在1991年，3D打印可是一项看起来像是从未来穿越回来的神奇魔法——受限于技术水平，彼时3D打印只能在财大气粗企业的前瞻实验室中看到，如德国高档汽车品牌宝马就在那一年，将3D打印零部件纳入概念车研发体系之中，专注新材料研发应用的“快速成型创新中心”那时还只是一个小型部门。 宝马采用3D打印工艺为劳斯莱斯开发零件 经过10年发展，宝马开始推广3D打印工艺，最初是生产小批量零部件，如水泵皮带轮。2012年，劳斯莱斯幻影的激光烧结零部件应用3D打印；2017年，劳斯莱斯曜影的光纤导轨固定装置也开始交给3D打印。 过去十年间，宝马通过3D打印工艺生产了100万个零部件，仅2018年一年，宝马集团3D打印生产中心的产量超过20万件，同比提升42%。2018年底，一件3D打印的车窗导轨被安装在宝马i8 Roadster上，这是宝马集团的第100万个3D打印量产零件，宝马i8也因此成为世界上第一台使用该技术的量产车。 宝马为劳斯莱斯古斯特开发的3D打印零件 在高性能车型领域，3D打印更是如鱼得水。有高低功率两个版本的新一代宝马“机皇”——S58B30里的气缸盖，便是3D打印的杰作。 宝马为劳斯莱斯古斯特开发的3D打印零件 复杂的管路结构和轻量化需求超过了传统铸造工艺的能力范畴，面对这一难题，3D打印实现了传统铸造做不到的工艺。同时，S58B30发动机气缸盖避免了冗余结构造成的材料浪费，达到了更好的轻量化效果。 全新一代宝马M3和M4就会应用S58B30发动机。 这是宝马在快速成型制造系统整合方面的里程碑式事件。宝马集团负责生产集成和试验工厂的高级副总裁Daniel Schäfer说：“快速成型制造等工艺帮助我们加快开发周期，让我们的汽车更快地进入系列成熟期。3D打印缩短零部件的生产时间，同时满足严格的质量要求。” 宝马为劳斯莱斯古斯特开发的3D打印零件 自今年年中以来，宝马集团一直在为劳斯莱斯汽车增加新型材料部件。这些部件在全球生产网络中的不同环节和不同地点制造。 这些部件用于车身和乘客舱，具有高刚性。在宝马集团Landshut工厂，这些金属部件通过激光束熔化制造。在生产中，金属3D打印部件在一个完全自动化的过程中被安装到车身上。 宝马为劳斯莱斯古斯特开发的3D打印零件 事实上，3D打印虽然快捷又方便，但也不是一拍脑袋就能用上的。 在汽车开发早期阶段，工程团队就确定了快速成型制造在零部件生产中的应用程度。根据不同车型的标准和要求，在数字化生产工具的协助下，这些标准和要求被定义并转化为3D打印听得懂的 “机器语言”。这标志着宝马集团能够更快、更早地确定哪些部件有可能通过3D打印生产。 宝马为劳斯莱斯古斯特开发的3D打印零件 以前几乎不可能实现的零部件，对3D打印来说，易如反掌。 自今年6月起，宝马集团将全部快速成型制造技术集中到慕尼黑郊外的新制造园区。目前，该中心拥有80名员工，已经运行了约50套金属和聚合物加工系统，另外还有50多套系统在世界各地的生产基地运行。 通用成立3D打印“递增产业化中心” 美国汽车制造商通用汽车近日宣布，该公司在美国底特律市郊的沃伦技术中心（Warren Tech Center）布设了24台3D打印机，将致力于推动3D打印技术在汽车产业的应用和发展。 通用递增产业化中心 据悉，“递增产业化中心”的发展目标之一便是将3D打印产业化，彻底改变汽车的制造工艺、缩短开发时间、降低成本以及提升品质。 过去数年，通用汽车在“递增产业化中心”建设上投入大量资源。目前部署在该中心的24台3D打印机已具备生产能力，支持通过激光烧结、熔融沉积、多喷射聚合等技术，将聚合物和金属原材料制成所需的汽车零部件。 通用汽车传统座椅支架与3D打印支架的比较。通过采用生成设计和3D打印，将支架从八个组件整合为一个组件 通用方面介绍，利用3D打印技术加工而成的汽车零配件具有传统工艺所不能比拟的优势。例如，使用传统加工工艺制作一个零配件，其生产时间动辄需要数周乃至数月，但利用3D打印技术仅需一天就可以完成定制环节，还能节省下大量能源成本及工具成本。 2018年通用采用3D打印制造工具节省了30万美元 雪佛兰 Corvette C8.R 赛车上的铝制油箱和进气组件原本需要8个单独的组件，但利用3D打印技术，8个组件将实现一体成型，并消除了相互间14条焊缝，整体重量也减轻了32%。 此外通用汽车还在德克萨斯州的阿灵顿装配厂部署了3D打印机，辅以将近 100款手动工具，为雪佛兰Tahoe、GMC Yukon、凯迪拉克Escalade等全尺寸SUV的制造提供支持。 凯迪拉克CT4-V和CT5-V的Blackwing版本将分别安装四个3D打印部件 竞争？不存在的，只是为了更好的创新 跨国汽车公司越来越多地使用3D打印，不仅用于原型制作，而且还开发了最终用途的零件。至于多家公司纷纷公布其3D打印技术的应用情况，这不是为了争夺眼球，二手为了更好的自身创新。 雷诺将增材制造作为其新“Re-Factory”的重中之重，后者正在法国小镇弗林斯制造。该工厂致力于通过回收和翻新车辆来减少浪费，并提供3D打印备件服务。 同时，保时捷与机床制造商通快和汽车零部件公司MAHLE合作，为其911超级跑车的发动机提供3D打印活塞。通过使用AI引导的增材制造工艺，这些公司能够将组件的重量减少10％，并能增加引擎效率。 在其他地方，Fraunhofer IAPT的研究人员与菲亚特·克莱斯勒汽车公司合作，为其一辆跑车开发了3D打印的悬架零件。通过部署3D打印工艺，该团队得以将车辆的制动钳集成到其轮架中，从而使其重量减轻了36％，并且更耐疲劳。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.详述：主流汽车制造商正在如何使用增材制造技术 2.3D打印对汽车制造的内外驱动力及当今汽车增材制造市场 3.FDM 3D打印技术如何助力汽车行业应用 4.嘀！你有一条来自宝马增材制造中心的视频邀请

12月10日至13日，第一届全国技能大赛在广州顺利落下帷幕，本次大赛是新中国成立以来举办的规格最高、项目最多、规模最大的全国性、综合性职业技能赛事。作为一种新型的制造与工程技术，增材制造首次出现在国家级技能比赛中，同时也将首次成为2021年第46届世界技能大赛的新增比赛项目。本次技能大赛的优胜选手，将入选明年世赛国家集训队。 为人才培养、职业及技能认定起到示范作用 世界技能大赛是最高层级的世界性职业技能赛事，每两年举办一次，被誉为“世界技能奥林匹克”。增材制造被列为该赛事新增项目，足以证明在世界范围内，该技术已被公认为一种新兴并日益发挥重要作用且不可或缺的加工手段。 2020年5月，人社部职业能力司首次将“增材制造（3D打印）设备操作员”拟定为新职业，从而对促进技能人才培养、职业技能培训以及产业发展起到积极推动作用。作为国内第一届职业技能大赛，将增材制造纳入其中，对该技术领域的职业以及技能认定将起到示范作用，后续更将推动更加系统的人才培养规范建设。 2020年5月，人社部首次将“增材制造设备操作员”拟定为新职业 增材制造项目在此次大赛中要求选手为1999年以后出生，对技能和能力的要求主要包括3D数字化扫描、测量扫描到CAD的重新设计和CAD设计、CAE、构建过程分析和后处理、测量、扫描和准备及成型。所有事项均会涉及，对选手具有广泛的技能要求。从参赛的年龄段要求可以看出，本届技能大赛是对我国第一批经过系统3D打印相关专业培养的学生的检验，后续更将推动相关教育体系的建设。 增材制造人才的培养需要国家机构顶层设计、教育部门协调推进、全社会共同参与，才能实现职业教育与增材制造产业人才需求的高度契合。将增材制造引入技能大赛，势必将引起社会各阶层的连锁反应，积极探索人才培养模式，推动职业资格认证体系建立，解决增材制造从业人员供给不足的问题。业内相关企业的支持，便是其中不可或缺的一环。 业内实力品牌加持，助力大赛顺利进行 本次大赛充分借鉴世界技能大赛和有关体育赛事活动的有益做法和成功经验，创新引入社会赞助参与办赛工作，通过公开遴选方式确定了105家设备设施支持单位，主要目的是发挥企业在技术标准、设备设施、服务保障等方面的优势，借助企业的社会影响力和号召力，建立完善“政府+企业”合作办赛的新模式，营造良好的社会氛围。 作为业内领先的金属3D打印设备商和服务商，铂力特公司具有严格的技术标准和管理体系。经过层层选拔，BLT-A300+成为本次赛事唯一指定的增材制造项目中现场使用的3D打印机。14台BLT-A300+助阵现场赛事，成为26名进入决赛选手的“作战武器”。铂力特在设备、技术、服务等方面均以高质量高水准，全方位助力赛事顺利完工。 铂力特赛前部署设备 在赛事筹备阶段，执委会就在发布的赛事设备设施要求中提到，厂商需提供14台硬件、软件、参数完全一致的金属3D打印设备用于比赛供应，以保证比赛的公平公正。这要求参赛设备必须具有非常高的一致性和标准化程度。BLT-A300+是铂力特针对职业教育“简单、安全、专业”的要求，在已经有广泛工业应用的BLT-A300机型的基础上，升级了智能化软件开发的标准化机型，经过多场省赛的实战检验，最终通过层层选拔，获批赛事唯一指定金属增材制造设备。 在今年10月底接到赛事任务后，设备制造团队历时一个月的时间完成了设备装配、调试、打样验证等工作，服务团队同步开展了粉末、耗材、场地评估、装机准备等系列保障工作；所有设备于11月30日晚从西安出发，于12月6日完成全部安装部署工作，并于12月7日至9日完成赛前测试工作。整个备货、装机工作，响应及时、有条不紊，刷新了跨部门协作的铂力特速度。 铂力特为赛事保驾护航 12月10日和12月11日，各有13名参赛者使用13台BLT-A300+打印其设计的零件，所有设备、所有批次的软硬件需一致，比赛过程中，设备一切运行顺利。得益于长时间的设备生产和使用经验，严格的出场标准，严谨赛前测试，专业的赛事保障服务，参赛者操作设备过程一切顺利，BLT-A300+的稳定性再次经受住了考验。 以赛促学，为培养高素质职业技能人才贡献力量 铂力特在深耕产品设备应用的同时，始终坚持“以人为本”，一直以来关注对职业技能人才的培养与发展。希望在国家打造全新的、综合性的国家职业技能竞赛品牌的道路中尽己所能，共促国家高素质职业技能人才建设。 基于广泛而丰富的金属增材制造技术研发和应用经验，铂力特针对企业内部职业技能人员，建立了完善的培训体系、专业的培训方案以及丰富的课程资源，先后助力2021年世赛增材制造项目广东省选拔赛、山东选拔赛。本次赛事前，铂力特技术人员对教练员和参赛选手也进行了有针对性的强化培训，充分发挥企业在增材制造领域精湛的工艺水平，为赛事的顺利进行提供了技术保障和支持。 铂力特助力职业技能大赛广东省选拔赛签约现场 而笔者从赛事的基本形制发现，参赛选手需要具备CAD建模、逆向扫描、3D模型结构优化、3D打印准备(支撑、切片)、3D打印设备的安全操作、打印零件及后处理以及CNC加工等技能。能够熟练掌握这些技能的人员在当前的市场环境下当属优质人才，而在实际的岗位上也少有人员能够全面掌握，这也侧面证明当前部分职业院校所培养的学生是符合当前行业所需的。 最终经过激烈角逐，来自广东机械技师学院的林伟桐获得金牌，吉林代表队的刘晋廷获得银牌，山东东营市技师学院的魏龙翔获得铜牌。以赛促学，国家将增材制造技术纳入全国职业技能大赛，势必推动我国增材制造从业人员技能培训水平的系统性提升，而铂力特也将继续为世赛国家集训任务提供技术支持。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.职业平台报告：3D打印人才技能的要求有哪些？ 2.国外3D打印从业人员如何进行职业培训和资格认证 3.李方正博士：我国增材制造从业人员现状分析 4.薪资调查2019：随着市场的发展，3D打印行业的工资水平下降了？

本文概述了2020年以来3D打印市场范围内比较重要的5项技术突破和应用，以及5项重要的市场事件。相比去年而言，引人关注的新技术较少，但关键应用增多；此外，几项重大市场行为引起业内广泛关注，在突出显示技术应用深化的同时，市场格局也在悄然发生变化。 1. 陶瓷烧结只需10秒钟，速度提升1000倍 传统的陶瓷烧结通常需要借助昂贵的商业设备处理数小时时间。为了克服这一挑战，美国马里兰大学的研究人员发明了一种超快的高温烧结方法，既可以满足现代陶瓷的需求，又可以促进新材料创新的发现。在这项发明中，将压制的陶瓷前体粉末生坯夹在两根碳条之间，该碳条通过辐射和传导（以103-104°C/min）快速加热，能够在不到10秒的时间内达到高达3000°C的高温环境，陶瓷粉末被迫快速凝固，比传统的熔炉烧结方法快1000倍以上。 快速烧结原理 研究人员指出，新工艺可防止由于烧结时间短而引起的挥发和不良扩散问题，可广泛、快速地烧结各种陶瓷和金属材料，包括3D打印的陶瓷和金属生坯。将烧结时间从数十小时减少到几分甚至几秒钟，将为陶瓷3D打印的发展，带来极大推动。同时，这或许对太空陶瓷和金属3D打印带来新的机会。 2. 中美成功验证多种太空3D打印技术 2020年5月，新一代载人飞船实验船在轨飞行的2天零19小时内，以航天五院为代表的团队完成了多项空间科学实验和技术试验，其中包括多种3D打印技术的太空在轨验证。其中，中科院空间应用中心研究团队研制的“在轨精细成型实验装置”，成功克服太空失重环境导致的打印材料流变行为，创新采用立体光刻3D打印技术对金属/陶瓷复合材料进行了微米级精度的在轨制造，为我国未来在轨制造零件提供了技术储备。 新飞船试验任务成功在轨制造的8件陶瓷样品 由529厂—西交大团队共同研制的“连续纤维增强复合材料太空3D打印装备”实现了国际首次连续纤维增强复合材料太空环境增材制造技术。连续纤维增强复合材料是当前国内外航天器结构的主要材料，密度低、强度高，开展复合材料空间3D打印技术研究，对于未来空间站长期在轨运行、发展空间超大型结构在轨制造具有重要意义。 12月初，美国Redwire也成功在太空在轨打印陶瓷零件。 3. 超多激光、超大型金属3D打印时代到来 突破了持续许久的四激光限制，2020年当属超多激光金属3D打印时代到来的元年。 10月20日，Velo3D推出新一代具有“超大容量”的Sapphire XC 3D打印机，φ600*550mm的构建体积配备了八台1000W的激光器，是市面上第一款商用化的超多激光金属3D打印机。 11月10日，SLM Solutions正式发布其下一代12激光金属3D打印机，使打印速率提高到1000cc/h及以上成为现实。12激光系统的推出不仅对于增材制造业来说是一个颠覆性的突破，对于整个制造业来说也是一个重大的进步。 多激光金属3D打印机的基本特点 同月，3D Systems公布了其为美国陆军正在开发的开发“世界上最大、最快、最精确的金属3D打印机”的更多细节，该系统配备9台激光器，成型尺寸达到1*1*0.6m。 除此之外，弗劳恩霍夫研究所开发的5激光器原型机成型尺寸为1*0.8*0.5m，Additive Industries明年将推出10激光金属3D打印机建造尺寸为0.6*0.6 *1m。 4. 国内大型金属和非金属构件实现关键航空航天应用 2020年5月8日，由中国航天科技集团空间技术研究院抓总研制的我国新一代载人飞船试验船返回舱，在东风着陆场预定区域成功着陆！此次试验船飞行任务的圆满成功，实现了我国超大尺寸整体钛框架3D打印制造的首次航天应用。 载人飞船返回舱防热大底框架结构是气动力热作用下最主要的承力部件，由航天五院总体部主导研制的直径达4米的超大尺寸整体钛框架全部采用鑫精合公司的3D打印工艺制造，成功实现了减轻重量、缩短周期、降低成本的目标。新一代载人飞船试验船的成功返回标志着我国超大尺寸关键结构件整体3D打印技术通过大考。 新一代载人飞船试验船返回舱及采用激光沉积3D打印制造的返回舱防热大底框架实物 2020年7月23日，长征五号运载火箭搭载“天问一号”火星探测器成功点火起飞。这是长征五号运载火箭首次执行应用性发射，运载火箭上的一个重要部件——级间解锁装置保护板，由中国运载火箭技术研究院航天材料及工艺研究所通过采用华曙高科连续增材制造系统HT1001P解决方案加工而成。 级间解锁装置保护板 级间解锁装置保护板直径达5米，单批次加工件数较少，加工频次较低，如采用传统注塑方式需要使用模具，模具成本高，且模具的保存成本也较高。而采用3D打印技术，则无需开模、一体成型。研制单位将保护板拆分成50件分别打印，每个部件尺寸约为370mm*100mm*125mm，最后将零件拼接而成，耗时仅48小时。该部件的成功应用，实现了国产新型大幅面增材制造装备的应用验证。 5. 3D打印为欧美对抗疫情发挥重要作用 自欧美爆发疫情以来，3D打印为这些地区快速提供物资发挥了巨大作用，多家3D打印公司将本公司的技术用于用于医疗领域。 Carbon每周生产的鼻咽拭子和防护面罩分别超过100万支和18000个；Formlabs则使用250多台内部3D打印机，每天生产多达15万支检测拭子，Markforged的生产规模也扩大到了每天10万只；英国的Photocentric公司则采用光固化技术进行呼吸器兼容阀门的打印，每周的生产量达到4万个。除此之外，巴黎医院紧急安装了60台Stratasys F123打印机，生产各种用于救援工作的产品，包括面罩、口罩、电动注射泵、插管设备以及呼吸阀等。 3D打印批量制造鼻咽拭子 面对疫情，3D打印快速制造的优势解决了一些国家产品供应短缺的问题，这些例子说明在紧急情况下3D打印可以快速反应。 6. 投资超1亿元人民币的宝马增材制造中心正式开业 6月，总投资超过1500万欧元的宝马增材制造中心正式开业。该中心汇集了宝马集团迄今为止所有关于该技术的专业知识，囊括了当今市场范围内几乎所有最为先进的3D打印装备和最广泛的技术门类。此举将加强宝马创新先锋的地位，保持其在汽车增材制造领域的发展。 宝马新增材制造中心内景 据统计，宝马集团使用3D打印超过27年，已经生产了数百万个零件，成为3D打印领域的深度玩家。宝马集团力图在单个组件、小批量生产及大规模生产零部件的多个领域，都能够提供最佳的技术和生产工艺链条。高大上的3D打印制造、未来数字化生产的新方向成为宝马集团生产系统中非常重要的组成部分，在大批量生产方面拥有巨大潜力。 7. 飞而康规划50台华曙金属3D打印机，欲打造一流增材制造超级工厂 近年，国内航空航天事业迅猛发展，增材制造的应用不断深化，而专注于航空航天增材制造服务的飞而康因此也迎来了历史上难得的发展机遇。2019年，飞而康与华曙高科达成战略合作，双方致力于航空航天最新设备研制和飞而康材料及工艺研发，打造基于华曙高科金属解决方案的“飞而康金属增材制造产业化超级车间”。车间列装华曙高科超大型、大型、中型金属设备，已支持多项国家重点型号工程的研制，涉及数十个航空航天器型号任务。 飞而康增材制造车间局部 为满足快速增加的订单需求，飞而康进一步扩充车间产能。今年5月，飞而康发布消息，将规划产能再翻四倍，将华曙高科金属设备的列装数量将会扩充至50台，届时车间的加工能力将跃上一个新的台阶，成为名副其实的增材制造超级车间。10月初，飞而康已经收到第20套金属3D打印系统，其中19套是大幅面的 FS621M和FS421M系统，飞而康将继续打造其超级增材制造工厂。 8. 铂力特中标4600万元金属3D打印项目，产业化应用加深加快 据中化商务电子招投标平台11月消息，西安铂力特中标北京动力机械研究所3300万元高尺寸、大幅面激光选区熔化成形设备和1300万元中小规格激光选区熔化成形设备项目。招标人隶属中国航天科工集团第三研究院，具有明显的航空航天背景。如此大金额购买相关设备，定是基于明确的应用需求以及对设备质量的绝对信心，而这种信心也定是来源于长时间的验证。 铂力特2020年推出了多款金属3D打印机。据官方介绍，铂力特于3月发布BLT-S450，可满足我国大推力重型运载液体火箭发动机关键部件大尺寸、复杂曲面精密结构成形要求，为航天液体动力领域高质量发展赋能；6月发布BLT-S600，突破了四光束联动扫描与拼接等关键技术，成形尺寸、成形精度处于国际先进水平；8月发布BLT-S510，首次在全球实现单向1000毫米级大尺寸金属3D打印，填补了国内外空白，达到国际先进水平。 BLT-S600市场价格1000万以上 除中国供应商获得较大订单之外，无支撑金属3D打印的领导者VELO3D，于今年6月宣布获得航空航天客户2000万美元的订单，这也是迄今为止该公司获得的最大订单。通过这三项市场行为，3D打印技术参考认为，航空航天领域对3D打印技术的应用正在进入快速发展时期。 9. Stratasys 1亿美元收购可编程光固化创业公司，完善聚合物3D打印体系； Stratasys公司以FDM技术起家，其基于该技术的工业级3D打印机在各行各业广泛使用， 在该市场具有领导地位。2012年，Stratasys与以色列Objet公司合并，从而将Polyjet技术收入囊中，基于该技术的彩色3D打印机具有业内最高的精度和最优秀的表面质量，继续奠定了其在业内的领导者地位。2014年，Stratasys 4亿美元收购MakerBot，弥补了其在大众消费级市场的短板。 然而，随着3D打印独角兽企业Carbon的崛起，CLIP、HARP等高速光固化制造技术受到广泛关注，并日益显示出批量制造的优势。本月，Stratasys宣布将以1亿美元（约合6.5亿人民币）的现金加股票，收购基于光固化3D打印技术来大规模生产零件的美国初创公司Origin，希望步入光固化树脂3D打印批量化生产的大潮流中。Origin凭借专有的高速P³技术，可以使3D打印尽可能的实现自动化和可扩展，同时提供针对速度和批处理进行了优化的打印技术和材料，以可预测的和具有竞争力的成本扩大规模。此次收购预计将于2021年1月完成，届时 Stratasys将 巩固其在聚合物和3D打印生产应用领域的领导地位。 10. 国际巨头2020营收喜忧参半，伴随大幅裁员 2020年上半年，3D Systems总收入2.468亿美元，与2019年上半年的3.093亿美元相比下降20％。即便第三季度有所好转，但前九个月营收仍比去年同期降低17.8%至3.81亿美元。在此情况下，3D Systems于二季度开始减少其运营及研发费用，并开始重组计划，以专注于其医疗保健和垂直行业，与公司新战略不符的业务部门将会被剥离。该公司希望将其运营成本降低1亿美元，作为重组计划的一部分，3D Systems计划裁员20％，希望明年实现盈利。截至目前，公司"战略再聚焦 "和削减成本的努力正在取得成效。 Stratasys在今年6月宣布，为减少疫情影响，将在全球范围内裁员10%以“精简”业务，即便必须支付约600万美元的遣散费，但此举以及其他降低成本的政策预计将为公司每年节省约3000万美元的运营费用。Stratasys在今年前九个月收入3.94亿美元，相比去年同期降低14%，公司业务自第三季度开始改善，自二季度为通用汽车安装了17台FDM打印机后，8月份又获得了公司有史以来最大的航空订单——为AM Craft安装4台F900系统。…

尽管3D打印汽车已经有了显著的发展，但要进入量产时代可能还需要一点时间。大多数3D打印汽车项目要么是原型车，要么是3D打印的汽车零件。而且尽管在优化、设计和可持续发展方面取得了相当大的进展，但3D打印技术仍然无法打印出整辆汽车。这种情况下，有人认为3D打印只是个噱头，在汽车工业的整套生产体系中存在的意义并不大，然而事实并非如此。 汽车行业已是3D打印最主要的应用市场 如今，汽车行业已经成为3D打印技术最为重要的市场。虽然仍旧不能大批量、低成本、高效率的制作出类似汽车三大件的核心零部件，但在其他方面，3D打印确实能起到很好的替代作用，在整车的生产链条中属于锦上添花一样的存在。 纵观所有应用，3D打印主要在三个方面发挥作用，分别是原型制作、轻量化、复杂最终用途部件以及工装夹具。 采用3D打印进行原型制作在今天仍然被广泛使用，它可以快速开发和测试不同的零件。因为可以制造多种具备不同机械特性的材料，这一优点被许多制造厂商应用到汽车内饰部件的产品设计及研发阶段的评估中。方向盘、仪表板、空调排气扇、汽车操纵杆等多种材料和工艺组成的零件，都可借助3D打印技术和设备实现原型制造。 聚合物3D打印材料可用于各种类型的汽车零件（来源：BASF Forward AM） 由于材料和技术的进步，3D打印近几年也被用于最终零件的生产，尤其是具有复杂结构的轻量化部件、因车辆停产导致的缺失备件以及定制化部件。根据Sculpteo的最新调研报告，在去年使用3D打印的公司中，有50%的公司是为了生产最终用途零件。 2017年，梅赛德斯-奔驰在制造业转型中迈出了重要一步：使用3D打印技术生产金属部件，其中就包括采用铸铝合金3D打印的奔驰卡车的恒温器。不仅如此，梅赛德斯-奔驰表示该环节通过了所有严格的质量测试。 日系企业也已经把3D打印作为王牌武器添加到他们的生产线里。在今年年初，本田的研发部门就与软件公司Autodesk展开合作，双方设计了一款曲柄轴部件并采用3D打印技术制造样品，从而实现车辆轻量化并提升发动机燃油经济性。因为曲轴部件的材料及制造工艺特殊性，曲轴整体结构自发动机诞生以来都没有发生太大的变化。如今，随着3D打印技术的应用，本田的设计方案相较前述产品减重30%，可以说是一项新的突破。此外，本田一直致力于使用3D打印技术及智能设计方案来优化汽车零部件的设计。迄今为止，本田对座椅安全带支架、发动机控制单元及车架等多类汽车零部件都进行了升级，也利用3D技术实现了车身零部件的轻量化。 奔驰3D打印的卡车恒温器 本田3D打印的曲柄轴 3D打印技术的采用可以提高产量并降低成本，同时也为大规模定制打开了大门。如今，OEM也可以提供个性化的零件，同时能够为汽车提供定制零件。保时捷在今年利用3D打印技术制造了全新形态的全桶式座椅，不仅更加符合人体工程学，还具有更轻的重量和更好的乘坐舒适性，可为量产车客户提供体验赛车运动的机会。保时捷计划在2020年限量生产40个3D打印定制座椅，用于保时捷911和718系列车型当中，搭配用于赛道的六点式安全带。保时捷收到这些客户的反馈后，将在2021年年中在个性化定制服务中推出。 工装夹具，是3D打印技术在汽车领域的另一个重要应用。相较于数控机床加工，3D打印夹具和固定装置所需的生产时间减少了75%，浪费的材料更少且不会增加操作复杂性，而且几乎可实现无劳力生产。2014年，大众集团葡萄牙工厂采购了7台FDM打印机进行工装夹具直接制造，将传统制造商完全甩开。现场制造的特点规避了很多不确定性，打印机的投资在两个月内快速回笼，并且制造成本大幅降低，也不再需要备件库存。更为关键的是，采用3D打印制造的夹具完全符合使用要求。2016年，葡萄牙工厂3D打印了约1000个工装零件，已成为整个大众集团的最佳实践。目前该工厂93％的工装夹具采取内部按需制造，节省时间并极具成本优势。因原型和工装夹具采用内部3D打印，该工厂在2016年节省了16万欧元的开发成本，2017年这一数据达到32.5万欧元，成本降低比例达91%；与此同时，其开发时间也减少了95%，大大加快了产品上市速度。 3D打印的机器人终端夹持器 大众集团采用3D打印制造的工装 将3D打印技术融入汽车生产制造过程中，这些案例只是冰山一角。宝马、大众、福特、本田等车企都在各自的设计中心探索着3D打印对汽车生产制造带来的更多可能性，相比于传统造车过程，3D打印技术可以为车企节省更多的成本，缩短研发到上市的时间。3D打印机可以24小时全天候工作，并且可以通过接收到的数据进行逆向生产，让整个汽车制造过程变得更加灵活多变，使汽车制造业变得更加高效。 3D打印改变电动车行业的“游戏规则” 对于电动车行业来说，3D打印或将"改变游戏规则"。目前，在电动车的推广上来说，消费者对于有限续航里程的担忧是一大障碍，而车辆变轻不仅能够改善燃油经济性，还能够延长车辆续航里程。 轻量化制造已经成为了汽车产业发展的重要方向，而3D打印技术的出现及应用，让汽车轻量化制造的目标变得更容易实现。以特斯拉为例，作为电动车市场绝对的领军企业，特斯拉似乎使用了一种多轴聚合物DED工艺将材料沉积在注塑成型零件的表面上，从而重新生成所需的形状。在金属覆层中，零件修复的类似做法在某种程度上很常见，但在聚合物零件生产中尚未见到。Stratasys和西门子（以及波音和福特）一直在研究这种3D打印硬件，主要用于沉积复合材料。   特斯拉Model Y一体成型车架，将原来70个零部件合为2个大件 特斯拉Model Y具有3D打印部件（上图左） 在此基础上，特斯拉汽车公司希望更广泛地采用3D打印技术来改进生产效率。日前，特斯拉发布了最新的招聘启事，为美国内华达州超级工厂招聘增材制造技术员，其中提及到了快速发展增材制造业务，可以看出特斯拉看好3D打印技术的潜力，未来将可能会投入更多的应用。 然而，特斯拉对自己使用的3D打印技术严格保密，但结构一体化与轻量化的结合是新能源汽车抢占技术发展前沿的一大努力方向。新能源汽车设计迭代快，产量大小存在波动，制造商对于创新生产理念的追求，使得新能源汽车的生产要在灵活性和生产率之间取得平衡。而采用3D打印技术制造整车，在人们觉得疯狂的同时，却已经走下生产线。 意大利XEV是全球增材制造（3D打印）的领头羊，是一家“互联网+工业4.0+智能电动汽车”的新兴造车公司。团队由来自宝马、大众等知名车企。XEV开创性的将3D打印技术应用到汽车研发和生产中，以达到降低造车成本，满足高度定制化需求的目的。 XEV创新型汽车工厂的核心为智能增材生产解决方案，通过多台汽车级智能3D打印机的配合，达到环保高效以及低成本的汽车3D打印生产线。XEV创新型汽车工厂相比传统的汽车生产线，可将成本和新车研发时间减少多达90%。 XEV旗下LSEV电动汽车的每个部件采用3D打印需要花费的时间 2019年3月，XEV与韩国济州的JMC公司签订了世界首个汽车级增材汽车生产合同，这一智能生产解决方案包含了50台3D打印机和4个后处理站，总价超过300万欧元。2020年4月，XEV与中国富路集团成立合资公司，后者将以制造经验与精益生产工艺为XEV提供稳定且高品质的产品输出，充分围绕3D打印技术，打造完整汽车生态圈，协助提升XEV在欧洲市场占有率，巩固XEV在新能源方面的强势地位。合作合资以后，率先推向欧洲市场的是富路集团首批100台产品“北汽小猫”。 XEV的另一款最新产品YOYO，全身采用3D打印技术制造，尽管只是首批试制车，YOYO目前已获得多项认证。作为全球首台量产化3D打印新能源汽车，其最大的特点就是安全性。3D打印的复杂结构可提升零件的强度，同时也会提升整车的安全性和可靠性。 YOYO新能源汽车 XEV 的目标是改变用户城市内出行的通勤方式，通过创新的增材制造方式，达到产品的个性化定制，最终改变用户的出行习惯以及生活方式。据悉，首批YOYO新能源汽车将于今年12月底交付，在欧洲的预订已经超过34000台。此外，XEV在香港、上海均设有研发中心和商务机构，旨在于2025年成长为中国年出口量最大的新能源汽车企业。在北京摇到号的小伙伴会不会购买这台仅重550公斤的3D打印汽车呢？ END 使用3D打印技术，可以更好地满足车企的需求。在竞争激烈的汽车制造行业，已经有越来越多的制造商采用3D打印技术在大批量生产前低成本的测试产品和制造定制化的配件。虽然现今阶段主流的3D打印技术只停留在样品生产阶段，还不能进入大规模生产环节，但仅在样品试制阶段，就已经为企业节省了不少成本及时间。相信在未来，3D打印势必会给造车行业带来重大突破，类似YOYO这样的量产型3D打印新能源车将越来越普遍的出现在购车清单之中。 注：本文内容由百姓评车原创，3D打印技术参考再编辑，转载已获授权。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.详述：主流汽车制造商正在如何使用增材制造技术 2.3D打印对汽车制造的内外驱动力及当今汽车增材制造市场 3.奥迪实现高效3D打印产出的应用经验 4.德国推动汽车产业金属3D打印工业化集成 增强制造业强国地位

自SLM Solutions正式发布其下一代12激光金属3D打印机之后， Additive Industries以及3D Systems随即也公布了多激光金属3D打印机的研发进程。而多激光的概念早就超越了我们的传统认知，向着5激光、8激光甚至更多数量发展。到目前为止，从事该技术开发的企业和机构明确的已有五家。本期，我们一一介绍他们的技术亮点，并在最后对比国内玩家当前金属3D打印机发展关注的重点。 Fraunhofer——5振镜、可扩展的下一代金属3D打印技术 弗劳恩霍夫基于粉末床的金属3D打印技术新型加工解决方案是其FutureAM项目的一部分。该项目于2017年11月推出，旨在将金属部件的增材制造加速至少10倍，重点呈现从订单到完成金属3D打印组件的数字和物理增值的整体视图，目标是向增材制造的新一代技术迈进。该项目截至本月结束，所有课题均取得了技术上的飞跃。 基于此所开发的原型机集成了五个激光扫描系统，其最大制造尺寸为1 m x 0.8 m x 0.5 m。为了提高系统的生产率，Fraunhofer采用了扫描振镜和线性轴系统的同步运动（也即光学系统可移动），这便为打印尺寸的可扩展提供了可能。这也是与其他品牌的产品相比最大的亮点，从此，基于SLM工艺的金属3D打印技术的成型尺寸可能不再受限制。 Fraunhofer 多激光3D打印的下一代劳斯莱斯发动机的演示器组件 SLM Solutions——12激光、双向铺粉、大层厚烧结工艺的搭配 SLM Solutions 12激光设备的上市对于整个制造业尤其是金属增材制造行业来说无异于一场技术革命，具有里程碑式的意义，它必将引起一系列的追赶浪潮。配备12台1千瓦的激光器和0.6 x0.6 x0.6 mm的成型舱室，新设备比SLM 280单激光设备快了20倍；同时使用光学变焦等创新技术、全新优化的风场舱室设计以及成熟的烧结多孔风墙专利技术，使其能够达到最佳的生产效率和稳定性。 除了激光数量的增加，该设备同时配备双向铺粉和大层厚烧结工艺，三者的配合无疑会带来一场关于打印速度的革命，使打印速率提高到1000ml/h及以上成为现实。 为了便于将新设备集成到工厂和供应链中，SLM Solutions还将自动成型缸替换、自动打印开启以及外部预热站和外部除粉站等自动化功能集成其中，在提高生产效率和降低人的参与的同时，使其更加满足工业自动化的发展要求。 新设备打印的大尺寸IN718中框组件，φ560*427.5mm Velo 3D——8激光、一键式校准、可质量追踪的无支撑SLM解决方案 Velo 3D是业内第一家推出商业多激光金属3D打印机的企业，这家公司能够像往常一样备受关注，仍然是其解决了该技术所固有的多个痛点。配备8台1KW的激光器，成型尺寸保持了一贯的光学设计、重复涂铺技术、气流技术和计量系统等体系结构，Flow预处理和Assure质量控制软件也集成在内。 Velo3DSapphire XC3D打印机 Velo 3D最亮眼的技术除了无支撑外，还包括预检和自动校准功能，系统在设备打印前会对光斑、激光叠加精度、窗口镜、传感器等进行预检和自动校准，在打印过程中也会时刻跟踪每一层的关键参数，如粉末平整度、熔池数据等是否符合规格。这些措施相比其他品牌极大保证了制造的安全度，同时降低了操作人员对设备调试能力的要求；其质量追踪系统可以逐层提取和跟踪数据，监视构建过程的任何缺陷，确保生产质量，并最终提供详细的构建报告。 Sapphire XC配备Velo3D集成化的解决方案 Velo 3D要解决的是一切在生产中遇到的设备操作、打印失败、后处理以及后检测的难点，让金属3D打印更方便、更进一步、更低成本的落地应用。 3D Systems——受美军方委托开发世界上最大、最快、最精确的金属3D打印机 如标题所示，3D Systems在美国陆军研究实验室（ARL）作战能力发展司令部处获得了1500万美元的机器开发合同，所设计的金属3D打印系统配备9台激光器，成型尺寸达到1m x 1m x 0.6 m。美军方希望将其用于满足武装部队的弹药、地面车辆、直升机和导弹防御需求。 3D Systems大型设备的关键器件源于其成熟的DMP打印机技术 上月，新系统的第一份测试打印已经完成。该机器的光学系统能够为九台激光器中的每一台提供单独的熔池监控系统，从而改善零件质量控制。由于采用了几乎相同的光学系统，新机器能够利用公司现有的材料工艺库。3D Systems还将六台高对比度单镜头反光（SLR）摄像机集成到机器的构建室内，从而可以进行现场监控。除了粉末床图像外，该系统的固件还可以捕获传感器数据、位置数据和熔池数据，并将所有数据整理到SQL数据库中，以待全面了解零件质量。 3D systems DMP Inspection自动执行数据分析 与传统的PBF技术不同，新设备采用了选择性粉末沉积工艺，仅通过在需要的地方沉积材料，因此可以减少在打印非常大尺寸零件时所需要的金属粉末的用量。与其他品牌的不同之处还包括，新设备使用真空构建室，氧气含量可保持在25ppm以下，氩气的消耗大约相当于其他类型金属3D打印机的十分之一，从而使零件具有较高的化学纯度，显著降低机器运行期间氩气的总购买成本，并通过提高粉末的可重复使用性来节省总成本。 Additive Industries明年推出10激光金属3D打印机 Additive Industries虽被我们提及不多，但它的实力不容小觑。这家荷兰3D打印机制造商在2015年就推出了大型设备，并在汽车和航空航天获得应用。 近日，该公司公布了其在研产品的研究进展，新型MetalFAB-600配备10台1kW激光器，建造尺寸为0.6 m x 0.6 m x 1 m，打印速度可以达到1000ml/h。新打印机还将实现关键生产流程的自动化，如粉末处理、激光对准和校准，以最大程度地提高机器产能。 Additive Industries上一代MetalFAB1 打印机 MetalFAB-600将于2021年底正式推出，主要面向传统的铸造和机械加工行业。…

​据11月30日工信部官方网站发布的消息，2020年1-10月，全国规模以上增材制造装备制造企业营业收入80.6亿元，同比增长13.7%，实现利润总额7.8亿元，同比增长160%。 另，2020年1-10月，全国工业机器人完成产量183447台，同比增长21%；全国规模以上工业机器人制造企业营业收入396.2亿元，同比增长2.3%，实现利润9.2亿元，同比下降58.6%。2020年10月，全国工业机器人完成产量21467台，同比增长38.5%。欧美疫情期间，中国3D打印机出口量暴涨。中国最大的B2C跨境电商平台全球速卖涌数据显示，疫情期间平台上3D打印机销售额同比去年翻了一番。在全球供应链受疫情影响下，速卖通上中国制造的3D打印机热销，为稳定供应链提供了可供尝试的新路径。另一家来自深圳的企业纵维立方也面临同样的情况:尽管4月已开始增加海外仓备货，但海外仓近日也已被抢购一空。纵维立方销售总监冯可表示，该公司的3D打印机九成销往美国、德国、法国、西班牙、意大利等市场，海外订单在疫情发生后开始快速上升，“往年同期大概一个月也就1万多台，而现在一个月2万多台，翻了一倍。我们预计今年全年的销售也将翻番。”国家统计局数据显示，受海外热销提振，一季度中国3D打印设备产量同比增长了87.7%，而4月份这一增速进一步攀升至344.7%，7月份为351.9%，到9月份的增长幅度也在70%以上。国内的3D打印机生产企业主要位于珠三角的深圳、东莞和长三角地区，外贸基础雄厚，在疫情中普遍呈现逆势上扬的趋势。3D打印销售如此火爆的重要原因，是因为3D打印为解决全球供应链难颗提供了全新可能性。全球速卖通总经理王明强表示:全球供应链主要以传统的线下渠道为主，疫情期间，海外大量工厂关闭，线下流通渠道受限，但线上跨境渠道是畅通的，于是很多人在速卖通上买3D打印机打印口罩、汽车零件，甚至打印飞机零部件。1-10月，全国规模以上增材制造装备制造企业营业收入80.6亿元，消费级3D打印机势必占据很大比例。 因此看来，即便在疫情影响的大背景之下，工业级和消费级3D打印都获得了极大发展。 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738

今年6月，投资超过1亿元人民币的宝马增材制造中心正式开业，其部署了来自SLM Solutions、Desktop Metal、HP、EOS、华曙高科等国际知名3D打印企业最为先进的主力设备，试图将公司的原型生产、系列零件制造，以及新的3D打印技术研究和培训集于一身，显示出宝马集团对3D打印技术的高度认可以及预借助该技术改变传统制造模式的决心。宝马增材制造中心拥有超过50台工业聚合物和金属3D打印机，能够承担其全球50%的增材制造生产任务。如此规模的3D打印资源整合，将极大拓展汽车部件对该技术的应用范围。而从装备的选择来看，中心选择的3D打印机均为业内知名企业的最先进设备，有些适合于制造原型，有些则可以制造最终零部件，还有一部分是专门适用于批量制造。接下来，我们通过宝马对3D打印设备的选型来窥探该公司的增材制造技术应用思路。 金属3D打印装备 从金属3D打印机的选择来看，Desktop Metal的桌面机适合于原型零件生产，同时也可制造不需要高强度的工具零件；基于粉末床激光熔融技术的SLM500则适合用来制造具有高精度、高表面质量以及高性能的最终产品，可打印的量虽不一定大，但同样能够加速制造和设计迭代进程；此外，宝马选择Exone粘结剂喷射金属3D打印机很明显是倾向于该技术的快速、小批量、无模和低成本制造能力，其零件性能虽与SLM打印的零件有一定差距，但对于一些如汽车档杆、紧固件等类的产品非常适合。 SLM Solutions SLM500金属3D打印机 Desktop Metal桌面金属3D打印机 Exone基于粘结剂喷射技术的金属3D打印机 高分子材料粉末床3D打印装备 尼龙材料在汽车行业应用极多，不仅可以制造原型，还适合于生产最终用途部件。宝马对相关技术的选择可以看出对现有技术能否实现批量化制造更为青睐。当前主流的尼龙材料3D打印技术当属激光烧结和多射流熔融，华曙高科超大幅面的尼龙高温3D打印机HT1001P，基于连续增材制造解决方案理念设计，让生产效率提升至接近100%；惠普的5200/4200系列更是该公司面向批量生产而开发，从制造中心多台惠普早期设备的情形来看，宝马也将利用3D打印设备集群制造来实现批量化生产。在惠普对射流熔融技术的应用方面，比较知名的案例是借助该技术制造了BMW i8 敞篷版车门的车窗导轨。 华曙高科超大型SLS激光烧结3D打印机HT1001P EOS SLS激光烧结3D打印机 惠普MJF多射流熔融3D打印机 惠普MJF多射流熔融3D打印机 光固化3D打印装备 对于光固化设备的选择，宝马并没有展示传统的SLA技术，而是突出了Carbon基于连续液面数字合成以及Nexa3D的高速光固化3D打印机。前者是业内公认的光固化领域独角兽企业，不仅拥有革命性的打印速度，还开发有多种高性能树脂材料，并在各行各业获得了应用，基于此，宝马成为Carbon重要的投资企业。 Carbon基于连续液面制造技术的3D打印机 Nexa3D快速打印的秘密是它的自润滑光固化（Lubricant Sublayer Photo-curing）技术，其摆脱了光固化技术常见的从下往上缓慢固化的过程。另外一个核心技术是专利的结构化光源矩阵，大大缩短了精密功能部件的3D打印周期。Nexa3D声称其打印速度可以超越Carbon，能够以10mm每分钟的速度连续打印多达16升的零件。 Nexa3D高速光固化3D打印机 END 从金属和非金属增材制造设备的选择来看，宝马中心对3D打印技术的选择可能遵循了几个要点，要快、要能批量制造、质量更需要有保证。无论惠普还是Carbon都声称要与注塑成型竞争，以低成本、快速实现中小批量零件的无模制造，而以Exone为代表的金属3D打印技术也有此特点。 无论如何，宝马的目标是将越来越多的将3D打印技术用于汽车生产，其在2019年通过增材制造生产的零件达到30万个，而其在2019年之前的十年中已经通过3D打印制造了100个零件。此外，我们还看到宝马在流程链中实施了新的自动化概念，这将使宝马能够简化用于批量生产的组件制造过程并加快迭代速度。同时，宝马正在与车辆开发、零部件生产、采购和供应商网络以及宝马的其他各个领域进行合作，以系统地集成3D打印技术并有效地利用。 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.宝马：自2010年以来制造了100万个3D打印零件 2.福特汽车：借助3D打印技术重塑汽车生产线 3.大众汽车：在生产线上使用3D打印机进行车辆生产 4.详述：主流汽车制造商正在如何使用增材制造技术

增材制造现已广泛用于最终用途零件的生产，这一趋势得到了Sculpteo市场调查的证实，有50％以上的公司使用3D打印技术进行最终零部件的生产而非仅用来制作原型。但3D打印通常不是批量生产的首选方法，因为传统手段在交货周期和生产成本方面更具竞争力。然而，如今越来越多的制造商正在考虑通过增材制造进行批量生产。3D打印如何以工业级的体量制造相同的标准化零件？本期，我们展示5个3D打印批量化生产的案例。 1. 阿迪达斯和Carbon大批量生产运动鞋鞋底 2017年4月，阿迪达斯宣布与Carbon达成重要合作伙伴关系，双方共同生产10万双具有3D打印鞋底的Future Craft 4D运动鞋。通过使用Carbon的数字光合成技术，阿迪达斯能够在19分钟内打印出具有网格结构的鞋底。3D打印的网格结构鞋底能够减轻鞋子的总重量并能提供更好的缓冲性和稳定性，从而能够更好的响应每个运动员的运动。 Carbon 3D打印技术可19分钟制造一只运动鞋鞋底 数字光合成技术的生产速度要比采用光固化成型快100倍，这是实现工业化大批量生产的一个重要前提。然而，2018年的3D打印跑鞋全球限量只有十万双，主要是尽管速度快但大规模生产的产能也需要一段时间来建设。而在2019年，阿迪达斯和Carbon年产量百万双的目标就已经达成，而且每一季都会推出新产品，价格也在不断地亲民化。 Adidas3D打印运动鞋 据国外调查机构SmarTech Publishing 2019年的报告，鞋类3D打印将在未来10年内达到63亿美元的市场规模，阿迪达斯、耐克、安德玛、New Balance和锐步已成为该领域的佼佼者。近年来，国内匹克、李宁等品牌也已在该领域发力；同时，国内也有对标Carbon技术的公司，如清锋时代和塑成科技，两家公司在成型材料和打印技术方面都较为领先。 2. 3D打印透明牙套 美国Align Technology公司专注于使用3D打印正畸解决方案，尤其以开发个性化的隐适美矫治器而闻名。它使用3D Systems的SLA打印机来制作患者不同矫正阶段的矫正器牙模，然后以此为模具，通过热塑成型制作出透明的矫正器。目前，隐适美已成为将个性化、批量生产和3D打印相结合的完美典范，其每天可生产超过32万副以上的矫治器，全球治疗的客户超过900万人。 隐适美3D打印透明牙套 3D打印带来的设计灵活性帮助降低了制作过程中的风险。为了避免混淆，每个矫治器都有一个独特的病人ID，通过CAD文件添加到矫治器的设计中，直接通过3D打印技术制作出来。这个唯一的标识符不会泄露任何病人的信息，但允许制造技术人员追踪和管理每个病人的矫治器的生产和运输。 每个病人需要十几到几十副隐形牙套 目前，医疗、牙科领域已成为3D打印技术发展的重要推动力量。医疗产品对个性化定制的需求，为3D打印技术提供了很好的应用基础。美国Align Technology公司的隐形矫正器，是全球应用最广的品牌。近年来在国内，时代天使、上海正雅齿科、西安恒惠也推出了自主研发的隐形矫正器解决方案，在该领域都有着较强的实力。医疗领域除了3D打印矫治器的批量化制造外，还有髋臼杯、牙冠等等。 3. GE增材和赛峰集团燃油喷嘴 GE增材与赛峰公司合作，自2015年开始使用增材制造技术批量生产发动机燃油喷嘴。凭借40多台3D打印机，GE奥本工厂在2017年交付了8000个燃油喷嘴；到2018年底，这一数据已经超过3.3万个；而到2019，该工厂每周可生产800个喷嘴，这在当前增材制造的行业现状下已经属于完全工业化的大批量制造，且其产量还在继续增长。截止到去年11月，新燃油喷嘴的生产数量超过了6万个。 3D打印的leap燃油喷嘴 在这个只有核桃般大小的结构中（喷嘴头），包含了14条精密的流体通道，采用此前的工艺需要将20个部件焊接在一起。而3D打印则实现了该结构的一体化制造，从而将喷嘴的重量比减轻了25%，耐用度提高了5倍。基于此，GE将零件的库存减少了95%，并将组件的制造成本降低了30%。对于GE而言，这是3D打印加快生产、降低成本和缩短交货时间的最知名案例之一。 国内设备商打印的航空燃油喷嘴 近年来，国内中科院、西工大、南科大、中国航发等单位针对燃油喷嘴的组合设计和增材制造研究也取得了很大进展。这些进步不仅包括结构设计方法和制造工艺，还涉及抛光等后处理方案以及可靠性验证研究。经过优化设计和SLM成形的喷嘴壳体简化了装配和焊接等加工工序，缩短了制造周期，流道成形精度高，达到了减轻重量和改善性能的目的。 4. 香奈儿：3D打印的睫毛膏刷已突破1700万 相比运动鞋和发动机喷嘴，睫毛刷这个应用似乎不值一提，但具体到一个公司的一件重要产品来讲，它的价值却是巨大的，何况它又是女性产品。 3D打印睫毛刷的专利是由香奈儿于2007年首次提出的，经过差不多10年的研发，才正式进入大规模生产。2017年，香奈儿的睫毛刷生产线有六台3D打印机，每天可生产50000支刷子，这相当于每周打印25万支刷子，每月总数可高达100万支。而到如今，该生产线已经有15台打印机，并且可以7*24小时不停歇运转，其3D打印的睫毛刷数量已达到1700万个。 采用激光烧结工艺3D打印的睫毛膏刷 香奈儿睫毛刷采用激光烧结3D打印工艺，材料为尼龙。据研发团队介绍，在模型制作的时候，3D打印可以使设计师绕开昂贵且耗时的传统模具制造过程，还可以通过对100多个原型进行微调，极具经济高效的特点，而最终定型的睫毛刷结构使用常规手段则无法制造。继第一款产品VolumeRévolution之后，香奈儿决定进一步发展，推出了EYE，这是一种新的3D打印睫毛刷系列，其中包括10个专用笔刷。 香奈儿3D打印睫毛刷系列产品 其他：3D打印防疫用品 虽然欧美疫情持续不见好转，但3D打印还是在抗疫方面发挥了巨大作用，已有多家3D打印公司将本公司的技术用于用于医疗领域。Carbon每周生产的鼻咽拭子和防护面罩分别超过100万支和18000个；Formlabs则使用250多台内部3D打印机，每天生产多达15万支检测拭子，Markforged的生产规模也扩大到了每天10万只。英国的Photocentric公司则采用光固化技术进行呼吸器兼容阀门的打印，每周的生产量达到4万个。这些例子说明在紧急情况下3D打印可以快速反应。 Formlabs每天生产多达15万支检测拭子 END 有人说3D打印批量化生产是一个伪命题，这项技术只适合于做个性化产品。但从上述的这些案例却可以得出结论，对于特定的、只能由3D打印制造的产品，可以实现批量化制造；即便个性化的产品，如牙齿矫治器、髋关节等，也同样具备批量化生产的场景。 3D打印的批量化生产，离不开可以支持这一趋势实现的设备。如今，无论金属还是塑料，都在无论是尺寸还是速度亦或是具体工艺方面打破3D打印速度慢、成本高的弊端，其目的之一便是力图破解3D打印的批量化制造难题，而以后基于该技术批量化制造的案例也会越来越多。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.新一代增材制造 : 金属3D打印批量生产全自动化试点取得全面成功 2.金属3D打印批量化制造品牌总览 3.GE喷嘴真相：3D打印制造的仅是喷嘴头，但效益空前巨大 4.Desktop Metal上市业界最经济高效、最高分辨率的中量产解决方案

据外媒7月份的消息，美国陆军研究实验室（ARL）的作战能力发展司令部已向美国领先的3D打印机制造商3D Systems授予了1500万美元的机器开发合同，后者将与国家制造科学中心（NCMS）合作，开发“世界上最大、最快、最精确的金属3D打印机”。上周，该项目公布了许多新细节。该金属3D打印系统需要配备9台激光器，成型尺寸达到1m x 1m x 600mm，将用于满足武装部队的弹药、地面车辆、直升机和导弹防御需求。除了系统本身之外，3D Systems还在开发补充材料、软件和服务，以提供更全面的产品。 九激光系统将用于制造陆军武器系统的金属零件，来自美陆军 ARL的高级制造、材料和流程计划经理Stephanie Koch指出：“当我们着手这个项目时，我们需要一种更快的方法来生产主要地面战斗子系统的关键部件。迄今为止，该项目所取得的进展是巨大的。我们期待在未来几个月内逐步开发出全面的生产解决方案，该解决方案将实现新功能，以解决转型过度的问题。”在陆军进行安装后，该技术将提供给领先的航空航天和国防供应商。 用于大型金属3D打印系统的高级光学器件 到2020年10月，新系统的第一份测试打印已经完成。该机器的关键部件基于3D Systems成熟的DMP系列打印机来选择，其光学系统能够为九个激光器中的每一个提供单独的熔池监控系统，从而改善零件质量控制。由于采用了几乎相同的光学系统，因此新机器还能够利用公司现有的材料工艺库。 3D Systems还将六台高对比度单镜头反光（SLR）摄像机集成到机器的构建室内，从而可以进行现场监控。摄像机提供了自顶向下的视图，这意味着用户不需要执行图像处理过程。除了粉末床图像外，该系统的固件还可以捕获传感器数据、位置数据和熔池数据，并将所有数据整理到SQL数据库中，以待全面了解零件质量。 3D Systems的联合创始人兼CTO Chuck Hull补充道：“ 3D Systems秉承创新精神，我们的客户在推动这一过程中发挥了关键作用。我们与ARL的合作使我们能够加大研发力度，在使ARL达到其目标的道路上实现了许多行业首创。我们在该项目的第一阶段所取得的成就将为下一阶段提供动力，这将有助于我们帮助ARL扩展其能力并巩固其供应链。” 提高材料效率 与传统的PBF 技术不同，3D Systems将采用选择性粉末沉积工艺，仅通过在需要的地方沉积材料来减少粉末的使用。3D打印技术参考猜测该技术可能与Aerosint混合材料铺粉系统类似，其在打印过程中采用两种不同的粉末，其中一种廉价粉末用作支撑材料，这种方法可以减少在打印非常大尺寸零件时所需要的金属粉末的用量。该系统的打印基板同样可以预热，以减少热应力并提高沉积质量。 Aerosint选择性粉末沉积技术使用特殊装置来沉积两种或多种材料 3D Systems在打印前对构建室抽真空能够排除粉末中的氧气 此外，该公司将继续采用真空构建室，氧气含量保持在25ppm以下（大多数传统金属3D打印机中氧含量约为500-1000ppm），氩气的消耗大约相当于其他类型金属3D打印机的十分之一，从而使零件具有较高的化学纯度，还可以显著降低机器运行期间氩气的总购买成本，并通过提高粉末的可重复使用性来节省总成本。 该项目自2018年10月就已启动，但官方并未指出项目何时结束。从目前的趋势来看，多激光、超大型金属3D打印的时代或已到来。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.中文视频：SLM Solutions上市12激光、20倍速NXG XII 600金属3D打印机 2.重磅：Velo3D 推出8激光器超大幅面金属3D打印机 3.GE增材：金属3D打印中气流（风场）设计的重要性 4.中国航天科技集团首席信息官：金属增材制造技术在航天领域的应用(视频)

按照传统制造工艺，在最终用途零件进行批量生产之前，通常首先采用CNC加工来制造金属原型来进行装配和功能测试，然后再通过其他工艺进行批量生产。金属3D打印作为一种新型便捷的制造工艺，加工出来的零件性能与传统零件相当，甚至更好。GE Additive开发的3D打印燃油喷嘴就是最为知名的应用案例。它将20个零件组合成一个单元，几何形状过于复杂以至于无法通过传统工艺制造，3D打印将其实现了一体化成型，并减轻了25％的重量。3D打印仅是整个制造过程最前端的环节 然而，3D打印仅仅是整个制造过程的其中一环，将金属3D打印提升到更高生产水平的一个重要要素是后期处理，包括后期加工选项、材料可追溯性、检验报告以及相关认证，以确保高质量零件符合最终用途和行业标准。 通过机加工满足关键特征要求   3D打印后的CNC加工可以实现高要求零件所需的更严格的公差，同时还能满足增材制造的设计自由度。 通常，SLM打印的零件公差为±0.003英寸（0.076毫米），经过后处理CNC精加工后可达±0.001英寸（0.0254mm）。与大多数3D打印过程一样，使用线切割机床或带锯将零件从构建基板上取下，并用手动工具去除支撑，对于需要更严格公差的关键特征，机加工能够满足要求。 与SLM打印后的情况相比，精密加工可在制造后实现更严格的公差和更好的表面质量 此外，后期加工也可用于提高表面质量。3D打印金属零件的标准表面粗糙度范围为5-10 µm，具体取决于方向、材料和层厚度。后期加工可以实现最高2μm左右的表面粗糙度。CNC加工的更高精度非常适合制造精确的孔和螺纹。 通过粉末分析和材料可追溯性进行质量控制   随着航空航天和医疗等受到严格监管的行业将3D打印作为最终用途制造工艺，对于粉末材料的分析和可追溯性变得至关重要。 通过按照ASTM标准采购材料并实行单批次跟踪，材料质量控制在打印过程开始之前就开始了。材料采购后还将进行频繁的粉末测试确保符合ASTM规定的化学成分。除遵循这些流程外，粒度分布测试也被包括在其中，同时也会记录源粉末的分析和机械测试数据。 通过热处理强化零件   对3D打印的零件进行热处理可以消除应力、降低潜在的变形和开裂风险，同时还可以使最终用途部件韧性更好、更加耐用，提高材料的综合力学性能。常用的热处理手段包括去应力退火、热等静压、固溶退火和时效处理。 SLM过程中发生的快速加热和冷却可能会增加零件内部应力，因此每个SLM零件都需要按照ASTM 3301标准进行应力消除处理。专门的热处理技术如热等静压（HIP），通过在高温条件下施加均匀的压力可以消除大部分零件内部空隙，为减少故障提供了另一种控制方式，这是航空航天应用的普遍要求。 对3D打印的零件进行热处理 退火是最终用途SLM零件的另一种热处理选择。此过程将零件加热到高温，然后迅速冷却，从而改变了零件的实际微观结构并提高了延展性。时效提高了零件的疲劳强度，使其可与锻造材料媲美。 机械测试可以在热处理后进行，确保生产零件的机械要求得到满足。相关测试通常包括拉伸强度、洛氏硬度、疲劳和振动等。 质量保证和检验报告   为了确保具有高要求的零件符合严格的标准，需要提供许多质量检查选项来评估零件的几何结构、材料组织以及尺寸特征，检查零件是否在公差范围内并具有所要求的内部结构。根据具体零件和注意事项，可以通过坐标测量机（CMM）、光学、CT扫描以及X射线来实现。质量报告和认证有助于根据行业标准验证零件，这在具有行业特定要求和高度安全考虑的行业（如航空和航天）至关重要。 GE Additive指出，航空和航天是增材制造应用最为激进的领域，其产品以具有很长的寿命周期和极高的安全要求而闻名。有些零件在起飞和着陆期间，或在遭遇空气湍流的情况下将面临高水平的热负荷或机械负荷，这也是大多数部件要求制造档案的一个重要原因。 3D打印的航空发动机部件与传统制造部件对比 这些高安全性和质量标准通过AS9100（航空器、航天和国防工业的国际管理标准）进行监管。该标准为供应商提供了全面的质量体系，以向航空航天和军事实体提供安全可靠的产品。制造商可以按照AS9100质量管理体系的AS9102报告进行SLM生产零件的首次物品检验（FAI），验证最终零件是否符合原始图纸、采购订单以及其他注明的规范。 总而言之，金属3D打印的后处理可改善尺寸精度、表面粗糙度和机械性能。生产高质量零件不仅限于3D打印的制造过程，附加的后处理为高要求的最终用途零件提供了高级选项。 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.GE Additive：连续增材生产是一场马拉松，而非短跑冲刺 2.美国航空业成就GE增材，中国航天崛起能否再造铂力特？ 3.从磨削到精加工：增材制造的后处理解决方案 4.快速热处理 | 可平衡3D打印钛合金的强度和延展性，大幅提升塑性