过去一年因为疫情，各行各业均受影响，而3D打印无论在国内还是国外，都备受关注，它在紧急响应物资短缺问题上的作用被有目共睹。据《Wohlers Report 2021》最新数据，2020年3D打印市场规模接近128亿美元，虽低于往年平均增长率，但增长幅度仍达到了7.5%；全球3D打印材料市场约21.05亿美元，增长幅度为9.9%，高于总体市场增长。 超20%的年平均增长和不断降低的成本助力应用端加速 非金属类材料主要包括工程塑料、光敏树脂、陶瓷材料和细胞生物原料等。众所周知，塑料材料一直朝着高强度方向发展，通过增强塑料强度用来直接替换金属用于各类复杂构件，既便宜又质轻，所以塑料材料在3D打印制造中被广泛应用。此外，塑料材料还可以避开缺陷向复合化、功能化方向发展，特别是实现多元材料复合，进而赋予塑料特定功能。 而材料的成熟度和扩展方向一直以来是3D打印的最大问题，近两年的材料发展超越了之前的5-10年的跨越。非金属3D打印之所以可以发展得如此快，主要是因为与传统制造业对比，无需开模，可以进行个性化定制，甚至不需要过多的后期机加工等繁杂的步骤。与此相对的材料价格也在不断下降。 在新冠疫情常态化的全球大背景下，个人防护用品的批量生产也在另一方面加速了3D 打印塑料材料的发展进程，护目镜、防护面罩、口罩带以及核酸检测鼻咽拭子等用品正在逐渐使用3D打印耗材和设备进行批量生产，随着应用领域不断扩大，塑料材料性能也将不断提高。 3D打印的防护面罩 绿色环保和循环经济已然成为3D打印塑料材料发展关键词 去年十月，全球最大的聚合物生产厂商之一科思创（2021 TCT亚洲展展位号：E46）宣布以16.1亿欧元的价格收购帝斯曼（2021 TCT亚洲展展位号：C48）树脂和功能材料业务（RFM）。据悉，科思创意欲通过收购，进一步拓展3D打印材料这一极具吸引力的高增长领域。 由此可见未来工程塑料这一领域市场发展前景广阔。 同时，他们也推出了新的循环经济解决方案，例如：再生塑料和基于CO₂的cardyon®品牌产品，这为增材制造生态增添了循环可持续发展优势。 在去年7月TCT亚洲展上，科思创与合作伙伴 Polymaker联合发布了用于批量或定制化生产衣、帽、鞋、包等服装配饰使用的新型3D打印纺织面料。除了减少浪费之外,它还具有更多实用价值,并且可以使用计算机算法来设计面料的肌理与花纹。 而今年，Polymaker（2021 TCT亚洲展展位号：F44）将在TCT亚洲展上带来全新环保理念3D打印耗材PolyTerra™ PLA，通过独特的技术，保证高打印质量的前提下，大幅减少塑料含量，提高了材料的降解能力。在实现自然降解的同时，Polymaker与国际公益种植机构合作，为每一卷售出的PolyTerra™ PLA种植一棵树，真正实现回馈自然的愿景。 连续7年参展的3D打印耗材品牌eSUN易生（2021 TCT亚洲展展位号：D48）也于近日推出3D打印耗材绿色环保解决方案——“无卷盘耗材（Refilament）+可重复利用片体无卷盘(eSpool)”，能有效减少行业内传统线盘的生产及使用，符合当下“绿色生活”的理念。 近两年3D打印的材料开发与迭代速度超过过去5年，您可以通过2021 TCT亚洲展的三天展会时间一站式了解BASF、赢创等化学50强企业的新材料应用开发；了解诸如有机硅、新型陶瓷等材料研发和应用的最新进展。 扫描下方二维码，现在预约参观立享50元门票优惠！ 欢迎转发 延伸阅读： 1.2018 TCT 有哪些材料？ 2.2020年，Voxeljet交付131000个3D打印零件，达750吨 3.年消耗5.4吨钛合金，成功用于陆、海、空、太空的金属3D打印解决方案 4.北京科技大学：3D打印「低成本金属粉末制备新技术」实现应用

Voxeljet(维捷)既是砂型和高分子粉末材料粘结剂喷射3D打印设备的生产商也是主要的服务提供商。2020年，Voxeljet基于其欧洲服务中心运营的所有3D打印建造平台，交付了13.1万个3D打印零件，如果堆叠起来，其高度将达到604米。 生产这些零件的总机器运行时间为32000小时，相当于1333天或3.7年的打印时间，总共消耗的材料重量达到750吨。 Voxeljet在2020年的服务总量展现 大约三分之二的零件采用呋喃树脂基粘合剂3D打印砂型，其他则使用酚醛树脂基粘合剂3D打印塑料（主要是PMMA）。Voxeljet的3D零件按需服务包括从聚合物原型、功能零件、金属铸件的模具和型芯到中小型零件和砂型系列的外包工业生产。 这家德国公司在增材制造方面积累了超过20年的经验，其在德国提供按需服务的年生产能力超过470万升。此外，Voxeljet目前还在美国和中国设有服务中心。 基于Voxeljet 3D打印砂型铸造的零件 Voxeljet为铸造用砂、塑料和陶瓷打印开发的体素级粘结剂喷射成型工艺是一种强大的3D打印技术，可以通过动态在线喷墨技术获得受控效果，实现传统工艺无法达到的精度。这种体素喷射3D打印系统依赖特别开发的打印头可实现7*24小时不间断工作。 粘结剂喷射3D打印在砂型制造方面具有强大的优势，仅使用粘结剂和专门匹配的铸造用砂，即可无需其他工具实现模具和型芯制造，快速灵活且具有经济价值。目前，Voxeljet推出有从300x200x150mm³到4000x2000x1000mm³特大型的多种打印机，铸造量最大可实现80吨。 Voxeljet3D打印PMMA叶盘 PMMA可用于塑料精密铸造，这些丙烯酸塑料具有出色的燃尽性能，可用于中小批量生产复杂的几何形状，而无需进行昂贵的模型生产，Voxeljet可打印的PMMA尺寸最大可达1000x600x500mm³。 目前，Voxeljet已经成为该技术领域最为领先的厂商。国内同技术领域，宁夏共享集团在铸造3D打印产业化应用方面实现了国内首创，攻克了材料、工艺、软件、设备及集成等技术难题，关键技术指标达到国际先进水平，并建成了世界首个万吨级铸造3D打印智能工厂，成为国内铸造3D打印产业化应用的“领跑者”。 欢迎转发v主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.年消耗5.4吨钛合金，成功用于陆、海、空、太空的金属3D打印解决方案 2.美国防部授予ExOne粘结剂喷射3D打印移动方舱制造合同 3.GE 增材：连续增材生产是一场马拉松，而非短跑冲刺 4.共享视觉：当粘结剂喷射3D打印遇上文物保护和艺术品创作

三星堆遗址祭祀区新一轮的考古发掘，引起了社会广泛关注，五千年的文明不知要带给我们多少惊喜，而在此次的发掘过程中首次使用了3D打印技术提取文物。本期，3D打印技术参考介绍的重点包括借助3D打印提取文物的过程，以及该技术在文创方面的可行性分析。 国内首次使用3D打印技术提取文物3月20日，考古工作者宣布在三星堆遗址新发现6座三星堆文化“祭祀坑”，现已出土金面具残片、巨青铜面具、青铜神树、精美牙雕残件等重要文物500余件。同时，3号坑也发现了迄今为止三星堆出土规模最大的一件青铜器——大口尊。 该大口尊长度约70厘米，尺寸大，强度弱，文物一碰即碎。通过前期方案讨论，决定采用3D打印技术提取大铜尊。据了解，此前考古和文保工作中都尝试采用过3D打印技术，但这是首次使用3D打印技术进行文物提取。 工作人员首先使用3D扫描仪对文物进行扫描及周边数据收集，然后通过3D打印机打印出文物的模型，根据模型生成硅胶体的保护套，将硅胶覆盖在文物表面对文物进行保护。提取现场，考古人员用硅胶体保护套贴合在文物上后，外面还要再包裹上厚厚的保护层，放在专门的套箱中。 大口尊中全是泥土，器物本身加上泥土，再加上保护套，总重量超过200斤。考古队员利用考古发掘舱中安装的先进航架系统，深入到1米多深的坑中提取文物。经过编号、登记，文物才能离开考古发掘舱，通过专门运送车送入文物研究保护中心。 3D打印的大口尊原型和倒模硅胶 实际上，提取过程对3D打印技术的应用，也仅此而已，但看似简单，却科技含量十足，它包括了三维扫描、建模、3D打印、倒膜一系列过程。随着科技的发展技术的革新，3D打印作为一种便捷、高效和真实的数字化快速成型技术，在各行业得到了广泛的应用。尤其在古文物修复或重建方面，3D打印技术正发挥着独特的技术魅力。 3D打印在文创方面的可行性分析 文创作品已经成为各大博物馆的一张重要名片，从故宫口红到敦煌壁画拼图，馆藏的各种文物从过去的“高冷”开始慢慢变得“亲民”，文创作品拉近了文物和普通民众之间的距离。近些年来，3D打印和三维扫描逐渐应用到了文物保护和文化传播领域，并发挥了重要作用，而文创作品的直接3D打印却鲜有听闻。接下来，3D打印技术参考来对几个很有意思的文创作品能否采用3D打印制造进行可行性分析，希望能为这项技术在文创作品领域的应用提供思路。 大金面具——双耳面具杯，与3D打印 此次出土的金面具备受关注，面具宽约23厘米，高约28厘米，值得注意的是，其形制与金沙遗址博物馆的金面具极为相似，后者长20.5cm，宽10.4 cm，高10.7 cm，厚0.08 cm。金面具整体呈立体脸谱，系在模具上捶揲成形，眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵则采用剪切而成。具有重大的历史、艺术和科学价值，是研究商周时期成都地区古蜀文明、金器加工工艺、青铜文明以及四川盆地与外地文化交流的重要实物资料。 商周大金面具 双耳面具杯 金沙文创以金面具为创作灵感，经过略萌化后形成晶莹的双耳玻璃杯，面具双耳变成方便执握的杯柄，耳上纹饰源于金沙铜虎，杯底烫金“太阳神鸟”纹。金色与玻璃晶莹交相辉映，熠熠生辉。从设计的角度来说，最为关键的是将多元素融于一体，由金沙文创和西华大学一名教授联合设计而成。面具杯采用全手工吹制，需要等待15-20日的制作周期，而采用3D打印，则不需要等待这么久。 双耳面具杯 当前，玻璃的3D打印工艺已经获得很好的发展，有企业已经在生产光学镜片。主流的玻璃3D打印工艺有熔融挤出和光固化两种。 玻璃的光固化3D打印过程 3D打印的玻璃零件 关于金面具的文创作品还包括文物复制等其他类型，可以涉及直接金属打印或者3D打印熔模铸造工艺。 光固化3D打印的金面具原型 金面具文创指环（可直接金属打印也可3D打印+熔模铸造） 皇后之玺—玉玺交通卡，与金属3D打印 这枚玉印印钮浮雕一只螭虎，印面刻有“皇后之玺”四字，它是迄今仅见的汉代一枚皇后官印。玺长2.8cm、高2cm，重33g。螭虎造型之生动，玺文字体之规整大气，雕琢技法之娴熟，都是罕见的。 西汉皇后之玺 长安通公司与陕西历史博物馆联合推出了玉玺形状的印章交通卡，它是以西汉皇后之玺为原型缩小比例打造，采用多种特殊工艺，突出文物质感，小巧玲珑，携带方便。 皇后之玺文创作品——印章交通卡 从3D打印的角度来说，印章底部的字样及周围的纹饰可以实现个性化定制。同时，这样个性化的设计所造成的制造成本并不会增加太多。在材料方面可以使用树脂、陶瓷、青铜，结合所用到的技术可以完美体现设计细节。这枚小纪念品有强大的实用功能，使用它可在北京、上海、天津、西安等225个城市乘坐公共交通工具。 极致盛放设计，铂力特打印的青铜汉钮▪龟 太阳神鸟金饰——吊坠、耳钉、徽章，与蜡模3D打印 商周太阳神鸟金饰整体为圆形薄片，外径12.5厘米，内径5.29厘米，厚度0.02厘米，重20克。图案分内外两层，内层等距分布十二条旋转的齿状光芒；外层由四只神鸟逆时针绕太阳飞翔，是古蜀先民深邃的哲学宗教思想、丰富的想象力、非凡的艺术创造力和精湛工艺水平的完美结合。2005年8月16日，“太阳神鸟”金饰图案被公布为中国文化遗产标志。 商周太阳神鸟金饰 金沙遗址博物馆以此为基础开发了书签、吊坠、耳钉、徽章等产品，样式精美。 “太阳神鸟”耳钉 当然他们所采用的还是传统的制造手段。从3D打印的角度来说，可以采用直接金属打印或者3D打印蜡模+翻铸的工艺轻松实现，这两种工艺是目前3D打印金属饰品的两种重要手段。此外，文创作品的产量一般不会太大，3D打印还可以满足小批量制造的需求。 3D打印的镀金耳钉 北科大定制毕业指环（极致盛放设计，钛合金打印） 唐仕女俑—唐妞，与粘结剂喷射3D打印 唐代是中国古代社会的辉煌时代，特别是唐代开放和包容的精神在妇女身上体现的淋漓尽致。在唐代，女子和男子在很多方面享受一样的自由、平等地位。从唐代壁画和陶俑身上可以看到，唐代的妇女的服饰也是非常开放的，这种时代精神恰好契合了当今女性想要表达的观念。 唐代女俑 “唐妞”，是陕西历史博物馆以唐仕女俑为原型，保留其妆容特点，在原先可爱造型的基础上，按照年轻人喜爱的审美方式，用动漫、可爱、Q版的手法，将唐妞设计了出来。她高髻峨眉，面如满月，体态丰满，身穿宽袖长裙，憨态可掬，喜感十足，是唐代人见人爱的“小胖妞”。“唐妞”也是陕西第一个登上春晚的动漫IP形象，在很多文创产品博览会上都获得过大奖。 从3D打印的角度来讲，其重点在于其表面质感以及丰富的色彩展现，这也就意味着它需要通过彩色打印实现。在现有的工艺中，石膏彩色喷墨技术以及树脂喷射技术可以实现，而前者在表现陶俑特色方面则更具质感。 3D打印的希娜娃娃 END 文创作品最好能在生活中有所实用才能起到纪念品的作用，而3D打印则可以大规模的介入博物馆文创产品的开发中。利用它小批量、快速制造的特点，快速将产品推向市场，并借助它独一无二的个性化制造特点迎合大众需求。从另一个角度来说，3D打印可以结合设计、艺术、文化来增加产品附加值和内在底蕴，将单纯的技术玩出新的高度。 欢迎转发 延伸阅读： 1.共享视觉：当粘结剂喷射3D打印遇上文物保护和艺术品创作 2.装备：实现新型仿生/梯度结构设计，催生新概念武器装备 3.SpaceX 龙飞船3D打印推力室中的增材设计思维和规则 4.史玉升教授：4D打印智能构件的增材制造技术及应用领域

2021年2月8日，全球领先的金属增材制造供应商美国西亚基公司（Sciaky）宣布，其在2020年采用电子束增材制造技术沉积的钛合金总量达到5443公斤，并超过了此前历年数据。即便处在疫情期间，美国的高端制造业似乎并未受到严重影响，无论汽车制造还是火箭试车与发射，都在照常进行。 Sciaky的电子束增材制造金属3D打印解决方案是一种基于丝材的定向能量沉积工艺（EBAM） 西亚基的绝大多数钛合金沉积制造都与零件生产有关，这些零件多用于已经过认证的航空航天和国防应用，以及用于研发的各种钛合金原型。此类项目因签有保密协议而不会向外界公布细节。 电子束丝材增材制造的强大之处 电子束增材制造减少了与传统制造（即锻造和铸造）相关的时间和成本。西亚基的EBAM 300打印机曾在48小时内以约6.8公斤/小时的速度生产了一个3米长的钛飞机结构；通常，使用该工艺可以在2天内完成以前需要6-12个月才能完成的锻件。相对于其他金属增材制造工艺，EBAM根据材料和零件特征的不同，每小时可沉积3.18-11.34公斤材料，速率高出近十倍。简单地说，EBAM技术为零件尺寸和质量提供了真正的可扩展性，并在一定应用范围内是最具成本效益的工业金属3D打印工艺。 西亚基EBAM 3D打印机 西亚基EBAM 3D打印的零件 西亚基的电子束沉积工艺可以打印钛、钽、钨、铜、铝、不锈钢以及高温合金等材料。在许多情况下，金属焊丝原料比粉末原料便宜50％甚至更多，而且更安全、更易于存储。其最大可以打印5.79 x 1.22 x 1.22 m的零件或结构，或者制造直径最为2.44 m的圆形零件。获得专利的IRISS闭环控制技术，提供了对零件几何形状和材料成分的极高控制，能够实现自动化和自适应实时过程控制、自动过程变量采集和记录，进而保证零件一致的组织和力学性能。 航空航天、国防是最重要的应用领域 在3D打印技术领域，一家公司能够在一年内消耗5.4吨钛合金材料，但这绝不能仅仅归因于设备的高吞吐量，更重要的是其拥有的订单数量。据西亚基吐露，其目前拥有五台大幅面3D打印机，同时有来自航空航天和国防客户的大笔订单。因签有保密协议而无法获知项目详细信息，但通过其此前的合作的客户情况。 西亚基客户覆盖领域 2014年，西亚基向洛克希德•马丁公司制造了空间系统的关键半球形罐组件；2016年，西亚基向空客交付了大型工业级金属3D打印机，在这之前，该公司已经为空客制造了飞机机翼的内部结构；2017年，西亚基宣布将为国际潜艇工程（ISE）AUV潜艇生产金属3D打印部件；2020年，西亚基宣布获得了12个新的航空航天项目，涉及从高级研发到原型制造以及最终零件生产制造。目前，西亚基公司的EBAM技术是唯一获得批准的陆、海、空和太空应用的工业金属3D打印解决方案。 西亚基在陆、海、空及太空领域的应用 在其他领域，该公司也已针对密集型军事应用进行了验证，例如3D打印机身、起落架以及导弹和车辆零件等。但总的来说，对于大型金属3D打印技术来说，航空航天和国防是其最重要的应用领域。 钛合金3D打印需求正在强劲增长 增材制造钛合金试件的静力性能接近甚至超过了锻件标准，其抗拉强度可达1200Mpa。相比传统切削加工，3D打印在钛合金成型方面也表现出易加工、浪费少的特点，同时能够满足小批量、个性化和快速设计响应需求；此外，3D打印还为钛合金材料轻量化、构型设计、集成化快速设计制造提供了新的思路。 基于优异的综合性能和较高的技术成熟度，增材制造钛合金( 如 TC4、TC11、TiAl 等) 已经广泛应用于国内外多型飞机的典型复杂结构件以及航空发动机零部件，并表现出明显的低成本、高效率等优势。 钛合金在金属3D打印材料市场中一直处于领先地位，根据《Market Analysis Report》，其在2019年占全球收入的65.3％，这不仅取决于用量，也取决于价格。航空航天业采用3D打印制造钛合金原型成为促进增长的主要因素，而它在重量、强度和腐蚀性方面满足行业要求的能力使其能够保持可持续性的增长。 七种主要3D打印工艺和六种材料中每种工艺的材料产品数量（来源Wohlers Report2020） 2017-2020年，金属3D打印材料的用量均稳步增长，镍、钢、钛引领市场（来源Wohlers Report2020） 在所有材料形式中，粉末材料又占据主要市场份额，在2019年这一数值为92.6%。得益于应用市场的发力，钛合金粉末的价格在近年来快速下降，无论国产还是进口，价格基本在1300-1800元/公斤，并还有进一步下降的趋势和空间。得益于此，钛合金3D打印的应用领域也逐渐超出航空航天的应用范围，开始向汽车及大工业领域拓展， 国产钛合金3D打印粉末市场正在蓬勃发展。 但与粉末床技术相比，一部分设备制造商的注意力已经开始转向基于电弧或电子束的金属丝材增材制造技术，此类技术制造成本更低，并且能够突破成型尺寸的限制。《Market Analysis Report》预计2020年至2027年，金属丝材增材制造市场的复合年增长率将达到25.8％。未来几年，该技术将出现明显的增长趋势。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.铝和钛：航空航天增材制造的绝佳选择 2.含钛合金和超级合金3D打印组件，毅力号今日成功着陆火星 3.当前国内外高强铝合金种类、性能信息汇总 4.航发综述：增材制造典型复杂结构的种类及应用情况

金属3D打印技术作为一种先进材料制造工艺，其制品已在航空航天、汽车、医疗等高端领域得到了小规模应用。拥有优良流动性的球形金属粉末，是当前金属3D打印技术的重要基础原料。然而，传统雾化工艺生产的3D打印球形金属粉末价格昂贵，通常45μm以下的球形钛粉的价格普遍高于1500元/kg，而难熔合金球形粉末的价格更是高达1万元/kg以上。高昂的原料成本已成为制约全球3D打印工业发展和规模化应用的关键问题。 近来，北京科技大学曲选辉教授团队陈刚副教授等研究人员，基于气-固两相流理论，创立了流化制备3D打印用低成本金属粉末的新方法：以传统工艺制备的低成本不规则形貌粉末（如氢化脱氢钛粉、还原钨粉等）为原料，在适当温度下，不规则形貌的粉末颗粒（固体）在流动气体（流体）作用下互相碰撞，呈现出流态化现象，颗粒间的冶金结合和塑性变形显著改善不规则粉末的形貌、球形度和流动性，并可以实现粉末流动性和杂质可控。 流化工艺示意图 该工艺具有流程短、收得率高、能耗低、易于规模化等特点。流化粉末性能与球形粉末相当，成本较雾化球形粉降低60%以上，所制3D打印制品性能优异。采用SLM技术打印的纯钛流化粉成形件的氧含量为0.17±0.01wt.%，室温抗拉强度602±4.6MPa，断裂延伸率20.1±1.2%，这些数据和EOS给出的官方性能相当。 采用流化金属粉末制备的SLM成形件 基于该工艺制备的粉末能否用于SLM技术，最受质疑的是关于粉末的流动性问题。对此，北科大的研究人员发表了相关论文。研究指出，处理后的粉末相比原料粉具有更好的平滑度；除了形状的改变，5μm以下的细粉也显著减少，平均粒径从原料粉的28.6 μm增大到550℃处理后的33.9μm,这也意味着，流化处理对最终粒径范围和平均粒径的影响较小。在粉末的流动性方面，450℃处理后粉末的流动性为35.2±0.3s/50g, 它与已商用化的类似粒度范围的高球形度TC4具有相当的流动性，因此并不必过多担心铺粉的问题。 基于该工艺制备的粉末能否用于SLM技术，最受关注的应当是粉末的流动性。对此，北科大的研究人员发表了相关论文。研究指出，经流化改性处理后，不规则形貌粉末的粒度分布变窄，球形度得到改善，表面更光滑，从而显著提高了粉末的流动性。例如，流化处理后的钛粉流动性（粒度范围：15~45μm）为35.2±0.3s/50g，该结果与市面上类似粒度范围的雾化球形TC4粉末的流动性相当，因此流化粉末也能实现顺畅的送粉和铺粉流程（相关论文并及授权专利已上传QQ群）。 粉末原材料初始态和与处理后流化态的效果 粉末原料与处理后的形貌对比 该团队以低成本氢化脱氢粉末为原料，通过流化技术已经研制出了Ti、Ti-6Al-4V、TiTa、Nb521、NbTi等3D打印高熔点微细粒径金属粉末，供应给中国航发北京航空材料研究院、钢铁研究总院、北京隆源、上海第九人民医院等单位，应用于航天/航空发动机关键部件与医用植入体的3D打印成形，用户评价良好。该创新工艺荣获了第四届冶金青年创新创意大赛二等奖，第六届中国国际“互联网+大学生创新创业大赛”北京赛区二等奖。 延伸阅读：南科大开发将3D打印钛粉降低10倍的方法3D打印技术参考曾经介绍过南方科技大学严明教授课题组类似的钛粉成型方式。其采用的原始材料同样是氢化脱氢工艺制备的不规则、流动性极差的钛粉，与北科大不同之处在于，其采用的是机械球磨方式。 球磨可以改变粉末的形状，机械合金化对材料性能具有潜在的影响机制。采用的氢化脱氢钛粉平均粒径为35μm，按照10:1的球料比进行球磨，并通以氩气防止钛粉发生氧化。在球磨过程中还需加入少量硬脂酸（至关重要），它对粉末颗粒的粉碎具有助磨效应，可以减小粉末颗粒对球磨体的粘附程度。硬脂酸的熔沸点较低，在钛粉打印过程中可以挥发去除。球磨过后，粉体呈近球形，均一度较好，流动性得到较大改善。 处理前后粉末形貌对比，球形度显著改善 机械合金化也发生在球磨过程中，由于磨球碰撞，氢化脱氢钛粉表皮脱落会引入磨球元素，进而实现对氢化脱氢钛粉的成分改性。在优选的实施方式中，还可以在球磨处理过程中，掺入第二相粉体，以优化氢化脱氢钛粉的改性过程，使得到的近球形钛粉性能更加优良。 通过整形改性后的氢化脱氢钛粉在流动性和粒径方面是可接受的，已经具备了可打印性。采用整形改性后的氢化脱氢钛粉和优化的打印工艺，最终SLM成型件的性能远超EOS官方数据，其中抗拉强度达到900Mpa，延伸率20％，硬度也高于APC球形钛粉的打印件硬度。 END 本文给出的一个重要观点是，用于金属粉末床3D打印的粉末，并非需要严格的球形，只要能够顺利铺展，能够满足送粉和铺粉即可，打印件在性能方面没有明显的差异。 目前，北科大的技术已经成功实现少量工程应用，南科大也在着手产业化的事宜。对该项技术感兴趣的投资者也可通过3D打印技术参考联系技术团队。 本期上传：1.北科大技术专利及相关研究论文2.南科大技术专利及相关研究论文欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.南科大：一种将3D打印钛材料价格降低10倍的方法 2.激光成型高温难熔金属材料的种类及应用 3.破除忧虑——采用金属回收废料制造的3D打印粉末能否符合规格 4.知识回顾：粉末床熔融过程中的冶金问题和质量控制

近10年来，3D打印技术经历了突飞猛进的发展，一系列新工艺不断涌现，不仅突破了对材料、速度和成本的限制，更实现着人们对这一技术的美好期待。FDM熔融沉积技术，这一市场占有量最大且发展最快的工艺更是分化出了多种门类，不仅可以打印普通塑料，更可以实现复合材料甚至金属材料成型。 3D打印技术参考发现，基于桌面FDM技术的工艺种类越来越细化，区分度也越来越大，并逐渐分化出了消费级、专业级和工业级等三种类型。市场研究公司CONTEXT将价格低于0.25万美元的3D打印机定义为消费级（入门级）、0.25-2万美元之间的为专业级，2-10万美元之间为设计级别，10万美元以上为工业级。   然而，这不只是价格的问题，就FDM类型的3D打印机来说，它们在打印尺寸、打印速率、打印质量、打印精度、适用材料范围，可靠性和易用性等方面都有很大差别。 消费级、专业级、工业级3D打印机 消费级FDM打印机 消费级3D打印机因为制造成本和客户适用范围的限制，多采用开源架构，成型尺寸一般不会太大，多为200-300mm左右；打印速率适中，质量也可以接受；在精度方面，有的品牌可以达到0.1mm；能够成型的材料对外部环境多没有特殊要求，主流的PLA、ABS、TPU都可以打印。 中国代表厂商：创想三维（Creality），2020年营收超过10亿元。 普通台式3D打印机多用于家庭和教育领域 此类FDM打印机主要迎合初级和业余爱好者的需求，价格多为千余元，国内外中小学3D打印教育所采用的机型就是这种类型。然而由于对课外实践接受程度的差异，国内消费级3D打印机鲜有走入家庭的案例。 除了教育领域的应用外，消费级3D打印机还被医疗领域用来制造手术预演模型、导板，工业设计师可以进行概念模型打印，在汽车领域也可用于制造定制工具等。除了主流常规的打印尺寸之外，目前也有一些较大尺寸的的此类型打印机可用于工业领域，如打印发光字、雕塑、模特道具等，价格在数万元不等。 专业级FDM打印机 专业级FDM打印机主要定位于中小型企业和专业生产领域。其具有消费级设备的尺寸，但可打印PC、PA等工程塑料甚至纤维增强材料，适合制造具有高强度、耐用性和刚度的功能性原型以及最终用途零件。 中国代表厂商：上海复志（Raise3D），正在启动上市的又一家3D打印企业。 由专业级FDM打印的碳纤维复合材料电动超级摩托车的整流罩 点击图片，可向上海复志申请样品 专业级设备比消费级设备采用了更为精密的控制元件，从而使设备能够打印更多材料，同时在打印精度、质量方面提升了一个等级，并具有更高的稳定性和可靠性；与工业级设备相比，它能够让用户体验到高性能3D打印的优势，价格也基本在数万元，能够让用户负担的起。 在行业应用方面，专业级的FDM设备获得了汽车、医疗以及研究机构等行业的青睐。基于更高的材料性能，专业级FDM打印机可以制造零配件解决设备故障，并在一定程度上替代金属零件；除了可以进行快速原型制造之外，有企业还采用它进行小批量零件生产，并用作最终零部件使用。 工业级FDM打印机 工业级别的FDM设备与消费级和专业级相比增加了恒温腔室和高温喷头，打印舱的温度甚至可以达到300℃，专门用来打印PEEK、PEKK、ULTEM、PEI等高性能材料，并满足应用端对耐高温、防腐蚀和抗高冲击力材料以及对大尺寸和高效率等工业级别的需求。 中国代表企业：上海远铸智能（INTAMSYS），备受国际顶级科研机构青睐。 远铸智能工业级高温FDM设备打印的PEEK工装夹具 远铸智能工业级3D打印机 作为FDM技术类型的顶端工艺，工业级FDM在研发方面存在一定难度，其生产的零件具有最高的性能、精度和质量，适用于航空、国防、研发和制造等需要使用特殊工程塑料的行业。   在汽车制造领域，此类设备能够生产满足机械性能的功能原型，并满足小批量的生产需求；在医疗领域，通过其打印的PEEK可以植入人体；而在航空航天领域，由工业级FDM技术打印的ULTEM材料已经获得了航空认证，并被允许用于制造飞机内饰。 工艺创新——打印复合材料和金属材料 虽然我们已经知道采用FDM技术可以打印碳纤维以及玻璃纤维复合材料，甚至还可以打印金属材料，但对于该技术本身而言，从诞生之初到今天，从未被开发出如此强大的功能并发掘出如此潜力。 基于FDM技术的连续纤维3D打印工艺，借助双喷嘴将纤维填充进热塑性丝材，从而起到材料增强的效果。由此工艺打印的碳纤维增强PEEK、PA部件，甚至可用于航空航天、国防以及汽车领域，并能够在一定程度上替代金属部件。 Markforged推出的金属和复合材料3D打印机 采用FDM技术来打印纤维复合材料的典型代表厂商是Markforged，同时该公司还开发出了基于FDM技术的金属3D打印机，其材料形式与普通的PLA、PA一样，均为细丝。该公司也基本可以认定为第一家采用FDM来打印金属的公司，目前可成型材料涉及不锈钢、高温合金、铜等多种类型。这两种类型的3D打印机应当归类于专业级FDM，Markforged在该领域取得了巨大成功，目前已经宣布上市。 市场分析 随着前些年3D打印炒作而涌入的很多公司最终不得不面对倒闭的结局，而最终沉淀下来的企业逐渐具备了一定规模，Ultimaker、MakerBot、创想三维等企业得以发展壮大，而只有少数企业通过从消费市场过渡到专业和工业级市场而幸存下来。 这种转变还表明，用户对小型工业系统的需求日益增长。将重点转移到专业和工业用户上，就要求供应商改进其解决方案。这导致了需要在传统桌面机的设计中引入仅在大型高端3D打印机中才具备的工业功能，例如针对高端需求必备的高温加热床、保温装置和双挤出喷嘴等已成为专业和工业级别台式3D打印机的必要配置。制造商则需要在保持紧凑设计的同时提高生产率和可靠性。 在今年2月底，Stratasys工业级FDM 3D打印机的高温腔室设计专利已全部到期。包括INTAMSYS创始人在内的诸多专业人士普遍认为，未来会有更多厂商参与进来并推出更好的解决方案，这将为客户带来更多的创新、更低的成本、更多的应用以及更好的投资回报率。工业级FDM打印机将会越来越普及、更具竞争力，且将取代更多的传统制造方法。 当前，无论是消费级、专业级还是工业级，对于国内的设备商来说，其营收仍旧主要来自于海外，外媒甚至称主要的消费级打印机是由中国制造的；而对于一些高端应用案例，也多来自于国外用户。这也意味着，国内制造商的技术实力已经足以与国外品牌竞争，并占据了不错的市场地位；而对于国内市场，随着各行业对3D打印技术认知水平的提高，其增长空间巨大，这也是设备商们正在加大国内市场投资的原因。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.3D打印技术飞上太空，PEEK助力立方星研发 2.国产专业级FDM设备成功打入日本精密零件加工企业 3.Stratasys 3D打印机关键专利本周到期，高温FDM市场将迎重大变化 4.中国产工业级高温3D打印机为何备受国际顶级科研机构青睐

3月2日，英国金属增材制造设备商Renishaw发布消息，其两位创始人（执行董事长和非执行副董事长，均80岁以上）已正式宣布出售他们所拥有的53％（26.54亿英镑）的全部合并股权。Renishaw董事会现已启动正式出售程序，并希望寻找一位尊重该公司的独特传统和文化、秉承业务运营承诺、并能使该公司继续繁荣发展的买家。 消息发布之后，Renishaw股价上涨14%，3D打印技术参考查询后发现，当前该公司总市值为41.53亿英镑。分析师表示，Renishaw的股票已经具有很高的估值，因此任何潜在的求购者都必须支付“最高价”来购买该公司，而且该公司还是“剩下的少数几家世界一流的英国制造企业之一”。 雷尼绍3D打印机RenAM500Q 雷尼绍两位创始人 同时，英国政府于2018年早有政策，有关战略重要性的17个领域的交易需要知会政府，并有权审查资产和知识产权以及公司本身的收购。增材制造无疑属于被重点关注的领域，更何况此次交易更涉及公司的控制权，这对于包括中国在内的亚洲买家来说，将不会那么容易。 自1973年成立以来，雷尼绍已发展成为全球领先的工程和科学技术公司之一，在精密测量和医疗保健方面拥有专业知识。该公司于2012年推出了首款金属3D打印机AM125和AM250，主要功能包括可变粉末输送，构建环境中的超低氧含量以及安全更换的过滤系统，可最大程度地减少用户与粉末材料的接触。雷尼绍的首批设备支持316L和17-4PH SS、H13工具钢、AlSi12、工业纯钛、Ti6Al4V、钴铬合金以及Inconel 718和625等。 雷尼绍3D打印制件 雷尼绍3D打印的钛合金颌骨植入物 两种系统均采用更快速更换材料的设计，其中AM125采用盒式粉末输送系统，而AM250采用可移动粉缸–特别适用于工艺开发或使用多种材料。AM125有100或200 W激光器可选，AM250提供200或400 W激光器的选择。两台机器的成型仓均可进行低压抽真空，然后再充入高纯度的氩气。 2014年，该公司推出了其第一个专门为零件生产而开发的增材制造系统，即后来商业化为RenAM 500系列。这是雷尼绍第一个内部设计和开发的增材制造系统。该机器从一开始就非常重视自动化、监控技术和更少的人工干预，是专为单一材料工业生产而设计的3D打印设备。 雷尼绍3D打印在线监控 雷尼绍3D打印在线监控 雷尼绍引入了一种几乎完全无需操作的粉末处理系统，而粉末再循环和回收全都在系统的惰性气氛中进行，既保护了用户又保护了材料。该系统配备500W激光，能够提高生产率并保持精度和表面光洁度。它还拥有一流的大容量过滤系统，19英寸的大型HMI用户界面和智能工作流程，以进一步减少人工干预的需要。 在2018雷尼绍推出了其最新的系统，四激光RenAM500Q。这款紧凑型机器配备了四个500 W激光器，旨在提高最常用平台尺寸的生产率，并瞄准更广泛的行业。 这两位创始人表示，他们出售股权旨在希望公司业务能在未来继续取得成功，而现在是最合适的时间。他们希望新的所有者能够继续履行公司对研发、员工、供应商和服务客户的忠诚度。 3D打印技术参考查询，2019年，雷尼绍收入为5.74亿英镑，利润为1.1亿英镑；因受疫情影响，预计2020年全年收入将在5.15亿英镑（6.95亿美元）至5.45亿英镑（7.35亿美元）之间，调整后的税前利润预计将在8,500万英镑（1.15亿美元）至1.05亿英镑（1.42亿美元）之间。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.西空智造推出国产金属3D打印在线监控系统 2.EOS光学层析成像识别制造过程缺陷，保证3D打印部件质量 3.美国防部授予ExOne粘结剂喷射3D打印移动方舱制造合同 4.发布仅两月，12激光器金属3D打印机获5台订单

3D打印一直以来被认为比传统机械加工更加节省材料，然而对于金属SLM技术来说，其材料产出率可能不足50%。这意味着即便是3D打印，也同样会造成大量的材料浪费，而3D打印用的球形粉末本就昂贵。于是，这催生了一个新产业的发展—将金属废料转变为优质金属粉末。 仅仅一百万磅的废料就可以制造价值十亿美元的产品 此前，我们曾介绍过6K Additive使用CNC铣削、磨削废料以及3D打印的支撑和废件来生产优质金属粉末的技术。本期，我们要介绍的是另一家公司的方案，它使粉末的生产制造更为灵活。 美国MolyWorks公司开发了一种基于电弧熔化和“水平自由落体”的雾化工艺，该过程使熔融金属通过水平气流下落，从而形成细小的球形粉末。该过程快速高效，更重要的是，它所使用的设备都可以紧凑安装、便于移动。基于此，该公司提出了“Mobile Foundry”的业务发展模式（也可称为移动方舱），即在金属废料的产生地现场消化并转化为优质粉末。该提案获得了美国小企业创新研究计划(SBIR)以及美国陆军的支持。移动方舱被运送到战场，现场将弹壳、损毁的发动机缸体、装甲甚至午餐盒等废料转化为优质粉末。同时，该公司还将钛合金锻造废料转化来的粉末3D打印成了空军起落架的非结构件。 MolyWorks移动式方舱在战场现场将废料转为优质粉末并再打印为需要的零件 然而，采用金属废料制造3D打印循环使用的粉末，该如何打消用户的忧虑？ 机加工和金属3D打印的废料回收起来其实非常容易，但将其变成可用的球形粉末却并不简单。增材制造级的粉末在其物理特性（球形度、流动性等）和化学组成方面必须达到严格的标准。因此，确定废料的合金类型及其精确的化学成分就尤为重要。 一般而言，与开采和加工新矿石相比，回收金属往往具有更高的能源使用效率，但是回收给定材料的收益可能会有所不同。MolyWorks最为关注钛合金，其使用量占全球增材制造市场的30％左右，并且也是回收利用率最高的材料之一。钛合金在使用过程中具有抗腐蚀和防锈的功能，这意味着它在回收时会更纯净。钛合金在回收冶炼过程中需要高真空的熔融气氛以防止污染，约90％的钛废料可以回收利用，而其他金属（如钢和铝）的回收利用率基本接近60％。 分类是回收过程的第一步，然后进行化学分析，以确定材料中氢、氧、氮等污染物的水平。MolyWorks可能会混合不同批次的废料或引入原始材料，以在成品粉末中获得所需的组合。在某些情况下，甚至需要将一个零件切割成不同的部分来分别使用，以实现正确的化学配比。 在一个案例中，MolyWorks获得了一个20英尺长的石油钻铤，工作人员必须用带锯将其切割，然后使用手持式XRF分析仪对每个部分进行采样，并判断氧气污染情况。最终将根据含氧量来选择符合标准的部分，以满足规格要求。 MolyWorks将石油钻铤回收为3D打印金属粉末的过程 使用回收的石油钻铤制造的粉末重新3D打印的钻井零件（左）和液压歧管 由废料循环制造的3D打印球形粉末，潜在购买者和使用者可能会充满担忧。目前，对回收料的化学分析和随后的混合是了解材料并确保产品可用的最佳方法。作为一种面向未来的措施，MolyWorks会在其制造的每个零件中加入二维码，并将该商品与跟踪系统中的记录相关联。未来，回收的金属废料可能会成为3D打印粉末的首选原料。 MolyWorks表示，“这些零件可以投入使用，当其报废再次回收后，我们也确切的知道它是由什么制成的。”“零件的完全可追溯性，使得原料的回收和选择更加有利。” 制造信息的存在使MolyWorks再次进行原料筛分时更加方便 建立回收和再制造的良好循环 目前，MolyWorks专注于粉末生产和3D打印服务，但它看到的主要商业前景是对粉末的回收和再制造，其将客户处的废料重新加工成粉末后再销售给他们，而公司的3D打印业务是一种评估回收潜力的方法。 一旦建立了废料来源，MolyWorks就会考虑在其附近设立厂房以消耗该地区的废料。这样的分布式网络将有助于激励企业回收废料，并有可能降低周围地区金属增材制造粉末的成本。 实际上在2020年，航空航天企业Relativity Space已经与6K建立了战略合作，共同开发经济、可持续的材料用于火箭3D打印。该合作将建立闭环供应链，届时，Relativity生产过程中产生的废料将通过6K转化为优质粉末，并重新部署到Relativity工厂。两家公司还将共同开发用于火箭制造和太空应用的新材料。 对于MolyWorks来说，目前尚不清楚其自由生产模式的合适用户，但OEM本身就具备潜力。例如，航空航天和国防制造商通常必须提供材料的销毁证明，以防止用过的或有缺陷的零件不会回到飞机上或流出。MolyWorks提供的服务就是在现场处理废料，保证没有人可以看到这些零件，企业在保护知识产权的同时可以创造新的原料。从长远来看，回收过程真正有效且有意义，尤其对于粉末使用端。 在循环经济的四个象限中，第四个象限（收集、分类、再加工）是最困难的部分。人们愿意一次或两次送寄废品，但再往后却不持续。只有在生产地点附近进行分布式的收集和回收，这种模式或可持久。 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.铝和钛：航空航天增材制造的绝佳选择 2.SLM金属3D打印装备的市场价格趋势与竞争差异分析 3.国产「高流动性」铝合金3D打印粉末获得突破 4.看EOS如何提高材料的疲劳性能（内附一种无支撑工艺方案）

日本“浜野制作所”是一家位于东京的，专注精密零件加工、金属冲压模具设计制作、金属冲压加工和切削加工的企业。作为“父子相传”、“匠人精神”的日本制造企业，浜野制作所在创立至今的四十多年里，通过不断的研发创新，提升产品精度，公司与各高校合作研发智能电动车，并且参加了日本深海探查舰项目，通过研发创新，使公司在日本泡沫经济时代依然能稳步提高产值。目前，浜野制作所共有职员41人，其中产品设计与品质管理职员有9人之多。疫情前该会社的年销售额为40亿日元（约2.4亿人民币），人均产值高达9800万日元（约600万人民币）。是日本传统制造业的成功转型典范。 图 | 浜野制作所内部 浜野制作所的主营业务长期为精密零件加工；由于订单零件结构各异，制造原型所需的时间和金钱成本相对较高，为了提高产品开发效率，浜野制作所购买了两台Raise3D Pro2 Plus打印机。 图 | 滨野制作所购入的2台Raise3D Pro2 Plus 打印机 使用3D打印技术之前：原型制作效率低，拖慢产品开发速度 在采用3D打印技术之前，无论是内部制作还是外包，制造原型所需的时间和金钱成本都相对较高。 一般的流程为：在会议上，通过PPT和图表向客户传达产品设计，等到需要产品模拟的最后阶段，浜野制作所会通过外包购买原型。首先，这种沟通方式很容易导致与客户的误解，然后浪费时间去解决。平均而言，每个浜野客户需要做6稿的设计修改，每轮修改期间的低效沟通都会严重减慢整个开发过程。 图 | 浜野制作所员工与客户沟通零件原型设计方案 通过3D打印，快速原型制作，实现更高效的产品开发 采用Pro2 Plus打印机，浜野制作所可以很轻松地制作原型。Pro2 Plus的FFF技术可以在一次打印作业中交付完整的原型，与传统的原型制作或外包相比，这节省了大量的金钱和时间。传统的原型制作过程可能涉及多种工序、工具和手工劳动。浜野现在每次会议展示设计原型，以帮助客户理解产品设计的完整和复杂特征；甚至是带有金属部件的完全组装的原型也不在话下。现在，公司可以在一个月内完成经过的6稿的设计修改。内部快速原型制作加快了产品整体的开发进度。 图 | 部分3D打印零件原型 为什么选择中国产3D打印设备？ 在最终确定解决方案前，浜野制作所就3D打印的设备和解决方案寻求了许多厂商支持，最终的几点核心需求，使得公司最终选择Raise3D。 首先是可靠性，即24小时不间断的制作打印能力，由于公司精简有效的组织机构，制作所每天需同时承担多个产品开发项目，对于设备而言，打印机的可靠运转保证了这个各个节点的高速推进，同时Pro2 Plus的工业级组件可以实现昼夜不间断地连续工作，确保了最高的效率；其次是打印尺寸，305mm×305mm×605mm的打印平台提供了足够的空间来同步打印多个原型，提升效率，并且支持中大型模具的原型制作，也可应对自如。 图 | 利用Pro2Plus平台同一批次打印多个模具 最后是支持快速响应，在实际工作当中，制作所的员工有时候会遇到加急件的处理，需要在同一批次里面有1-2个件是需要优先打印完成，然后剩下的不是紧急的件可以一起制作迟来，利用Raise3D开发的免费切片软件ideaMaker就可以解决这一问题。 图 | 在ideaMaker软件中勾选顺序打印 通过设置打印机顺序打印多个对象。因此，打印机可以先打印一个对象，然后继续打印所有其他对象，用户不需要等待所有打印件同步完成。最后对于像浜野这样的中小型制造商来说，Raise3D的Pro2系列打印机可以在预算和空间上以低成本进行大批量快速原型和模具制作，这让其拥有与大型研发团队的大公司竞争的能力。 展会预告：日本浜野同款Pro2 Plus即将亮相Asiamold广州模具展 Raise3D上海复志诚邀您莅临参加2021广州国际模具展，Asiamold – 广州国际模具展览会是华南地区模具行业最知名的专业商贸平台之一，此次我们的展出包括模具、3D打印、塑料及注塑、铸造及压铸技术等产品。此次我们将携手扫描解决方案合作伙伴共同参加此次展会，展示包括扫描到3D打印的模具行业原型和小批量生产解决方案，期待您到访我们的展台（展位号 C35）。 图 | Raise3D展位图 图 | Raise3D Pro2双色打印定制化键帽 图 | 碳纤维的原型零件 展会信息 时间：2021年3月3日-5日 （周三-周五） 展位号:C35 地址：广州中国进出口商品交易会展馆（广州琶洲会展中心）B7-9.2号馆 特别注意：观众需携带个人身份证（实体）进行实名核验方能入场。 遇见Pro2系列，发现新DF1，体验ideaMaker强大功能，了解更多Raise3D企业级云平台，不同垂直行业新探索、新应用，2021-Asiamold广州模具展，我们不见不散！ 关于Raise3D Raise3D是一家位列国际第一阵营、处于高速发展的国际化公司，以上海为全球总部，南通为制造基地，中美欧三地协同研发创新，在美国加州和荷兰鹿特丹拥有海外办公室和专业化国际团队。 作为国际一线品牌，公司自主研发 3D打印机、3D打印切片软件(ideaMaker)、 3D打印企业级云平台(RaiseCloud)，并构建了兼容并蓄的行业生态系统，为全球客户提供一站式基于3D打印的柔性化制造方案。 Raise3D全产品系列 如您想了解更多，欢迎致电400-6367-888，咨询Raise3D专业销售顾问！更多详情，请访问www.raise3d.com官方网站，与在线客服小瑞直接沟通。如需购买，天猫、京东Raise3D官方旗舰店，欢迎您的光临！

在过去的二十多年中，3D打印机制造商Stratasys拥有3D打印领域一项相对简单但极其重要的技术专利。 这项专利涉及将电子运动控制组件与构建室的其余部分隔离。由于涉及三项相关的知识产权，Stratasys自2000年起建立起了强大的工业级FDM 3D打印机制造与销售体系。同时，世界范围内的其他制造商则难以进入高温工业FDM市场，AON3D、INTAMSYS、Roboze和3d gence等公司不得不寻找新的解决方法。 在这三项专利中，US7297304B2和US20040104515A1早在2020年11月到期。第三项也是最后一项专利US6722872B1，在经过了几年的延期后，也将于2021年2月27日到期。随着最后一项封锁的打破，高温FDM 3D打印机制造和应用市场很可能迎来重大变化。 US6722872B1详细介绍了与打印机的电机和电子组件隔离的加热构建室的设计 前期专利到期，造就FDM消费级市场为了预测US6722872B1的到期可能会产生怎样的影响，需要回顾一下该公司的发展历史。Stratasys由Scott和Lisa Crump于1989年共同创立。同年，Scott提出了一项称之为熔融沉积建模的专利申请，这项早期的3D打印工艺起初只是为了给Scott的女儿制作一只玩具青蛙。 20年后的2009年，FDM技术的专利到期。接下来的事情通常被认为是主流消费级3D打印的诞生，这便是由巴斯大学的Adrian Bowyer博士领导的RepRap项目。 虽然RepRap项目于2004年已经开始，但官方周年纪念日则是2018年5月29日，即第一台RepRap 3D打印机的生产日期。 随着2009年技术逐渐开源，数百家3D打印初创公司应运而生，有些更是已经家喻户晓，如 MakerBot、Prusa、创想三维等等。FDM/FFF 3D打印技术如今已经成为消费者最容易接触到的3D打印技术类型，并且是当今最常用的增材制造技术。 高温加热专利到期，工业级FDM市场将开始竞争时代 客观来说，US6722872B1的失效可能不会如2009年一样带来行业震动。但是，仍然可能会使很多桌面级3D打印机制造商量涌入该领域，从而使高温工业FDM市场更具竞争力。 此前，实力较弱的制造商不得不使用更耐用的电子组件，这通常会提高整个系统的价格。而将电机和其他电子组件与高温腔室隔离开来，对于开发具有PEEK、PEKK和ULTEM打印功能的高温FDM系统要容易得多。 Stratasys Fortus 450mc具有专有的加热成型腔，温度可以达到到350℃ 从对消费市场的影响来看，US6722872B1的存在很可能导致了加热床的发明（当时是替代品）。如今，大多数FDM 3D打印机中都配备了加热床，这对于零件粘附以及减轻分层和翘曲问题至关重要。去年，RepRap创始人Adrian Bowyer博士发表了一篇博客文章，详细介绍了他自己设计的用于FDM 3D打印机的开源电磁床加热器。 虽然是FDM 3D打印不可或缺的一部分，但对于工程塑料来说还远远不够。对于此类材料来说，一个关键挑战是零件在打印过程中存在变形翘曲开裂风险，而高温和恒温构建腔室对于解决该问题至关重要。 因为存在技术壁垒，当前工业级高温FDM市场远远没有消费级市场那样繁荣。而随着关键技术专利的到期，相信市场会迎来重大变化。 注：三项专利全文内容已上传QQ群欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.中国产工业级高温3D打印机为何备受国际顶级科研机构青睐 2.生物医疗领域使用陶瓷3D打印面临的挑战 3.中国3D打印机助力瑞典制药公司缩短备件交货时间 4.宝马故事：还在专注锻造？不，它早已将3D打印规模化应用在日常生产中