2021年12月4日，西安铂力特增材技术股份有限公司顺利为上海峻宸集团交付一批金属3D打印设备。 “潮平两岸阔，风正一帆悬。”随着金属增材制造技术和设备制造产业的发展，模具和手板市场对增材制造接受度越来越高，其在行业应用的渗透率越来越强。峻宸和铂力特的此次合作正是发展趋势的证明。 峻宸集团是一家专注于三维打印服务及技术应用的高科技企业，拥有400余台工业级3D打印设备，包括专业设计和制造综合解决方案以及产品定制的批量打印服务，涵盖了数10种不同的打印工艺如SLA, DLP, Polyjet, MJF, SLM, SLS等。 峻宸集团执行董事长苏大威先生表示：增材制造具有数字化、无模具、高柔性等特点，技术已经成为手板市场首选的生产工艺之一，其质量和效率已经得到工业客户的广泛认可。随着3D打印材料应用的拓展和需求的挖掘，峻宸集团又一次新添工业级金属3D打印设备数台，能够快速响应市场需求，更高效地服务合作伙伴，加速工业制造业发展。 此次批量采购，是峻宸集团对铂力特高品质金属3D打印设备，高效率、高水平服务的认可。铂力特拥有完备的研发体系、严格的质量管理体系，设备满足航空航天的质量要求，已经广泛应用于航空航天、医疗、模具、手板、汽车、教育科研等行业。 未来，铂力特将秉承“让制造更简单，世界更美好”的使命，始终“敬畏市场”，成就客户，让金属增材制造技术为更多手板及模具用户创造价值。

铝合金具有良好的比强度，在航天器制造、机械装备、交通等领域具有广泛的应用。随着绿色环保与循环经济的发展要求越来越高，具有特殊性能的铝合金需求越来越旺盛，如耐高温、高强度、高韧性铝合金，在兵器、船舶、航空、航天、汽车等行业中具有广泛的需求。但传统的铝合金材料难以满足这些领域内耐高温、高比强等苛刻要求，开发符合高温服役条件的耐高温铝合金具有良好的发展前景。 在刚刚过去的11月，EOS推出了业内首款适用于3D打印的耐高温高强铝合金，来不及感叹差距，国内在同技术领域也有了重要突破。陕西兴华业三维科技有限公司通过对市场深度分析，潜心研发3年，开发出一款拥有自主知识产权的耐高温、高强、高韧3D打印铝合金——AK09系列，并与3D打印设备厂商北京易加三维深度合作，经过多次产品迭代，共同研发出针对该新型材料的专用打印设备和工艺。 通过该设备打印出的材料，其性能指标如下： • 室温性能：抗拉强度500MPa，屈服强度420MPa，延伸率17%； •250℃高温性能：抗拉强度290MPa，屈服强度280MPa，延伸率18%； •350℃高温性能：抗拉强度200MPa，屈服强度200MPa，延伸率11%。 对于耐高温铝合金而言，其核心目标是保持良好的高温强度。公司前期通过研发试制，材料性能稳定，目前已开始小批量生产交付。以下为该材料分别在室温、250℃和350℃条件下的检测报告： 左右滑动查看更多 一直以来，国内高性能的3D打印粉末材料大部分依赖进口，为研发、生产、制造带来了诸多不便，而有些材料甚至对中国禁售。研发具有自主知识产权的高性能材料迫在眉睫，其不仅涉及到3D打印技术的应用范围，更关系到新产品能否实现升级换代的关键。在国外刚刚推出了耐高温应用3D打印高强铝合金的背景下，这款AK09高强铝合金不可谓不及时弥补了国内空白。 与此同时，耐高温铝合金具有广阔的应用前景。但限于对其研究起步较晚，在材料的种类、品质以及工艺技术方面仍存在较多的技术问题需要去开发与研究。尤其是针对3D打印用耐高温铝合金，随着其在航空航天、交通等工业领域发挥着越来越重要的作用，耐高温高强铝合金的开发与应用必将引起足够的重视。 注：本文背景内容参考自《耐热铝合金的发展与应用》。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.新材料——EOS推出一种耐高温应用的3D打印高强铝合金 2.高强铝合金在增材制造应用过程中的主要局限性和缺陷类型 3.性能媲美锻造，西工大黄卫东教授团队开发3D打印高强、高韧铝合金 4.当前国内外3D打印高强铝合金种类、性能信息汇总

在今年9月美国3D打印制造展览会（Rapid and TCT）和10月复合材料及先进材料展览会（CAMX）上，Thermwood公司展示了其大型增减材制造设备LSAM，并在现场成功打印出可用于航空航天复合材料成型的工装模具，向公众展示了其低成本快速响应复材制造的能力。 作为大型零件増材制造商，Thermwood开发了一种近净成形制造零件的方法，首先采用高速3D打印出尺寸比所需零件稍大的尺寸，然后裁剪到最终尺寸和形状。2017年，该公司与海军空中系统司令部的东部舰队备战中心签署了正式合作研究和开发协议，以合作开发大尺寸増材制造技术。2019年，Thermwood与美国空军研究实验室(AFRL)和波音公司合作开展研究项目——利用增材制造技术生产低成本快速响应模具，波音公司奥本工厂还拥有一台Thermwood大型聚合物增材制造系统，其具有6m的打印床，可以打印宽3m、长6m、高5 1.5m的零件。2021年，普渡大学建立了用于大规模3D打印的Thermwood LSAM研究实验室。 LSAM复合材料增减材设备及关键技术 LSAM是大型热塑性复合材料增减材制造设备，其标准型号配有固定的工作台以及可移动龙门架，在龙门架上安装有挤出式3D打印头和传统铣削头，使零件在同一设备上即可完成增减材制造，避免重新固定零件造成的误差。 LSAM 1540设备具有双龙门结构（工作台尺寸15英尺×40英尺，4.5m×12m） LSAM使用两步法的“近净成形”生产工艺。首先高速打印出比所需尺寸稍大的零件，然后通过精加工修整到最终尺寸和形状。这是3D 打印大型结构最快、最有效的方法。使用LSAM设备，可以在同一台机器上完成打印和精加工。若采用双龙门结构，可以在工作台的两端同时进行一个零件3D打印和另一个零件的铣削加工，从而进一步提高效率。 LSAM设备几乎可以加工任何热塑性复合材料零件，包括高温材料，如包括需在高温条件下成型的PSU、PESU 和 PEI等，这些材料非常适合必须在高温下条件下的模具和工具。系统集成了用于干燥和输送聚合物材料的液体冷却系统，以保持对重要系统的温度控制，这对加工高温材料尤为重要，因此能够生产高质量、完全融合的产品。这些材料也主要用于生产模具和工具，大部分用于航空航天和工业生产应用。 LSAM对两个零件分别进行3D打印和铣削加工 LSAM的关键技术包括以下几方面： 一是先进的打印系统设计。其打印头挤出机的大部分热量来自加热的机筒而不是螺杆旋转与打印材料产生的摩擦，与传统设计相比加热更为均匀且不需要更换螺杆来加工不同的复合材料；打印头使用特殊合金可支持高达450°C的加工温度；聚合物熔体泵由伺服驱动控制流量，形成均匀输出；其独特设计的压轮可实现打印层间无空隙，零件底部打印到特制粘板上，可消除冷却应力和零件翘曲。 螺杆挤出机 二是强大的控制系统。LSAM集成了一个控制系统，能够监控和调整实时温度，自动处理挤出和打印速度。当加载材料配置文件时，该聚合物的所有参数，如区域温度和压力限制都会自动设置；控制系统还能自动将熔体泵的输出与机器运动速度同步，确保尺寸绝对精确，无论机器加速还是减速运行； 温控压轮图 三是适用于大型零件增材制造的工艺软件。具有拐角回拉补偿等功能，可实现复杂零件编程并根据LSAM设备的打印特性进行自动调整。 特制粘板 LSAM独特的打印系统可生产高强度、完全融合、真空密封且几乎无空隙的零件。它不是实验室或演示机器，而是一个成熟的工业增材制造系统，完全能够用于生产大型组件。 波音验证LSAM可行性 近日，波音研究与技术实验室与Thermwood公司合作完成了一项由美国海军资助的项目，内容为应用大幅面增材制造工艺试制可适用于热压罐工艺的复合材料工装，验证其作为低成本、快速制造方式替代传统工装制造方法的可行性。所制造的热压罐需要足够耐用，能够承受180℃和586Kpa的多次固化循环。热压罐的尺寸约为1m x1m x 0.4m，波音公司采用LSAM1020设备和由碳纤维增强的PESU材料来进行零件打印，最红使用277kg的材料，用时7小时26分钟完成打印，并更换铣削头在53小时内完成最终加工，工装尺寸和表面质量达到了设计要求。经过多次热压罐工艺循环试验，工装的真空保持性、尺寸稳定性以及高温耐久性均可满足要求。该项目证明了LSAM设备在单一平台上进行增减材制造用于复合材料工装的能力，与传统制造方法相比，可节省约50%的成本，并将制造周期缩短65%。 LSAM设备打印可适用于热压罐工艺的复合材料工装 此外，Thermwood还层利用垂直层打印（VLP）专利技术成功打印出一个3.6米长的波音777x的修整工装，增减材制造总耗时约43小时，验证了LSAM设备的大尺寸低成本快速制造能力。在波音公司奥本工厂，还安装了一台具有6m的打印床的Thermwood大型聚合物增材制造系统。 波音777x的修整工装 END 复合材料制造是未来平台的一项战略技术，开发更具成本效益的工具解决方案将大大有利于生产制造。Thermwood凭借其3D打印的专利技术以及增减材一体的设计思路，提供了在一台设备上完成零件3D打印与精铣的能力，具有低成本和短周期的制造优势。凭借与此，该公司开发了当今行业中最大的复合热塑性增材制造系统，在航空航天、军事和国防、海洋与造船等行业获得应用。 注：本文内容来自航空制造网《前沿 | 新技术助力大型复合材料增减材制造》，作者：泊森。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.连续纤维+热塑性塑料，空客正在开发代替钛合金的3D打印高强复合材料支架 2.一种纤维铺放3D打印系统在速度、可靠性和性能方面处于行业领先 3.比钢强10倍，比铝高8倍|可用于航空航天结构件的3D打印连续纤维复合材料 4.超越PEEK，3D打印的碳纤维增强尼龙有怎样的性能和应用潜力

点击上方「3D打印技术参考」快速关注官方网址： 3D打印的一大优势是可以实现多部件集成为一个单独的部件进行制造，可大大减少零件数量。美国宇航局和其他研究人员的公开研究表明，在火箭发动机中，可以将80个部件可以减少到三个；同样，通用电气将Catalyst 涡轮螺旋桨发动机的855个零件经过结构优化减少为12个部件。 零件的减少将带来一系列效应，外媒专门总结了因此而带来的60余项影响。本期，3D打印技术参考对其介绍如下： 1. 由于更少的紧固件和功能的集成，零件数量的减少意味着组件的整体重量将更轻； 2. 反过来，集成化会以多种方式改变制造方式，可以以更低的成本打印组件，花费的时间也更少； 3. 零件组合和集成化制造，使3D打印这种制造方式的优势更加明显而有效； 4. 使用3D打印制造新零件的成本将逐渐降低； 5. 使用3D打印进行设计迭代或开发新设计将更便宜，同时也更快； 6. 存储零件所需的空间减少为单个零件的存储空间； 7. 所有零件都可以作为一个整体而非单个零件进行专门制作，可以达到最好的效果； 8. 更少的零件作为一个整体也减少了许多其他变量，例如更少的表面积和更少的整体后处理表面； 9. 减少处理成本； 10. 减少机器工作时间，进而降低成本； 11. 减少QA和QC过程中的处理环节； 12. 需要测试的零件更少，从而降低成本并加快测试过程； 13. 需要更少的工具； 14.购买与飞行比率将得到改善，因为总体而言需要的材料更少，由于需要更少的组件，因此这种影响更加复杂； 15. 通过移除紧固件、整合功能和改变零件结构，可以从根本上改变外形； 16. 由于零件更少、质量更轻和制造集中化，因此降低了运输成本； 17. 由于更少的材料使用和减少了机器工作时间，并减少了运输成本，可能会减少碳排放并消耗更少的能源，从而提高整体可持续性； 18. 更少的零件、更少的工具和更少的材料总体上会显著降低存储成本； 19. 存储带来的变化，有利于提高工厂的运行效率； 20. 存储带来的变化，有利于降低厂房成本； 21. 存储带来的变化，有利于降低建筑规模和辅助费用； 22. 存储成本和存储材料占用的资金减少，这可能会为一些公司节省数十亿美元； 23. 在新产品问世之前，在工具上占用的资金更少； 24. 更少的资金用于备件和保留工具以备不时之需； 25. 更少的资本被用于备件，包括仓库、人手等； 26. 零件可以更快地重新设计； 27. 重新设计零件可以更便宜，不必更改工具； 28. 集成功能和更少的零件意味着需要存储的零件更少，从而简化了物流； 29. 集成功能和更少的部件意味着部件更大，也可能更复杂，因此当它们损坏时，可以为它们收取更多费用； 30. 集成功能和更少的零件意味着零件更大，也可能更复杂，进而更易于MRO和备件服务操作； 31. MRO和备件服务可以通过销售更昂贵的零件和更简单方式来进行，从而赚取更多利润； 32. 设计更改更易于执行； 33. 设计变更的执行速度更快； 34. 迭代更容易进行，特别是因为在一个新的部分中可以处理对其他部分的连锁反应； 35. 运输成本更低； 36. 更少的零件意味着来自供应商的订单风险更小； 37.…

随着数字化齿科技术的普及，目前很多口腔诊所与加工厂都配备了齿科3D打印机。然而，购买一套优秀的3D打印系统，除了关注打印机软硬件之外，还需要谨慎挑选打印材料。 全新升级的SHINING DENT 如果说3D打印设备是基础，那打印材料则是关键一环！为不断优化升级现有的SHINING DENT材料梯队，先临三维不断加强技术研发，参考15项ISO标准、建立9个测试大类、借助16类测试仪器，持续探索更为适合齿科应用的3D打印材料。此次DenTech，先临齿科隆重发布了SHINING DENT种植模型、工作模型、正畸模型3款全新材料，不同模型对应不同材料，不同材料具有不同特性，今天我们就来了解下打印材料该如何挑选。 ▼▼▼ SHINING 3D 三位新成员各有各的“爆点” 先临三维 新款工作模型材料（DM15） 新款工作模型材料（DM15），灰色美学模型材料，高度模拟石膏模型性能，高强度、抗变形、视觉效果佳、细节表现力强，推荐打印不分模模型和戴牙出货模型。【材料特性】•戴冠更美观 •材料强度高 •稳定抗变形（放置14天，尺寸精度保持＞80%） 【材料应用】不分模模型、戴牙出货模型 新款种植模型材料（DM05） 新款种植模型材料（DM05），哑光黄色材料，颜色耐看、韧性好、耐磨度高、间隙容错性能佳，尤其推荐打印插拔模型、种植模型。 【材料特性】•摔打不易碎 • 强大抗压力 •拉伸延展性好 •容错性能佳（前牙后牙一致性高，松紧适度不掉落） 【材料应用】 种植模型、插拔模型 新款正畸模型材料（OD02） 新款正畸模型材料（OD02），耐高温、低变形，推荐用于正畸模型的打印。【材料特性】• 抗压性能强（弹性模量：2477Mpa 弯曲模量：3217Mpa） •耐温（HDT热变形温度：94.5℃ • 高温低变形 左右滑动查看更多 【材料应用】正畸模型 正畸就用这一套！ SHINING 3D 关于先临三维3D打印解决方案 先临三维 齿科行业作为一个个性化与定制化并存的行业，在向数字化转型的过程中与3D打印有着密切的关系。先临三维提供从数据采集-CAD设计-3D打印的智慧口腔解决方案——云舒植™种植解决方案、数字化美学解决方案、技工数字化解决方案都解决了临床及技工的实际需求。同时，又辅以开发高性能专用打印材料，真正意义上建立了数字化齿科的应用生态闭环。 打印材料的研发是战略性、基础性的产业，也是高技术竞争的关键领域。新技术的突破和新材料的创新，是先临齿科跨越式发展新的增长极，也是先临抢占齿科赛道的重要动作之一。 SHINING 3D 配套齿科3D打印机推荐 先临三维 -点击图片查看更多- -点击图片查看更多- -点击图片查看更多- 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.先临三维重磅推出高精度光固化3D打印机，助力原型设计和柔性生产 2.先临三维发布自有品牌高端三维设计软件——SHINING3D Design 3.减少试错成本，研发工程师选择3D打印机要看哪些关键点 4.3D打印迎来新机遇，全球化齿科头部企业如何借势腾飞？

2014年，一件3D打印的空客A350 XWB支架连接器因彻底改变了飞机构件的制造方式和民用飞机的“轻量化”途径，从而入选“德国工业创新奖”。这个用于固定飞机机翼和发动机的部件因具有复杂的几何结构而无法采用传统工艺制造，但3D打印这种新的制造工艺却将其塑造为现实。这种跨行业的开发形式不仅获得了卓越的质量，更具有经济价值，从而促进性了它的批量化应用。 空客公司表示，通过整合这些零件的生产流程，3D打印使其对供应链的控制力更强。同时，在中等制造数量下，金属3D打印比传统工艺更具成本效益，且大大缩短了交货时间。在需求可能不可预测的行业中，这是一个重要的权衡因素。 这个相对较为复杂的支架，过去采用铝合金铣削制成，在加工时会产生大量浪费。而采用钛合金3D打印，结构的优化使其重量减轻了30%以上。在飞机制造过程中使用金属3D打印的重要依据是该技术实现了几何自由并能够减轻重量。“轻量化结构”能够帮助航空公司更经济地运营飞机。新的飞机设计需要数千个飞行测试安装支架，这些支架的生产单位数量非常少，而增材制造技术则允许设计师尝试新的结构。 3D打印带来的优势还包括生产中工具成本的降低，由于在3D打印过程中不需要工具，因此现在可以在早期阶段以较高的效率批量生产这些零件。以前需要6个月时间来开发一个组件，而采用3D打印之后时间缩短到了1个月。 基于以上优势，空客多年来一直在飞机设计和制造过程中采用3D打印技术，无论是Concept Laser、EOS还是西亚基都是空客的合作伙伴。多年过去，3D打印工艺和材料科学获得了进一步发展，“轻量化”和“仿生学”也指向了一个新的趋势。空客正在研究3D打印复合材料支架制造代替钛合金的可能性。一架商用飞机每减轻一公斤重量，就可以在其使用寿命期间减少25吨CO2排放，复合材料在性能可靠的情况下无疑会进一步推动轻量化的发展。 近日，先进制造商Arris Composites透露了与空客公司合作的一项研究，该项目专注于机舱支架的生产，并希望通过利用创新的制造方法和材料（包括复合材料）来实现航空碳排放量的显著减少。 据Arris称，将220克的金属支架进行拓扑优化后采用连续纤维复合材料3D打印可以使零件重量减轻75%到50克。由于每架飞机会配备500个这种支架，如果一年会制造100架飞机，50000个轻量化的支架在整个生命周期中会节省1.13亿吨的燃油，并减少3.57亿吨的CO2排放。 航空航天领域一直在探索热塑性复合材料的韧性和优势。这些材料开发工作已成为下一代复合材料研究的基础。尽管热塑性塑料具有理想的材料特性，但有限的制造能力限制了它们的使用。Arris Composites公司开发了一种称为Additive Molding的技术，通过在热塑性树脂中精确排列连续纤维，获得了具有无与伦比机械性能的下一代复合材料及成熟的大批量成型方法，这些产品具有高度集成性，所制造的产品比金属更坚固、更轻。 Arris Composites声称，金属替代的新时代已经到来，机加工、3D 打印、金属铸造、金属注射成型和金属包覆成型的产品可以被卓越的复合设计替代。连续纤维+热塑性塑料复合制造实现了高强度和轻量化零件的批量生产，通过这种新工艺，可以以与塑料成型产品相同的速度生产高级碳纤维材料，而碳纤维零部件替换钛材料，可使重量减轻78%。 空客公司创新经理巴斯蒂安·谢弗表示，“空客正在朝着使航空旅行更清洁、更可持续的方向迈进，要实现这一转变，需要探索具有重大影响和实际应用的颠覆性创新。我们设计和制造飞机的方式正在发生变化，像Arris这样的新兴技术公司能够帮助我们实现对更好航空旅行的愿景。我们知道仿生学、拓扑优化和先进复合材料是未来，Arris正在帮助我们将这些设计和材料理想结合起来，以实现更好的飞行未来。” 此外，Arris Composites指出，其增材成型技术结合了增材制造和高速压缩成型工艺，将对更换零件和未来的飞机结构产生巨大影响，因此减少碳排放是可能的。空客本身致力于探索这样的技术途径，以支持其实现更可持续的航空旅行的愿景。 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.比钢强10倍，比铝高8倍|可用于航空航天结构件的3D打印连续纤维复合材料 2.超越PEEK，3D打印的碳纤维增强尼龙有怎样的性能和应用潜力 3.Raise3D将以9.9万和2.9万的价格发售桌面金属和碳纤维3D打印机 4.美空军研究室大力开发连续复合材料3D打印，并用于无人机机翼成型

11月17日，3D打印技术参考了解到，基于金属增材制造探路者（Pacer Edge）计划取得的早期成功和发展势头，美国空军和GE公司已经开始实施增材制造第3阶段计划，该阶段将面向美空军需要长周期采购的过时老旧大型零部件增材制造。 美国空军和GE金属增材制造探路者计划的诞生 2019年，GE增材和GE航空开始与美国空军接触，提出采用金属增材制造技术解决美国空军特定的零部件后勤保障需求。随着大量飞机即将进入服役的第六个十年，采购和生产备件的困难可能意味着重大风险。美国空军快速保障办公室负责通过快速识别、应用和扩展对其机队运营和保障至关重要的技术来提高任务准备能力，三方之间的金属增材制造探路者计划由此诞生。 GE在认证航空监管增材制造金属部件方面具有丰富经验，美国空军乐于采用GE的技术快速获得保障飞行任务所需的高质量零件。双方之间的合作显示了采用金属3D打印部件作为解决美国空军当前和未来后勤保障挑战的一种选择的巨大希望。这种能力提供了一种替代方法来为传统推进系统的整个生命周期采购零件，特别是在面临供应商不断减少或因需求稀少和订单量少而无法吸引传统制造商时。 F110发动机于1985年初定型投产并开始交付，存在备件生产风险 GE在将增材制造技术用于LEAP发动机燃料喷嘴和GE9X的其他部件制造过程中积累了丰富经验，同时吸取了大量教训。与美国空军的合作，是GE增材和GE航空的工程和供应链团队第一次为外部客户的利益服务。 重新设计遗留零件，并采用3D打印技术制造少量传统铸造零件具有提高美国空军保障能力的巨大潜力。而之所以采用金属3D打印代替铸造，是因为对于一些老旧零件，其重新生产周期可能长达一年甚至两到三年的情况也不少见。在往期文章中，3D打印技术参考已经介绍过GE通过金属增材制造技术代替铸造，发现成本更加经济的论证。 螺旋式的开发计划，难度不断递增 美国空军和通用电气确定了一项基于“螺旋式开发”的计划，不断识别、逆向工程和开发技术数据包，以用于适用于金属增材制造中日益复杂和尺寸更大的零件。在该计划中，复杂性涉及从更简单的零件识别转变为零件和零件系列整合，并最终处理复杂的组件和系统。 该计划的第一阶段，涉及为F110和TF34发动机制造备件，并展示其适航能力。其中的一项重要工作就是为F-15和F-16飞机上使用的通用电气F110发动机制造油底壳盖，该零件的功能可能较低，但非常重要，它需要耐用、密封，通常采用铝合金铸造。而GE增材采用金属打印制造了钴铬合金的油底壳盖，根据已经披露的消息，该零件的制造方案已获得美国空军的批准，这是全球首个军用航空发动机3D打印部件的适航批准零件。在不到一年的时间内完成开发和适航性批准的速度，成为Pacer Edge计划借助增材制造加速变革、降低风险的重要证据，并有助于帮助美国空军建立自己强大的军事适航性工艺验证和认证流程。 全球首个军用航空发动机3D打印部件的适航批准零件 Pacer Edge计划1b阶段的重点是为TF34发动机3D打印已停产的油箱底壳盖罩，该发动机已服役40多年。很明显，这一任务已经完成。 11月17日，美国空军和GE公司宣布已进入该计划的第3阶段，将面向美空军需要长周期采购的老旧大型零部件。这些零件的采购周期往往超过300天，且每年的需求量超过800个。GE增材相关人员表示，对于美国空军和通用电气而言，首要任务是创建3D数据包，用于难以采购的过时零件，并交付四个适航近净铸件。在接下来的几年里，联合团队计划创建至少五个应用案例，技术复杂性不断增加。 目前，第三阶段已经在GE增材工厂成功打印了两个钴铬合金组件：曲柄和横轴臂，使用IN718打印的其他组件的工作也取得了进展。 第三阶段打印的两个钴铬合金组件：曲柄和横轴臂 美国廷克空军基地推进集成部主管表示，Pacer Edge计划正在加速美国空军对金属3D打印的广泛采用，以解决供应链短缺问题，并通过大幅缩短交货时间和创造额外的采购选择来实现其改善作战人员保障能力的承诺。 Pacer Edge计划的后续阶段涉及在廷克空军基地建立金属增材制造供应链，生产适航部件以支持国防部的维修需求。不久前，美国空军推进局投资了1000万美元，以为Pacer Edge计划提供资金，这笔资金将加速美国空军采用增材制造的能力。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.GE公司的新尝试：采用金属3D打印代替铸造，发现成本更加经济 2.GE增材：四年来，通用旗下多部门支持转向粘结剂喷射金属3D打印技术 3.大型零件增材制造整合设计，看GE增材高级设计工程师如何说 4.GE增材：具有增强后处理和质量控制的金属3D打印

11月18日，中国工程院公布2021年新增院士，中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所项目总设计师、3D打印专家王向明成功当选。 在航空制造领域，王向明考虑如何实现创新设计、确保使用安全，着重解决3D打印面临的“会用、敢用”的问题。 王向明，工学博士、研究员、博士生导师。主持或参与多个型号机体结构设计。现任航空工业集团沈阳飞机设计研究所项目总设计师、“鹘鹰”飞机常务副总设计师、航空工业集团增材制造首席专家、创新结构国防原“973”技术首席、飞行器新概念结构航空科技重点实验室主任、辽宁省增材制造共性技术创新中心主任。某部先进制造技术专业组增材制造责任专家。王向明是飞机机体平台结构设计领军人物，长期从事结构创新设计与制造一体化研究。先后承担原总装、装发部、军科委、科技部、工信部、科工局主管的有关飞机结构设计与制造研究项目20余项，在飞机新概念结构设计、增材制造应用技术、新机快速试制等方面做出重要贡献。先后获国家技术发明奖一等奖、二等奖，国防科技进步奖一等奖2项。授权发明专利32件，发表期刊论文53篇、出版专著5本、撰写重要研究报告40余篇，大型学术会议特邀报告15次。 王向明在西安增材制造高峰论坛 2014 年，美国将增材制造列为重大颠覆性国防技术。早在2003年，沈阳飞机设计研究所与北京航空航天大学深度合作，共同开拓了飞机增材制造应用技术。北京航空航天大学在控形、控性、装备等方面已取得重大突破。作为关键技术的另一方面，设计、评定和验证是使用安全的重要保障，也是美国联邦航空局（FAA）确认的增材制造 4 个难点之一。沈阳飞机设计研究所建立融合增材制造技术的结构设计、评价与验证方法。 王向明借助在原总装先进制造专业组担任增材制造责任专家的机遇，规划出基于增材制造的大型整体化、构型拓扑化、梯度复合化和功能结构一体化等飞机新概念结构领域，主导系统级技术开发与工程化验证。 基于发明的增材熔合连接方法，王向明提出多种增材主承力结构设计方法，即通过增材熔化沉积填充，一边成形、一边连接，将两个构件合并为一个整体，使构件做得更大、更复杂。其中具体包括残余应力临界值仿真预测、离散分区成形、去除残余应力、增材熔合连接，涵盖创新设计、性能评定、工程验证等。与焊接的区别是，突破厚度限制，力学性能与母材相当，近似“无痕”连接。研制出框-梁等多种整体主承力结构，拓展法向复杂承载维度。 王向明提出基于增材制造的新概念机构 针对熔合连接区疲劳特性评定，王向明提出当量应力集中系数法。将熔合连接区内部细观缺陷打包，与母材宏观应力集中当量等效，利用名义应力法确定当量应力集中系数值和寿命算法，以此作为疲劳和工艺质量评价判据。针对疲劳寿命安全，王向明建立工程化验证专用模式，与传统积木式验证不同的是，力学性能考核与工艺过程循环迭代，这样可及时暴露性能缺陷，加快改进，使增材制造主承力结构件的寿命安全保障有了技术支撑，进而解决寿命安全风险控制难题。 拓扑结构是公认的轻量化结构，减重效率可近一半，具有极大应用潜力，受到工程界的普遍关注。王向明认为，拓扑结构属静定结构范畴，任一分支失效都将导致总体破坏。寿命安全如何保障？为此，他提出按寿命设计和稳定性设计所产生的强度裕度等效面积作为裂纹扩展容限区域，分不同情况建立拓扑结构局域损伤容限设计准则。针对拓扑结构机加难点，他还提出了增材快速成坯加表面熔凝精整的低成本工艺方法，机加量减少70%，制造成本也得到降低。 上述研究解决了增材主承力结构创新设计难题，成效显著，零件数量减少2/3、结构减重1/5、疲劳寿命增加1/3。“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”获得了国家技术发明奖一等奖的殊荣，这一项目由沈阳飞机设计研究所负责设计验证，北京航空航天大学负责制造。 早在2003年，王向明就与王华明教授开展密切合作，共同为飞机结构件“量身定做” 王向明介绍，选区熔化增材制造技术可打印出内部形状复杂的轻质功能件，但常规点阵结构的节点承载能力大都不满足飞机功能结构要求。为此，王向明将点阵结构的节点半径作为设计变量，通过形状优化降低应力集中和重量，由此建立多种拉压承载型节点强拘束微桁架单胞。他提出节点剪切强度计算方法，发现敏感设计参数（微杆半径），并据此建立有效设计手段；打印出散热器、格栅等多种高效功能件，解决了增材高承载功能结构创新设计难题。功效实现质的飞越，功能效率提高一倍、减重近2/5、零件减少95%。另外，据王向明介绍，飞机战损/战伤比为1∶20，结构战伤占近90%，若无法及时抢修即相当于战损。对此，他提出了补强几何应力集中/填充复合应力集中最小的修理设计方法、浪涌偏差修正方法，建立“四快”修复流程与数据库——设计、评定、制造、修复。主持完成了3类材料、9类构件的地面静态、摇摆动态环境下的工程验证，为保持舰载机完好率提供技术途径。 上述成果应用于多个型号项目，单机用量达复合材料用量的1/7，含5种工艺、9种材料。开辟了增材构件在飞机上工程化应用先河，实现了质的飞越，应用进程保持领先，使我国成为唯一实现增材制造构件在飞机上规模化应用的国家。王向明领衔的“基于增材制造的飞机结构创新设计与工程应用”项目由此获得了国防科技进步奖一等奖。 欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.史玉升、王向明等4位增材技术专家确认2021中国工程院有效候选人 2.贯通材料、设计和速度，打开3D打印应用的大门 3.材料–结构–性能一体化增材制造 | 顾冬冬教授发表南航首篇《Science》论文 4.提前布局MES，迎接增材制造批量化生产的时代

11月12日，Desktop metal正式完成对粘结剂喷射3D打印技术领导者Exone的收购，后者通过补充解决方案扩展了Desktop Metal的产品系列，创建了当前最强的粘结剂喷射金属3D打印产品组合，以提供行业领先的吞吐量、灵活性和材料广度，为客户提供多种选择来满足其特定应用。 11月16日，3D打印技术参考了解到，Desktop metal宣布收购另一家粘结剂喷射技术领域的新锐企业——Meta Additive。该企业所推出的粘结剂喷射技术和新型功能粘结剂提供了先进的增材制造解决方案，以应对当前该工艺领域所面临的孔隙率、收缩、零件尺寸限制和生产速度缓慢的问题。 Meta Additive的技术特点在当前所有的粘结剂喷射工艺中，构成最终部件的材料几乎完全来自粉末床，而粘结剂是牺牲品。这意味着，一旦通过脱脂步骤去除了粘结剂，最终产品就需要漫长的热处理步骤来固结零件，这通常会导致残留孔隙率和高收缩率。 为了克服这些问题，Meta Additive改为使用非牺牲性粘结剂，这些粘结剂可以同时用功能性构建材料粘结和渗透粉末床。具体来说，它由由金属成分或陶瓷成分制成，这取决于打印材料。这种由分子成分、纳米成分和微成分组成的粘结剂，没有任何需要去除的部分。纳米颗粒在粉末颗粒间填充空隙，其中的分子成分——Meta Additive 的技术关键，通过分子水平的设计让其以希望的方式进行反应。类似于XJet和ExOne的工艺，纳米颗粒填充在粉末间隙来实现颗粒间结合和渗透。 这种方法的一个明显好处是烧结过程中的零件收缩要少得多。而传统的粘结剂喷射工艺可以看到高达20%的零件收缩率，并且需要长时间的脱脂和烧结才能达到98%和99%的密度。Meta Additive 可以在很大程度上控制每个零件的密度和孔隙度，收缩率低至2%，这是真正的技术突破。在烧结之前，直接打印完的零件已经相当坚硬，密度高达88%。“那是因为在打印过程中发生了真正的化学反应，形成了真正的金属键。进行热处理只是为了巩固其余的微观结构，以实现精确微观结构”，该公司联合创始人凯特布莱克博士表示。 Meta Additive的技术将解决什么问题？ • 孔隙率和结构多功能性 Meta Additive在化学层面重新设计了粘结剂喷射过程。传统上，3D 打印部件只能由单一材料制成，密度均匀。Meta Additive 的工艺使制造商能够同时打印多种材料的单个零件，甚至允许定制材料的机械和结构特性，从而实现真正的设计灵活性。 •降低成本 新工艺使用的材料不仅消除了脱脂步骤的需要，而且还降低了后处理阶段所需的热量水平。这意味着后处理温度将缩短并显著降低高达 300 °C，从而降低成本。 •降低收缩率和开裂风险 该工艺中使用的粉末和粘结剂均由100%构建材料制成，无需脱脂步骤，并将收缩率从20%降低到仅2%，烧结温度的降低也降低了开裂风险。 •可持续性和速度优势 没有脱脂阶段、更短的热处理时间以及后处理温度的降低显著减少了制造每个组件所需的时间和所需要的能源。最重要的是，它们的工艺使用100%构建材料而不是传统的牺牲粘结剂，减少了产生的物理浪费。 该工艺流程因此可以更快、更经济、更可持续地打印零件，但仍然具有更高的质量和广泛的定制选项。 •突破零件尺寸限制 由于粉末和粘结剂由100%构建材料制成，更高的生坯强度和消除脱脂步骤使零件能够打印出比以前更大、更复杂的组件，而无需支撑结构。   强大的喷墨打印头能够处理此前难以喷射的各种流体凯特布莱克博士表示，“我们的技术有点像喷射‘类固醇’粘结剂，从某种意义上说，Meta Additive的技术顺应了所有喷射技术——可以越来越混合以进一步利用喷墨头的体素控制能力。”据3D打印技术参考了解，Meta Additive此前获得喷墨打印头供应商Xaar的投资，Xaar（1003）打印头的可靠性和性能也被证明是Meta Additive成功的关键。 Xaar 1003打印头的宽操作窗口和独特技术使Meta Additive能够使用以前被认为难以喷射的各种流体。Xaar的打印头架构和独特的TF技术、高沉积技术和高粘度处理能力，再加上该公司高级应用和技术组的支持，帮助Meta Additive 超越了喷墨打印的传统限制。 “在最初发现无法获得足够强大的打印头之后，Xaar 1003产品的到来以其独特的技术和处理各种流体的能力改变了我们的开发过程。”Meta Additive的联合创始人凯特布莱克博士表示。 END 此前，Desktop Metal开发了用于有效烧结的先进软件，ExOne推出了纳米颗粒粘结剂，XJet更进一步，直接喷射金属纳米粒子，进一步模糊了粘结剂喷射和材料喷射之间的界限。Meta Additive则通过化学的方式解决所有问题。 粘结剂喷射作为一种真正的下一代生产工艺正在提高人们的期望。有人称其为增材制造2.0。Desktop Metal相继完成了对该技术领域所有先进技术领导者的收购，已经成为真正的巨无霸，只需等待它推出怎样让人振奋的产品。 注：本文内容为3D打印技术参考原创，转载请注明来源。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.喷墨技术专家——理光，推出粘结剂喷射金属3D打印机 2.Desktop Metal如何保障粘结剂喷射金属3D打印质量的均一性和可重复性 3.无法忽视的DM帝国：被Desktop Metal收购的领先3D打印企业 4.GE增材：四年来，通用旗下多部门支持转向粘结剂喷射金属3D打印技术

粘结剂喷射（Binder Jetting）金属3D打印致密单质合金在国内外的起步时间相差不大。从报导资料来看， Desktop Metal、HP、GE等差不多在近五年左右开始开发该技术，Exone要早一点。在国内，武汉易制从2013年开始专注于粘结剂喷射3D打印技术，目前已经具备了一定的生产能力。本期，3D打印技术参考邀请到易制科技董事长蔡道生博士，详细解读粘结剂喷射金属3D打印技术当前的应用与发展难点。 当前国内粘结剂喷射金属3D打印技术研究与发展概况 粘结剂喷射金属3D打印技术工艺具有高速度、低成本、高精度的显著优势，以及国外在该技术方向的蓬勃发展，特别是在2018年该技术被《MIT Report》评为 “全球十大突破性技术”，国内越来越多团队开始重视该技术，一些从事粘结剂砂型打印和粉末冶金技术的团队也开始尝试研制，广东省、湖北省把该技术列入了重点专项进行支持。但是到目前为止，国内只见到武汉易制科技在该领域实现了基本应用的报导，并在多个行业进行测试。虽然粘结剂喷射与面成型（LCD、DLP）3D打印技术是目前3D打印行业的发展热门，但人们对粘结剂喷射技术的认知仍然有很多不足。由于最初的粘结剂喷射仅用来打印石膏，该技术一度被认为精度差、强度低。对于粘结剂喷射金属3D打印技术，甚至一些专业人士也误认为该技术做不了高强度致密金属零件。事实上，很多材料用该技术已经取得了较高的致密度，性能指标满足了绝大多数应用场景；对于特殊高性能要求的场景，还可以通过热处理或热等静压提高，而且采用真空烧结生产的零件，由于内部孔隙是真空状态，热等静压基本可以实现完全致密。 基于制造量和零件复杂性的3D打印技术图，Binder Jetting的主要影响将出现在更高产量的应用中（来源：Ampower） 粘结剂喷射、金属 FDM、MIM 和 LB-PBF 的显微孔隙率分析（来源：Ampower） 易制团队在基于对粘结剂喷射技术的深度分析，在前期十多年3D打印开发经验的基础上，以华中科技大学为技术支撑，从2013年开始专注于该技术方向的开发和应用，以实现批量化应用为目标，从2016年开始研制粘结剂喷射金属打印技术，并于2017年成功打印致密合金钢零件。实现了从切片软件、打印数据处理、喷墨打印控制到粘结剂、烧结等材料和工艺的全自主开发。从目前国内粘结剂喷射金属3D打印技术的发展状况来看，武汉易制是目前掌握了从软件到材料和烧结工艺全套技术的主要团队，并已在多个应用场景开始尝试应用，预计一年以内会实现部分领域批量化应用。 粘结剂喷射金属3D打印技术的应用与发展难点 粘结剂喷射金属3D打印技术非常复杂，其复杂在于不仅所涉基础科学面太多，而且影响最终零件性能和精度的因素太多。除了研制3D打印技术常规所需掌握的软件、控制等技术外，掌握粘结剂、金属材料、烧结工艺及其相互影响规律等都非常重要。由于烧结工艺的影响因素非常之多，所以持续稳定地生产出合格的零件需要大量的实验才能总结出一套确定的工艺方法，即使相同的材料和打印参数，用同一台烧结炉采用不同的温度曲线，得到的零件性能也会不同，更不用说实际生产过程中任何一个环节变化都可能造成金属粉末成分和粒径分布差异、粘结剂成分和比例差异、温度场差异、传热差异等，这些差异加上烧结时重力和摩擦影响，很容易造成最终零件的性能和尺寸相差很大。 易制科技粘结剂喷射3D打印的样件 通过近几年的发展，业内对粘结剂喷射金属3D打印的认识有所提高，目前，人们已经相信该技术可以制造出致密高性能零件，大家对该技术的主要担心集中在变形和精度上。由于烧结会收缩才会致密，而只要收缩一致就可以通过软件进行补偿，而做到收缩一致，就要做到材料一致、烧结温度场均匀一致以及外力影响一致。外力影响基本就是重力及其产生的摩擦力，重力和摩擦力的影响也是最难完全解决的。为了解决收缩一致问题，不同团队根据自己的理解采用了各自不同的方法，通过这些方法，绝大多数零件在精度控制方面都可以得到解决。 目前来看， 粘结剂喷射金属3D打印是唯一可以实现工业批量化应用的金属3D打印技术，其速度快、成本低和数字化柔性制造的特点一定会使其在制造业中占有很大比重。当然，其也有不擅长的地方，这些不擅长的基本都来自烧结工艺无法或者很难克服的问题——重力和摩擦影响：如不擅长加工无支撑结构的大面积薄壁件，不善于制造细枝树状零件等。 易制科技粘结剂喷射3D打印的样件 易制科技粘结剂喷射3D打印的样件 从以上分析可以看出，粘结剂喷射金属3D打印要实现真实应用，需要根据实际应用提出目标要求，选择金属材料和粘结剂，采用相对应的参数打印出初胚零件，再选择合适的烧结工艺烧结得到零件，甚至可能还需要热处理工艺，最后交给应用端进行测试。在整个生产过程中，任何一个影响因素的变化都可能对零件最终性能和精度造成很大的影响，这就需要事先进行大量的打印、烧结实验，确定一整套方案，最终才能实现应用。加上材料种类的繁多以及应用需求的多变，这就决定了粘结剂喷射金属3D打印开始实现批量化应用需要较长的时间。 易制科技就粘结剂喷射金属3D打印技术已取得的重要突破 纵观全球所有从事粘结剂喷射金属3D的公司，几乎没有公司在五年以内就实现批量应用，目前大家状态相近，多处于在某个应用场景的测试阶段，预计一年以内随时可能取得突破。与选择性激光熔融金属3D打印的应用特点不同在于，任意一个应用场景的突破，即使仅限于国内都可能是几十亿上百亿的应用规模。由于粘结剂喷射金属3D打印技术的出现就是定位于批量应用，所以一定需要往高速打印方向发展，并不断提高打印精度，丰富材料种类，同时注意环保要求。 易制科技粘结剂喷射3D打印的样件 易制科技粘结剂喷射3D打印的样件 易制科技正是基于以上思路开展粘结剂喷射技术的研发和应用推广的。从2013年至2015年的前三年实现从无到有，首先基于已有的成熟应用材料（石膏和砂型）开展打印机研制。2016年时，当时首先是考虑开发全新的高精度塑料3D打印机，再逐步开展金属打印研制，但是基于合作伙伴的建议，把重心放在了金属打印方面。通过两年左右的探索，在2018年初才制造出第一个金属零件。 在经过近六年的粘结剂喷射技术开发之后，易制科技对粘结剂喷射技术的认识也上升了一个台阶，并根据理解对喷墨打印系统和软件进行了根本性升级，解决了大数据量的处理和传输问题。2018年之后，几乎每天都要进行打印和烧结实验，经过千万次的实验，在铁基粉末打印烧结方面储备了足够的经验和理解，打印316L和304L零件的致密度可达99%，拉伸强度600Mpa，延伸率>60%。2021年开始，把研发重心放在了高速、高精度打印和环保粘结剂材料的开发，目前已经掌握了一整套完整的打印、材料及烧结技术，总结几个具有鲜明特点的关键技术如下： 1、大数据量高速数据处理软件。喷墨打印采用点阵数据，3D打印切片数据转换成高分辨率的点数据时，一层的数据量甚至可以达到1G以上，占用了很大的计算机内存，特别是大幅面高速onepass打印，甚至直接造成计算机崩溃。所以需要根据切片数据在线RIP实时输出打印数据，保证打印的墨滴精细度，同时占用很小的内存，还能做到墨量精细调节。 2、自适应喷孔容堵喷墨打印方法。可根据喷头堵塞情况，在不同层面之间自动进行微小错位打印，容忍部分喷孔堵塞产生打印缺陷。 3、高兼容性铺粉压实技术。铺粉系统兼容不同粒径不同形貌的金属粉末，铺粉过程中落粉的同时辅以辊筒抹平压实，实现落粉均匀并致密铺展在整个工作面，减少铺粉对已成形零件的冲击。这对于大台面工作缸极其重要，在保证铺粉均匀性的基础上能提高铺粉致密度5~10%。 4、高速打印系统。在喷头喷孔宽度只等于工作缸打印宽度的情况下，可实现不停顿铺粉的同时完成打印，极度减少打印时间，整体加工时间等于铺粉时间。 5、高精度打印方法。切片轮廓打印精度可达1200DPI，通过喷头波形及墨滴修改技术调整墨滴大小和喷射速度，实现稳定喷墨同时减少墨滴对金属粉末的冲击，达到最佳喷射效果。 6、低残碳环保墨水。新的水性环保墨水具有极低的残碳量，适合于对碳元素敏感的金属材料的批量化生产。 END 正是基于“工业革命”驱动力的思考，易制团队的目标是开发能对制造业具有足够影响力的技术，粘结剂喷射3D打印技术是目前能看到的最具工业应用价值的普适性技术方案。一旦该技术的原材料成本接近于精密铸造原材料成本的2~3倍时（这个目标将会很快实现），很多几十公斤以内精密铸造的零件将会转向采用粘结剂喷射3D打印技术。 因此，我们想象的一种场景：对于金属零件，当人们在选择制造方式时，如果零件相对简单时，采用CNC技术；如果零件相对复杂，采用粘结剂喷射3D打印；如果零件很大很重，选择铸造方法；如果精度要求比较高，粘结剂喷射3D打印和铸造再结合CNC。对于其他的3D打印技术，我们更应该把他们看着是“特种加工技术”，是具有某种特种功能特点的技术。 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.喷墨技术专家——理光，推出粘结剂喷射金属3D打印机 2.金属粘结剂喷射3D打印：在尝试使用该技术时须考虑整个工艺链 3.GE增材：四年来，通用旗下多部门支持转向粘结剂喷射金属3D打印技术 4.基于粘结剂喷射和SLM的金属3D打印性能对比分析