7月18日，3D打印技术参考注意到，America Makes（美国国家增材制造创新研究所）和美国国家标准协会 (ANSI)共同开发的增材制造标准化路线图3.0版本。该路线图描述了增材制造当前和期望的未来标准化前景，并重点关注使用增材制造技术的工业市场领域。  America Makes和ANSI增材制造标准化协作组织AMSC于2016年3月正式成立，是一个跨部门协调机构，其目标是加速制定符合需求的全行业增材制造标准和规范，从而促进增材制造行业发展。AMSC的成立是因为许多标准制定组织参与增材制造各个方面的标准制定，因此需要进行协调，以维持一套一致、协调且不矛盾的增材制造标准。AMSC并未制定标准或规范，相反，其目的是帮助推动协调的标准开发活动。 2023年7月17日，America Makes和ANSI宣布发布增材制造标准化路线图3.0 。该文件总共确定了141个标准化差距（包括60个新差距），并在增材制造生命周期领域提供了相应的建议：设计、材料、过程控制、后处理、零件材料特性、资格和认证、无损评估、维护和修理以及数据。AMSC希望该路线图能够被用户广泛采用，以促进采取更加协调的方法来制定增材制造标准的未来。 GE公司采用金属3D打印代替铸造，发现成本更加经济 来自150个公共和私营部门组织的约300名人士支持了该路线图的制定，其中包括美国联邦政府机构和国家实验室、SDO、工业界、学术界等的代表。该文件代表了AMSC自2022年9月以来工作的总结，旨在确定增材制造技术的关键安全、性能和质量问题、相关已发布标准和正在开发的标准，并评估差距。“差距”意味着不存在解决相关问题的标准或规范。  该路线图提供了标准工作应在何时进行的优先时间表。在141个差距中，54个差距/建议被确定为高优先级，64个为中优先级，23个为低优先级。在91个案例中，需要额外的预标准化研究和开发 (R&D)。该路线图还确定了SDO或其他能够制定标准或进行研发的机构。展望未来，AMSC将继续跟踪SDO的进展，以解决路线图的差距和建议。  3D打印零件制造流程图   America Makes技术总监Brandon Ribic表示：“AMSC路线图的发布是一个重要的里程碑，其显示了影响增材制造领域的最新标准化活动。该路线图说明了过去五年中取得的进展，以及标准和研发方面仍存在机会以增加增材制造技术的使用。” ANSI总裁兼首席执行官Joe Bhatia表示：“ANSI向制定AMSC路线图的志愿者表示衷心感谢和祝贺，我们相信它将继续指导增材制造领域的标准化活动。ANSI长期以来一直成功的将公共和私营部门的利益相关者聚集在一起，概述新兴技术以及国家和全球优先事项的标准化需求。” 本文件已上传qq群，或该组织官网下载，网址如下：https://www.surveymonkey.com/r/5F3LRN7 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： 1.62页成果下载：ASTM发布由NASA支持的增材制造现场监控技术战略指南 2.250页成果下载 | 由增材过渡到减材，完成零件复合加工 3.3D打印研究成果下载：花费5年、1720万欧元，提交5500个样本，专注于缺陷和工艺分析 4.调查研究：增材制造，打开批量生产的新阶段

7月17日，3D打印技术参考注意到，苹果或正在使用华曙高科和铂力特的金属3D打印设备大批量生产2023款Apple Watch Ultra相关部件。此消息获得报道后，3D打印相关股票多股冲高，甚至部分涨停！ 截止发稿前 香港投资银行TF International的苹果金融分析师郭明錤在Medium上发表的一篇文章称，下一代Apple Watch Ultra将采用一些采用增材制造生产的机械钛合金部件。郭明錤在苹果亚洲供应链中的联系人获取数据，包括有关3D打印部件的情报。该网站还指出，该分析师的预测足够准确。   第一代 Apple Watch Ultra 在用于生产Apple Watch Ultra机械部件的3D打印机供应链方面，IPG Photonics是激光组件的独家供应商，华曙高科和铂力特则提供3D打印平台。如果出货顺利，相信更多苹果产品将采用3D打印技术，这将有助于改善苹果供应链的生产成本，而上述供应商也将受益于这一新的生产趋势。 据外媒报道，这些组件可能包括数字表冠、侧按钮和其他操作按钮。上述组件是“Apple Watch Ultra”的唯一机械部件，此前采用CNC加工。虽然目前3D打印制造的机械零件仍需经过CNC工艺进行后处理，但该技术仍然可以提高生产效率并降低生产成本。 多股冲高的迹象表明，3D打印技术对于向知名大品牌供应链渗透可极大提升技术认可度，电子3C产品动辄千万级的发货量将为3D打印大批量制造带来极大契机，从而推动该技术向更多产品和行业发展。  苹果公司选择中国本土3D打印品牌制造相关组件，对于提升两家公司的国际市场认可度将起到极大推动作用。长期以来，两家公司着力布局海外市场，并已经取得了一定的品牌认可度。 苹果使用3D打印技术生产电子产品组件，是上周荣耀手机新品中使用该技术的又一重要助推。西门子增材制造副总裁Karsten Heuser通过LinkedIn首次在西方媒体报道了荣耀项目，他表示：“荣耀Magic V2通过设计钛合金铰链，在折叠状态下厚度仅为9.9毫米。根据公告，采用3D打印使其重量减轻了62%，并将铰链部件的数量从92个减少到仅4个。与传统加工的钢和铝部件相比，定制的钛合金部件的强度也得到了提高。”据3D打印技术参考了解，多家中国3D打印相关企业参与了该部件的设计和生产，其中汉邦科技有有渠道商参与其中。 Heuser最后指出，“虽然欧洲增材制造行业的许多人仍然解释说增材制造只能实现小批量生产，但这些例子清楚的表明了增材制造大批量先进制造的道路。尤其是作为增材制造领域先驱的欧洲金属L-PBF设备公司，需要对这些发展保持警惕。” 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.荣耀跨界航空工艺，钛合金3D打印首次被批量用于手机行业 2.听专家说 | 核动力、航空、航天3D打印技术应用到哪一步了 3.8月，传统工艺&增材制造：现场碰撞！ 4.调查研究：增材制造，打开批量生产的新阶段

近日，3D打印技术参考注意到，荷兰建筑设计公司Studio RAP借助陶瓷3D打印技术、计算研究和手工玻璃，为荷兰PoortMeesters住宅中心庭院构建了一对由代尔夫特蓝陶瓷打造的拱门。它由3000块独特的瓷砖建造，揭示了21世纪陶瓷和装饰的真正潜力。 瓷砖大门的设计灵感源自传统代尔夫特蓝瓷的颜色（该项目也因此得名），旨在参考这座城市的历史并展示当前的技术进步。RAP工作室的设计受到传统代尔夫特蓝瓷的影响，其形式随着时间的推移发生了巨大的变化，从模仿中国和日本的东方设计发展到当代荷兰视角。采用算法设计，受自然启发的蓝色图案通过使用尖端设计和3D打印技术，将代尔夫特称为今天的知识之城。 装饰框架由3D打印的粘土砖构成。计算形式允许考虑生产限制，例如最大延伸、扩展、缩小和内部支撑制造。使用算法进行3D图案设计，瓷砖的形状各不相同。例如，瓷砖凸出部分有白色流纹，代表山脉，山谷地区有蓝色釉湖。 门宽4米、高8米、深12米，覆盖了一个巨大的公共楼梯。强烈的蓝色展示了与代尔夫特的蓝色瓷器和周围运河的关系，同时它与覆盖建筑的大地色调工艺形成鲜明对比。Studio RAP利用配备定制挤出机的工业机械臂，精细地分层打印粘土混合物，按照预定义的图案进行制作。每块瓷砖尺寸约为30 x 40 x 7厘米，制作时间仅需15分钟。经过精心的上釉和烧制后，瓷砖呈现出令人惊叹的陶瓷效果，然后被运输和安装到现场。 Studio RAP是一家建筑设计公司，将计算设计的力量与创新的数字制造方法相结合。其团队由建筑师、设计师、机器人专家、程序员和研究人员组成。其试图探索创新技术，努力改进设计、生产、管理和建造建筑的方式。 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.影响陶瓷增材制造工业化推进的最大障碍及挑战 2.工艺总结：直接与间接陶瓷3D打印工艺种类及特点 3.报名 | Formnext深圳增材制造展= 4.2023 TCT亚洲3D打印展预约全面启动

增材制造发展复盘：从早期阶段用于科研教育的少量模板制造，到成长阶段在消费级家用打印机中用于少量产品的生产，再到快速发展阶段两航等领域年产千件、万件级别的产品推出，增材制造走过了一条从陌生到认知，从幼稚到成熟的批量化、产业化之路； 实现年产几万到上百万件的跨越：尽管增材制造在各行业开花结果，但观察具体应用，因此将其分为三类，修复性需求、个性化需求以及小批量需求，而从年产万件的小批量需求走向年产上百万甚至上千万件的大批量需求，则需要具备三个重要的要素，即低成本、高效率和一致性； 三大要素缺一不可：要实现以上三大要求，需要在设备、工艺和材料方面有所改进——降本方面，降低设备和粉末价格、提高打印效率、产能利用率以及良率提升均有较好的效果；提高效率方面，流水线作业、提高光源数量以及增加打印层厚对效率有较大幅度的提升；一致性方面，从粉末到设备到打印服务的标准体系建立以及工厂无人化将有效解决产品大规模生产一致性问题。  从单件仿制修复到百件样品试制，从万件小批量供应到百万件稳定一致产品交付，增材制造在突破自身工艺瓶颈的同时也在不断扩大自身潜在替代空间，随着在民用市场批量应用的出现，行业天花板将进一步打开。  一、批产之路 纵观产业发展，我们可以发现，一项新技术的出现往往伴随着几个阶段：  一、 萌芽期 新技术在萌芽期往往表现出与传统技术完全不同的特殊性，但同样，相较于传统技术存在较多的问题，如稳定性、成本、安全性等等，因此该阶段的主要参与者是各大高校的实验室、巨头企业的研究院以及国家政府部门的研究所等。由于试验阶段的技术不计成本，因此该阶段是新技术诞生的沃土。 二、 成长期 不是所有新技术都能迎来茁壮的成长，也许只有少数获得了行业巨头的关注，带来了需求。巨量的资金投入到该领域，一方面是为了加速新技术的迭代，更重要的原因是为了使得新技术获得产业化。能够产业化的技术才有实际的商业价值，而大部分的技术都在产业化落地层面出现了问题而半途夭折。由于欧美国家在创新层面有较大优势，因此该阶段一般是海外引进的技术，由国内企业孵化落地，产业链国产化率较低。 三、 低谷期 发展是曲折的，在走向产业化的道路上，新技术一般会面临短期过热的局面，人们对于新技术的期望过高导致大量的资金和人力投入，而产出相对较低。随后，新技术在发展早期相对不成熟、应用偏窄等问题逐步浮现，带动产业出清。在出清过程中，昂贵的进口设备和材料成为了降本的阻碍，因此国内企业开始尝试国产化，国产化率稳步提升。尽管行业面临需求下降、供给出清等不利因素，但同时也积蓄了力量，顺利度过寒冬期的企业在成本控制、客户渠道以及技术实力上具有较大优势，因此在行业复苏阶段将率先受益。 四、 发展期 行业经历了寒冬期的迷茫后，终于在部分领域找到了合适的应用，该阶段的企业迎来了快速发展。在此阶段，下游需求高速增长，全产业链产能快速扩张、资本开支高增之下，相关公司业绩陆续兑现，一二级投融资活动开始活跃。同时，国产化率进一步提高，带动产业链相关企业技术快速发展。 五、 成熟期 成熟期阶段基本的行业及公司竞争格局已经确定，技术路线成熟，因此存量玩家倾向于通过建立较高的护城河以及打压行业整体利润的方式将新进入者挡在门外。同时由于行业高速增长阶段已经过去，行业内公司的毛利率回归到一个正常阶段，静待下一轮技术迭代的出现。 我们认为增材制造行业大致也经历过上述阶段，同时在产业规模不断扩容、国产化率提升以及技术成熟成本降低的过程中，增材制造可以直接生产的产品规模也从一开始修复性、定制化的几件或者几百家逐步发展为小规模、批产化的上千甚至上万件： 早期3D打印价格较高，但具有无模具的优势，需求主要集中在单件定制、修复零部件等领域，该领域的需求呈现出低频、少量的特点，因此市场空间较小、技术成熟度较低、尚未实现规模生产。在我国该阶段的企业管理者多为高校教授、海外归国华人等一批具有前瞻性创业者； 随着技术的发展，3D打印逐渐呈现成其高复杂性、轻量化等特点，并在设计人员中逐步得到认知，3D打印使得工艺可实现性不再是限制设计人员创新能力的枷锁，随着设计单位对部件结构的再设计和性能优化，增材制造成为了某些武器装备性能提高的必选项。由于武器装备采购数量在数千件到上万级别，而此时的增材制造技术经过多年发展，实现了兼顾效率和成本，因此在航空航天领域，增材制造实现了快速的增长； 从定制化、修复性的需求到小规模、批产化的需求，增材制造行业在供给侧和需求侧均实现了突破。供给侧层面，产业链从粉末到设备到服务的全流程完善，参与者从海外巨头过渡到国产厂家，核心零部件国产化替代加速以及激光头数量从单光到多光倍增——多方优化之下，3D打印供给方满足了规模生产的技术、效率和成本条件；而需求侧层面，下游客户设计端对于增材制造技术的接受度逐步提高，武器装备轻量化、高性能的要求带来了对于类似增材制造等新工艺的需求增长，同时航空航天领域需求的爆发也为增材制造的高速增长奠定了基础——3D打印需求方做好了对接产业变革的准备。自此，3D打印走过了一条认知度逐步提升、技术逐步成熟的批产之路。 1.1按照生产规模分类 以往人们在对增材制造进行分类时往往按照技术路线、应用领域等进行分类，而尚未从生产规模的角度进行分类，主要原因是在此之前尚未形成规模化的批产应用，主要是单件修复或者是模具，而航空航天领域需求的爆发证明了增材制造不再是单纯的修复抑或是定制化需求的小众行业，而是真正能实现规模化生产的行业； 随着技术进步、效率提高以及成本降低，解决了产品一致性问题的增材制造技术将逐步从数万件的量产规模向数百万件量产规模的产品迈进。尽管当前节点来看，在齿科领域已经有年产千万级的应用，但尚未形成推广效应，分析原因主要是由于两点，1）齿科产品较小，产品一致性要求不高，打印设备主要是小型设备，且集中度较低，因此星星之火未能燎原；2）齿科的应用主要思路是使用3D打印替换了原先的工艺，并未从设计端真正改变行业。因此要真正意义上在制造业中出现成规模的百万件级别的应用，必须在设计端、制造环节以及终端应用形态上真正独立于传统工艺。 1.2三大要求铸就核心竞争力 由于年产百万甚至千万件级别的应用大多为民用领域，因此对应用的后端检测并不会像航空航天那样要求每件产品都需要检测，往往通过抽样等方式完成。而涉及到民用年产百万件级别的应用，主要有三大要求，即低成本、高效率和一致性——其中低成本主要指相对于传统工艺，3D打印的设计、加工以及后端热处理和检测的成本要持平甚至低于传统制造，当然部分领域也可以是通过再设计等方式实现全生命周期的平价；而高效率指的是3D打印需要具备大规模生产所必须的产能，因此对于设备集群化作业要求较高；最后，一致性指的是打印多个零部件最终成型的误差较小，这就要求设备打印精度和稳定性较高。民用领域的诸多要求使得3D打印在推广过程中必须解决上述问题才得以实现从万件到百万件的跨越。而龙头企业凭借自身在长期实践中的数据库和经验积累，更容易解决上述问题，因此将在民用领域铸就核心竞争力。 二、实现大批量生产的可能路径 根据我们前期对于行业的理解以及产业链调研的情况，将就降低成本、提高效率以及产品一致性解决三个方面来谈一谈可能的实现路径。 2.1降低成本成本是制造业的核心，根据我们此前在增材制造深度报告中的成本拆解可知，制造费用、粉末成本和人工成本是构成增材制造成本的主要内容，由此我们将从这三个角度探讨如何降低成本： 制造费用报价通常是以单位机时费用和打印时间决定。单位机时费用取决于设备的成本和折旧年限——1）随着设备中核心零部件的批量化生产和国产化趋势，设备价格较早年间欧美企业垄断时期已经降低较多；2）为满足同一结构大批量生产的需求，专用的亚结构打印设备将出现，从而有效的压缩设备成本；3）折旧和维护相关成本随着设备稳定性提升有所下降，未来有望保持平稳。打印时间方面，打印效率和打印工作量与之有关，打印效率此处不详述，而打印工作量本质上是打印工件的粉末用量以及其复杂度双重决定的，拓扑优化在去除多余的结构的同时也增加了复杂度，但最终经过拓扑优化后的模型的平均打印时间有所下降； 粉末成本是决定原材料的重要部分，其主要取决于单位粉末的价格和总体用量。单位粉末价格方面，是否能够大批量生产、出粉率以及制粉设备的成本是关键——1）由于目前粉末年产量较少、出粉率仍有提升空间，因此成本上有潜在优化的空间；2）而制粉设备的折旧将随着国产率提升、大规模制粉设备的出现，呈现下降的趋势。总体用量方面，经过优化后粉末用量有所降低，同时支撑结构、良品率的情况也会影响到总体粉末用量，因此是未来重点优化的对象。近期行业内已经出现30度以下无支撑打印的案例，从而大大降低了粉末消耗； 人工成本也是在打印过程中不可避免的因素。通过智能化、数字化可以有效的提升无人化管理能力，同时过程中的实时在线监测也可以很好的在降低不良率的同时减少人员成本。行业内的头部公司均提出了自己的无人化工厂解决方案，随着客户设备集群的出现，黑灯工厂方案将拥有落地的可能。 总而言之，打印的成本项与诸多因素有关，分拆下来有多个因素与成本中各项目均有关系，如良品率与制造成本、材料成本及人工成本均有较强相关性，而这也成为了不同打印服务厂商竞争力高低的重要指标。 2.2 提高效率 效率是制造业继成本之下第二重要的因素。效率的提升对3D打印行业尤其重要，此外，由于增材制造行业制造单位多为单个设备，规模效应不那么显著，因此下游客户对于产能要求较高，通过提升效率可以有效的降低成本的同时满足客户产能的需求。目前影响打印时长的主要是铺粉时间和送粉时间。 铺粉时间的缩短主要依靠铺粉策略以及流水线作业。目前产业内已经完成了双向铺粉技术的普及，但是具有自主定制软件能力的公司已经开始研究变速铺粉的策略，通过变速铺粉可根据零件轮廓智能调节铺粉速度，从而达到铺粉速度和铺粉质量的平衡。此外流水线作业是近年来行业内提出的新型打印方式，将打印、铺粉等环节分离，采用多工位加工的方式，从而实现设备的连续生产。 送粉时间事实上是粉末的沉积效率问题，提高光源数量、打印层厚等是行业主要的解决思路。 光源数量层面，增材制造行业自2017年开发出多激光打印策略后，每增加一个激光头设备的打印效率就增加了20-50%，这也带来了自2017年至今行业内以“大”为强的军备竞赛——以铂力特为例，理论沉积速度由S210的最高15cm3/h提升至S1000的最高300cm3/h，效率提升20倍。但随着激光头数量的增多，行业内发现光源干涉、风场控制、接缝搭接等问题带来了设备和打印成本的陡增，同时超大设备、10激光头以上的效率边际提升正快速收敛。因此在民用领域，行业不约而同的将目光投向了“400-500尺寸”（此处指400mm*400mm*400mm——500mm*500mm*500mm腔体尺寸）的中型设备，凭借出色的成本和效率平衡，我们预计该型号设备将成为行业内的热销机型； 此外，行业内也出现了一些面激光打印等新型打印方式，面激光打印又称区域打印技术，传统的激光选区熔化技术使用的是点光源，而区域打印技术则是将光源以脉冲光束（约数百万个点光源）的形式投射到工作平面，从而实现粉末的快速烧结。相较于传统的方式，打印速度大幅提升，能够在实现快速打印的同时保持较高的分辨率。当然，由于搭接过程非连续，因此容易产生误差，该项技术尚未实现产业化。相信在技术得到突破后，打印效率将迎来质的飞跃； 打印层厚方面，目前行业内头部玩家已经开始研究超大层厚打印。尽管加大层厚会一定程度上降低打印零部件的精度，同时对激光功率要求较高，但通过对高功率激光器高精度控制以及粉末飞溅问题的解决，在部分民用领域已经将单层打印厚度从50μm提升至140μm，提升幅度较高。在提升层厚的同时，也对设备的控制精度、高功率激光器稳定性等方面提出了要求。随着层厚提升，铺粉和送粉时间均得到了有效的减少。 2.3一致性解决  一致性问题是3D打印技术走向增材“制造”的核心，早期的3D打印技术优势在于快速原型设计，这也意味着需求往往来自于一次性生产，而非真正的“批量制造”。在迈向产业化的过程中，客户无法接受低良品率、一致性差以及高昂的成本，因此产业经历了漫长且痛苦的工业化，终于实现了从工艺品迈向小批量工业品，在两航领域得到了应用。在两航领域，每一件打印的产品都需要搭配试棒，用于检测产品在打印过程中的性能，而往往检测成本接近于制造的成本。但民用领域无法接受高昂的检测成本，通常采用抽样检测的方式来确保产品的合格率，因此要从小批量的工业品迈向大批量的工业品甚至大宗商品，一致性的解决成为了核心： 1)     一致性首先体现在材料标准体系的建立。由于目前增材制造行业尚未形成标准的材料体系，往往第三方粉末无法通用，且各自有牌号等相关专利，这使得粉末的互换性较差，目前的打印服务企业大多采用自产或者专利授权加工等方式获得粉末，但仍存在原材料一致性较低的问题，未来随着粉末标准的统一以及粉末企业的整合并购，粉末一致性问题将得到逐步的解决； 2)     一致性同时要求设备本身足够优秀。打印设备是生产的基本单位，对于产品产出的一致性影响较大，头部企业在设备的稳定性、打印精度及搭接误差方面有较深理解，同时通过不断迭代优化形成了know-how的工艺路线，从而满足了客户对于设备稳定性、一致性的要求； 3)     其次，一致性要求打印服务企业对打印过程有自己的理解。打印服务涉及到建模、切片、打印和后处理，具有丰富打印经验的企业在拓扑优化、支撑设计、切片方法、过程监测以及后处理等方面有自己独特的数据库经验和工艺参数理解。要解决打印成品的一致性问题离不开相关企业团队丰富的打印经验； 4)     最后，构筑无人化工厂可以有效减少人为因素干扰。打印过程中装粉、打印、清粉、检测、后处理等工序均采用人工方法，主观因素较强，因此在生产过程数字化、无人化之后，人为因素干扰将被最大程度消除，从而保证产品交付的一致性。 三、估值锚的切换，打开行业天花板 估值高峰已过，业绩兑现成为市场关注焦点：随着增材制造行业快速发展，一二级市场关注日益提高，投资者对于相关企业提出了更高的要求，例如盈利性、信息披露、社会责任等多个方面。而随着公司在市场的影响力逐步扩大，二级市场对于行业的了解加深，方方面面的表现也会对公司的自身估值产生影响。未来市场会重点关注业绩的兑现情况，对于相关公司估值的容忍度将逐步降低； 两航领域已跨越从0到1阶段，大步迈向新征程：目前增材制造行业在航空航天领域已经逐步走过了从0到1的过程，行业内已经初步形成了增材制造技术是航空航天高端制造的主流技术之一的共识，随着在研件向批产件的转化和渗透率的提升，行业正大步迈向从1到N的快速增长期。 民用领域方兴未艾，给予足够耐心：囿于民用领域对价格、产能和大规模生产的较高要求，行业在民用领域的应用尚未形成规模。萌芽期的增材制造行业要走出襁褓尚需回答三个问题：成本还能降多少？效率还能提多少？一致性能不能保证？尽管三个问题的解决非一朝一夕之功，但仍希望市场给予足够耐心，同时产业应该与客户深度合作，在帮助客户解决问题的同时提升自己。相信终有一天，蝴蝶破茧而出之时，3D打印的天花板将被打开。 四、关注要点 下游需求不及预期：由于增材制造属于新工艺，市场尚需开拓，且尚未得到广泛的客户认知，因此存在成本过高、下游客户认知度不足等因素导致的下游需求不及预期的风险； 技术路线颠覆风险：由于增材制造产业发展尚不成熟，因此技术路线较多，尽管公司针对情况进行了多路线的多元化布局，但仍存在技术路线被新工艺新技术颠覆的风险； 募投项目投产不及预期：打印设备制造场地多为钢结构厂房，建设难度和建设周期不长，但仍存在项目建设进度受各种因素扰动而不及预期的风险； 核心零部件国产化替代进程不及预期：公司尽管已经具备一套国产化替代的解决方案，但核心零部件的国产化仍需下游客户的认可以及国产供应商的技术水平的不断提升，因此存在核心零部件国产化进程不及预期的风险； 市场竞争加剧风险：尽管增材制造行业是know-how工艺，对于经验和数据库依赖度较高，存在马太效应和品牌效应，但随着竞争对手的增多，存在竞争格局恶化，毛利率下降等风险。 本文数据来源如无特别说明均来自Wind资讯。 注：本文内容来自轲言新材，作者邓轲、王勇杰 。 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.销量超10万台！先临三维不断创新，推动三维扫描进入全新时代 2.在校学生 ▏成功测试3D打印的液体火箭发动机 3.通往汽车制造：3D打印改变汽车行业的 9 种方式 4.国内金属3D打印龙头铂力特，加强日本市场拓展

由于技术壁垒高、产业链滞后以及市场认知不足等原因，三维视觉关键技术长期以来由国际巨头公司垄断。作为国内首批自主研发三维视觉技术的科技企业，先临三维专注于高精度的3D视觉技术研发与应用近20年，实现了高精度三维扫描产品国产化，填补了国内行业技术空白。 3D打印技术参考注意到，先临三维于6月30日迎来第10万台高精度3D视觉产品的交付仪式。这是先临三维高速发展的里程碑，也是中国品牌在高精度三维视觉领域中走向普及应用的重要时刻。 创新，是企业不断成长强大的唯一出路。通过高强度的研发投入，先临三维不断推出开创性的产品。近日，先临三维旗下品牌先临天远（专注于工业计量），重磅发布了一款集三目视觉、132线蓝色激光于一体的计量级3D扫描仪——FreeScan Trio三目激光手持三维扫描仪。新品采用自主研发的智能自定位技术，助力激光扫描正式进入无需粘贴标志点的全新时代。 FreeScan Trio提供98+26+7+1激光线组合，并配置3个500万像素高分辨率高性能工业相机。三目视觉与密集激光阵列两大硬件的升级，配合优化的软件算法，共同支撑起智能自定位技术。这让FreeScan Trio在高效模式下，无需借助外部定位装置，无需粘贴标志点，即可实现激光扫描，从而带来突破性的工作效率提升。 先临三维计量级产品技术主管俞百春表示，FreeScan Trio在高效模式下无需借助外部定位装置，不仅省去了繁琐的标志点粘贴步骤，还不需要光学跟踪、反向定位等系统的辅助。这一优势在处理大型工件时尤为明显。例如，对于整车车身的扫描而言，当传统的激光扫描仪还未完成标志点粘贴的预处理工作时，FreeScan Trio已经完整获取了车身数据。 值得一提的是，FreeScan Trio以其独特的三目视角结构为亮点，在行业中独树一帜。设备采用三个500万像素的工业相机进行摄影测量，无需编码点，即可轻松准确地确定三维空间位置。此外，三目视角的排列组合带来了更小的镜头夹角，大幅减少在扫描深孔和狭窄区域时可能出现的视觉盲区，从而提升了数据获取的完整性。 与此同时，FreeScan Trio作为FreeScan系列的旗舰产品，延续了该系列一贯“精益求精和突破创新”的产品基因，共打造“高效扫描/标准扫描/精细扫描/深孔扫描/摄影测量”五种测量模式，进一步拓宽了产品的适用范围。 就精度而言，FreeScan Trio保持了高精准度和高精密度（重复性精度稳定）的卓越性能。标准模式下，最高精度可达0.02mm，而在精细模式下更进一步提升至0.01mm。 作为一款突破性新品，先临天远FreeScan Trio将成为工业制造新一轮生产力加速的助推器，通过精准测量助力精密制造，以高效率三维测量持续推动航空航天、汽车工业、重工机械、电子电器等行业高质量发展。 多年来，先临三维在高精度3D视觉领域持续深耕、不断创新。未来，先临三维将继续向集成化、模块化、智能化、无线传输、云端计算等方向持续技术创新，不断突破高精度3D视觉技术的应用边界，为更多领域的转型升级提速。 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.先临三维2022年度报告：营收7.68亿元，同比增长35.34% 2.强强联合！先临三维与大族机器人签署战略合作协议 3.执着于高精度 | 先临天远发布“小个头”计量级手持三维扫描仪 4.先临三维助力西门子智能制造成都创新中心增材实验室建设

在当前阶段，传统制造技术的界限被打破，3D打印给设计和生产带来了前所未有的可能性。金属增材制造改变了行业并重新定义了人们对制造业的思考方式。但问题是，金属增材制造能否发挥这么大的作用，以及这项技术是否是才刚刚开始显示其潜力。 金属增材制造技术发展至今已经衍生出十几种工艺类型，然而目前也只有少数工艺在特定、高度专业化的应用需求市场中获得了使用，该技术正在经历漫长的渗透过程。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和未来前景，试图揭示其真实的发展潜力。   市场发展——曲折的认知增长之路 金属增材制造的历史可以追溯到几十年前，但直到激光技术和数字化取得了巨大进步，这项技术才取得了重大进展。以最少的材料、经济高效的制造高度复杂部件的前景促进了大量金属增材制造工艺的开发。今天，已经有二十种不同的金属3D打印工艺，占主导地位的激光粉末床熔融(LPBF)已经使用了近30年，现在已经被少数几个行业采用作为生产技术。几家欧洲公司在其发展中发挥了至关重要的作用，他们在21世纪初将第一批研究和生产机器用于工业和大学。今天，全球有80多家PBF设备供应商，占全球安装的金属增材制造设备的80%以上。 在2010年代，金属增材制造市场经历了快速增长，部分原因是技术进步、早期采用者的激烈资格认证工作以及媒体的大量关注。许多供应商的年营收增长率达到50%或以上，公司市值在2012年至2015年间达到峰值，此后许多公司都没有超过这一水平。在这段炒作期过后，市场年增长率放缓至20%左右。虽然市场最初是由机器制造商的增长推动的，但今天金属粉末供应商和增材制造组件生产商贡献了很大一部分。 增材制造市场增长曲线 从用户的角度来看，购买机器背后的动机已经发生了重大变化。在2000年代和2010年代初，由于担心这项技术会取代机械加工等现有工艺，一些人投资了增材制造技术，他们不想错过这场预期中的制造业革命。然而，由于缺乏对通过增材制造实现真正价值的理解，导致技术效率低下或未充分利用。即使在今天，许多安装的金属增材制造设备的利用率也很低。 2010年代围绕金属增材制造未实现的价值炒作可以归因于低估了所需要付出的努力以及其他因素。公司向用户承诺，这台机器将具有数字化流程链，能够实现简单、无缝和零浪费的生产。人们声称或假设“一切”和“所有几何形状”都可以生产。然而，用户很快意识到，在实施过程中有显著的学习曲线需要克服，并且增材制造并不是在所有应用领域都是经济可行的。 当增材制造技术试图从研发过渡到生产时，进一步的障碍出现了。机器的可靠性经常带来挑战，这使失望情绪进一步增加。此外，航空航天和医疗保健等行业出现了监管障碍，这些行业需要进行设备认证和工艺验证。在这些高价值行业，产品故障会造成严重后果，需要事先进行广泛的测试和保障。 由于技术经验有限和行业不成熟，在程序和标准方面，设备商试图应用仅部分适用的指导方针或标准。此外，来自利益相关者的意想不到的内部阻力浮出水面，因为他们不愿意承担与采用新技术相关风险，更愿意坚持已经被证明有效的方法。 然而，延迟实施的主要原因是缺乏对增材制造技术的能力和局限性的广泛了解。只有当增材制造技术被应用在正确的领域，它才能产生价值。许多公司由于缺乏信心和能力去进一步探索，最终没能克服挑战。 金属增材制造技术发展现状 金属增材制造技术的快速扩张阶段已经结束，但我们仍可以看到该行业的强劲增长。根据AMPOWER报告数据，设备、原料和零件制造服务产生的收入目前约为30亿欧元，预计未来五年将稳定增长约26%。尽管与其他生产技术相比，金属增材制造的整体市场仍然较小，但其增长率高达传统金属制造工艺的十倍。  2016-2022年金属增材制造市场和2027年预测(10亿欧元)(来源:AMPOWER) 为了评估增材制造技术的发展现状，主要考虑两个指标：技术的成熟度及其在行业内的采用率。这些指标在不同的金属增材制造技术之间差异很大。一些技术在某些生产链中已经变得至关重要，而另一些技术仍处于开发的早期阶段，还有一些技术则初露锋芒。 AMPOWER基于两个指数开发了一个模型来表征增材制造技术的成熟度水平：工业化成熟度指数和技术成熟度指数。这些指数描述并比较了工业环境中各种增材制造技术的能力和采用率。  AMPOWER成熟度指数:金属增材制造2023和自2019年以来的发展(AMPOWER提供) 技术成熟度指数评估工艺能力、机器可靠性和可用性以及质量控制措施。工业化指数评估了机器的安装基础、供应链、材料可用性、可用的公共知识和研究，以及每项技术的标准化程度。每个类别都根据其具体重要性进行加权。通常，技术成熟度提高之后才会实现工业化。 近年来，许多金属增材制造技术已经从研究转向了最初的工业应用。然而，只有激光和电子束粉末床熔融技术在工业环境中被广泛使用。根据估计，目前安装的机器数量约为14000台，每年新增1500多台PBF打印机。随着工业需求的增加，机器变得越来越多样化。机器尺寸已经显著发展，可以制造长度高达1.5米的零件，并能够使用多个激光器。 许多行业现在已经认识到金属增材制造的价值。通过结合3D打印、设计和材料，这些行业创造了独特的组件，可以在生产或组件使用寿命内提高性能并节省成本。因此，一些行业开发了专门用于增材制造的产品，并将该技术无缝集成到其生产流程中。 市场发展前景——增加规模效应金属增材制造技术具有改变世界的潜力，许多公司也希望借此开发出革命性的技术和应用，但无论是供应商还是用户，最终目标仍然很简单：产生利润。 对于许多供应商来说，增长一直是实现临界质量和实现盈利运营的主要目标。时至今日，由于缺乏盈利能力，该行业的许多公司，无论是成立不久的还是老牌企业，都依赖于投资来为其运营提供资金。因此，预计金属增材制造行业参与者之间的市场整合将增加，从而达到必要的规模。 金属增材制造技术的应用最广的工艺种类——LPBF技术市场出现位移的风险越来越大。目前，有超过70家技术供应商，他们的机器具有相似的特征，但从客户的角度来看，往往没有提供明确的差异化。此外，传统的PBF技术很可能存在过时的风险，应当密切关注所有正在努力解决该技术传统制造弊端的创新，如面烧结、无支撑打印，甚至基于更高吸收效率波段激光的面烧结。 金属增材制造技术被广泛关注的另一工艺类型——粘结剂喷射技术的市场整合在近年来发生了剧烈的变化。3D打印技术参考对此进行过系统的介绍，独角兽Desktop Metal在收购了昔日的竞争对手Exone后，如今同样面临增长带来的困境，与Stratasys的潜在合并谈判就是意图走出发展困境、提升市场规模效应的最好例证。 END 总的来说，本文回顾了金属3D打印技术的发展的曲折历程、当前的发展现状及未来的发展前景。得益于其他行业技术的发展，金属3D打印得以制造高性能的组件，进而发挥制造技术的应有作用。该行业正在快速发展，但大规模的应用仍受到很多因素的影响。在金属增材制造当前的市场发展情况下，各行各业的应用水平又达到了怎样的程度，以及如何进一步释放其潜力，限于篇幅，将在下篇文章进行介绍。 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.报名 | Formnext深圳增材制造展 2.2023 TCT亚洲3D打印展预约全面启动 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

7月12日晚间消息，在当日的荣耀Magic V2暨全场景新品发布会上，荣耀发布新一代折叠屏手机荣耀Magic V2。 荣耀CEO赵明表示，荣耀Magic V2搭载91%金属结构铰链，升级自研盾构强度的钢材，首次采用航天的钛合金3D打印工艺，支持 40万次折叠。 发布会中所提到的荣耀自研的“鲁班钛合金铰链”是荣耀Magic V2的厚度突破9.90mm的关键，而铰链中的轴盖又是影响折叠屏厚度的关键，钛合金技术可以让轴盖变得更轻更薄，从而带动折叠屏整体厚度和重量的下降。  电子产品金属结构件一般以不锈钢和铝合金为主，不锈钢光泽感好，但重量不占优势；铝合金有轻量优势，但硬度一般。而钛合金的强度高于不锈钢，重量却只有同体积不锈钢的一半，能同时做到硬度和重量两者兼顾。由于钛合金的传统加工难度大，良率低，从而造成生产成本较高，因此一直没有被3C行业广泛应用。金属3D打印工艺能十分有效地解决钛合金材料成型的问题。在此之前，金属3D打印的钛合金零件已被广泛地应用在航空航天、医疗等领域，目前在3C行业无疑是一重大的应用突破。 除了钛合金材料本身的特性能够带来轻量化及强度提升的优势之外，结合金属3D打印技术，能在此基础上通过轻量化、一体化及薄壁结构的设计优化，进一步降低零件的重量及提高产品集成度。 金属3D打印3C产品金属零件的难度在于设备、材料、技术三者的融合。汉邦科技针对3C产品金属零件的精细化结构特点，开发了超精细打印专机及工艺，能实现最小零件成型精度±0.025mm，壁厚 0.2mm，以满足3C产品金属零件的轻量化、集成化及精细化结构要求。汉邦科技专注于金属3D打印装备及工艺的开发，致力于以专业的态度及精湛的工艺助力于3C电子消费产品的升级，推动金属3D打印技术在电子消费领域实现批量化生产应用。 注：本文内容由汉邦科技整理编辑，转载已获授权。 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.报名 | Formnext深圳增材制造展 2.2023 TCT亚洲3D打印展预约全面启动 3.Nature最新：超越TC4，3D打印获得更高强韧性钛-氧-铁合金 4.突破：粘结剂喷射完成攻克钛、铜、铝3D打印制造

我们已经看惯了3D打印技术在航空航天、汽车、医疗和工业模具这些离普通人有很远距离的应用，在震撼、好奇之余，亲身体验则可能很少有机会。然而，也有越来越多的创客们在使用这项技术打破创造的边界——它在吸引那些有理想、懂创意、想要改变世界的人！3D打印技术参考注意到，黑格科技于7月9日举办了一场主题为“超好玩大会”的3D打印活动，让普通人能够领略这一技术的另一面——“好玩”！ 现场操作UltraCraft Reflex 亲身体验3D打印全过程 超多免费打样机会、新机免费使用权等福利 现场释出 让新手上手秒变玩家 让玩家玩得得心应手 零距离欣赏大咖3D打印作品 感受3D打印成品质感 多位专业产品工程师亲临现场 详解Reflex系列“好用”背后的技术含量 3D打印能生产出什么？ 会给工作生活带来什么？ 未来的机会点可能在哪里？ 现场感受自由思维的碰撞 行业大咖分享嘉宾阵容强劲 铠甲模改达人羔达 分享了他从手搓改件到3D建模 五年模型改件制作心路体会 “3D成型不受结构限制 让天马行空的想法实体化 Reflex材料强度韧性都不错 让我有信心分享创意，创造更大价值” 御座文化创始人、知名人形师黄山莅临现场 分享了海内外BJD文化的起源与发展 “3D打印可能会帮助我们 在设计与表达上产出优质的作品 为二次元文化 带来更多创新与活力” 极客UP主林嘉驹分享了自己的视频创作经历 他认为Reflex的优势 包含材料、精度、工艺包等 整体表现可靠，使用体验稳定 “不光要有强度 各零件之间还要有很高的契合度 3D打印就是创意实现的好工具” 海贝音乐创始人孟凡贵 高品质音乐探索者 从耳机产品开发的角度 讲述如何用3D打印 助力声学构件的精细化和复杂制作 “把抽象的音乐，破译成真情实感” 善用已知技术，探寻未知体验 黑格科技3D打印应用工程师屈阳剥丝抽茧，阐述Reflex系列产品研发理念，在耳机、BJD、拼装机甲、微缩模型等领域，逐一回应用户使用痛点。Reflex配套全链条应用解决方案广泛支持多领域应用打印，轻松实现高质量成品效果，从灵感落地到批量生产，致力于一次性满足创意玩家3D打印造物所有需求。 对很多玩家来说，钻研深奥的专业知识也许不再重要，共享创意和快乐的冲动才弥足珍贵。作为多元创意创新表达窗口，绕不开的“超好玩”主题，黑格科技首届“超好玩大会”，带观众回归3D打印最初的创意热情和造物乐趣。 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.黑格科技重磅新品：专业级光固化桌面3D打印机，面向消费端 2.重点关注：黑格科技将推出消费领域桌面3D打印机 3.极小曲面胞元结构助力3D打印更高效的换热器 4.SLA, DLP篇｜Formnext深圳增材制造展品牌抢先预览

3D打印技术参考注意到，2023年7月10日，西安铂力特与日本合作伙伴ORIX Rentec在铂力特西安总部签订了代理商协议。ORIX Rentec，是日本最大的测试设备以及ICT产品（信息、通信和技术）的租赁解决方案提供商。自1976年成立以来，该公司为数万家制造业客户提供了服务，致力于帮助他们解决生产现场自动化、质量管控、产品试制过程中发生的问题。铂力特则是国内金属3D打印的龙头企业，也是国内第一家科创板上市的3D打印企业，与西门子、空客、赛峰等国际知名企业均建立有合作。 ORIX Rentec董事、事业战略本部长表示：“ORIX Rentec自2015年开始开展3D打印新业务，业务囊括金属、树脂3D打印机销售、租赁；金属、树脂3D打印服务；金属3D打印机导入指导培训服务；金属3D打印机共享服务等多样化业务。期间也积累了大量的优质对象客户，完成了近2000多个零件的打印、设备的销售项目。今后，ORIX Rentec会继续充分利用既存的客户资源和自身的技术优势，将铂力特的产品和服务进行适合日本客户需求的本地化，为日本客户提供定制化、优质的解决方案。” 铂力特副总经理贾鑫先生表示：“铂力特和Orix Rentec在过去几年间，在为日本客户提供打印服务方面有着密切的合作。此次代理商协议的签订，是铂力特与Orix Rentec合作关系的进一步发展。我们期待与Orix Rentec携手，在设备推广、细分市场应用开发、技术咨询服务等方面展开合作，为日本地区客户提供交钥匙工程，帮助客户创造价值。”  双方达成合作之后，ORIX Rentec将借助铂力特的大尺寸、高效率及智能化的金属增材制造设备以及铂力特十余年使用金属增材制造技术生产高品质工业零件的经验，满足日本地区客户对金属增材制造设备日益增加的需求，提高日本市场的金属增材制造技术的普及率。铂力特将借助ORIX Rentec在测试设备以及ICT设备租赁事业中所积累的优质制造业客户资源，更加精准有效地开拓日本市场，开发新应用。 此外，ORIX Rentec一行还参观了铂力特企业展厅和智能制造厂房，并与铂力特方举行了座谈，深入讨论金属增材制造技术在日本地区的发展现状、应用前景以及设备市场推广等问题。 精诚合作，共赢未来。铂力特与ORIX Rentec将充分发挥各自的优势，在金属增材制造设备推广、应用开发等领域精诚合作，为日本地区客户提供金属增材制造解决方案，为客户创造价值。铂力特副总经理贾鑫，副总经理喻文韬，ORIX Rentec常务董事、技术本部长，ORIX Rentec董事、事业战略本部长出席了签约仪式。 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.真·自动·高效！铂力特革新批量化金属3D打印解决方案 2.智能制造，共创未来│3D打印专家铂力特与西门子签署战略合作协议 3.报名 | Formnext深圳增材制造展= 4.2023 TCT亚洲3D打印展预约全面启动

墨尔本理工大学增材制造中心马前教授团队在此前的5月31日于Nature杂志发表了借助3D打印研制出新型钛合金的研究，3D打印技术参考注意到，马前教授团队还于日前在Scripta Materialia上发表了题为“Node-reinforced hollow-strut metal lattice materials for higher strength”的文章。该研究报告了一种设计策略，通过采用节点加固策略可显著提高空心支柱金属点阵的强度。 空心支柱金属晶格材料 空心支柱金属晶格材料是一类新兴的晶格材料，与以往晶格结构不同之处在于其支柱和节点皆为空心，它们共同在晶格结构中形成相互连接的通道网络。在相似的相对密度下，空心支柱金属晶格比实心支柱晶格结构具有更高的结构效率。尽管结构效率高，但这些新型晶格材料的空心节点被发现是薄弱点，通常会导致过早失效。这阻碍了相互连接的空心支柱的固有优势的充分利用。例如，对Ni空心支柱晶格压缩的原位研究表明，变形局限于空心节点，而空心支柱应变最小。 https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2023.115547 显然，这种具有内部通道的晶格结构与其他实心支柱晶格结构在失效模式和机械性能方面有所不同。通常认为加厚节点壁可以用作节点加固策略，但墨尔本理工大学的研究人员认为引入专门设计的亚毫米节点加固方法可能从根本上提高它们的强度和刚度，同时需要考虑采用粉末床激光金属3D打印对空心支柱的可制造性，及如何避免粉末堵塞空心支柱。 为了展示设计理念，研究人员选择了空心支柱简单立方格子来进行节点加固和评估。这是因为简单立方格子拓扑结构的垂直支柱（承重较大）与水平支柱（承重较小）的数量比很高，因此是结构效率最高的晶格结构设计之一。此外，它的节点数量很少，因此通过应用节点加固来增加密度很容易管理。 空心支柱金属晶格节点加固方法 研究人员提出了三种节点加固策略，3D打印技术参考细致观察了其结构特点，其分别为在支柱节点内部垂直交叉加强、节点处管壁内外设置非接触加强筋、节点处沿管壁外侧设置加强筋。加强筋的厚度分为0.89mm和0.36mm两种，为确保节点加固后粉末自由流出，每个中空支柱的内径设计为1.78mm，外径为2.5mm（可见壁厚为0.36mm）。 三种节点加固策略 研究人员设计了未加固空心支柱晶格、采用以上加固策略的晶格以及未加固的实心支柱晶格，采用金属3D打印制造了上述钛合金晶格结构，并使用微焦点计算机断层扫描（µCT）检查。发现，在所有空心支柱晶格中都没有观察到粉末留存，包括那些带有内部节点增强的格子。支柱的内外轮廓均匀对称，目视检查每个格子支柱的外部轮廓也证实了其沿支柱轴线的均匀横截面。每个结构的的设计值与测量值之间的差异小于2.5%，确认设计与制造的一致性。 µCT对晶格结构的检查 对三组晶格的压缩应力-应变测试发现，每个晶格在峰值应力后强度急剧下降，这是因为该类晶格的屈服强度和弹性模量的解析解遵循相关模型。与未加固的晶格相比，所提出的节点加固设计，尤其是第一种，屈服强度和杨氏模量大幅增加。平均而言，该加固方式的晶格结构屈服强度增加了122%，密度增加了24%；第二种加固方式的晶格结构屈服强度增加了114%，密度增加了17%；；第三种加固方式的晶格结构屈服强度增加了101%，密度增加了18%。 不同情况下，Ti6Al4V简单立方晶格的压缩应力-应变曲线 实际的测试表明，所设计的三种节点加固空心支柱晶格结构的峰值应力分别超过现有实心支柱格子的峰值应力42%、31%和35%，表明他们卓越的结构效率。这一观察表明，这些加固的空心节点在单轴压缩下的行为类似于实心节点，因此可以利用空心支柱的固有结构效率。它突出了使用节点增强的空心支柱晶格代替实心支柱晶格的潜力。 基于Gibson-Ashby模型的相对屈服强度与相对密度和相对弹性模量与相对密度的双对数图 对比Ti6Al4V、SS316L、CoCr、Inconel 625和AlSi10Mg发现，节点增强的空心支柱晶格都位于经验上限之上，表明金属晶格具有以前无法实现的不寻常的结构效率。并且，无论晶胞如何拓扑，节点增强的空心支柱晶格始终优于未增强的空心支柱晶格和等效相对密度的现有实心支柱晶格。  失效模式与增强效果 研究人员以7×7×7mm的晶格结构探究节点增强和未增强的空心支柱晶格结构的失效模式，该尺寸的结构满足代表连续体机械响应的要求。当节点区域达到屈服阶段时，未增强的空心支柱晶格最初观察到节点椭圆化，然后随着施加的载荷的进一步增加而局部坍塌。 随着结构开始屈服，内部节点加固策略观察到节点椭圆化显著减少。达到峰值应力后，两个格子都观察到在支柱和节点之间的交叉点处发生塑性铰接，导致单层宽剪切。这种失效模式对于实心支柱晶格很常见，因为缺少倾斜支柱来抵抗横向应变。这一观察进一步证实，这些加固的空心节点的行为类似于实心节点。 外部节点加固设计表现出明显的失效模式，到达屈服阶段后，节点以类似于未加固节点的方式椭圆化。然后，剪切诱导的节点断裂沿着整个晶格的45°对角线发生（不再局限于单层），这些节点处的塑性铰接可忽略不计。这是另一种常见的晶格失效模式，比单层失效模式更具灾难性。 压缩失效模拟 为了定性了解单轴压缩下节点增强的结构效率，使用晶格节点的实体连续体模型实施了各向同性线弹性FEM模拟，发现节点增强的局部屈服阻力比未增强时高约50%。没有节点加固，应力集中直接发生在薄节点壁的内外表面上。相比之下，对于内部和内- 外节点加固，应力集中在互连支撑区域中发生的程度要低得多，并且施加到节点壁上的应力要小得多，这种应力分布允许这些内部支撑的晶格中的节点区域抵抗整个晶格结构的过早椭圆化和断裂，以承受更大的整体变形。 在研究的三种节点加固策略中，在每个空心节点内放置两个连续的加强板相当于引入两个承重垂直支柱。这有效地增加了节点横截面积，从而降低了施加到节点的峰值应力。相比之下，虽然沿Z轴在每个空心节点外部放置四个连续的加强板也可以成功降低施加在节点上的峰值应力，内部空心节点空间保持完好，但每个外部加强筋与空心节点内壁之间的四个连接区域成为应力集中区域（如图所示的两个垂直相对的红色区域）。因此，内部节点加固策略是最理想的选择，但该策略需要使用足够宽的中空通道以避免粉末阻塞。考虑到所有这些因素，内-外部节点加固策略似乎是一种有吸引力的折衷方案，其同时具有均匀的应力分布。 END 总之，采用LPBF工艺打印了具有三种节点增强策略（内部、外部、内部-外部）的空心支柱Ti6Al4V立方晶格，其中没有粉末存留并进行了评估。与未增强的空心支柱格子相比，这些节点加固策略将屈服强度、弹性模量显著提高，密度也适度增加。无论晶胞结构如何拓扑，这些节点增强的空心支柱晶格的相对屈服强度始终位于经验模型上限之上。此外，它们的峰值应力比密度相似的实心支柱立方晶格的峰值应力高出42%，表明它们具有出色的结构效率。内部节点加固策略产生了最佳的机械性能，但为避免粉末堵塞，该策略需要使用足够宽的中空通道。在这方面，内部-外部节点加固策略提供了一个有吸引力的选择。 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.Nature最新：超越TC4，3D打印获得更高强韧性钛-氧-铁合金 2.新技术极大提高金属3D打印晶格「结构完整性」检测的准确性 3.尺寸达1.3米，铂力特BLT-S1000 3D打印铝合金蒙皮点阵结构 4.3D打印点阵结构：材料疲劳容限设计与制造的力学性能综述