近日，3D打印技术参考注意到，荷兰建筑设计公司Studio RAP借助陶瓷3D打印技术、计算研究和手工玻璃，为荷兰PoortMeesters住宅中心庭院构建了一对由代尔夫特蓝陶瓷打造的拱门。它由3000块独特的瓷砖建造，揭示了21世纪陶瓷和装饰的真正潜力。 瓷砖大门的设计灵感源自传统代尔夫特蓝瓷的颜色（该项目也因此得名），旨在参考这座城市的历史并展示当前的技术进步。RAP工作室的设计受到传统代尔夫特蓝瓷的影响，其形式随着时间的推移发生了巨大的变化，从模仿中国和日本的东方设计发展到当代荷兰视角。采用算法设计，受自然启发的蓝色图案通过使用尖端设计和3D打印技术，将代尔夫特称为今天的知识之城。 装饰框架由3D打印的粘土砖构成。计算形式允许考虑生产限制，例如最大延伸、扩展、缩小和内部支撑制造。使用算法进行3D图案设计，瓷砖的形状各不相同。例如，瓷砖凸出部分有白色流纹，代表山脉，山谷地区有蓝色釉湖。 门宽4米、高8米、深12米，覆盖了一个巨大的公共楼梯。强烈的蓝色展示了与代尔夫特的蓝色瓷器和周围运河的关系，同时它与覆盖建筑的大地色调工艺形成鲜明对比。Studio RAP利用配备定制挤出机的工业机械臂，精细地分层打印粘土混合物，按照预定义的图案进行制作。每块瓷砖尺寸约为30 x 40 x 7厘米，制作时间仅需15分钟。经过精心的上釉和烧制后，瓷砖呈现出令人惊叹的陶瓷效果，然后被运输和安装到现场。 Studio RAP是一家建筑设计公司，将计算设计的力量与创新的数字制造方法相结合。其团队由建筑师、设计师、机器人专家、程序员和研究人员组成。其试图探索创新技术，努力改进设计、生产、管理和建造建筑的方式。 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.影响陶瓷增材制造工业化推进的最大障碍及挑战 2.工艺总结：直接与间接陶瓷3D打印工艺种类及特点 3.报名 | Formnext深圳增材制造展= 4.2023 TCT亚洲3D打印展预约全面启动

增材制造技术是具有广泛应用前景的变革型技术，是先进制造的重要发展方向和智能制造的主要组成部分。随着近十年的高速发展，该技术已逐步从产品样机快速成型技术转变为满足工业标准的生产手段。然而，当前增材制造及其设计中决策过程仍然面临少信息、不确定、多变量等挑战。 南方科技大学系统设计与智能制造学院助理教授熊异研究团队针对工业5.0背景下，增材制造与设计迈向智能化过程中的关键挑战进行了系统研究并取得系列进展，相关成果发表在Additive Manufacturing，Journal of Manufacturing Systems，Advanced Engineering Informatics等国际期刊。 针对相关概念的缺失，研究团队首先系统性地提出了以数据总线、物理信息和智能服务等多层级架构为参考模型，以人机融合智能为决策支撑，构造智能增材制造与设计系统研究的框架，以实现高效、稳定的制造过程，并推动产品与服务创新。重点阐述了智能增材制造与设计中的四类关键问题，即数字化设计方法与工具、先进测控技术、服务增材制造的人工智能算法和多学科协同优化算法。同时，还概述了增材制造及其设计研究在集成设计和制造、信息物理增材制造、增材制造高级人工智能、数字材料和产品以及增材制造工艺链设计等方向的未来前景。该研究成果以“Intelligent additive manufacturing and design: state of the art and future perspectives”为题发表在Additive Manufacturing上。  图 1 智能增材制造与设计研究框架 针对智能增材制造与设计中多样、复杂的人机协作关系，研究团队借助人-信息-物理系统（HCPS）框架探究了人机共融增材制造的概念并深入讨论了其典型场景与相关挑战。根据人和机器在协作过程中的角色，协作模式被分为主-被动式和双主动式。前者包含智能增材制造、人体增强，分别适用于大规模生产和样机制造；而后者包括人机共创，主要应用于大规模定制化和个性化产品开发。该研究成果以“Human-machine collaborative additive manufacturing”为题发表在Journal of Manufacturing Systems上。 图 2 人机共融增材制造的典型应用场景 针对智能增材制造与设计中产品大规模定制化需求，研究团队建立了数据驱动的创成式设计方法以提高设计效率和用户满意度，为大批量、定制化的产品设计提供了创新性解决方案。该方法可以将产品端、用户端、服务端沉淀的多类数据作为产品创成式设计中细节设计阶段的基础，并利用各类数据驱动方法挖掘数据价值，以弥补基于设计者驱动的创成式设计在细节设计阶段的局限，实现设计自动化程度和产品性能两方面的提升以满足用户的个性化需求。该研究成果以“Data-driven generative design for mass customization: A case study”为题发表在Advanced Engineering Informatics上。 图 3 采用数据驱动创成式设计的自行车座椅开发流程 以上研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、广东省自然科学基金、深圳市科技创新委员会的大力资助。 论文链接： 1. https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.103139 2. https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2022.12.004 3. https://doi.org/10.1016/j.aei.2022.101786 注：本文内容来自南科大新闻网。 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.极速响应！国产3D打印数据处理软件功能大升级，满足更多工艺需求 2.一站式读懂如何为3D打印应用选择合适的聚合物材料 3.90万欧元3D打印热交换器订单！ 4.超高温SLS｜聚合物粉床3D打印技术的重要发展，以史玉升教授团队技术为例

换热器最为一种热量传递设备，广泛用于航空航天、汽车、电力等诸多领域。传统换热器在优化方面已经做了大量工作，但在设计过程中受到几何造型、材料和制造工艺的限制，通常整个组件是由管道或金属板构成，必须考虑焊接、钎焊或螺栓连接等连接技术。   增材制造（AM）作为一种先进的制造技术，基于计算机辅助设计（CAD）的三维模型，遵循逐层制造过程，能够制造非常复杂设计的换热器。增材制造突破了换热器的外形设计，由于不需要考虑传统换热器的进出口与换热组件的连接工艺，异型进出口和应用全新设计理念的换热组件随之出现。 燃气轮机-逆流热交换器   历经三十多年的发展，增材制技术造突破了传统工艺和造型的限制，让换热器设计重心回归自身功能本身，一些增材产品常用的设计技术同样适用于高性能换热器的设计。   仿生技术 仿生技术被认为适用于增材制造换热器的路径设计。自然界中存在许多换热和传质现象，比如呼吸系统和血管系统，它们历经亿万年的进化，同时具备了高传热效率和低压降损失。这些系统管路都存在分形结构，流道结构相互重复，是一种分配流量非常有效的方法。分形仿生技术常用来解决换热器进口流量分布均匀性和降低流阻，有着较好的效果。   分形散热器，m代表重复次数 空间曲线填充 内壁面增加曲线状波纹是一种有效提升换热器换热效率的设计方法。曲线波纹构造出全新的内部流动区域，使得换热面积增大的同时在一定程度扰动了内部工质的流动状态。FASS曲线使用一个简单的逻辑定义，对图形重复具有良好的，常用于内壁的曲线的波纹创建。FASS是一类通过网格的每个点而不相交的曲线，代表空间填充、自避免、简单、自相似，具有分形行为，且每条线段都与整个曲线相似。 FASS 曲线四次迭代空间结构拓扑优化 拓扑优化是用数学的方法对给定区域内的材料进行分布优，在约束条件下寻找材料最佳的分布方案。散热器已经用拓扑优化寻找具有高传热效率和低压降流路的几何形状。但是拓扑优的最终方案通常外形结构非常复杂，传统的加工手段要么难以实现，要么实现成本过高，现实中更多的是依靠设计人员对拓扑结果二次设计，牺牲掉一些性能解决加工问题。增材制造的优势之一就是在不增加成本的情况下生产复杂的几何外形，因此它非常适合与拓扑优化结合使用，拓扑优化设计性能最优的散热流道，增材制造完成最终方案的生产。 流道拓扑优化 TPMS胞元结构设计 三周期极小区域（TPMS）是一种平均曲率为零的隐式周期曲面，可以用数学函数精确地表示出来，表面非常光滑，没有尖锐的边缘或连接。相同的TPMS的胞元填充在换热区域，三维空间被TPMS分成两个分离的连续区域，每一个区域都可以被视为一种换热流体，形成纵横交错又相互隔绝的两个流体域。  TPMS胞元类型D型胞元和G型胞元区域   G型胞元填充换热空间  孔隙率，比体积能够通过调整功能参数直接控制，不同的的孔隙率意味着可以调整TPMS孔隙率适用冷热工质不同的流量，平衡两侧的压降。光滑的表面、较大比体积、结构的完整性和良好的混合潜力使得TPMS成为高性能换热器较为理想的内部热流道，如下图所示。   航空冷油器增材制造 本文内容来自安世亚太，作者刘强是动力工程及工程热物理专业工学硕士，安世亚太DfAM赋能业务部流体仿真工程师，擅长三维流体仿真和流道拓扑优化，从事DfAM换热器流体仿真工作。 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.极速响应！国产3D打印数据处理软件功能大升级，满足更多工艺需求 2.90万欧元3D打印热交换器订单！ 3.一站式读懂如何为3D打印应用选择合适的聚合物材料 4.报名 | Formnext深圳增材制造展，超300企业+1.5万名观众+80场论坛

2023中国航空航天增材制造高峰论坛 5月24-26日 扫码报名 扫码即可报名 2023中国航空航天增材制造高峰论坛 5月24-26日 参会指南与温馨提示 2023年5月24-26日 活动地点：宁波香格里拉大酒店（2F大宴会2&3厅） 地址：浙江省宁波市鄞州区豫源街88号 组织机构 指导单位： 中国航空学会 主办单位 中国新材料产业技术创新平台 承办单位 宁波市航空航天学会 联合承办 宁波市军民结合产业促进会 协办单位 星箭科技股份有限公司 支持单位 合作媒体 会议议程 会议议程 （具体议程以现场为准） 闭门会议 以项目路演形式，搭建资源互补、技术合作和投融资平台，深化产学研用资各要素在创新创业领域的交流合作，力促增材制造产业健康快速发展。   2023中国航空航天增材制造高峰论坛 5月24-26日 部分展商风采 会议规范 1、为保证此次会议顺利召开，请大家全称佩戴参会证，凭证进出； 2、会务资料在会议签到时凭名片领取，每人一份，不能代领； 3、本会场内禁止吸烟，为保持会场秩序和对发言代表的尊重，请大家将手机静音或是调至震动。 4、与会期间，着装规范，请穿着正式。 * 如您有任何问题或要求，请直接与接待处或会务组联系。 注册费用 缴费方式 会议咨询 董凯杰：13777125141（微信同） 邮   箱：larry@polydt.com 童小燕：13375746381（微信同） 邮   箱：tamia@polydt.com 陈倍珍：18968307621（微信同） 邮   箱：chenbeizhen@polydt.com 包凌宇：18074241831（微信同） 邮   箱：dtbly@polydt.com 会议日程 协议酒店（如需预定协议酒店，可联系组委会） 酒店名称 距离 具体地址 协议价 宁波香格里拉大酒店 （五星） 0 浙江省宁波市鄞州区豫源街88号 大床房：500元/晚（单早） 双床房：550元/晚（双早） 中信宁波国际大酒店 （五星） 140 浙江省宁波市鄞州区江东北路1号 大床房：350元/晚（单早） 双床房：350元/晚（双早） 推荐酒店（需自行预定，价格仅供参考，具体价格以当日为准） 酒店名称 距离会场 具体地址…

2xxx系列高强度Al-Cu合金由于其较高的比强度、优异的加工性能和时效硬化能力，被广泛应用于航空航天、军事、交通运输等行业。电弧增材制造技术（WAAM）作为先进增材制造技术的一种，具有材料利用率高、成形效率高等特点，为高强度Al-Cu合金的发展与应用提供了一个新的方向。 昆明理工大学李飞副教授和姜庆伟副教授团队合作，从制造工艺、凝固组织、常见缺陷、力学性能和后处理工艺五个方面，综述了WAAM的Al-Cu合金的研究进展。重点讨论了改善WAAM的Al-Cu合金的微观组织和力学性能的方法，并根据研究现状，对未来的发展前景提出展望。相关成果于2023年5月10日在线发表于《Journal of materials engineering and performance》期刊，一年级博士研究生范思越为论文的第一作者，李飞副教授和姜庆伟副教授为论文的共同通讯作者。  https://doi.org/10.1007/s11665-023-08233-5  近十年来，国内外针对WAAM的高强度Al-Cu合金开展了大量的研究工作，研究内容主要包括：(1)优化WAAM工艺以提高效率和质量；(2)开发新的丝材以改善成形件的微观组织；(3)设计后处理工艺以提高力学性能和减少缺陷。 1. 制造工艺 目前可应用的WAAM工艺主要分为：非熔化极WAAM工艺（GTAW-WAAM）、熔化极WAAM工艺（GMAW-WAAM）和混合WAAM工艺（Hybrid-WAAM）。  基于WAAM的非消耗性钨电极的示意图 GTAW-WAAM和GMAW-WAAM具有较高的沉积效率和材料利用率，可以制造高质量的Al-Cu合金成形件。研究表明，采用多丝WAAM工艺不仅进一步提高沉积效率，还可以制造焊接性较差的Al-Cu-Mg合金和Al-Zn-Mg-Cu合金成形件。通过将多种焊接工艺配合，还开发了几种混合制造工艺，如激光-MIG混合增材制造技术，双电极气体保护金属电弧增材制造和搅拌摩擦复合电弧增材制造。这些工艺的应用都可以有效地改善Al-Cu合金的微观组织，提高其力学性能。 2. 凝固组织 不均匀的凝固组织是WAAM的Al-Cu合金的常见现象，主要表现为： (1)当沉积高度较低时，晶粒组织主要由层间的细小等轴晶区（Fine equiaxed grains, FQZ）和层内的柱状晶区组成； (2)当沉积高度较高时，晶粒组织主要由层间的细小等轴晶区和层内的柱状晶区和粗等轴晶区组成。 这种不均匀的晶粒组织分布主要与WAAM过程中由热循环主导的散热和热积累有关。不均匀的微观组织还体现在主要合金元素的偏析。研究表明，通过优化成形工艺，降低WAAM中的热输入，优化丝材成分等方法可以有效地改善微观组织的不均匀性，提高合金的力学性能。  图1 常见WAAM的Al-Cu合金的凝固组织。 3. 常见缺陷 增材过程中的缺陷可分为两类:一类是与成形工艺相关的缺陷，如微观结构不均匀、气孔、残余应力和变形;另外一类是与材料相关的缺陷，如微观组织不均匀、气孔和凝固裂纹。 （1）不均匀的微观组织 主要与不均匀的热循环有关，非均匀性的程度则取决于热循环的性质。虽然这种不均匀的微观组织似乎不可避免，但是它可以被有效地改善通过优化增材工艺参数，或引入后加工工艺如层间轧制和T6热处理等方法。 （2）气孔 研究发现丝材的表面光洁度对WAAM组织中的气孔率影响很大，同时不同成形工艺制造的Al-Cu合金成形件的气孔率也有所不同。经过T6热处理后，合金中的气孔缺陷通常被恶化，这主要是氢微孔析出、相颗粒溶解和微孔生长共同作用的结果。  WAAM2319合金中微孔的3D视图  （3）凝固裂纹 分布于晶间的低熔点共晶液膜和粗大的晶粒组织加剧了Al-Cu的裂纹敏感性。研究发现可以通过采用多丝增材制造工艺、调整丝材中各元素的成分配比以及使用TiC纳米颗粒对丝材进行改性处理等方法可以降低Al-Cu合金的裂纹敏感性。 （4）残余应力和变形 残余应力指加工后仍然存在于成形零件中的内部应力。残余应力的存在不利于成形件的性能和尺寸精确度。当残余应力介于材料的屈服强度和抗拉强度之间时，材料将发生塑性变形；当残余应力超过材料的抗拉强度时，材料将发生断裂。残余应力的出现与WAAM的热循环影响有关。研究表明，一些后加工工艺如激光冲击强化和超声冲击处理等表面处理工艺可以改善成形件内部的残余应力分布。 4. 后处理工艺 热处理、层间冷加工和表面处理是目前电弧增材的过程中常用的后处理工艺。它可以提高WAAM的Al-Cu合金构件的质量和性能，减少组织不均匀、气孔、残余应力和变形等缺陷。 （1）热处理 改善微观组织的不均匀性，促进细小的纳米级析出相析出，从而提高合金的力学性能。但是热处理会导致材料的伸长率下降，这与材料中孔隙缺陷恶化有关。  热处理析出亚稳相 （2）层间冷加工 层间锤击和层间轧制处理等层间冷加工工艺可以通过消除WAAM成形件中的大部分气孔缺陷，并通过加工硬化来提高材料的力学性能，对控制残余应力也有一定的贡献。  冷加工消除气孔  （3）表面处理 目前应用的表面处理工艺包括激光冲击强化和超声波冲击处理。激光冲击强化在一定深度范围内可以提高合金的显微硬度，并且它可以使得WAAM成形件顶部和中部的残余应力均由拉伸应力修正为压缩应力，而这对提高WAAM成形件的抗疲劳能力有所帮助。 5. 展望 （1）丝材中的合金元素对WAAM的Al-Cu合金成形件的微观组织与力学性能影响很大，通过添加其他微合金元素或TiC颗粒来设计和开发专用的WAAM丝材具有重要意义。 （2）表面处理工艺在改善微观结构和消除残余应力方面的优势受到渗透深度、额外时间和成本的限制。相比之下，层间冷加工工艺，如层间轧制和层间锤击，可以提高WAAM部件的质量，同时保持其成形效率。因此，进一步探索新的冷加工工艺和WAAM与冷加工工艺之间的协同效应对于所有材料的增材制造都至关重要。 （3）目前的研究主要集中在T4和T6热处理工艺上。为了进一步改善组织和力学性能，可以探索和考察其它的热处理工艺。此外，应该针对具体的处理工艺，如层间冷处理等，探究适合的热处理工艺，防止热处理过程中的异常再结晶对性能的损害。 （4）基于铝铜合金主要应用于航空航天的事实，应该促进铝铜合金制造与WAAM技术的进一步结合，以实现复杂形状零件的成形。此外，混合WAAM工艺应适应复杂形状零件的生产，并通过数字自动化和机器人辅助设备进一步集成到工业生产中，以获得对形状和性能的控制。当然，还需要在成形路径规划、残余应力消除等方面进行进一步的研究，以扩大其应用领域。 注：本文内容由作者团队独家供稿。 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.电弧增材制造获评中国航天科技集团2022年度十大技术突破 2.视频：ORNL使用3组机器人，电弧3D打印大尺寸金属零件 3.西交大：新型熔滴+电弧增材制造铝合金研究取得新进展 4.西工大「高强韧铝合金增材制造」为梦天舱、长五B研制提供了重要技术

5月15日，一家致力于数字技术开发名为PTC的公司展示了一台完全3D打印的喷气发动机。这台仅由一个完整组件构成的微型涡轮喷气发动机重约3.6Kg，采用高温合金打印，包括所有旋转和固定部件，采用Creo CAD软件设计。 设计和打印完全自支撑的微型涡轮喷气发动机，包括无需组装的50000RPM转速涡轮，代表了增材制造设计的重大突破。喷气发动机是目前最强大和最复杂的产品之一，其中许多部件以某种方式旋转或移动。 这一案例证明增材制造将对航空航天业以及制造此类微型涡轮喷气发动机的产生影响。当前，该类发动机需要许多昂贵零件的复杂装配，客户对供应链和熟练操作工人的依赖性很强。使用增材制造，没有组装过程，并有可能大大减少生产所需的组件和工具数量。这降低了成本，减少了对金属3D打印机的要求，并开启了直接在客户现场按需制造的可能性。 喷气发动机项目由PTC技术副总裁兼以色列理工学院高级研究员Ronen Ben Horin博士和以色列理工学院航空航天副教授Beni Cukurel构思。两者汇集了喷气推进领域多年的深入科学研究以及先进发动机设计和增材制造设计方面的工程专业知识。许多Creo高级设计功能被用于喷气发动机装配，包括： 轻量化设计：Creo支持复杂的晶格建模和生成式设计，以减少材料和重量，同时保持与更多材料和更重的设计相同的强度和性能。 用于3D打印的自支撑几何体：Creo中基于梁的晶格会自动优化设计以实现可打印性。Creo还支持自支撑的公式驱动晶格，这些晶格可以与可打印性检查及修改器配合使用，以调整设计提高打印效率。 3D打印设备互操作性：Creo与大多数用于打印和后处理的3D打印设备兼容。Creo中的3D组件设计对于执行用于精确装配的传统加工至关重要。 这款微型喷气发动机使用EOS打印机制造。而EOS公司近期则推出了3D打印闭环智能融合技术。 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。 Smart Fusion可以实时自动调整激光功率，快速有效地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）。 这种新颖的软件解决方案使更多的应用成为可能，特别是对于具有高度工程化应用的行业，如能源、空间技术、移动出行和航空航天。 其核心是，Smart Fusion与EOS现有的监测解决方案配对 (EOSTATE Exposure OT)，并采用先进的算法来逐层监测构建过程，从而提供更均匀、一致的零件。从数据流的角度来看，EOSPRINT准备了发送到3D打印设备的数据，然后Smart Fusion与EOSTATE及其光学断层扫描（OT）相机合作，通过EOSYSTEM监测、测量和调整激光器。 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 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。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，部分转自EOS，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.机械臂砂型3D打印机和智能化产线，峰华卓立推动铸造产业升级 2.华曙高科-重磅发布批量金属3D打印系统FS511M和FS350M 3.智能制造，共创未来│3D打印专家铂力特与西门子签署战略合作协议 4.使用知名国产DLP设备3D打印仿生晶格结构发表Nature子刊

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

近日，3D打印技术参考注意到美国国家航空航天局喷气推进实验室（NASA Jet Propulsion Laboratory，JPL）发布了2022年技术应用亮点报告，包括高级高保真紧凑成像光谱仪、深空太阳能阵列、量子电容探测器等共32项，其中关于3D打印技术的应用就涉及三项。  本期内容将详细介绍被JPL实验室纳入技术亮点的3D打印技术应用，同时需要注意的是，该实验室是3D打印技术研发和应用的重要机构，代表案例便是在毅力号火星车上的重要应用。 013D打印仿生结构精细亚毫米天线 为航天器和高空气球设计和制造天线是很困难的。从本质上讲，天线体积庞大，在太空发射过程中要承受巨大飞行压力同时要保持尺寸稳定，因此其制造一直是重要挑战。亚毫米天线用于各种地球观测、行星科学和天文学应用，需要在微小波长范围内工作，因此其制造过程不能引入缺陷，以保证其能够在较宽的温度范围内工作。 传统上，这些天线采用玻璃制作，在天线表面沉积一层薄的反光材料（如镍），背面则粘贴一个由金属蜂窝或金属条制成的支撑结构。其制造过程耗时且容易出错，在极端温度下工作时也有潜在的缺点，由于材料会以不同的速率膨胀和收缩，可能给天线带来应力和不均匀的变形。 JPL实验室的工程师试验了3D打印新工艺，其成本低，可以很容易适应不同的应用。这种新方法使用单一材料来创建支撑结构和反射表面，从而大大简化了制造过程，并获得了统一的膨胀系数。这使得整个单元对温度变化的反应一致，天线上的应力更小，变形更少，能够在使用过程中提供更好的信号。 具有仿生设计的铝合金反射镜（直径20cm） 3D打印的直径10cm的对称抛物面反射器的反射表面和背部结构 研究团队使用铝粉打印了仿生结构天线，实现了采用更少质量创建更复杂的天线设计的突破，同时也实现了传统制造技术无法实现的任务优化形状。通过使用复杂的设计软件，天线支撑元件可以根据需要调节厚度，这进一步有助于提高性能，进行高效设计。 事实证明，经过仿生设计的反射镜（直径20cm）显示了高度优化的背部结构，它只能通过计算机优化来实现，同时也无法通过传统加工来制造，而3D打印技术简化了这种天线的制造方式。事实证明，3D打印技术能够制造高性能、热稳定的天文和遥感天线。 023D打印多材料高性能磁屏蔽器 随着美国宇航局的机器人航天器越来越有能力探测来自太空的微弱信号，它们对机载机械的干扰也越来越敏感。在传统设计中，电子“噪声”设备使用金属外壳屏蔽。 为了优化它们的性能，这些外壳传统上采用减材加工高强度的金属块制造而来，既昂贵又耗时，且材料浪费极为严重。而最大限度提高电磁屏蔽的有效性，需要对结构进行优化，设计的复杂形状却又造成难以制造。 采用DED工艺打印磁屏蔽结构 JPL实验室使用的新技术利用了增材制造的优势，能比以往任何时候都更快、更容易制造出性能更好的磁屏蔽结构。激光能量沉积工艺结合激光和粉末，利用送粉方式在计算机控制下一层一层打印零件，同时能够通过改变粉末的成分，在最有效的地方沉积不同的金属合金，从而使多材料磁屏蔽制造成为可能，提高了屏蔽性能。 这是传统其他制造工艺所无法实现的，所需的时间也大大减少。与以前相比，3D打印得以用更小的质量和更低的成本实现更有效的屏蔽。033D打印可变形航天器结构 一些太空任务组件，如天线和居住模块，体积庞大，受到火箭整流罩尺寸的限制。而如果不考虑这一因素，可发射组件可以更大，功能也会更强，这在可预见的未来也许能够实现。 JPL团队开发了一种新的3D打印织物，在太空部署后可以变化为所需的形状。这些形状变形材料的灵感来源于链甲，通过打印互锁的粒子来制造，每个粒子都可以独立移动一小段距离，从而实现参数定制，非常适合特定用途。然后，这些柔性结构可以被卷成或折叠成非常小的尺寸，装入火箭整流罩进行发射。 JPL团队开发的结构可调节3D打印织物 创建一个可变形的结构需要对最终的刚化结构有一个一般但不一定精确的认知，以设计合适的互锁粒子。这些结构片材可以在有柔性的情况下成形，并且可以通过改变压力来调节刚度以获得所需的形状。然后，对相邻的结构施加力，使它们挤在一起，联锁成最终的刚性结构。3D打印技术参考注意到，该研究还曾以《Structured fabrics with tunable mechanical properties》为题发表于Nature。  这些结构织物在NASA任务和消费产品中都有许多潜在的应用。它们可以用作可展开的散热器、天线、太阳能电池板、辐射防护毯或微流星体防护罩。它们也可以作为暴露在长时间微重力环境下的宇航员的身体外骨骼；在地球上，这种结构织物可以用于医疗保健，作为自适应组件，在伤口愈合时调整其硬度，或者作为消防员或士兵的抗冲击服装。它们的特点是可折叠和可装载，然后在太空中展开成更大的刚性形状，这将可以制造更大的可定制组件和形状来实现最佳性能。 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.行业洞察：高强铝3D打印材料体系、市场化历程及其应用现状 2.五千字分享：NASA采用3D打印研制火箭发动机的失败教训与经验 3.精致且可靠 | 小尺寸金属3D打印机的技术要点不容忽视 4.聚焦应用丨报名深圳「金属增材，升级生产力」研讨会

正如3D打印技术参考在此前曾介绍过的，漫格科技推出的VoxelDance工业级3D打印准备软件工业用户量已超2万，并与国内重量级的增材制造OEM厂商，如铂力特、易加三维、汉邦科技、鑫精合、雷佳等均已达成合作。 3月17日，3D打印技术参考注意到，VoxelDance Additive软件迎来重要升级——正式推出了4.1版本！此次更新，漫格科技继续完善了金属3D打印需要的新功能，并在效率优化上做了极大提升，进一步提高了金属3D打印的效率。01零件导入速度提升5-10倍 随着3D打印应用的广泛和深入，零件的结构复杂度也在不断上升，零件的数据量也成倍增长。同时，面对打印设备的大型化、多光化的趋势，整版零件数量也在增加。 VoxelDance Additive 4.1开发团队进一步提升了大零件的导入、导出效率，相比4.0版本带来了5-10倍的效率提升，大大缩短了等待时间。  导入零件三角面片3000万+，文件大小1.8GB 02 全新渲染显示，效率提升5-10倍 启用全新的渲染引擎，软件运行效率提升5-10倍，模型操作帧率提高，大大提升用户使用体验。 4.1软件操作帧率为114 4.0软件操作帧率为503 重构支撑模块，进入退出无延时 此次4.1升级，漫格重新调整了软件架构，使进入和退出支撑模块不再需要读取模型和支撑数据，从此再无卡顿。 04 新增最低线柱状、肋支撑 在实际的打印过程中，一个模型往往需要多种支撑类型配合使用，来实现最优的支撑设计。 在支撑脚本中添加最低线柱支撑，软件可以自动识别零件的最低线，为其添加最低线柱支撑，有效确保金属零件在成型过程中，将热量及时传导到基板上，防止因热量聚集而产生的翘曲和开裂。 在支撑脚本中添加肋支撑，软件自动识别模型的悬臂结构，为其添加肋支撑，可以减少支撑，节省打印材料。 05 新增最低面生成选项 在块支撑、柱支撑和智能支撑参数中新增最低面生成选项。 在一些金属零件的支撑设计中，最低面生成支撑的功能，可以实现在低处使用强度更高的块支撑，在零件较高的高度又可以使用肋支撑、智能支撑或柱状支撑的的自动组合支撑设计。这样可以减少支撑，节约打印材料。 06 新增轮廓支撑 轮廓支撑适用于细长形的零件，相对于块状支撑，轮廓支撑可以减少激光跳转，优化打印时间。 07 3D排版功能优化 多种摆放策略，满足用户多种排版需求，有效提高零件的排版效率。  选中的零件优先摆放   Voxeldance Additive是一款强大的3D打印准备软件，覆盖了手板、鞋模、树脂/金属齿科、珠宝、医疗、教育、工业模具、消费品等主流3D打印应用领域，适用于SLM、SLA、DLP、SLS 等工业级3D打印技术。受益于漫格科技持续优化的VDK几何引擎和高度优化的打印流程，用户能够快速实现3D打印准备，有效提高生产效率及打印成功率。Voxeldance Additive将所有的功能模块集成在一个平台上，用户只要一个软件就能完成所有的3D打印数据准备工作。软件功能包括CAD数据导入、STL文件修复、方向优化、智能2D/3D摆放、生成支撑、切片、路径规划等。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.工业用户已超2万，国产3D打印数据准备软件——弥补产业空白，加速发力 2.与Oqton合作，华曙高科将使激光粉末3D打印流程高度精简 3.比哈佛难进！中国3D打印设备商企业入选微软加速器创业加速计划 4.2023年增材制造行业薪资调查报告（附投票）