创新混合晶格结构。他们通过精细调整单元壁厚度，不仅优化了结构的轻量化特性，还在航空航天领域实现了卓越的压缩性能。在此基础上，作者团队进一步开发了一种前沿的逆向优化框架，专为设计高端航空航天夹层板而生。该框架巧妙利用蜂窝单元进行核心拓扑优化，兼顾了结构的柔顺性与热管理需求。 同时，基于支柱的格构芯夹层板设计被提出，专为航空航天应用量身打造。该设计运用线性弹性框架模型，精准预测结构中的位移与应力分布，通过综合考量剪切力与法向力，实现了晶格芯设计的深度优化与性能飞跃。为适应大规模面板需求，设计中特别引入了弯曲夹层板，以灵活连接晶格芯与蒙皮，同时，创新的销钉方法有效释放了相邻节点间的旋转自由度，使得调整晶格芯单元尺寸或数量变得更为简便，从而显著提升了弯曲晶格结构的机械性能。 在航空工业中，夹层结构对于实现减重目标具有不可估量的价值。研究深入探讨了芯材尺寸、形状及方向对面板结构动力学的影响，结果表明，零度六边形芯材在刚度与阻尼性能之间达到了理想的平衡。此外，针对飞机发动机噪音控制的迫切需求，研究人员创新性地提出了采用增材制造吸声器的声学夹层结构，相较于传统穿孔蜂窝芯，该新型结构在相同质量与厚度下，吸声效率提升了90%，弯曲刚度亦增强了10%。 在探索航空航天夹层板设计新路径的过程中，浙江省机器人与智能制造装备技术重点实验室研究人员独辟蹊径，结合了连续长纤维与复合短纤维的铺设策略，分别采用连续与格子排列方式，实现了基体复合材料中纤维增强聚合物机械性能的显著提升、重量的有效减轻及材料利用率的优化。同时，针对航空航天部件耐撞性的研究也取得了突破性进展，通过对比11种不同晶格结构的薄壁蜂窝或金属泡沫结构，最终确定了八角形晶格结构在防撞性能上的优越性。经过拓扑优化，扭转八角形晶格结构更是脱颖而出，以其相对密度仅为20%的优势，实现了最高的比能吸收能力。 在飞机机翼设计领域，晶格结构的应用同样引人注目。多项研究表明，将晶格结构融入机翼的不同组件中，可显著减轻重量高达30%。Spadoni等人的研究则进一步揭示了手性晶格结构在飞机机翼中的潜力，展示了其承受显著变形而不超屈服应变的非凡能力。Magna Parva提出的基于桁架的3D晶格结构，则为返回舱着陆缓冲系统提供了新的解决方案，展现了晶格结构在极端条件下的应用价值。Moon等人的工作则聚焦于可展开无人机机翼的晶格设计，通过三种不同结构的探索，最大化了机翼的灵活性与弹性。 面向未来，可编程材料系统与主动变形技术为航空航天领域带来了前所未有的变革。通过晶格结构设计的精妙运用，这些系统不仅能够实现自适应结构与机制的构建，还能在外部负载下展现出卓越的弹性与形状变形能力。全尺寸风洞测试的成功，验证了这些技术在提升气动效率与滚转控制确定性方面的巨大潜力。此外，主动变形机翼技术凭借其低密度、空间调节刚性及高柔顺性结构等优势，正逐步成为现实，为飞机的气动性能与生产效率带来了双重飞跃。 特别值得注意的是，主动3D打印晶格结构的概念，其能够根据温度与位移控制条件实现形状变化，为航空器设计提供了前所未有的自由度。通过梯度框架设计与非均匀密度方法的运用，新型变形机翼结构不仅实现了显著的减重（约36%），还大幅提升了扭转性能（超过50%）。这些进展不仅拓宽了设计边界，更为超轻可变形部件的发展开辟了新道路。 尽管晶格结构在航空航天领域应用广泛，航空业在追求绿色航空与可持续发展时仍面临燃料成本上升、碳税压力及加剧全球变暖等重大挑战。绿色航空旨在通过削减温室气体排放、优化燃料使用及推动飞机运营与技术的全面环保化，来提升行业的环境可持续性。传统方法虽有贡献，但效率提升有限，未来希望寄托于现代飞机设计，如SAW Revo、Zephyr无人机及空客2050概念飞机等，它们展示了超轻型结构、太阳能利用及仿生设计等尖端技术。 注：本文内容由3D打印技术参考创作，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.民用市场的新未来！3D打印导入电子3C行业一周年！各厂商做了哪些努力？ 2.沈阳航空航天大学：3D打印纳米石墨烯复合增强尼龙，性能显著提升 3.3D打印耗材专家：适配高效率、满足功能性的材料发展趋势 4.太空3D打印最新进展：舱外打印即将开展、体积打印已完成、金属打印正在开展