铜及其合金由于具有优异的机械性能、热、电性能，被广泛应用于核工业和航空航天工业。在上期内容中，增材制造技术前沿介绍了上海理工大学团队发表的铜合金增材制造技术中对CuCrZr合金增材制造工艺和微观组织结构，本期内容，将介绍该材料的机械、电气及热性能，并对铜合金增材制造的未来进行展望。 1. 增材制造CuCrZr合金机械性能 采用L-PBF制备的CuCrZr合金拉伸性能普遍较低（YS：150-270MPa，UTS：49-347MPa，EL：15-42.4%），硬度（70-100 HV）。直接时效处理后，拉伸强度急剧增加（YS：325-527MPa，UTS：370-585MPa），延展性降低（EL：5-25%），硬度提高到150-200HV。同时固溶退火和时效处理后延展性大幅提高（EL：13–46%），强度降低（YS：218–253MPa，UTS：210–380MPa），硬度略有增加（110–126HV）。经过热处理后，CuCrZr合金机械性能提高，这主要有两个原因。一方面，在热处理过程中，位错密度和热残余应力都会降低。另一方面，纳米级的Cr和CuxZry颗粒在L-PBF工艺或热处理后析出沉淀。一些L-PBF制备的CuCrZr合金机械性能可以与传统的CuCrZr合金相媲美。除了L-PBF制备CuCrZr外，HLADED和AW-DED制备的CuCrZr样品的平均UTS（∼258.7MPa）略高于AW-DED样品（∼232MPa）。同时HLADED样品的平均伸长率（∼41.8%）略高于AW-DED样品（∼37%）。与现成的L-PBF制备CuCrZr合金相比，HLADED和AW-DED制备CuCrZr合金的拉伸性能优于大多数L-PBF制备的CuCrZr合金。HLADED和AW-DED制备的CuCrZr合金均表现出较好的延展性。HLADED样品的拉伸性能优于AW-DED样品。造成这种现象的原因可以用以下三个因素来解释。首先在HLADE过程中，激光能量输入对晶粒进行细化，导致晶粒细化。细化的柱状晶具有较大的晶界以阻止位错运动，强化合金。其次随着激光能量的输入，Cr均匀地析出在铜基体中，从而强化合金。第三，如前所述，HLADED样品的析出想含量远高于AW-DED样品，这是HLADED样品优越的力学性能的原因。到目前为止，没有关于EB-PBF工艺构建的CuCrZr合金拉伸性能的数据。   图7 HLADED和AW-DED CuCrZr合金的拉伸性能：（a）AW-DED和（b）HLADED样品的应力-应变曲线；（c）AW-DED样品的微观组织和（d）Cr沉淀；（e） HLADED样品的微观组织和（f）Cr沉淀；（g，h）AW-DED样品的断口；（i，j）HLADE样品的断口  2. 增材制造CuCrZr合金的各向异性 AM的CuCrZr合金存在拉伸性能各向异性，各向异性源于柱状晶结构，是由于AM过程中的高热梯度和凝固速率引起的。由于铜合金具有更高的导热系数，因此在AM过程中热梯度更大，导致柱状晶粒尺寸较大。L-PBF制备CuCrZr合金的拉伸各向异性如图8a所示。在25°C、204°C和427°C下样品拉伸试验结果如图8b所示。样品在水平面和倾斜平面上的抗拉强度略高于垂直面。在水平面上更好的延展性归因于柱状晶结构。位错可以在不跨越晶界的情况下更容易向打印方向移动，位错堆积沿晶界充当微裂纹，导致延展性降低。样品在垂直面、倾斜面和水平面的断裂特征基本类似，断口中分布着许多韧窝。此外也存在一些缺陷，如未熔化的粉末颗粒。这些缺陷可以作为裂纹萌生部位，对机械性能产生坏处。柱状晶粒（平均尺寸：24.2±21.2μm）平行于构建方向生长。样品在倾斜和水平面上的平均晶粒尺寸分别为16.1±3.7μm和12.2±2.3μm。当测试温度升高（高达427°C）时，所有样品的抗拉强度都会降低，大多数样品的伸长率也会降低（图8）。 图8 L-PBF CuCrZr样品的拉伸各向异性：（a） 具有不同取向的L-PBF CuCrZr样品的示意图；（b） 样品在室温（25°C）、204 °C和427 °C下的拉伸性能；（c-e）SEM分别显示垂直，倾斜和水平平面断裂表面（在25°C下测试）；（f-h）垂直、倾斜和水平平面的CuCrZr的EBSD 3. 增材制造CuCrZr合金的导电率和导热率 表1列出了最近报道的L-PBF CuCrZr合金的电导率和热导率。大多数打印的L-PBF CuCrZr合金具有相对较低的导电性和导热性（∼100W/mK），这是由于L-PBF过程中的高冷却速率在微观结构中形成高密度位错和高热残余应力。此外Cr和Zr原子溶解在Cu基体中，形成过饱和固溶体，导致电导率和热导率性能较差。此外铜合金中的一些工艺引起的缺陷，如气孔、裂纹和未熔化的粉末，以及Fe、O、Si等杂质会导致低导电性和导热性。直接时效处理后热性能有所改善（239-320W/mK）。固溶退火和时效处理后，导热系数急剧增加到297-368W/mK。热处理合金导热系数提高主要是由于热处理过程中热应力的缓解，位错密度的降低和溶解的Cr/Zr原子析出。通常导热系数随着直接时效时间（0.5-6h）或时效温度（420-650°C）的增加而增加，热导率达到最大值（∼330W/mK，相当于∼80%IACS）。到目前为止还没有关于AW-DED或HLADED制备CuCrZr合金的热导率数据。   表1 室温下CuCrZr合金导热率和电导率 4. 不同增材制造工艺制备CuCrZr的总结 不同凝固速率和热梯度导致CuCrZr合金产生不同的微观组织结构，从而导致铜合金具有不同性能。图9是近年来各种AM制备CuCrZ合金工艺、后热处理以及微观结构和性能。通过DED工艺制造的CuCrZr合金具有高导电性和导热性。与PBF制备的CuCrZr合金相比，相对较低的凝固速率和较高的吸收率（95%）是更好的热性能的原因。对热源的高吸收使得在DED工艺中很容易构建CuCrZr合金。由于纳米尺度或介观尺度的Cr/Cr2在DED过程中析出，CuCrZr合金具有很高的抗拉强度，避免了时效处理。 图9 不同AM CuCrZr合金的不同AM工艺，微观结构和性能 5. 观点和结论 对现有文献的分析，大多数关于AM CuCrZr合金的研究工作主要研究室温下打印工艺，机械，电气和热性能的优化，以及AM工艺和后热处理过程中微观结构的演变。图10表明未来AM CuCrZr的发展趋势。由于CuCrZr合金的高反射率和高导热性，通过AM工艺打印铜部件仍然具有挑战性。有一些方法可以解决这些问题。首先，对粉末进行改性以提高对激光的吸收率。其次，通过采用短波长激光，如绿光激光（波长：515nm或532nm）和蓝色二极管激光器（波长：450nm）制备样品，可以大大提高纯铜或铜合金对激光能量的吸收率。未来需要进一步研究短波长激光打印的L-PBF CuCrZr合金。第三，通过优化建筑参数，可以控制铜合金的吸收率和微观结构。第四，采用另一种AM工艺，如EB-PBF和DED工艺，可以避免加工时的高反射率。 图10 AM CuCrZr合金发展趋势 最后作者团队表明，由于L-PBF工艺制备大组件非常耗时，因此预测未来HLADED工艺可能是高效打印燃烧室和其他零件的趋势。此外，可以进一步探索优化的打印参数，以制备全密度构件。为提高性能，AM合金需要进行热处理。然而目前大多数研究工作尚未对AM制备CuCrZr合金经过热等静压处理后的力学和热性能进行研究。尽管在增材制造过程中会析出一些强化颗粒，但有必要对样品进行热等静压处理，以减少工艺引起的缺陷，从而提高性能。目前只有少数关于通过EB-PBF，LP-DED，AW-DED和HLADE工艺制备的CuCrZr合金的研究。到目前为止，大多数研究人员都专注于AM制备CuCrZr合金在室温下的机械，电和热性能。由于CuCrZr组件的极端服役环境，未来需要研究更多实验，如蠕变测试，疲劳测试，高温下的热拉伸测试等。 注：本文内容来自增材制造技术前沿。  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： 1.五年粉末采购+千万美元大幅面装备开发：美军新部署金属3D打印技术 2.调查研究：金属增材制造技术行业应用差异及释放潜力的条件 3.视频：基于烧结的3D打印让传统粉末冶金焕发生机 4.显著进展：粗粉+大层厚，倍丰实现铝合金高强度、高效率和低成本3D打印

激光增材制造技术基于三维数字模型，使用激光作为能量源，逐层熔化金属材料以形成目标零件。该技术可以生产具有复杂结构的金属零件，但增材制造过程中产生的残余应力会导致变形。本文总结了影响零件残余应力和变形的因素，介绍了检测零件的残余应力与变形的常用方法，并比较了它们的应用、优缺点，阐述了预测零件变形的五种方法，介绍了基于反向补偿原理的变形补偿方法，并提出了今后可用于增材制造零件的变形检测方法。 1、影响残余应力和变形的因素 通过大量研究可知，工艺参数是影响增材制造残余应力和变形的重要因素之一，其中包括激光功率、扫描速度、粉末层厚度、扫描间距、预热温度等。除此之外，影响零件残余应力和变形的另一重要因素是激光扫描策略。常用的扫描策略包括单向线扫描、往复线扫描、螺旋线扫描、分区扫描和层间旋转扫描策略等，如图1所示。 图1 常用的扫描策略 2、残余应力检测 表1列出了几种常用的测量零件残余应力的方法。 2.1钻孔法 钻孔法的测量原理如图2所示，在待测位置钻一个直径为2a的小孔，小孔周边残余应力失衡得到释放，材料发生轻微的形态变化，根据测得的应变释放值可以得到测量位置的残余应力。 图2 钻孔法测量原理图 2.2轮廓法 轮廓法是沿特定目标平面对工件进行切割，垂直于切割表面的残余应力失去了工件本身的约束而自由释放，导致切割表面的变形，变形量与垂直于目标平面的残余应力大小成正比。根据Bueckner叠加原理，利用有限元模拟软件建模即可反推出目标平面的原始应力场，得到工件垂直于切割表面方向上的残余应力，测量原理如图3所示。 图3轮廓法测量残余应力的基本原理和步骤 2.3 X射线衍射法 X射线衍射法（XRD）的测量原理如图4所示。当样品中存在残余应力时，晶面间距发生变化。当布拉格衍射发生时，产生的衍射峰相应地移动，移动距离与应力有关。残余应力可通过用波长λ的X射线照射样品并测量相应的衍射角2θ来获得。 图4 X射线衍射原理图   2.4中子衍射法 中子衍射法以中子流为入射束照射试样，试样晶面发生布拉格衍射得到衍射峰。该方法的测量原理与X射线衍射法相似，但与X射线相比，中子具有更强的穿透能力，更有利于测量材料或零件内部的残余应力。 3、变形检测 3.1三坐标测量机 三坐标测量机（CMM）是将被测物体置于三坐标测量机空间，采用探头探测被测物体，来获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，计算出被测物体的几何尺寸、形状和位置。 3.2 X射线计算机断层扫描 X射线计算机断层扫描（XCT）使用X射线管发射X射线束，待测样品围绕固定轴旋转，探测器以不同角度收集样品的投影图像，然后使用计算机恢复物体模型的三维结构。这种测量方法可以清晰、准确和直观地显示被检测物体的内部结构、成分、材料和缺陷状态。测量原理如图5所示。 图5 X射线计算机断层扫描测量原理图 3.3激光位移传感器 激光位移传感器利用激光技术进行测量，以非接触的方式精确测量待测物体的位置、位移等。激光位移发射器将镜头发射出的激光射向物体的表面，物体的表面出现一系列反射情况，其中一束反射的光线回到激光位移传感器当中，根据光线反射的角度和激光位移传感器的距离来测量待测物体的位置和位移等。测量原理如图6所示。 图6 激光位移传感器测量原理图 3.4数字图像相关法 数字图像相关法（DIC）通常采用CCD相机拍摄物体变形前与变形后表面上的自然散斑或人工散斑图像，而后计算机通过搜索变形前后两幅图像的匹配点来检测位移。 4、变形预测 4.1热-力耦合模型 在增材制造的热-机械耦合模型中，应力和温度两个物理场相互作用。然而，过程的整体热-机械耦合特性非常复杂，使用精细网格模型进行多次扫描的热-机械分析通常非常耗时。4.2多尺度建模方法 在零件变形的分析中单独采用宏观模型或微观模型是不现实的。多尺度模型可用于研究不同长度和时间尺度下的材料特性，为连接不同尺度下的模型提供了桥梁，允许适用于不同尺度的模型相互交流，以研究材料的不同特性。 4.3改进的固有应变法 固有应变法广泛应用于焊接问题，是残余应力和焊缝裂纹的来源。如果已知固有应变，则可通过热弹-塑性有限元分析计算残余应力和变形。由于AM的热变形在原理上与焊接的热变形相似，改进的固有应变法已被应用于AM领域。 4.4降阶模型 降阶模型是对随时间变化的多维物理过程的低维近似描述，可以减少计算量，节省计算时间。降阶模型具有更快的计算速度，特别是在自由度更大的情况下，但原始系统中保留的信息更少，模型精度将降低。 4.5机器学习 机器学习（ML）是对计算机算法的研究，它可以通过巨大的数据集和连续的训练来自动改进数据分析模型。在ML中，模型被不断训练以从大量数据中发现模式和相关性，然后根据数据分析的结果做出最佳决策和预测。预测精度随着数据的增加而增加。 5、变形补偿 在零件变形预测的基础上，将零件的变形反向补偿给制造零件的初始几何体，以消除或减少零件的变形，如图7所示。   图7 反向补偿概念 6、展望 近年来，随着激光增材制造制造的金属零件残余应力和变形测量方法的发展，为了避免对试件的损坏，无损检测方法越来越受到研究者的重视和广泛应用。其中，光学测量方法由于其非接触和其他优点而被应用最广泛。在金属零件的残余应力和变形预测方面，ML所需的模拟计算量和数据量相对较大。为了显著降低计算成本和提高工作效率，可以努力研究将降阶模型与ML相结合的方法。 原文：沈阳航空航天大学，Bo He, Cheng Bi, Xiaodan Li, Wei Wang, Guang Yang. Residual stresses and deformations of laser additive manufactured metal parts: a review. International Journal of Material Forming 16, 7 (2023). https://doi.org/10.1007/s12289-022-01729-w 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.预热至1000℃，电子束3D打印无残余应力零件 2.纯钽点阵3D打印：加工、微观结构和工艺引起的缺陷 3.北理工：增材制造中高强铝合金的缺陷与力学性能研究进展…

铜及其合金由于具有优异的机械性能、热、电性能，被广泛应用于核工业和航空航天工业。CuCrZr和CuCrNb合金都是沉淀硬化型合金，通过各种增材制造工艺打印的两种合金目前已经引起人们的极大关注。由于近红外激光的高反射率，通过传统激光粉床熔融（L-PBF）工艺打印铜合金仍然具有挑战性。本期，增材制造技术前沿依据上海理工大学研究团队在《Materials Design》一文，介绍当前3D打印制备CuCrZr和CuCrNb合金研究现状，总结通过各种3D打印工艺；汇总提高铜合金对激光能量吸收率的三种方法，分析了微观结构，沉淀析出相，机械性能、导电率和导热性能，最后总结3D打印CuCrZr和CuCrNb合金的前景与发展。为避免混乱，本文仅以CuCrZr为例进行阐述。 原文链接：https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.111419 1.介绍 铜及其合金由于优异的机械性能、热性能和腐蚀性能，在工业中得到广泛应用。到目前为止，增材制造纯铜和铜合金的研究已经开始呈现爆发式增长，其中包括铜铝（Cu-Al），铜镍（Cu-Ni），铜铬锆（Cu-Cr-Zr）和铜铬铌（Cu-Cr-Nb）等。CuCrZr合金是一种沉淀硬化型合金，被广泛用作燃烧室，热核实验反应堆的壁，液体火箭发动机部件等，其合金元素主要为Cr：0.5-1.5wt.%，Zr：0.05-0.2wt.%，Cu余量。由于Cu对激光的吸收率差，通过AM来打印致密铜合金组件目前仍然具有挑战性。激光的高反射率会降低可用于熔化粉末的能量，反射的激光会对设备进行损坏。铜合金的高导热性会导致高热梯度散热，这可能导致加工时分层和卷曲现象的发生。迄今为止，已经报道了许多关于CuCrZr合金AM的研究。 2. 增材制造工艺、吸收率和能量密度 2.1 增材制造工艺 迄今为止，纯铜和铜合金已通过不同AM工艺制备，主要包括粉末床熔融（PBF），粘结剂喷射（BJ），冷喷涂（CS）和定向能量沉积（DED）等。激光粉末床熔融（L-PBF）和电子束粉末床熔融（EB-PBF）是基于PBF增材制造工艺，其中激光束或电子束用于熔化粉末。BJ工艺也是一种粉末床工艺，其中粘合剂分布在粉末床上用于选择性地熔化粉末。CS是一种粉末进料沉积工艺，它使用会聚-发散的超音速喷嘴在超音速/跨音速气氛下将金属粉末喷射到基板上。以线材为原料的DED工艺在不同的热源上可分为激光线定向能量沉积（LW-DED），弧丝定向能量沉积（AW-DED），混合激光-电弧定向能量沉积（HLADED），电子束线定向能量沉积（EBW-DED）。到目前为止大多增材制造CuCrZr合金都是通过PBF和DED工艺，相应的原理图如图1所示。 图 1.制造CuCrZr和CuCrNb合金的不同增材制造工艺的示意图 2.2. 增强粉末对激光的吸收率 铜基合金对激光的吸收率主要取决于环境条件、粉末表面、熔池温度，特别是激光波长。由于Cu对红外激光的高反射率在增材制造过程中会发生热损失。高反射率对增材制造设备有害，并造成巨大的能量损失。低功率输入不能使粉末完全熔化。另一方面，高入射功率会导致样品中的锁孔效应。为提高铜合金对激光能量吸收率，制备高致密度块体试样，主要提高CuCrZr粉末对激光的吸收率方法有三种：采用短波长绿激光器，相比较红外激光，采用短波长的绿激光器会使得CuCrZr对激光的吸收率提高3-4倍；打印参数的优化，高的线能量密度会使粉末对激光能量吸收率进一步提高；对CuCrZr合金粉末表面进行适当修饰，主要手段为采用物理或化学方法在CuCrZr合金粉末表面粘结其他元素，以提高粉末对激光的吸收率。 2.3 打印参数优化 为打印出完全致密的CuCrZr样品，在激光打印过程中需要优化工艺参数。主要参数包括激光功率、扫描速度、铺粉层厚、激光光斑直径等。目前已经有大量研究表明L-PBF工艺参数对CuCrZr的影响。一般来说，根据体积能量密度（VED）和相对密度来评估打印零件的质量。图2为近年来不同VED输入下CuCrZr合金的相对密度。可以发现不同文献中最高的相对密度是不同的。VED 范围从200∼1600 J/mm3。当 VED 在 200-600 J/mm3范围内时，样品接近合金的理论密度。 图2 CuCrZr合金相对密度与VED的关系 3. 微观组织结构 3.1. 增材制造CuCrZr晶粒形貌 与其他增材制造金属一样，大多增材制造CuCrZr合金具有柱状晶结构，这取决于凝固速率和热梯度。采用L-PBF打印CuCrZr合金微观结构如图3所示。在CuCrZr的水平平面上可以观察到激光扫描过后的痕迹。图3a和3b是晶粒和亚晶的边界（晶粒的平均尺寸：115±60μm）。亚晶的形成与扫描策略有关。水平平面和垂直面的晶粒形貌具有明显的不同，晶粒沿打印方向被拉长，平均尺寸为217±80μm（高度为363±160μm，宽度为125±60μm），由加工过程中的热梯度引起。在打印样品中亚晶粒内部存在平均尺寸为300nm的胞状组织，由于L-PBF过程中的快速冷却速率引起。胞状组织可以强化合金，490°C下直接时效处理2小时后，扫描路径消失。与打印样品相比，晶粒尺寸变化不大（图3a和3b），由于时效处理期间位错的溶解导致位错密度低于直接打印样品。   图3 L-PBF制备不同面和不同状态下CuCrZr样品的微观组织特征 3.2 AM制备CuCrZr晶体织构和取向 晶体织构对合金的机械性能有显著的影响。到目前为止，已经报道了一些关于CuCrZr合金织构的研究。与L-PBF制备的CuCrZr合金相比，AW-DED和HLADED 制备的CuCrZr合金具有更强的织构（27.86和18.69）。除了L-PBF制备的CuCrZr合金外，AW-DED和HLADED制备CuCrZr 合金都没有明显的取向。AW-DED和HLADED制备的CuCrZr合金的强织构可能源于加工时输入相对较高的能量。迄今为止还没有关于其他增材制造 CuCrZr合金晶体结构的详细研究报告。 3.3. AM制备CuCrZr合金中的析出相 CuCrZr是典型的沉淀硬化铜合金。沉淀析出的大小，分布和形状对合金的机械性能有显着影响。由于不同的AM工艺中的冷却速率不同，合金原子可能会在基体中沉淀或溶解。到目前为止AM制备CuCrZr 合金中已经报道了 Cr、各种CuxZry、ZrO2纳米析出。L-PBF制备的CuCrZr合金中，Cr在铜基体中沉淀，样品中还发现柱状晶和孪晶。晶界和孪晶界阻碍位错移动，从而强化合金。此外在晶粒中观察到一些沉淀，可能是Cr相。同时晶粒内部析出数个椭圆形颗粒，沿晶界分布，平均尺寸范围为 50-100nm（图4）。AM制备CuCrZr合金中的另一种沉淀物是铜锆金属间化合物（CuxZry），包括Cu4Zr、Cu5Zr、Cu51Zr14沉淀等，此类沉淀也能强化合金。Cr和Zr原子在L-PBF过程中溶解在铜基体中，直接时效处理后，沉淀析出，可能是Cu5Zr或Cu4Zr，Zr沉淀平均尺寸范围为5-30nm（图5）。还有研究认为析出颗粒是Cu51Zr14和CuZr2沉淀，图6是不同热处理CuCrZr的XRD（SA、SA+AH和DAH处理分别代表固溶退火、固溶退火后时效处理、直接时效处理）。目前关于析出相还没有统一的定论，也有研究发现ZrO2、Zr2O3等析出。 图4 L-PBF CuCrZr 合金的 TEM 分析 图5 L-PBF制备CuCrZr 合金中的 CuxZry 颗粒：(a)直接时效处理后，纳米沉淀Zr被CuCrZr样品中的Cr颗粒包围；(b) SEM 显微照片显示了CuCrZr样品中的沉淀物；(c-e) 图(b)相对应的Cu、Cr、Zr元素分布。 图6 (a) L-PBF制备CuCrZr样品在不同状态下的 XRD，表明样品中有CuxZry和Cr析出；(b) L-PBF制备CuCrZr样品在不同状态下的垂直面和水平面的XRD，存在CuxZry和Cr沉淀 本文内容来自增材制造技术前沿，下篇将介绍该合金的机械、电气和热性能及未来展望。 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.首都航天机械有限公司实现超大尺寸铜合金产品的高效增材制造 2.纯铜增材制造，挤出3D打印工艺优势突显 3.结构、功能一体：增材制造GRCop-84铜合金晶格结构的力学行为 4.In625-铝青铜│双金属火箭喷嘴3D打印制造及热火测试过程

9月28日，Stratasys与Desktop Metal双方股东分别将就与对方公司的合并计划进行了投票。高达78.6%的Stratasys股东对交易条款投了反对票——合并终止。 Stratasys表示，其不会在终止后浪费任何时间。公司董事会已启动全面流程，以实现股东价值最大化。该战略审查的范围可能包括一系列可能性，例如新合并、业务合并，甚至出售公司。而3D Systems似乎有意延长60天与Stratasys的潜在合并事宜。 外媒指出，Stratasys正在艰难的财务困境中前行。该公司的经营现金流一直为负，目前尚未盈利，这自然给投资者带来了危险信号。尽管面临这些现金流挑战，但该公司仍保持稳定的最终现金状况，这可能是由于其融资活动。资产基础稳健，约为12.6亿美元，负债相对较低，使其拥有强大的股本地位。然而，现金流和盈利指标的负面趋势使人们对公司的运营效率和当前业务模式的有效性产生了怀疑。 需要指出的是，Desktop Metal的股东批准了合并协议，Stratasys因此将支付商定的费用补偿。 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： 1.2023 TCT 3D打印展精品展品：致力于最终产品制造（一） 2.五年粉末采购+千万美元大幅面装备开发：美军新部署金属3D打印技术 3.数十激光+米级幅面！2023年国内重量级SLM金属3D打印新品装备一览 4.调查研究：金属增材制造技术行业应用差异及释放潜力的条件

在电弧定向能量沉积(DED-Arc)316L不锈钢过程中，首次引入了一种新型原位横向磁场(TMF)进行电磁调控。随着原位横向磁场强度从0mT增加到20mT，沉积层的形貌变得更加平坦和宽阔，表面波纹度从1.11mm减少到0.69mm。此外，长柱状树枝状δ-铁素体(4.82%)可以在γ-奥氏体基体中破碎成短骨架和粒状δ-铁素体(2.64%)。结果显示，施加20mT原位横向磁场辅助电弧定向能量沉积316L表现出更弥散均匀的枝晶形貌、更优的力学性能和耐腐蚀性。华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室李建军研究团队证实：通过施加原位横向磁场辅助可以显著消除微缺陷（气孔）、细化显微组织和提升电弧定向能量沉积金属零件的服役性能。相关研究成果发表于增材制造顶刊《Additive manufacturing》上，论文第一作者为仲杨博士，通讯作者为李建军教授和郑志镇教授，论文研究工作受到国家重点研发计划项目资助(No. 2018YFB1106501, 2018YFB1106505)。 原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214860423001215 定向能量沉积使用高能量源将金属丝或粉末逐层沉积到零件中，为制造具有高性能的复杂零件提供了高度的灵活性和可行性。特别是线弧增材制造的电弧定向能量沉积(DED-Arc)技术，在航空航天、汽车、核电和海洋工程应用中引起了相当大的关注，因为它具有较高的沉积效率和较低的沉积成本，特别是对于不锈钢、高强度钢、铝合金和钛合金等大型结构金属零件的制造，优势即可显现出来。然而电弧定向能量沉积(DED-Arc)金属零件仍然存在一些主要挑战，例如沉积形貌差、温度梯度大和非平衡凝固过程。这会显着增加后处理成本，促进大柱状枝晶的形成，加剧有害金属间化合物的析出，导致服役性能出现一定的恶化。  近年来，非接触式电磁调节技术被应用于气体保护金属极电弧焊，改善焊缝形貌，细化大柱晶，提高焊件性能。此外发现在振荡原位横向磁场下激光焊接铝的凝固开裂敏感性降低，这与等轴晶的细化和柱状晶区的减少有关。当进一步谈到磁辅助定向能量沉积电弧过程时，外部静态原位横向磁场可以细化柱状枝晶并抑制Nb-Mo原子偏析，从而全面提高机械性能。然而大多数电磁装置要么固定在工件下方，要么位于焊道两侧，无法与焊枪同步移动。迄今为止关于大型金属零件电弧定向能量沉积过程中实时电磁调节的研究很少。原位横向磁场与电弧定向能量沉积耦合过程中出现的一些问题：弧柱对原位横向磁场的敏感性远高于液态熔池，如何在不削弱电弧等离子体稳定性的情况下进行实时电磁调控熔池流动和细化柱状枝晶是需要解决的问题；在定向能量沉积电弧过程中，原位横向磁场对改善熔池流动行为、消除微缺陷和细化微观结构的影响机制仍不清楚。 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室的李建军研究团队首次将新型原位横向磁场引入电弧定向能量沉积316L不锈钢中，以实时改善沉积形貌、消除内部微缺陷并细化柱状枝晶，系统地分析和讨论了有/无原位横向磁场辅助的电弧定向能量沉积316L的微观组织演变、力学性能和耐腐蚀性演变，证实了原位TMF在电弧定向能量沉积金属部件过程中实时改善微观组织和提升服役性能的可行性和普适性。 图1 配备原位TMF的电弧定向能量沉积增材制造系统图2电弧定向能量沉积316L直壁墙的横截面图（a）0 mT和（b）20 mT TMF；(c)原理图和(d)TWW、EWW的测量值 图3电弧定向能量沉积316L的侧壁表面形貌（a）、（b）、（e）0mT和（c）、（d）、（f）20 mT TMF；(g)YOZ 平面的表面波度 图4 施加0mT和20mT TMF辅助电弧定向能量沉积316L示意图  图5 施加0mT和20mT TMF辅助电弧定向能量沉积316L不锈钢纵截面中部区域的光学显微图：(a)(d)沉积层顶部区域，(b)(e)中上部区域，(c)(f)中部区域, (g)(j)中下部区域，(h)(k)底部区域，(h)(k)结合区域 图6 施加0mT和20mT TMF辅助电弧定向能量沉积316L不锈钢纵截面中部区域的电镜显微图：(a)(d)沉积层顶部区域，(b)(e)中上部区域，(c)(f)中部区域, (g)(j)中下部区域，(h)(k)底部区域，(h)(k)结合区域  图7施加0mT和20mT TMF辅助电弧定向能量沉积316L的低倍和高倍EBSD  图8 施加0mT和20mT TMF辅助电弧定向能量沉积316L的拉伸性能和拉伸曲线，在(a)-(b)水平和(c)-(d)竖直方向上拉伸 图9 施加0mT和20mT TMF辅助电弧定向能量沉积316L的拉伸性能和拉伸曲线，在(a)-(b)水平和(c)-(d)竖直方向上拉伸 图10 (a)施加0mT和20mT TMF辅助电弧定向能量沉积316L的显微硬度分布，(b) 沉积区的平均维氏硬度 总的来说，在这项研究中，一种新型的原位TMF首次应用于电弧定向能量沉积316L不锈钢过程中，其力学性能和耐腐蚀性能得到改善。这是由于在电磁调控作用下枝晶δ-铁素体的碎裂和γ-奥氏体的强化。这最终导致γ-δ界面处 Cr-Mo-Ni元素偏析的更多抑制和钝化膜中Cr-Mo-Ni金属氧化物的更多富集。主要结论总结如下： 当TMF强度从0mT增加到20mT时，沉积层的形貌变得更平坦、更宽，从而可以显着降低表面波纹度，大大提高线材利用率。这是因为电弧前向偏转和熔池中的前向洛伦兹力共同促进了熔池前端液态金属流往两边，这有助于缓冲大的后向液体流动并改善沉积形貌。 施加20mT TMF，电弧定向能量沉积316L中的长树枝状δ-铁素体(4.82 vol%) 被分裂成更小的骨架和颗粒状δ-铁素体(2.64vol%)。同时γ-奥氏体可以从95.1vol%强化到97.3vol%，伴随着γ-奥氏体和δ-铁素体之间的K-S和G-T'ORs的分数增加。δ-铁素体的碎裂和减少有效地抑制了Cr-Mo-Ni元素偏析，并抑制了γ-δ界面处有害的金属间化合物的析出（M23C6和σ）。 当TMF强度从0mT增加到20mT时，电弧定向能量沉积316L的平均拉伸伸长率可以持续提高，而抗拉强度几乎保持不变。此外沉积区的平均维氏显微硬度也可略有提高（180.09 HV→189.6 HV），这与电弧定向能量沉积316L中δ-铁素体分数的减少和 δ→γ 的更充分转变有关。 总之，这项原位横向磁场电磁调控的研究工作为改善电弧定向能量沉积316L的微观结构和提高服役性能提供了新的见解和可靠性。将进一步关注在大型磁性金属部件和非磁性金属部件的电弧定向能量沉积中应用原位横向磁场。 引用本文：Yang Zhong, Zhizhen Zheng, Jianjun Li, Cheng Wang. Effect of in-situ transverse magnetic field on microstructure, mechanical properties and corrosion resistance of the directed energy deposited 316L stainless steel[J].…

9月26日，3D打印技术参考注意到，美国陆军和空军在部署3D打印技术方面有了新的动作。其中，空军新授予3D Systems价值超过1000万美元的合同，开发大幅面金属3D打印机；陆军授予6K Additive五年的一揽子金属3D打印粉末采购协议。 美军支持大幅面金属3D打印机开发  美国传统的金属3D打印开发商并没有像中国一样开发配备有十几台激光器和超过米级幅面的金属3D打印机。然而，美国军队对此存在需求。 今年9月18日，美国国防部公布了最新的资助清单。其中，美国空军授予3D Systems价值超过1075万美元的合同，“支持开发大规模高超音速相关”金属3D打印能力，预计将于2025年9月底完成。而实际上早在2019年，美国陆军研究实验室就授予了3D Systems  1500万美元的机器开发合同，所开发的打印机配备9台激光器，成型尺寸达到1000 x 1000 x 600mm，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。 Velo3D打印的超燃冲压发动机截面 2022年9月，美国空军授予一家非营利应用科学研究组织520万美元，开发“世界上最大”的粉末床熔融金属3D打印机，后者与分包商SLM Solutions美国办事处合作。相关消息指出，这项计划在效率、尺寸和应用方面具有成熟技术的SLM Solutions NXG XII 600（成型尺寸600 x 600 x 600mm）基础上来开发新型的Z轴达1.5米的新装备——NXG XII 600 E，其配备12台激光器，前者已经在多个行业得到使用验证。3D打印技术参考认为，未开发新的应用平台，很有可能是此次资助经费并不多。   除以上动作之外，美国空军还于2022年授予蓝色激光专家NUBURU第二阶段合同，开发基于蓝色激光的区域3D打印技术。 由此可见，美国空军在金属3D打印能力方面，注重制造尺度、制造质量以及制造效率。而在高超声速导弹研制方面，美国有着迫切的需求。回收再制造的低成本粉末备受重视  2023年9月，美国陆军授予6K Additive为期五年的一揽子采购协议，旨在支持美国陆军发展司令部（军队内最重要的先进制造研发机构）的活动，让四个美国陆军研发组织（新泽西州的皮卡汀尼兵工厂、纽约的贝尼特实验室、马里兰州的阿德尔菲实验室和伊利诺伊州的岩岛兵工厂）能够使用6K的低成本金属3D打印粉末。 6K使用UniMelt等离子工艺制造金属3D打印球形粉末，其能够将废金属转化为金属增材制造原料，该工艺与镍、钛、铜以及钨等难熔金属兼容，这将极大降低金属3D打印粉末的成本。3D打印技术参考注意到，国内采用粗粉废料回收制造的TC4钛合金粉末的价格可以低至300元/kg，与若干年前不锈钢的粉末成本一致，将极大降低金属3D打印技术的使用门槛。   这份协议可以使上述四个组织可以以固定价格重复订购6K公司的金属粉末，每年或每个订单的总支出金额都有限制，且无需为每个订单建立新的合同。新闻指出，这笔交易标志着美国军方增材制造进程的真正变革时刻已经到来：一旦军方能够将其过剩的废料大规模转化为增材制造原料，美国国防预算项目相关的官僚机构将成为军方全力推进增材制造的最大（最后）障碍。 2023年1月，3D打印技术参考还注意到，美国空军研究实验室（AFRL）公布了一项关于3D打印用钛合金回收和低成本生产新粉末项目的合同，美国国防部 (DoD) 技术加速器的国家安全创新网络部门（NSIN）提供高达50万美元的研发资金，IperionX获得了合作机会。具体来说，该项目要求企业提交3D打印用Ti-6Al-4V粉末的回收方法提案，该方案需要具有低成本制造新粉末的特点。2023年2月，美国海军授权采用IperionX的回收再制造钛合金粉末为舰船3D打印制造泵组件，这将使美国海军显著缩短关键部件交货时间、提高设备可用性并持续重建美国关键钛金属供应链。  IperionX致力于将金属废件转为低成本优质3D打印粉末   美国海军授权采用IperionX的回收再制造钛合金粉末为舰船3D打印制造泵组件  IperionX 的专利技术为国防、航空航天、汽车和消费电子等一系列重要行业在美国制造低成本、低碳钛合金粉末提供了一条途径。这些获得专利的技术可以对低品位、高氧、不合格的钛废金属进行升级改造，生产出达到或超过行业标准的钛金属。 END 从众多的动作可以看出，美军对金属3D打印的制造能力正在提出新的需求，这将促进3D打印技术的发展。而从长远来看，增材制造比传统制造更适合处理回收材料，这仅仅是因为开始时浪费的材料数量要少得多。国际能源署 (IEA) 估计，为了实现2050年的目标，到2030年必须在清洁能源上花费4.5万亿美元。这些资金中的很大一部分很可能会用于建立先进制造和回收之间的联系。如果不大幅度、迅速的扩大回收能力，要实现扩大3D打印的生产规模并降低碳排放的目标似乎是不可能的。废粉回收和再制造正是3D打印有可能在未来几年内获得更大规模投资的应用类型。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.数十激光+米级幅面！2023年国内重量级SLM金属3D打印新品装备一览 2.3 x 1.2 x 1.2 米，SLM Solutions推出世界最大SLM金属3D打印机 3.调查研究：金属增材制造技术行业应用差异及释放潜力的条件 4.AM研究报告：金属3D打印市场2023年将增长至54亿美元

2023年国内以SLM工艺为代表的金属3D打印技术可谓再次进了一大步，中国正走出一条相比国外其他品牌不同的发展路径——至少五年前，只怕大多从业者都不曾想过，在一台SLM打印机上能够布置十台、十几台、甚至数十台激光器，成型幅面能突破一米，而且品牌、型号的选择可以如此之多。 本期内容，3D打印技术参考将列举仅2023年发布的大尺寸、超多激光SLM金属3D打印装备。而下期内容，我们也已经邀请了从事增材制造技术研究和生产的航空制造专家来评析当前的市场行为。 01永年激光36激光束YLM-1200 永年激光新开发的YLM-1200 3D打印机，具有1200×1200×1200mm的成型空间，配备36束激光9分区智能动态再分配策略和协同扫描技术，确保成型空间内构件的高效、高可靠成形； 动态分区扫描，根据现场实际运行激光数实时动态分配区内扫描任务；共9个分区，每分区只要存量1束激光，即可继续工作，直至完成全部扫描任务，能够极大程度提高制造效率。 该机型还采用按功能模块先进设计理念，标准化程度高，可实现零点的脱机调整和FENIX不停机的成形过程；机内垂直移动成形缸系统，无需移动成形件和活塞即可完成清粉和成型件叉取，解决了大型成形件安全健康出件难题，已在航空航天等领域实现应用或验证。据永年激光透露，大型YLM-1200金属3D打印装备，已有出售订单。 02铂力特26激光束BLT-S1500 BLT-S1500设备成形尺寸为1500×1500×1200mm，配备26激光器，最大成形效率可达900cm³/h。采用动态铺粉策略，可实现多段自动变速，提高铺粉效率；搭载的BLT-BP，可实现大尺寸零件一次性高效剖分，缩短打印前的剖分时间和准备时间，提高打印效率。BLT-S1500可实现多光分区优化。二十六激光光斑尺寸、能量密度一致，激光功率偏差≤±5W，光斑尺寸偏差不超过5%，拼接精度可达±0.05mm，可保持3个月以上的稳定性。配置的粉末自动循环系统，解决了大尺寸多激光设备生产时间长，粉末流转节奏快的问题，能满足各领域大、中尺寸零部件的组合制造，大尺寸零部件的小批量生产，中小尺寸零件的快速批量生产。 BLT-S1500打印的工程化应用案例中介机匣（Φ1350mm×205mm） 铂力特还于TCT现场推出了全新20激光方案BLT-S800。20光BLT-S800采用双向动态变速铺粉，提升铺粉效率约30%；20光一致性和搭接区的拼接精度良好；20光BLT-S800对风场进行了优化革新，保证良好的吹风效果，满足20激光同步出光高效成形。配置粉末自动循环系统，可以实现打印过程中粉末自动回收、筛粉和供应，提高自动化程度。20光BLT-S800在保证成形质量的同时有效提高大尺寸零件一体化成形和中小尺寸零件满版成形的成形效率，帮助客户实现快速研制和制造。 03华曙高科16激光FS1521M系列 华曙高科FS1521M系列包含标准版FS1521M及高缸版FS1521M-U，配备超大尺寸通用平台，用户可根据需求灵活选择不同幅面尺寸成形缸配置，不同尺寸方缸/圆缸可切换使用。FS1521M-U成形缸尺寸为1530×1530×1650mm，拥有16激光配置，成形效率达400cm³/h。华曙高科成功解决超多激光搭接难题，使16激光搭接区域性能力学与非搭接区的偏差控制在5%以内，能满足超大尺寸零件一体成形和批量生产需求。 华曙高科16激光设备3D打印的钛合金太阳能电池板的环形安装面板（Φ1458mm x 52 mm） 除FS1521M系列外，该公司于今年发布的FS1211M，成形缸尺寸1330×700×1700mm，可选配500W×8、500W×10激光器，搭接校准精度控制在±0.05mm以内，全幅面光斑尺寸差异小，能很好的兼顾成型效率、表面光洁度等应用需求。华曙高科透露，FS1521M 和 FS1211M都实现了多台装机，实现高品质零件的规模化生产。 04易加三维16激光EP-M1550 易加三维新发布的EP-M1550，采用创新式四矩阵十六激光十六振镜配置（该设备可依据客户需要定制五矩阵二十五激光二十五振镜配置），净成型幅面1550×1550×1000mm（Z向可定制达2000mm），成型效率最大可达540cm³/h。该设备配备三级过滤功能和永久滤芯，风场结构经过优化设计，可有效去除烟尘、飞溅，保证打印零部件质量稳定，有效保障设备长时间不间断打印和运行长期稳定。 底部零件为EP-M1550打印（φ1400x105mm） 据称，该系统技术先进、运行稳定可靠一致性好，得到了客户的好评与肯定，拟于9月交付客户，实现了超大尺寸SLM增材制造的商业化运营，助力提升客户市场竞争力。易加三维专注于增材制造技术的自主研发与设计，在光学系统校正、风场系统调试、铺粉系统控制、机械及电控系统均有自己独特的理解和创新设计，能够有效保障搭接区域的拼接精度控制、使满幅面打印具有一致性。 05倍丰智能12激光SP1200 倍丰智能于2023年推出的超大型金属3D打印设备SP1200，打印幅面为1200x600x1500mm，配备12台激光器。成形效率最高达350cm³/h，大幅提升了超大尺寸零件的打印效率。巨大的构建仓尺寸可以轻松满足各行业专业客户对超大型构件的打印需求，搭配倍丰自研的搭接算法，成功解决多激光搭接难题。 SP1200配备了独特的双构建仓自动切换功能，打印完成后无需等待，即可进行下一次打印任务，有效减少停机等待时间；标配可升降柔性清粉仓，节约设备空间，降低取件操作时的风险且密封性更好，便于对清理的金属粉末回收，同时设计了双工位、双清粉位，使得操作之间互不干扰；使用永久过滤器具有在线反吹功能，当滤芯的差压达到设定值时，系统会自动反吹，所有操作实现无人化自动执行。设备高度自动化，为客户节约成本，提升生产效率。 06镭明激光10激光LiM-X800H 镭明激光LiM-X800H系列设备成形尺寸800x800x1660mm，该系列设备标配8激光，可根据用户个性化需求选配6激光、10激光，10激光成形效率≥250cm³/h，可实现更快速更高效的打印制造。为保证高质稳定的成形效果，设备采用自研的双电机驱动系统进行成形缸运动控制，保障成形轴全行程定位精度可达±5μm。采用双刮刀双向铺粉技术，相比单向铺粉效率提高60%；采用高精度直线导轨模组，铺粉刮刀行走直线度达10μm以内。 此外，设备铺粉智能监测系统可对每层铺粉质量和熔凝质量实时监控，及时发现问题，规避风险。自研的风场设计与控制技术，实现了大幅面打印时舱室内风场均匀性在10%以内，保障超长生产周期下的稳定状态。既可满足航空航天、能源动力等领域对大尺寸零部件成形的需求，还可实现工业领域对小尺寸零件批量化生产的需求，为更多用户提供多样化的金属3D打印整体解决方案。 END 如此多的激光，如此大的幅面，目前国内对于SLM技术的发展似乎有着自己的一套思路。国外的“老牌”厂商，除了SLM Solutions有类似的研发方向外，EOS则完全没有跟进，Velo3D的制造规模也并未发展到如此之大。不可否认的是，也只有对这项技术有了够多的了解，才能开发出如此规模的装备。但新的发展也面临新的技术问题，以及市场接受度的问题。在此后的文章中，我们将给出航空制造专家对如此制造规模打印机发展的看法。  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.超大装备 | 国内8家多激光、米级SLM金属3D打印机汇总 2.最新通知：大牛云集！第三届航空航天增材制造大会将于10月举办 3.新项目探索将航空航天领域废件转化为优质金属3D打印粉末 4.重磅分享（二）：航空航天增材制造产线建设面临的挑战与要求

增材制造研究公司（“AMR”，前身为 SmarTech Analysis）第七版《2023年金属增材制造市场》报告表明，尽管面临经济下行，金属增材制造行业的前景依然光明。该研究预测2023年市场规模将增长至54亿美元，包括32亿美元的合同服务、13亿美元的硬件和9.2亿美元的材料。 该报告强调，预期的市场增长将主要由实际金属增材制造工艺而非研发驱动。预计2023年下半年硬件投资的收缩可能会通过扩大材料和合同服务机会来抵消。 与整个增材制造市场（还包括聚合物和其他材料）相比，金属3D打印预计将出现更高的增长率。这一趋势的根源在于金属增材制造技术在航空航天、汽车和医疗保健等各个领域的使用不断增加。   2023年上半年，增材制造粉末市场同比增长33%，硬件增长23%，服务增长11%。AM Research预计硬件在2023年下半年不会保持增长速度。 所有主要技术，包括粉末床熔融、定向能量沉积、金属粘结剂喷射和金属挤出工艺，预计将在2023年实现增长。增长率在18%至24%之间，表明各个领域对金属增材制造技术具有强烈偏好。 该报告确定了两种可能进一步推动市场动力的具体情景：国防支出和行业整合。此外，AM Research还提供了直至2032年的长期展望，强化了该行业的光明前景。 AM Research的分析报告涵盖了全球主要的金属增材制造公司，但以铺粉工艺居多，如EOS、GE Additive、Velo3D、SLM Solutions、Trumpf、Farsoon、Renishaw、3D Systems、EPlus3D、AddUp、Additive Industries、BLT、HBD、6K Additive、IperionX 和 Carpenter 等均被统计在内。  今年3月，由ASTM International提供支持的Wohlers Associates发布《Wohlers Report 2023》。该报告显示增材制造产品和服务在全球范围内总体增长18.3%，低于去年19.5%的增长率。按照该机构发布的2021年152.44亿美元的市场规模以及去年的增长率，2022年的市场规模达到180亿美元。 增材制造产品和服务的年收入（来自《Wohlers Report 2023》） Wohlers Associates的咨询服务和市场情报主管Terry Wohlers表示，增材制造行业正在继续扩展到最终用途生产应用，随着标准的进一步发展和采用，这种趋势将会增长。增材制造技术正在为多个行业提供更大、更关键的部件。”对于金属增材制造技术而言，该技术已经被用于制造最终用途部件。  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.ASTM 3D打印材料数据和标准化联盟介绍 2.调查研究：金属增材制造技术行业应用差异及释放潜力的条件 3.北理工-层间暂停策略消除3D打印铝合金开裂，显著提高力学性能！ 4.干货综述：3D打印制造热交换器的五种材料选择及性能差异

材料是增材制造技术发展的重要支柱，为加速该技术的工业化和全面采用，全球标准开发组织美国材料与试验协会（ASTM International）旗下的增材制造卓越中心(AM CoE)决定为其材料数据和标准化联盟(CMDS)计划增加新成员，如设备商SLM Solutions、工程应用公司Sandvik以及增材制造软件公司Dyndrite Corporation。 该联盟的成员已经包括NASA、EOS、波音和GE Additive。共享的材料数据和加速的技术鉴定，预计将推动该增材制造技术的整体发展。 材料数据和标准化联盟 材料数据和标准化联盟 (CMDS) 使整个增材制造生态系统中各种规模的公司能够协作标准化材料数据生成的要求和最佳实践，创建、管理和加速工业化并使采用增材制造技术所需的数据得到全面发展。 CMDS将与成员协调并听取监管机构的意见，通过以下方式通过标准化加速增材制造技术的采用： 1. 建立要求并制定最佳实践以创建强大的增材制造材料数据集 • 专注于理解关键的流程-结构-特性关系 •确定变异性的主要来源并量化敏感性•确保样品生成的数据与零件生产之间的联系•建立评估现有材料数据质量和谱系的指南 2. 财团资助的研发项目创建共享的高谱系“参考”材料数据库 • 生成与机器无关的数据支持基于过程的标准 • 建立 基于材料结构确定数据等效性的方法 • 可信 数据支持先进的基于物理、概率和AI/ML的建模工具，用于流程优化和快速鉴定 • 成熟 的实时质量保证，使用现场数据改进缺陷检测/预测 3. 维护安全的会员专用数据管理系统 • 优化整个材料数据生成工作流程以实现自动化和互操作性 •合并通用数据字典、数据交换格式和谱系标准•实施FAIR原则（可查找性、可访问性、互操作性和重用）•最大限度降低数据处理成本（捕获、摄取、管理、分析、学习） 4. 将经验教训和联盟批准的材料数据传输给F42标准制定委员会 通过行业提高材料数据生成的驱动一致性，确保数据的可比性和可组合性，新的和改进的3D打印材料规范，具有基于强大数据的属性和结构要求。 CMDS数据工作流可提高增材制造行业的效率 最近，CMDS推出了其“数据”工作流程，通过汇集专家来开发解决方案，以补充工艺流程。这些解决方案有助于最大化数据工作流程的效率，从获取和管理到分析和学习。该工作将产生数据标准，有助于认识增材制造价值流程中数字线程的总价值。 据ASTM International称，随着联盟计划的发展，成员招募的范围已超出了早期对国防和航空航天的关注。因此，该计划将吸引来自石油和天然气、能源、医疗和运输行业的成员。每年，CMDS计划与其成员和主要机构合作，选择特定应用和材料，如静态、循环和热环境应用，它还将启动多个项目来支持标准的制定。 成员将拥有对所有数据的独占访问权以维持他们的业务，通过这些数据获得的知识将为新的标准和规范提供信息，并保持行业数据的一致性。 通过标准化促进增材制造新技术的增长和发展 ASTM International是一个全球性组织，通过自愿共识为各个行业和产品制定技术标准。这些标准通过了解在制造过程中要使用的参数和期望值，帮助工程师设计和制造产品。这可以确保行业和制造的产品的质量、一致性和安全性，从而为新型增材制造技术的增长和发展确定方向。 同样，全球认证和风险管理公司DNV也制定了标准。虽然这两个组织都专注于标准化，但ASTM International主要开发和发布技术标准，而DNV则提供风险管理和认证服务。去年，DNV发布了新版DNV-ST-B203金属零件的增材制造标准，这是一个联合行业项目的成果，包括对最成熟的金属零件增材制造技术的基本要求，并认可即将到来的数据驱动制造时代的新质量保证概念。DNV-ST-B203最新标准涉及PBF-EB、PBF-LB、BJT以及使用电弧和激光束（DED和DED-LB）的直接能量沉积工艺。 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.调查研究：金属增材制造技术行业应用差异及释放潜力的条件 2.2023年Formnext增材制造展圆满收官，展商观众数字再创新高 3.权威标准 | 先临天远和全球知名计量企业一同起草国家计量技术规范 4.增材制造——ASTM/ISO/SAE/国内现行标准有哪些

在《调查研究：金属增材制造技术的曲折认知增长之路》中我们提到，金属增材制造技术正在经历漫长的渗透过程。而基于该技术的市场则囊括了几十家具有同质产品的企业，在相对较小的当前市场发展阶段，未来将会朝着什么方向发展？战略咨询和增材制造市场分析专家AMPOWER深入研究了该行业的现状，并预测了未来前景，结合该技术正在各行各业发挥的作用差异，试图揭示其真实的发展潜力。本文为调查报告的下篇，主要介绍金属增材制造技术在当前各领域的应用差异以及 在各行业发挥的作用有差异 对于用户来说，关键是要依赖增材制造技术创造价值，最终带来更低的制，其中一个障碍是所需零件的大尺寸和必要的高材料沉积率。 从投资者的角度来看，备受追捧的目的是在正确的时间实现指数级增长。目前，金属增材制造市场被认为是一个极具潜力的市场，它在过去的年增长率为20%，根据目前的数据预测，未来几年仍将以相当高的水平持续增长。 技术应用能发展到什么程度 金属增材制造技术能发展到什么程度，可以通过检查总目标市场和通过增材制造技术的潜在覆盖范围来确定。 金属增材制造技术不可避免的会与其他生产技术发生竞争。它带来了诸多的制造便利从而提高了产品的附加值，如功能集成、性能提高和制造工具的消除，最终转化为一个能够进行比较的指标：每单位质量的成本。这允许与其他技术进行比较，并能够在设计阶段就制造方法做出客观的选择。通过绘制生产成本与材料消耗关系图，可以根据单位成本来估计潜在使用市场。此外，可以通过将该估计值与3D打印材料的当前原料消耗量进行比较来评估采用率。 例如，在铝合金3D打印应用中，组件的生产成本约为每公斤250-300欧元。根据AMPOWER报告的数据，目前每年以粉末、棒材或其他形式消耗约600吨原料，这意味着目前约300万吨的潜在使用市场的采用率仅为0.02%。 未来，技术进步将提高生产力，同时降低成本。这将扩大潜在的目标市场，到2030可以预计铝合金3D打印的成本将降至每公斤100-200欧元之间。现阶段，3D打印技术将进入更广泛的竞争，包括机械加工、熔模铸造，以及在某种程度上的砂型铸造。因此，预计到2030年，金属增材制造和铝材料的目标市场将翻一番，达到600万吨。 金属增材制造铝合金的潜在市场评估:现在和未来(2030年)情景(由AMPOWER提供) 将未来潜在应用市场的规模与AMPOWER报告中的原料消耗预测进行比较，到2030年，许多材料的采用率将显著增长。一方面，预计原料消耗量每年将增加20%-40%，具体取决于合金种类。另一方面，由于上述技术进步，潜在应用市场规模将翻一番。通过结合这些预测，到2030年，钛、镍和钴铬合金40%-60%的潜在市场将使用3D打印生产，3D打印从而获得了更大程度的发展。  按合金类别划分的潜在市场的金属增材制造采用率和未来潜力(AMPOWER提供) 这些合金采用率的大幅增长并非巧合。它们已经在各个行业找到了许多应用，这些应用的成功将导致更快的采用。医疗、航空航天和能源等行业多年来一直在广泛探索3D打印技术，从这些合金提供的温度稳定性、韧性或生物相容性中受益匪浅。然而，预计到2030年，其他金属合金的采用率将更低。钢合金预计将达到约10%至15%，而铝的相对采用率预计将提高八倍。尽管如此，即使有了这一增长，也只能解决一小部分潜在市场应用。 释放巨大潜力的两个条件 金属增材制造技术要释放巨大潜力，实现批量生产，必须满足两个条件。 1. 可靠的技术成熟度水平 技术必须达到可靠的成熟水平，创新的增量飞跃变得越来越小。对于粉末床激光熔融技术，我们正在逐渐接近这个成熟水平。可以观察到，当前可用的LPBF机器之间的差异很小，在过去的五年里，有一些小的创新步骤，如从两个激光束到四个甚至更多激光束的转变。然而，保持这种创新是持续的挑战。创新型公司一直在扩大机器的打印能力，在短时间内将构建量增加了一倍，激光器数量增加了两倍。 可靠的技术成熟度水平非常重要，当使用增材制造作为生产技术时，公司需要一定程度的可预测性。而一项技术一旦合格，就不应该在一年内过时。此外，在未来几年，相同的机器必须可用于扩展和更换。 2. 需要足够多的成功应用来证明成功 第一个成功应用必须产生足够的数据，从而在客户中树立信心，并产生收入。MTU航空、通用电气、西门子能源、LIMA和史崔克等公司在最初的系列应用方面做了开创性的工作，并承担了重大风险。这些公司及其竞争对手需要几年时间才能在新项目中完全实现技术转变，从而产生真正的规模效应。 然而，在某些行业，随着越来越多的应用转向3D打印生产，一些风险正在显现。牙科、医疗、航空航天、国防和能源部门尤其将增材制造作为新的“首选”生产技术。 考虑到成熟度指数和采用率，用于CoCr、Ni和Ti等高价值合金的PBF技术将在未来五到七年内“全面发展”。如能达到钢和铝合金铸造和机加工那样同步发展，3D打印还需要进一步的创新飞跃，以大幅降低成本并提高生产力。在现阶段，区域金属打印让这一飞跃看到了希望，但仍需要长期采用和资格认证过程来进一步推动其更进一步的发展。 其他金属增材制造技术也是如此，但一些技术在不久的可能会过时，也可能会成就更有潜力的市场。当前被关注较多的粘结剂喷射和电弧增材制造，仍需经历PBF在过去十五年中经历的漫长教育、采用和资格认证过程。第一批应用目前正在进入市场，但发展至成熟至少还要十年。 总之，尽管仍有挑战需要克服，但迄今为止取得的进展和对增材制造技术日益增长的信心表明，我们正在朝着目标稳步前进。随着不断的进步，各个行业的采用率不断提高，以及通过成功的应用获得的信任，可以期待3D打印技术将在未来发挥更为重要的作用。 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： 1.2023年Formnext增材制造展圆满收官，展商观众数字再创新高 2.TCT 3D打印展圆满收官，再创历史新高！下一站：十周年 3.工艺综述：金属增材制造技术的重要创新发展及代表性企业 4.NASA：航空航天领域3D打印材料的可获得性、工艺复合制造及成本组成考量