加强废旧金属的循环利用，受到了来自国家和行业等多个层面的重视，一方面是能够高效利用资源，另一方面可以减少碳排放。在这个大背景下，以能够用到3D打印技术的电子3C行业为例，他们会优先使用那些强调“再生”概念的产品，尤其是材料。而中体新材这家企业，正在成为该领域的一个标杆。 本文内容将从政策支持、国内行业标杆、行业案例三个角度分析。 政策支持 2022年发布的《关于加快废旧物资循环利用体系建设的指导意见》，明确了未来一段时期做好我国废旧物资循环利用工作的发展目标和主要任务，且明确提到以废钢代替天然铁矿石，以废铝代替原生资源生产铝。这为废金属再利用产业发展带来了机遇。 而同年发布的《工业领域碳达峰实施方案》通知中，明确提出了要“加强再生资源循环利用”，其中就包括废钢铁、废有色金属，这是实现碳达峰的关键路径之一，为废旧金属再利用指明了主战场。 在今年审议通过的《制造业绿色低碳发展行动方案（2025—2027年）》中，要求重点提高废钢铁、废铜、废铝等再生资源在原料中的比重，力争到2027年，将比重分别提高到22%、30%、25%。这为技术领先的企业创造了巨大窗口。 以上文件证明了加强废旧金属材料再利用是国家需求，而将这些工业金属废料再造为优质的金属3D打印粉末，是让它们实现重生并增加其价值的重要方式。在此方面，中体新材可谓是第一批响应国家政策的企业，其已成功树立起“变废为宝”的3D打印行业标杆。 苹果使用回收钛合金制造的优质粉末制造3C产品 中体新材再生3D打印材料梳理 3D打印技术参考注意到，中体新材目前已推出多款由金属废料再造的优质3D打印粉末产品，包括不锈钢、铝合金、钛合金等。而它们均是3D打印技术应用最广泛的材料类型，被大量应用在消费电子、汽车、航空航天等多个高增长领域。 以再生钛合金3D打印粉末为例，中体新材推出的CNPC-Ti6Al4V于2023年就获得了SCS认证，并成功应用在消费电子行业，获得了国内外多家知名企业的批量供应订单。面对巨大的行业需求，该公司于2024年公布了要在2025年实现700吨钛合金年产能的目标，并在2026年完成50多条产线建设。 在废铝的再利用方面，中体新材推出的CNPC-AlSi10Mg同样获得了SCS 100%循环材料认证，再生铝原料的利用率超过90%。笔者注意到，为应对航空航天等领域对3D打印铝合金粉末的使用需求，中体新材同样加强了产线建设。其新产线单线产能超过300吨，3D打印用铝粉年总产能将达到1500吨，居行业前列。 在废钢循环再利用方面，中体新材采用钢车削废料为原材料开发的金属3D打印粉末全面符合IATF 16949（汽车行业）等国际质量标准体系。采用废料回收的成本，比原生钢粉降低了30-50%，同时减少了工业废弃物的排放。 大客户合作：全球高端场景批量验证 当前，利用回收再制造的材料已经成为众多应用领域的首选。笔者了解到，中体新材开发的循环再利用3D打印粉末，已经通过了多家全球头部企业的认证，应用领域覆盖航空航天、汽车和消费电子等关键领域。 近年来，以苹果为代表的消费电子行业的头部企业，相比其他行业更为关注碳排放，那些强调“再生”概念的企业往往会受到“偏爱”。中新材料开发的循环钛合金粉已获得了消费电子头部客户的认可，其钛合金粉末已被批量应用于手机和穿戴设备制造。 在汽车与高端制造领域，废旧钢铁的再利用是一个老大难问题。中体新材近期与世界顶尖的汽车系统供应商博泽（Brose）达成了战略合作关系。双方成功将博泽中国生产线的废钢转化为高性能的铁基粉末，并用于汽车零部件的批量生产。此外，中体新材开发的铝合金粉也已批量供应给新能源汽车厂商，适配电池包、底盘轻量化部件的打印需求。 在航空航天领域，中体新材开发的循环再利用CNPC-Ti6Al4V已实现应用。虽然该领域对材料质量的要求相比其他行业更高，但材料的有效性已经得到验证。不仅国内，包括美、英在内的主要航天大国均在大力支持将金属废件转为优质金属粉末的企业发展。 在国际市场推广方面，中体新材与加州金属在2025年上半年签署了战略合作协议，双方将以双品牌形式供应和分销由100%回收原料制成的钛合金和不锈钢金属3D打印粉末。而在今年下半年，中体新材又与日本SHOWA KDE达成了合作，后者拥有覆盖日本全国的客户网络和项目落地能力，其将在本地市场推广中体新材的钛、铝和铁基再生粉末。 END 将工业废料转化为高端金属粉末，再打造为终端零部件，体现了材料循环使用的高价值。应用端也已经从质疑产品质量，发展到了被顶级用户认可并大批量使用的阶段。可以说，这条循环使用的路已经被打通，而这门生意也会长时间被鼓励和支持。 中体新材的发展路径响应了国家需求，在当年仍旧较少企业参与的赛道上，该公司无疑已经获得了先发优势。

D打印技术参考注意到，来自江苏科技大学&加利福尼亚大学、东南大学等的研究人员计、制造并研究了一种受自然启发的新型3D打印双梯度铝泡沫填充负泊松比超材料。优化结果表明，新型梯度超材料比普通材料具有更强的能量吸收能力。由于其独特的结构设计和优异的力学性能，所开发的超结构在交通运输保护、军事防护工程、载人航天器缓冲和吸能箱等领域具有巨大的应用潜力。 https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2024.118482 机械超材料质量轻、强度高且能量吸收能力出色，能明显提高飞机起落架稳定性和飞行安全性，在航空航天领域有广阔应用前景和重要价值。这类材料通过融合仿生设计理念与先进制造方式，可构建兼具优异综合力学性能与特定功能的轻质结构，其力学性能远超同等密度的传统结构材料，从而更好满足特殊工况下的应用需求 负泊松比（NPR）超材料作为机械超材料的一种，具有独特的拉伸膨胀力学性能和优异的剪切特性、抗凹痕性、电化学可重构性、能量吸收和振动传递等设计性。此外，泡沫金属材料填充负泊松比结构可以显著提高能量吸收效率，进一步改善结构在准静态和动态载荷下的性能。 四种受自然界启发的分级超材料：（A）受蝴蝶启发的超轻架构元结构；（B）功能梯度铝泡沫；（C）昆虫角质层；D）分级晶格机械超材料与人类肌腱及蚕丝蛋白仿生结构 目前关于NPR材料与铝泡沫材料的研究，已取得了显著进展。然而，将两者结合，特别是设计成具有双梯度特性的复合结构，并系统研究其机械性能和能量吸收特性的工作尚不多见。以往的研究多集中在二维、均质结构形式上，对三维梯度管结构的设计探索及其应用研究相对较少。 除此之外，铝泡沫多被当作均质夹层板或薄壁壳结构的填充料，而对管状梯度铝泡沫的探究也偏少。许多生物经历了几十亿年的演化，已经形成了跟特定环境相适配的高效功能结构，这类结构可能密度极低但强度却很高。 本研究创新性地研究了双梯度铝泡沫填充负泊松比超材料的机械性能和能量吸收特性，填补了该领域的空白。研究团队通过实验和数值分析的方法，系统地探讨了梯度方向、梯度指数及组合类型对双梯度铝泡沫填充NPR超结构失效模式、变形特性及耐撞性的影响。这一研究不但拓展了NPR材料和铝泡沫材料的应用领域，还对轻量化、高吸能、耐撞性工程组件的设计，提供了新的思路与方法。 典型双梯度超结构管的示意图说明：(a) 功能梯度负泊松比（NPR）管设计概念的形成；(b) 梯度铝泡沫填充的梯度NPR管设计；(c) 上升NPR超材料梯度模式的分布；(d) 下降NPR超材料梯度模式的分布；(e) 典型均匀NPR单元胞的示意图 研究人员精心设计了一种具有双梯度特性的负泊松比（NPR）管状超材料。该设计在水平方向和垂直方向上巧妙分布了不同数量的NPR单元，从而形成了独特的梯度结构。这种梯度设计不仅增强了材料的结构强度，还赋予了其更优越的机械性能。为了制造这一创新材料，研究团队采用了选择性激光熔化（SLM）3D打印技术，该技术能够精确控制材料的形状和结构，确保了设计特性的实现。 在制造过程中，研究人员首先利用EOS M290和6061铝合金粉末3D打印制备了梯度NPR管状结构，然后通过线切割技术制作出梯度泡沫铝芯。随后，将梯度泡沫铝芯填充至3D打印成型的梯度NPR管状结构中，形成完整的双梯度泡沫铝填充NPR管状结构。这种制造方式把增材制造技术与传统材料加工工艺相结合，可让材料在结构上精准适配，在性能上协同提高。最终的实验和数值分析显示，该材料在机械性能和能量吸收方面表现优异。 用于测试的分级铝泡沫制造、分级NPR管和铝泡沫填充的双级混合型元结构示意图 在轴向压缩测试过程中，观察到了填充超材料结构结构（DGAT）的一系列独特变形和失效模式。当施加轴向载荷时，DGAT结构首先表现出持续的弹性变形，随后随着载荷的增加，开始出现局部屈曲和径向收缩现象。特别值得留意的是，当NPR管与铝泡沫芯部以相反梯度方向组合时，它们之间的相互作用更加突出，从而达到了更高的能量吸收能力。 (a) 复合超结构的压缩实验；(b) 试样详细尺寸及测试前后对比；(c) 3D打印哑铃型试样的拉伸应力-应变曲线；(d) 泊松比计算检测点的前视图；(e) 检测点的俯视图 四种不同密度的铝泡沫性能测试 多种不同结构类型的变形模式 双梯度铝泡沫填充负泊松比结构实验与有限元计算变形的比较 实验结果表明，不同梯度组合和方向对DGAT结构的变形模式和能量吸收能力具有重要影响。相反梯度方向的组合能够更有效地激发NPR外壳与梯度芯部之间的相互作用，从而提高整体结构的稳定性和能量吸收能力。除此之外，实验还发现DGAT结构的能量吸收能力显著高于单独的梯度NPR管或梯度铝泡沫芯部，这证明了双梯度设计的优越性。通过多目标优化，研究人员确定了最优的设计参数，使DGAT结构的能量吸收能力显著提升。 单位体积能量吸收与密度的Ashby图对比 从自然界中获得设计灵感，并借助3D打印技术去实现，给当前高端领域制造带来了新的提升产品性能的空间。本文所开发的双梯度负泊松比超材料，就具有多种高性能的组合特点，如高强度、高能量吸收能力以及轻量化，因此在航天器缓冲部件制造方面具有重要潜力。 总的来说，本研究开发的DGAT结构在包括交通运输保护、军事防护工程、载人航天器缓冲吸能系统等在内的多领域具有重要应用前景。笔者观察到，目前3D打印的晶格结构已经大量使用，而多类型晶格结构的复合应用，正是在朝着超材料技术应用的方向迈进。 #3D打印 #超材料 #梯度材料 #晶格结构

3D打印技术参考注意到，NASA于不久前将一个被称作“软细胞”的特殊几何体发送到了国际空间站，并开展了一项太空失重环境下的注水试验。有消息指出，这是在太空进行的最引人注目的实验之一。 笔者查询到，这种新的几何形状由牛津大学数学研究所与匈牙利布达佩斯科技经济大学的研究人员于2024年发现，双方还以“Soft cells and the geometry of seashells”为题发表了论文。他们将这种新的几何形状称之为“软细胞”，因为它没有尖锐的顶点、棱不是直的、表面也不是平面的。在一个名为f2的变体中，形状类似与肥皂膜拉伸覆盖在线框上形成的表面。 在2025年11月19日发布的另一份新闻稿中，同一批科学家公布了一项关于“F2”型软细胞实验的结果，该结构具有极小的表面积。它在国际空间站上停留了六个月。 该实验由匈牙利航天计划HUNOR主导，并获得NASA和Axiom Space（公理太空，美国私营航天企业）的协助。实验的目标是在微重力环境下向软细胞结构中注水，观察其柔软曲面在不受液体重量影响时的行为，实验结果令人惊讶。 消息指出，这项实验最初的目的仅仅是想向高中生进行简单演示并讲解物理原理，但结果却出乎意料。结果显示，水在失重环境中展现出了地球上无法观察到的独特形态——它会形成具有负曲率的形状，而这些形状在我们的引力场中会立即变得不稳定。 但笔者从多方都没有查询到这种结构的制造工艺，甚至还特意去查询了论文。但这种复杂的结构很有可能使用3D打印技术制造，至少我们没有在表面看到任何连接的迹象。即便它不使用FDM打印，SLS工艺也具有极好的适配性。3D打印技术制造这种结构，实在太简单了。 这也不仅让笔者联想到2023年官媒报道过“中国空间站'太空菜园'丰收景象”的报道。由北京工业大学陈继民教授团队研发的新型航天弹性体材料3D打印技术，制造了我国第二代太空栽培杯，满足了空间站植物生长的特定要求。 同样的，用于植物培育的栽培杯也是植物生长的营养物质的载具，这些包含水分的营养物质在失重环境下可能也会出现NASA实验中同样的现象。陈继民教授指出，因为太空环境特殊，栽培杯的结构需要特殊设计，它可以实现水分的循环。此外，材料还必须满足密度、强度以及密封性等多重性能指标的要求。 所以说，一个看似简单的结构，在太空环境下的使用效果跟地面相比将完全不一样。这些新结构可能真的能让科研人员重新理解一些物理现象和规律，进而实现更深远的科研探索，例如能不能在月球上建设无棱角的建筑。 最后，3D打印技术参考还发现，关于该结构的可3D打印模型已经在MakerWorld上线。

3D打印技术参考注意到，美国企业Beehive Industries（蜂巢工业）近日宣布其为美国空军开发的200磅推力的3D打印Frenzy发动机成功完成高海拔测试。 此次成功测试引起了美国国防承包商以及部分潜在客户的浓厚兴趣，这些潜在客户特别关注自主战斗机的发展情况，这类战斗机有着高度智能化和自动化的特点。 为什么重要？ 笔者查询得知，高海拔测试属于验证发动机在真实飞行环境里性能的必要步骤，尤其是在碰到空气稀薄、低压、低温这类情况时，对于检验3D打印发动机在极端环境下的可靠性十分关键。 虽然，“发动机是3D打印的”就是简单的一句话，但是内部结构通常发生了极大改变，会涉及到薄壁、点阵、集成的流道、拓扑结构等等，这些结构在上述极端环境下是否会产生变形、开裂等形式的失效，自然将影响到底能不能用。 因此，蜂巢工业称此次测试是具有里程碑意义的进展，意味着这台发动机可以搬出实验室，进行实际的飞行测试。 3D打印技术参考注意到，中国航发自主研制的3D打印极简涡喷发动机于上个月完成了首次飞行试验，飞行高度达到了6000米，这妥妥的也是高海拔！虽然“标志着3D打印发动机在工程应用领域取得重要突破”也是简单的一句话，但回头再细想，它的意义有多重大。 3D打印极快速开发、迭代与测试 蜂巢工业介绍称，Frenzy是一款新型小型喷气式发动机，近乎完全依靠数字设计以及3D打印技术来开发，这种方法能迅速进行原型制作、迭代改进并且能简化生产流程。这台发动机的开发时间也用时很短，在四个月里，该公司完成了六台发动机的地面测试；随后把两台原型机运去俄亥俄州做高海拔试验。测试期间，工程师们在极端情形下评估了点火状况、低压力稳定性、燃料耗费以及热性能。 发动机在全飞行包线内展现出可靠的点火与运行状况，从点火到全功率快速加速，涡轮温度及燃油消耗数据超出最初预想，而且发动机在历经相当于完整任务寿命的运行后，仍然保持着“如新”之态。 报道还提及，鉴于高海拔环境对于小型涡轮发动机受力的特殊性，那些结果格外关键。稳定点火以及顺利加速，对高产量、成本敏感的无人驾驶平台发动机非常关键。这次成功测试，会促使蜂巢工业在2026年年初开展发动机的飞行试验，而且这与美国五角大楼为无人机系统找寻可扩展推进解决方案的诉求相契合。 未来挑战与行业影响 3D打印技术正在通过大幅缩短从发动机设计到测试的速度来推动军事领域的发展。这种快速的迭代能力实际上被各国都极为重视。 蜂巢工业推行“增材优先”策略——着重快速循环的打印、测试、优化与重新打印发动机部件。鉴于国防领域正朝着高产量、迅猛发展的无人系统转型，该公司的成果还会加剧行业内竞争，像普惠、GE航空航天、罗罗以及霍尼韦尔航空航天等企业，预计会加快自身发动机的研发进程，并瞄准新兴的自主无人机市场。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印 #发动机

3D打印技术参考注意到，知名计算工程+发动机3D打印开发商LEAP 71，最近成功对两台完全不同的20kN液氧甲烷火箭发动机进行了热点火测试——一台是传统的钟形喷嘴，另一台是全尺寸的气动塞式发动机（被称为下一代航空引擎）——这两台发动机从规格制定到首次点火，不到三周！ 尽管两种发动机在形态与内部构造上完全不同，但它们都依托Noyron大型计算工程模型来设计，遵循相同的物理原理与逻辑，完全由代码生成，无需人为干预。 气动塞式发动机被视作航空领域的下一代引擎，有着环形燃烧室与中央尖锥的结构特点。从理论来讲，它较传统发动机有更高效率、更宽泛的应用范围以及更出色的动力性能。然而，截至当下，并无任何公开报道表明搭载气动塞发动机的飞行器成功进入过太空。 本次测试的钟形喷嘴发动机 本次测试的气动塞式发动机 LEAP 71此前于2024年12月测试了一款5kN的煤油混合气动塞发动机。由于启动瞬态过程中遇到的问题，只能进行一次点火；然而，它达到了50巴的满燃烧室压力，验证了设计的基本原理。 LEAP 71展示了三台使用频繁的发动机，包括去年进行过热试车的5千牛气动塞发动机（中间，已切开），2025年11月底测试的20千牛MethaLOX气动塞发动机（右），以及传统的钟形喷嘴式发动机（左）。 此次测试的发动机均能产生2吨推力，适用于轨道运载火箭。测试活动是对Noyron系统进行最新验证，收集了关键数据，并反馈给Noyron模型。该系统能够直接输入发动机的设计参数进而生成可以3D打印的复杂结构。它将第一性原理的物理学、工程逻辑、制造极限和实际要求整合进一个统一的系统中，并直接输送到制造流程当中。 LEAP 71联合创始人表示，“Noyron是我们持续尝试将工程流程全面编码到一个可以独立于人类运行的计算模型中的项目——它能大幅缩短迭代时间，并使以前不可能实现的目标成为可能。这些物理测试，实际上是对引擎进行热启动——产生只能在现实世界中获得的关键数据”。 LEAP 71首席执行官兼Noyron首席架构师Josefine Lissner表示，“甲烷是一种难以建模的复杂推进剂，与以往测试的煤油燃料不同，甲烷在不同温度和压力下的密度变化非常大。因此，Noyron得精准预测才能造出可用产品。而且，发动机尺寸变大也带来自身运行难题。” 太空推进是LEAP 71的重点研究领域之一，在过去的18个月里，该公司平均每四周一次就会对Noyron生成的发动机进行点火测试，从而获取物理模型的极限。 全国首例！我国全3D打印涡扇发动机地面试车圆满成功 截至发稿前，笔者注意到另一则重要消息。西安空天机电智能智造有限公司宣布，近日由中国科学院工程热物理所、中科航星股份公司等联合研发，并由西空智造3D打印的涡扇发动机，顺利完成地面试车。 作为国内首例依托增材制造技术实现整机部件一体化成型的涡扇发动机，此次试车成功，标志着我国航空涡扇发动机3D打印制造实现里程碑式跨越。 涡扇发动机示意图，图文无关 这款涡扇发动机彻底颠覆了传统航空发动机“多零件组装”的制造范式，将原本由数百个零件构成的复杂结构，创新性简化为一体化构件。借助激光粉末床锻打印等先进增材制造工艺，不仅实现了传统锻造技术难以企及的仿生冷却流道、拓扑优化结构等尖端设计，更实现核心零部件数量缩减40%以上、结构重量减轻25%的显著突破，有效提升发动机推重比，为航空动力装备的轻量化、高性能发展开辟了全新路径。

3D打印技术参考注意到，瑞典高端技术与防务集团Saab AB与美国增材制造创新公司Divergent Technologies，于12月10日宣布成功采用3D打印技术制造出长达5米的一体式无人机机身。该结构完全没有使用模具和铆钉，是当前人类构建的最大的3D打印动力飞行器部件之一。关于该案例，笔者挖掘出了很多有价值的信息，它跟我们直接理解的完全不同！ “分段打印+胶水连接”，出人意料 当我们看到“大尺寸一体式3D打印无人机机身”这一描述的时候，很自然的想到它是一整块儿3D打印出来的，但实际情况却是“分段打印+胶水连接”而成的！是不是大跌眼镜？但实际情况就是如此，可真相却超出想象！ 具体的说，这个长约5米、宽约1米、高约60厘米的大家伙，是由26个独立部件采用激光粉末床熔融3D打印逐一制造，然后再组装、粘合拼接！你肯定对对粘合拼接提出了疑问，这能结实吗？！ 你有没有听说过特斯拉正在大力推进采用高性能结构胶，来替代螺栓、铆钉或焊接？笔者当时看到这则消息时也是大感疑惑，而也就是因为特斯拉的这一消息，让笔者进行了深入查询发现，在特定工况下，胶水连接不仅可以达到甚至能够超过传统的连接方式，这是这家知名汽车公司让车身变为一体式结构的新方案。有测试博主在2025年使用经结构胶粘合的吊具，轻松吊起了一辆重达3吨的特斯拉Cybertruck皮卡。 与此同时，Divergent Technology首席项目和运营官Cooper Keller也指出，这种连接方式“已完全通过汽车和航空航天应用中安全关键应用的认证”，已在非常特殊的环境中得到充分验证，并且技术成熟度达到 9 级（即在真实环境中完全成熟）。 所以，飞机机身采用粘合连接，应当有其合理性。经验证，这一结构的有效载荷能力约为200公斤。与传统制造的机身相比，因为取消了附件、紧固件、铆钉，零部件数量减少了99%以上，重量减轻了约45%，材料浪费也减少了90%以上。 王向明院士——“分段打印+增材连接”的制造理念 空客公司在2015年前后就提出了未来飞机的整个主体结构框架将采用3D打印技术整体制造出来的构想。从当前技术端来说，即便是采用灵活度较高的电弧或激光送粉/丝增材制造技术打印如此巨大的结构，能否成功都难以保障，安全问题更是无从谈起。因此，空客的构想目前仍停留在PPT阶段。 而我国王向明院士，则在几年前公开发表的《飞机新概念结构设计与工程应用》论文中就提到了分段打印+增材连接，渐进式实现整体式构件3D打印制造的理念。凭借这一理念，论文中提到实现了从二维制造向三维承载整体式制造的跨越！ Saab AB与Divergent Technologies两家公司的制造方法，其实与王院士的理念一致。而且，采用LPBF 3D打印技术制造的零件，是当前所能达到最高性能的金属3D打印方案，虽然部件尺寸“小”，但却是可执行的实践。 从这个角度来说，这个案例的价值意义就体现出来了。再加之快速制造能力，其价值更是会得到进一步放大。 能3D打印车架，就能打印机身 Divergent公司最开始其实是借助3D打印技术进行先进且创新的汽车结构设计，在这其中宣称使用数字设计，并进行自动化装配。它确实成功开发出Czinger 21C超级跑车，在2025年连破五项赛道记录，展现出3D打印结构的出色性能。 Divergent设计和3D打印的副车架，可看出胶水拼装特征 既然可以打印超级跑车的车架，那么打印更大的飞机框梁就不再是理论上的问题，而是一个“简单”的工程难题。 相关文件指出，整个制造过程没有使用任何特殊的工装夹具，仅依托Divergent的自适应生产系统（DAPS）。它是一个端到端的构造规划加制造平台，结合AI驱动的工程设计、工业级增材制造以及无夹具机器人安装。与传统加工流程相比，DAPS能够加快开发周期、提升结构性能并降低生产成本。 Saab AB相关负责人表示，“在此次项目中采用Divergent的增材制造和数字化设计结构，使我们的团队在开发过程中拥有了前所未有的灵活性。我们认为，数字化设计和先进制造是我们在该项目中取得合作成功的关键因素。” 一天能造3架，一年能造千架 很明显，新的制造方式，大大缩短了从设计到实际组装的周期。只要安装的3D打印机够多，就可以快速、大批量的生产这种无人机。而双方确实也是这样描述的，他们称，未来产量可扩展至每年1000多架。我们稍稍用计算器算了一下，相当于一天能够制造3架！这是传统上混合了CNC、铸造、焊接、安装等多流程环节所能比的吗？ 两家公司也表示，该项目展示了3D打印技术在复杂、高性能航空航天应用中的制造扩展性。据笔者查询，搭载该机身的无人机计划于2026年试飞。除此之外，这两家公司的制造理念，也让笔者回想起空客公司的设计构想和王向明院士的制造理念。 Divergent设计与3D打印的一体式巡航导弹机身 3D打印技术参考了解到，Divergent的业务重点已从汽车转向军工！2025年9月，这家公司完成由美国国家安全领域投资管理公司牵头机构的2.9亿美元（约20.6亿人民币）E轮融资，用于建设新工厂，扩大生产规模。它目前已开始向洛克希德·马丁、雷神、通用原子公司等美国主要国防企业提供3D打印导弹机身和关键部件。 END 通过整合数字设计、增材制造和自动化装配，Divergent实现了传统加工技术无法达到的制造速度、灵活性和结构集成度。而“分段打印+增材连接”的制造理念，正在悄悄改变我们对一体3D打印的理解！ 当“一体3D打印”不再是通俗意义上的“一整块儿”，而是“性能集成”，我们是否该重新定义“整体结构”？欢迎留言讨论。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印 #空客

冷金属熔合技术，是指将用于聚合物部件的选择性激光烧结3D打印工艺与传统粉末冶金工艺相结合的间接金属增材制造技术。笔者在9月8日的文章中提到，这项技术的有效性已经在EOS、华曙高科以及Formlabs等企业的SLS设备上进行了验证，它可以3D打印钛合金、不锈钢、工具钢等，零件尺寸更是从小尺寸覆盖到中大尺寸。 SLS烧结过程是冷金属熔合技术的关键环节 冷金属熔合技术3D打印的Ti64泵壳体 最近，笔者关注到弗劳恩霍夫IAPT研究所（铸造、复合材料及加工技术研究所）的一项独立研究，评估了“金属SLS工艺链”的工业潜力。研究结果显示，使用成熟的SLS平台可以实现经济高效且可扩展的生产金属部件，是激光粉末床熔融（L-PBF）技术的重要替代工艺，适用于复杂、难以打印的金属。 SLS金属3D打印的技术特征 冷金属熔合3D打印技术中使用的金属粉末表层包裹了聚合物，是一种专门研发的复合粉末，3D打印过程就是常规的选择性激光烧结。金属粉末表面的聚合物会在激光扫描后熔化，并与周围粉末连接在一起，形成尺寸稳定的生坯部件。之后，取出生坯部件、清理粉末，再进行溶剂或者热脱脂，最后进行烧结，最终粉末颗粒实现冶金结合，形成致密度极高的金属零件。 这个过程的后处理部分，跟传统的MIM过程是一样的。 金属SLS工艺的工艺链 与LPBF技术的多方面对比 与LPBF技术的对比涉及成本效益、产品质量以及生产能力。在成本效益层面，研究深入探讨了交付周期与成本构成，并结合烧结流程中不同规格炉型的影响进行了考量；在质量表现方面，重点分析了尺寸精度、材料密度、硬度水平、抗拉性能以及表面粗糙度的各项差异。在评价的具体操作部分，他们选择了制造1000件自行车刹车盘支架，这个量级是中小批量生产中的常见案例，已用它来分析成本情况。 对于L-PBF和金属SLS，采用单激光系统对比。由于SLS工艺的堆积速率较高，工艺链中的主要时间瓶颈并不在于打印本身，而在于后续的脱脂和烧结步骤。 他们还对两台ISO品牌烧结炉的使用成本进行了了解，这两台炉子内部尺寸分别为11升以及28升，虽然烧结炉价格相差不大，但是使用成本差异比较显著，炉子的利用率会对零件单价造成影响。 与L-PBF相比，金属SLS技术具有较高的堆积速率和无支撑结构的打印，从而无需额外花费大量精力去除支撑。结果并非对所有组件和工艺链设计的适用程度相同，但它们确实体现了使用金属SLS进行批量生产的经济潜力。 坯料零件加工具有巨大的经济潜力，尤其对于难熔金属和硬质合金，因为材料状态较软，后处理速度更快，刀具磨损也显著降低。当尺寸或表面质量未达到要求时，可以对烧结零件进行额外的后处理。 与激光粉末床熔融（L-PBF）这类依托激光的金属增材制造工艺不一样，金属SLS在打印的时候，不需要熔化金属颗粒。所以，就算是那种很难3D打印的金属，例如难熔金属和高反射金属等，也能够借助3D打印实现形状复杂部件的制造。此方法充分利用依托激光的聚合物SLS打印的精度，而且具有烧结步骤的优点，比如低残余应力。 研究主要得出以下结论： ✅ 研究表明，与L-PBF相比，CMF的生产时间缩短了50%以上。 ✅ 生坯零件加工具有巨大的经济潜力，特别是对于刀具和硬质金属，因为后处理速度更快，并且由于材料状态较软，刀具磨损大大降低。 ✅ CMF提供高堆积率和无支撑结构打印，从而消除了 L-PBF 所需的大量额外工作量的支撑去除。 ✅ 研究结果传达了使用冷金属熔融进行批量生产的经济机会。 SLS金属3D打印相关应用 3D打印技术参考查询到，采用SLS技术进行制造金属，CADmore Metal公司已可以实现Ti64、Inconel高温合金、316L不锈钢、M2工具钢、TiAl4822、17-4PH和Haynes282等材料。下文是该技术的一些应用案例，体现了这项技术的应用潜力。 1. 手表表壳 激光粉末床熔融和粘结剂喷射3D打印技术已经在手表表壳制造中实现了商业化。冷金属熔合技术可以生产316L和17-4PH以及钛合金，下图展示了一款采用SLS金属3D打印的17-4PH不锈钢表壳，在理论上它可以用于电子3C行业。 2. 小尺寸“精细”特征制造 这个案例所呈现的是一块55毫米的Ti64燃料电池板，它具有薄壁结构的特点，展现出冷金属融合3D打印的细节制造能力。这个解决方案，比较适合应用在高温过滤器、航空航天面板、隔热罩、催化剂载体、燃烧板等很多领域，同时也证明了冷金属熔融的多功能性。 3. 大尺寸零件制造 该案例展示的是一件直径达300mm的钛合金叶轮演示件，采用SLS技术3D打印，重量约为3公斤。该案例体现出SLS金属3D打印工艺的主要要点包括：可制造中大尺寸的零件，可制造复杂几何形状，能够制造高性能的钛合金、镍基高温合金等材料零件。体现出该技术对于从事国防科技推进系统、能源或先进流体领域的用户，具有潜在应用价值，而且该技术可扩展且经济高效。 4. 生坯前置加工，难度和成本都更低 这款直径为120mm的钛合金叶轮，运用冷金属熔融3D打印，零件经过后处理以后表面光亮。在烧结之前或者之后都有很多办法能得到想要的表面效果。但如果采用激光熔化3D打印，去达到图中这样的效果，制造成本就会很高。 5. 小批量制造能力 该案例展示的是在12h内3D打印的Ti64生坯部件。打印温度是50℃，粉末100%重复使用，不需要跟SLS和MJF塑料3D打印那样需要长时间冷却。 END 当前，运用SLS激光烧结3D打印机制作金属零件，已经有越来越多的人开始关注。用户要是采用此种方案，能够进一步减少制造成本，还能提高生产效率。不过，该项技术的重点在于可以制作出适宜的粉末材料，而且得有成熟的烧结方案，这是影响能不能用、用不用的好的关键问题。但是，这条途径还是给金属3D打印服务商提供了一条可以探索的思路。 而且笔者还了解到，国内目前也已经有企业在推这种解决方案，主打的名义是却是超高速SLM，有兴趣的读者欢迎留言、讨论！

3D打印技术参考了解到，香港城市大学、麻省理工学院等机构的研究团队通过结合高精度3D打印工艺、中熵合金材料与结构拓扑优化方法，成功研制出一种新型超材料结构，该结构首次在宏观尺度材料上实现了接近纳米级材料的能量吸收能力。换句话说，这种材料能够有效抵御初速度高达900m/s的不锈钢弹丸穿透。 需要着重强调的是，经3D打印技术参考查询，，这一个层面的防护能力，已经可以覆盖大部分轻武器（高速穿甲弹除外）所引发的威胁，因而，它为开发国防、航空航天、车辆安全防护结构，提供了崭新的解决办法。 材料选择 在材料选取方面，研究人员选中了CoCrNi中熵合金。当这款材料遭到冲击时，它轻易就会启动一系列自我保护机制，冲击的能量，会让材料内部依次出现变形孪晶、晶体结构转变、形成纳米非晶带，而这些微观组织的变化，会把冲击能量消耗掉，这样一来就可以具备良好的抗冲击性。CoCrNi合金也因此被认为是强度、延展性以及断裂韧性综合最优的金属材料之一。 结构设计 影响抗冲击性的另外一个关键要素，是结构设计。在该研究之中，作者设计了三种构架，分别是体心立方晶格结构（BCC）、八面体晶格结构（Octet）以及由TPMS晶格形成的Gyroid壳结构。前两种从本质上而言是由杆来连接，而第三种结构则是由连续的曲面壳体所构成。 高精度制造工艺 在制造工艺方面，采用的是高精度激光粉末床熔融3D打印技术（HR-SLM），激光光斑直径仅为25μm，所用材料的粒径控制在5至25微米之间，打印时每层粉末铺设厚度为10μm。据研究人员介绍，该工艺组合可促使晶粒结构更加细化，同时形成更为密集的位错单元网络，此类精细的微观组织此前已被证实与提升材料强度且不牺牲延展性密切相关。 左：用于制造微晶格的HR-SLM系统示意图。右：HR-SLM系统与传统商业SLM系统在打印配置及微观结构（特别是位错细胞密度）方面的差异 微晶格的层级结构及变形前后的微结构差异 从微晶格的层级构造来看，陀螺微晶格壳层厚度不到100微米，它和所构成的能量色散X射线映射重叠，凭借电子背散射衍射图像的质量图，可以看见合金的晶界，还有HR-SLM引发产生的纳米级位错晶胞网络。 TPMS晶格具有更高抗冲击性 微晶格的准静态原位单轴压缩实验展现出，TPMS陀螺晶格不仅具有优异的机械性能，它的模量以及强度比BCC高出四倍以上，而且应力-应变曲线和八位一体桁架相比更为平滑，没有后屈服软化的情况，导致比能吸收超过两倍以上。 需指出的是，壳层微晶格相较于桁架微晶格在机械性能方面有着明显的提高，这是设计特征和材料的理想结合。如果材料是钛合金，在壳体上就会出现很多断裂和很显著的剪切带。 三种晶格结构的高速冲击测试 为开展对HR-SLM制造的晶格材料极端抗冲击性的探究，研究人员开展了一系列原位弹体撞击测试，速度范围从100m/s至1500m/s。 研究人员设置了实验装置，不锈钢球体借助气枪加速，接着用高速摄像机去观察撞击的过程，小弹丸以超500m/s的速度，完全穿过了BCC和八面体晶格，而陀螺晶格却成功挡住了弹丸，即便速度超过900m/s时也无法完全穿过。 不过需要说明的是，研究似乎没有明确进行冲击测试的样品的尺寸，通过大概估量弹丸和测试样品的比例发现，晶格样品的整体厚度大概是30mm。 除此之外还研究了弹丸尺寸的影响。当弹丸直径从5mm增加到10mm的时候，弹丸飞行速度大概为900m/s，在比较非弹性能量方面，BCC晶格要比八面体晶格好。这是由于BCC晶格在致密区域内的接触面积以及塑性耗散显著更大；当处于更快速度时，八面体晶格此前因为更大的动应力效应，比5mm弹丸的BCC晶格略好，然而较大的弹丸尺寸，让主导因素变成了压实。 具体来讲，当弹丸直径等于或者超过五个单位晶胞时，压实反应处于主要地位，而当弹丸相对比较小的时候，惯性响应就更为明显。而陀螺晶格因为在压实状态以及诱发动力应力方面具有优势，在所有区间内都比基于支柱的晶格表现更好。 END 在近期举办的激光制造与增材制造创新发展大会上，笔者了解到晶格夹层结构在航空航天等领域已经被广泛应用，而且这项研究的重要意义极为突出，它会给超材料的逆向设计，开拓新的路径，特别是在国防、航空航天以及汽车领域，为轻量化碰撞防护结构提供新的解决途径，不只是关乎设计方面，还需要整合材料。 香港城市大学的研究团队，不但找到了在宏观样本量下实现超高动态能量耗散性能的办法，还为弄明白金属超材料里结构诱导、（制造）过程诱导以及材料诱导变形机制之间繁杂联系打下了基础。

据无锡产权交易所11月24日公告，“梁溪星座”项目公开招标，项目业主为无锡市星算科技有限公司，预算金额达4.5亿元。 “梁溪星座”项目，建设由12颗智算卫星组成的星座，所有卫星实现3D打印增材制造。 几十年来，金属增材制造技术一直被认为可以通过提供更轻、更复杂、更快速生产部件来彻底改变航空航天业。然而，在其发展的大部分时间里，增材制造在航天领域的应用一直难以突破小众应用和小规模生产的限制。早期的炒作导致人们对该技术期望过高，而随着成本、材料限制和可扩展性等现实因素的出现，市场热情开始出现回调。 从实验性3D打印部件到全面量产 如今，增材制造技术正迈入一个新阶段——它不仅是一项前景广阔的技术，更将成为航天部件生产的重要组成部分。这一转变的推动力源于市场对高性能、轻质部件日益增长的需求，以及卫星制造速度的加快，尤其是低地球轨道（LEO）大型卫星星座的制造。 3D打印技术参考注意到，目前国内方面已经有大量关于3D打印卫星的报道。 3D打印铝结构部件集成到MDA Space的CHORUSTM卫星中，展示了金属3D打印技术在高性能空间应用中的日益普及 今年6月，铂力特披露了与“大连1号-连理卫星”研制的相关细节。该卫星是大连理工大学设计研制、星众空间与铂力特等企业协助参研的17kg、12U高分辨率遥感立方星。 铂力特负责卫星部署器框架的结构优化设计和打印生产工作，选用BLT-AlSi10Mg铝合金，八激光一体3D打印。卫星入轨后持续运行511天，验证了材料、工艺以及结构的可靠性。 图文无关，仅做展示 同月，3D打印技术参考还报道了3D Systems参与的由NASA赞助的两个项目，希望为当前的热管理解决方案提供突破性的替代方案，来满足下一代卫星和太空探索的需求。 应使用了嵌入型多孔网络，3D打印的钛水热管散热器在230°C的温度下可以成功运行，同时重量减轻了50%。该结构能够更有效地为高功率系统散热，满足了NASA的传热效率和降低太空应用发射成本的目标。 （a）增材制造的高温钛散热器原型，带有嵌入式分支热管网络（75×125 和 200×260 毫米面板）；（b）散热器的 X 射线 CT 扫描，显示内部多孔芯吸层，用于被动液体循环；（c）宾夕法尼亚州立大学博士生 Tatiana El Dannaoui，在热真空测试设施中安装散热器原型，以模拟空间环境运行；（d）在真空室中运行的热管散热器的热图像 第二项项目通过3D打印技术生产了镍钛形状记忆合金（SMA），该合金在加热时可以被驱动和展开，可以用来替代太空中使用的电机或执行器。散热器的部署与存放面积之比预计将比目前可用的解决方案大6倍，从而能够在有限体积的立方体卫星中实现未来的高功率通信任务。 SMA散热器提供同样变革性的效益：重量减轻 70%，部署与存放面积之比为12×。它们的形状记忆行为使它们能够利用内部流体热量激活，从而实现无驱动部署。 除上述两个案例之外，由浙大城市学院与之江实验室推出的3D打印轻量化卫星结构项目同样备受关注。该项目于2025年获杭州市西湖区2025年一季度重大项目集中推进暨重点招商项目集中签约，将研发全金属3D打印主体结构的卫星，抢占航天科技高地。 在技术原理与创新方面，项目依托轻质高强多孔金属材料，并结合人工智能设计优化结构。传统卫星零件需要通过车铣刨磨等复杂加工工艺，而3D打印技术则通过逐点逐线逐层“生长”的方式，实现复杂结构的一体化成型，显著降低了制造成本、缩短了生产周期，并能够满足个性化生产需求。 卫星3D打印量将增长四倍 3D打印技术参考注意到，增材制造研究公司 (AM Research)于不久前发布了题为《卫星增材制造：3D打印市场机遇》的报告。该报告分析了卫星发射的快速扩张以及增材制造行业渗透该市场的潜力。 过去十年，卫星行业取得了显著增长，未来十年甚至有望实现更显著的增长。世界工业化程度最高的几个国家之间的战略竞争——“新太空竞赛”——已导致卫星制造方式发生剧烈变化，而增材制造行业在其中发挥了不小的推动作用。然而，卫星行业要想实现产量目标，就必须展现出与其相匹配甚至超越其持续创新的意愿。 该报告预测，到2033年，已发射卫星上至少一半的部件将采用增材制造技术生产。与此同时，AM Research预测，卫星行业专用金属增材制造硬件市场同期将增长四倍以上。 未来潜力远超当今的应用 虽然增材制造已在卫星生产中证明了其价值，但其未来潜力远超当今的应用。最令人兴奋的前沿领域之一是太空制造，增材制造可以直接在轨道上建造大型结构，从而消除从地球发射全组装硬件的限制。这一概念对于下一代空间站、月球栖息地和深空探索任务尤其具有吸引力，因为在这些任务中，现场建造和维修硬件可以大幅降低成本并提高任务灵活性。 随着行业向更快、更灵活、更可扩展的生产模式迈进，将增材制造技术完全融入供应链的公司将拥有竞争优势。领军企业凭借其丰富的飞行经验以及与顶级航天公司的合作，正在证明增材制造技术不再仅仅是一个小众解决方案，而是航天经济的基石。无论是下一代卫星、深空任务还是太空建造，增材制造技术都在重塑航天产业。#增材制造 #3D打印 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

在高性能材料领域，「安全」从不是一句口号，而是实打实的技术指标。3D打印技术参考注意到，11月26日，一款名为Rytexint™ PPS P6240的国产碳纤维增强PPS激光烧结3D打印材料，顺利通过国际权威机构SGS的UL94 V-0阻燃等级测试，打开了航空航天、新能源汽车、电气等领域更广阔的应用空间。 SGS阻燃检测认证报告首页 Rytexint™ PPS P6240材料，正是由清华x-lab和新加坡SMU联合孵化的材料科学创新企业——方醍技术 (Fluxo Technologies) 所开发。而当前，能够开发适用于SLS系统的PPS粉末材料的品牌，仅有少数几家。方醍所开发的PPS材料，性能可与PEEK媲美，而价格却不及其一半。 方醍 Rytexint™ PPS 与其他 SLS 材料物性参数对照表 什么是UL94？为什么重要？ UL94是全球最广泛使用的塑料材料阻燃测试标准之一，由美国保险商实验室 (Underwriters Laboratories) 制定。 其中V-0是垂直燃烧测试中的最高等级。它代表材料在火焰作用下能在极短时间自行熄灭，并且不会产生可燃熔滴。对于航空航天、轨道交通、电子电气、汽车、储能设备等行业来说，这个等级意味着： ➡️更高的安全性 ➡️更低的火灾风险 ➡️更大的设计自由度 ➡️更容易通过下游整机认证 ➡️更容易进入国际市场 换句话说，选择通过V-0认证的材料，工件会更加可靠。 Rytexint™ PPS是如何表现的 SGS测试报告显示，Rytexint™ PPS P6240在1.8mm厚度条件下表现优异，所有测试样品均达到V-0要求。测试包括两组条件：标准环境与高温老化。测试内容包括： ➡️首次灼烧后熄灭时间（t1）：最快仅1秒，最长为2秒 ➡️第二次灼烧后熄灭时间（t2）：多数为0秒，即瞬间熄灭 ➡️无熔滴引燃物：燃烧过程中产生的熔滴完全没有引燃下方的棉絮 ➡️未出现延续燃烧或延续引燃夹具的情况 这些结果清晰说明： ➡️ 在23°C，50%相对湿度的标准环境下，材料的阻燃性表现优异 ➡️ 即使经历70℃×168小时的高温老化，材料仍保持极稳定的阻燃性能 ➡️ 材料的耐热性、结构稳定性与阻燃体系匹配度处于非常高的水准，1.8mm及以上壁厚的工件，均可认为符合V-0阻燃要求 Rytexint™ PPS通过华曙高科SLS设备打印的样品 V-0等级对客户意味着什么 对于Rytexint™ PPS材料本身来说，阻燃和高温稳定性是其核心特点，而此次测试表明： 一. 该材料已达到国际公认的最高阻燃等级 (V-0) 这让它可以更安全地进入以下领域： ➡️航空航天、轨道交通等高安全标准行业 ➡️新能源汽车电池、电机、电控 (“三电”) 周边部件 ➡️电气设备绝缘部件 ➡️工控和通信设备 二. 通过高温老化测试，验证了长期可靠性 许多应用需要材料在高温环境下长期工作 (如新能源“三电”设备周边部件)，测试结果表明材料在老化后仍保持优异阻燃性，意味着它并不是「实验室英雄」，而是真正能用于严苛环境的特种材料。 三. 对下游企业的认证流程有直接帮助 国际国内的整机厂通常需要整套的合规流程，在 SGS 认证报告的加持下，客户产品的合规性进一步提升，降低了整个价值链采用难度，为产品走向全球市场打下了坚实的基础。 END 卓越的材料，是可靠产品的根基。方醍表示，他们的使命正是打造这样的技术基石。此次，Rytexint™ PPS 成功斩获UL94 V-0阻燃认证，不仅是拿到权威“通行证”，更意味着它能够支撑您的产品切入更高标准、更严苛环境的应用场景——为设备安全筑牢底盘，为产业升级注入强劲动力。#增材制造 #3D打印