导读：来自大连理工、江苏大学等机构的研究人员，通过脉冲激光-电弧混合工艺成功制备了高强度的Al-Zn-Mg-Cu合金。通过多尺度表征，详细讨论了微观结构和热处理对机械性能的影响。同时，结合熔池凝固模拟揭示了显微组织的演化机制。这项工作有望提出一种利用多能场混合调节高强度铝合金微观结构和力学性能的新方法。   https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103526  Al-Zn-Mg-Cu (7xxx) 合金具有超高强度、良好的加工性能和最佳时效硬化能力等优点，满足了大部分航空航天结构材料应用，正广泛用于替代较重的镍基和钛合金。增材制造技术能够缩短加工周期、实现灵活加工，已成为一种很有前途的制造方法，可以生产传统技术无法制造的大尺寸、复杂结构。与铸造和焊接领域类似，激光粉末床熔融(LPBF) 工艺因容易产生过多缺陷（如裂纹、孔隙）而不适合制造7xxx合金。 铝合金的可打印性与凝固间隔宽、热膨胀系数高、开裂敏感性高、熔体流动性差和热导率高有关。有研究人员采用LPBF工艺打印了7075 铝合金，发现裂纹易发生在柱状晶附近界限，参数优化后沉积样品内部仍然存在热裂纹。最有希望的方法是改变7xxx铝合金的成分或添加晶粒成核剂以降低热撕裂敏感性。但这种方法增加了制造成本，近年来通过电弧增材制造铝合金已成为重要的研究方向。 线材+电弧增材制造可以用于以更低的成本和更高的效率生产复杂部件。同时，电弧的热输入较大，熔池的凝固速率较低，这似乎理想的解决了7xxx铝合金在快速熔化/凝固过程中的热裂纹问题。但同时也由于高热输入导致了粗晶粒、气孔和元素偏析的产生，从而导致抗拉强度较弱。2022年，北理工的研究人员使用7050铝合金丝制备了无裂纹的薄壁样品，然而沉积的样品显示出机械性能较差的柱状晶粒；2020年，哈工大研究人员探讨了电弧增材制造的7055铝合金的微观结构演变，由于多次热循环，纳米级沉淀物分布不均匀。通过调整热输入可以控制7xxx铝合金的晶粒形态，在热输入减少的过程中，孔隙率降低，晶粒由柱状变为等轴状。 为了进一步提高7xxx铝合金的增材制造适用性，研究人员研究了多能量场混合来控制成形过程，发现层间轧制和超声能量的引入可以调节微观结构和力学性能，但结合激光和电弧两种热源来提升增材制造质量，比上述传统的能量场混合更具吸引力。3D打印技术参考此前已经介绍过，激光能够显著稳定熔池。利用连续激光-电弧混合工艺制备316L不锈钢，通过提高激光功率，可以细化重熔区晶粒尺寸，提高力学性能。将连续激光与圆弧同心定位，激光提高了液滴转移稳定性和沉积速率。与连续激光相比，脉冲激光的持续时间短、频率高，可以控制熔池流动和热输入可以在7xxx铝合金中产生独特的微观结构。尽管如此，脉冲激光-电弧混合增材制造仍然未能避免非平衡凝固。因此，为了获得具有优异机械性能的Al-Zn-Mg-Cu合金，通常需要进行后续热处理以产生纳米级析出物并析出强化。综上所述，有必要进一步研究微观结构的形成机制，以及它们与使用激光-电弧混合工艺和后续热处理制备的Al-Zn-Mg-Cu合金的力学性能的关系。 研究团队使用自主研发的激光-电弧混合增材制造系统，包括数控机床（CNC）、脉冲激光器、电弧焊机、自动送丝机。引导激光束和电弧之间的角度为55°，焊丝和电弧枪采用前送丝方式固定，数控机床实现了激光透镜和安装在其上的电弧炬的精确移动。基板在数控工作台的控制下移动。使用该系统制造了120×7.6×60mm的薄壁试样。  本研究使用的打印装置   (a) 晶粒形态演化示意图。(b) 柱状和等轴晶的反极图 (IPF)  沉积态和热处理后的 Al-Zn-Mg-Cu 合金的机械性能   研究发现，沉积态样品显示为交替显微结构，电弧区为粗柱状晶粒，激光区为等轴晶粒。通过模拟热历史，确定微观结构的形成机制主要是由于在脉冲激光持续时间内急剧的温度梯度和凝固速率以及加速的流体流动造成的。稳定的富Zn和Mg相分散在激光区的晶粒内，而在电弧区则形成复杂的连续网状。两阶段固溶和时效处理促进了大量棒状η' 纳米沉淀物和较小的针状GP-II区的产生。此外，研究表明，热处理不仅有助于同时提高强度和延伸率，而且还显著降低了各向异性。 测试发现，材料的极限抗拉强度达到 602.3 ± 7.6MPa，断后伸长率为8.90 ± 0.10 %，优于传统的锻造7075铝合金。该研究采用激光电弧混合方法还将适用于其他合金，并将在航空航天工业中有广泛的应用。 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.西交大：新型熔滴+电弧增材制造铝合金研究取得新进展 2.弗劳恩霍夫新工艺丨电弧+激光混合金属3D打印技术 3.波音扩大电弧增材制造工艺测试，将3D打印大型铝合金构件 4.西工大黄卫东、林鑫教授团队：3D打印Al-Si合金工艺–组织–性能量化关系研究

易加三维金属增材制造系统添加新成员EP-M825。公司研发团队历经一年多的研发设计、攻坚克难，应用技术再次取得突破，该设备最多可支持十激光同时打印，打印效率高达250cm³/h，适用于航空航天、模具制造、汽车工业等领域高性能零部件的直接制造。 成型室833mmx833mmx1100mm 成形尺寸大，成形体积＞760L，可打印钛合金、铝合金、高温镍基合金、模具钢、不锈钢、钴铬合金等多种金属粉末，可以满足航空航天、模具制造、汽车工业等领域大尺寸、高精度和高性能零部件的直接制造。 可配四/六/八/十 光纤激光器 更多激光数选择：4x500W / 6x500W / 8x500W / 10x500W，光斑直径70-120μm，可打印20-120μm分层厚度粉末，可根据不同场景、不同需求、不同工艺选择最优配置，有针对性的为您提供最适合的生产力工具。 最大成型速度可达250cm³/h 定制化核心光学器件，激光光束质量高，采用多激光精准定位+拼接区精度控制技术，8m/s高效激光扫描，金属打印件的致密度 >99.9%，拼接区精度偏差≤±0.1mm，保证设备的高质量、高效率及高稳定性打印。 三级过滤、配备永久滤芯 风场结构优化设计，有效去除烟尘、飞溅，保证打印面光亮整洁、火花明亮一致。采用三级过滤，配备永久滤芯，有效保障设备长期稳定运行。 EP-M825规格参数 EPHatch 打印工艺规划软件 EPHatch是易加三维自主研发的工艺规划软件，支持对SLC/CLI切片文件进行加工路径填充，具备不同特征区域智能识别、工艺参数丰富、开放可调的特点，能满足不同类型零件的打印工艺需求。 EPlus 3D 控制软件 EPlus 3D控制软件可完成从数据到零件加工成型的整个控制过程，同时具备过程监控及物联网等相关功能，可满足智能车间的生产管控需要。该控制软件主要由调机页面、排版页面、加工页面、报告页面构成，具备易操作、流程化、智能化等特点，用户按操作指引即可轻松完成打印任务。 易加三维专注研发工业级3D打印装备，以市场需求为导向、以技术创新谋发展，践行实干；专注生产制造稳定、可靠、一致的工业级增材制造系统，以解决行业痛点为初心，以让3D打印走向直接制造为使命，锐意进取；专注服务好每一位行业客户，以秉承深化合作互利共赢为理念，携手共促我国制造业健康发展。

3D打印技术参考注意到，科技部于近日发布了关于2023年度国家重点研发计划重点专项项目申报指南的通知，共包含六个专项，分别为：  （1）“高性能制造技术与重大装备” （2）“智能传感器” （3）“工业软件” （4）“增材制造与激光制造” （5）“智能机器人” （6）“网络空间安全治理” 以下为通知全文： 各省、自治区、直辖市及计划单列市科技厅（委、局），新疆生产建设兵团科技局，国务院各有关部门，各有关单位：国家重点研发计划深入贯彻落实党的二十大精神，坚持“四个面向”总要求，持续推进“揭榜挂帅”、青年科学家项目等科技管理改革举措，着力提升科研投入绩效，加快实现高水平科技自立自强。根据《国家重点研发计划管理暂行办法》和组织管理相关要求，现将“高性能制造技术与重大装备”“智能传感器”“工业软件”“增材制造与激光制造”“智能机器人”“网络空间安全治理”6 个重点专项 2023 年度项目申报指南予以公布，请根据指南要求组织项目申报工作。有关事项通知如下。一、项目组织申报工作流程1.申报单位根据指南方向的研究内容以项目形式组织申报，项目可下设课题。项目应整体申报，须覆盖相应指南方向的全部考核指标。项目设 1 名负责人，每个课题设 1 名负责人，项目负责人可担任其中 1 个课题的负责人。2.整合优势创新团队，并积极吸纳女性科研人员参与项目研发，聚焦指南任务，强化基础研究、共性关键技术研发和典型应用示范各项任务间的统筹衔接，集中力量，联合攻关。鼓励有能力的女性科研人员作为项目（课题）负责人领衔担纲承担任务。3.国家重点研发计划项目申报过程分为预申报、正式申报两个环节，具体工作流程如下。——填写预申报书。项目申报单位根据指南相关申报要求，通过国家科技管理信息系统公共服务平台（http://service.most.gov.cn，以下简称“国科管系统”）填写并提交3000字左右的项目预申报书，详细说明申报项目的目标和指标，简要说明创新思路、技术路线和研究基础。从指南发布日到预申报书受理截止日不少于50天。预申报书应包括相关协议和承诺书。项目牵头申报单位应与所有参与单位签署联合申报协议，并明确协议签署时间；项目牵头申报单位、课题申报单位、项目负责人及课题负责人须签署诚信承诺书，项目牵头申报单位及所有参与单位要落实《关于进一步加强科研诚信建设的若干意见》《关于进一步弘扬科学家精神加强作风和学风建设的意见》等要求，加强对申报材料审核把关，杜绝夸大不实，严禁弄虚作假。预申报书须经相关单位推荐。各推荐单位加强对所推荐的项目申报材料审核把关，按时将推荐项目通过国科管系统统一报送。专业机构受理预申报书并组织首轮评审。为确保合理的竞争度，对于非定向申报的单个指南方向，若申报团队数量不多于拟支持的项目数量，该指南方向不启动后续项目评审立项程序，择期重新研究发布指南。专业机构组织形式审查，并根据申报情况开展首轮评审工作。首轮评审不需要项目负责人进行答辩。根据专家的评审结果，遴选出 3~4 倍于拟立项数量的申报项目，进入答辩评审。对于未进入答辩评审的申报项目，及时将评审结果反馈项目申报单位和负责人。——填写正式申报书。对于通过首轮评审和直接进入答辩评审的项目申请，通过国科管系统填写并提交项目正式申报书，正式申报书受理时间为 30 天。专业机构受理正式申报书并组织答辩评审。专业机构对进入答辩评审的项目申报书进行形式审查，并组织答辩评审。申报项目的负责人通过网络视频进行报告答辩。根据专家评议情况择优立项。对于支持 1~2 项的指南方向，原则上只支持 1 项，如答辩评审结果前两位的申报项目评价相近，且技术路线明显不同，可同时立项支持，并建立动态调整机制，结合过程管理开展关键节点考核评估，根据评估结果确定后续支持方式。4.定向项目（含定向委托和定向择优）不填写预申报书，直接在国科管系统填写正式申报书。专业机构在受理项目申报后，组织形式审查，并组织答辩评审，申报项目的负责人进行报告答辩。根据专家评议情况择优立项。 二、组织申报的推荐单位 1.国务院有关部门科技主管司局；2.各省、自治区、直辖市、计划单列市及新疆生产建设兵团科技主管部门；3.原工业部门转制成立的行业协会；4.纳入科技部试点范围并且评估结果为 A 类的产业技术创新战略联盟，以及纳入科技部、财政部开展的科技服务业创新发展行业试点联盟。各推荐单位应在本单位职能和业务范围内推荐，并对所推荐项目的真实性等负责。推荐单位名单在国科管系统上公开发布。三、申报资格要求 1.项目牵头申报单位和参与单位应为中国大陆境内注册的科研院所、高等学校和企业等，具有独立法人资格，注册时间为 2022 年 6 月 30 日前，有较强的科技研发能力和条件，运行管理规范。国家机关不得牵头或参与申报。项目牵头申报单位、参与单位以及团队成员诚信状况良好，无在惩戒执行期内的科研严重失信行为记录和相关社会领域信用“黑名单”记录。申报单位同一个项目只能通过单个推荐单位申报，不得多头申报和重复申报。2.项目（课题）负责人须具有高级职称或博士学位，1963 年 1 月 1 日以后出生，每年用于项目的工作时间不得少于 6 个月。3.项目（课题）负责人原则上应为该项目（课题）主体研究思路的提出者和实际主持研究的科技人员。中央和地方各级国家机关的公务人员（包括行使科技计划管理职能的其他人员）不得申报项目（课题）。4.参与重点专项实施方案或本年度项目指南编制的专家，原则上不能申报该重点专项项目（课题）。5.受聘于内地单位的外籍科学家及港、澳、台地区科学家可作为项目（课题）负责人，全职受聘人员须由内地聘用单位提供全职聘用的有效材料，非全职受聘人员须由双方单位同时提供聘用的有效材料，并作为项目预申报材料一并提交。6.申报项目受理后，原则上不能更改申报单位和负责人。7.项目申报查重要求详见附件 1。各申报单位在正式提交项目申报书前，可利用国科管系统查询相关科研人员承担国家重点研发计划重点专项、科技创新 2030—重大项目等在研项目情况，避免重复申报。8.具体申报要求详见各申报指南，有特殊规定的，从其规定。四、项目管理改革举措 1.关于“揭榜挂帅”项目。为切实提升科研投入绩效、强化重大创新成果的“实战性”，重点研发计划聚焦国家战略亟需、应用导向鲜明、最终用户明确的攻关任务，设立“揭榜挂帅”项目。突出最终用户作用，实施签订“军令状”“里程碑”考核等管理方式。对揭榜单位无注册时间要求，对揭榜团队负责人无年龄、学历和职称要求，鼓励有信心、有能力组织好关键核心技术攻坚的优势团队积极申报。明确榜单任务资助额度，简化预算编制，经费管理探索实行“负面清单”。2.关于青年科学家项目。为给青年科研人员创造更多机会组织实施国家目标导向的重大研发任务，重点研发计划设立青年科学家项目。根据领域和专项特点，采取专设青年科学家项目或项目下专设青年科学家课题等多种方式。青年科学家项目不要求对指南内容全覆盖，不下设课题，原则上不再组织预算评估，鼓励青年科学家大胆探索更具创新性和颠覆性的新方法、新路径，更好服务于专项总体目标的实现。3.关于部省联动。部分专项任务将结合国家重大战略部署和区域产业发展重大需求，采取部省联动方式实施，由部门和地方共同凝练需求、联合投入、协同管理，地方出台专门政策承接项目成果，在项目组织实施中一体化推动重大科技成果产出和落地转化。4.关于技术就绪度（TRL）管理。针对技术体系清晰、定量考核指标明确的相关任务方向，“十四五”重点研发计划探索实行技术就绪度管理。申报指南中将明确技术就绪度要求，并在后续的评审立项、考核评估中纳入技术就绪度指标，科学设定“里程碑”考核节点，严格把控项目实施进展和风险，确保成果高质量产出。五、具体申报方式 1.网上填报。请各申报单位按要求通过国科管系统进行网上填报。专业机构将以网上填报的申报书作为后续形式审查、项目评审的依据。申报材料中所需的附件材料，全部以电子扫描件上传。项目申报单位网上填报预申报书的受理时间为：2023 年 6 月 20 日 8:00 至 7 月 24 日 16:00。进入答辩评审环节的申报项目，由申报单位按要求填报正式申报书，并通过国科管系统提交，具体时间和有关要求另行通知。定向项目申报单位填写正式申报书的受理时间为：2023 年 6 月 20 日 8:00 至 7 月 24 日 16:00。2.组织推荐。请各推荐单位于 2023 年 7 月 27 日 16:00 前通过国科管系统逐项确认推荐项目，并将加盖推荐单位公章的推荐函以电子扫描件上传。3.技术咨询电话及邮箱：010-58882999（中继线），program@istic.ac.cn4.业务咨询电话：（1）“高性能制造技术与重大装备”重点专项咨询电话：010-68104402。（2）“智能传感器”重点专项咨询电话：010-68104423。（3）“工业软件”重点专项咨询电话：010-68104472。（4）“增材制造与激光制造”重点专项咨询电话：010-68104487。（5）“智能机器人”重点专项咨询电话：010-68207734、68207749。（6）“网络空间安全治理”重点专项咨询电话：010-68207726、68207794。附件：1.项目申报查重要求2.“高性能制造技术与重大装备”重点专项…

使用3D打印技术制造玻璃的应用并不常见，这种透明的结构具有无机非金属的材料属性，与激光作用也无法被轻易熔化。然而自2009年开始，玻璃的3D打印开始受到关注，从以色列Micron3DP到德国Fraunhofer和KIT，再到美国LLNL和MIT，世界各地涌现出不同的玻璃打印工艺，而且相关的研究已经在《科学》杂志发表过文章。3D打印技术参考注意到，《科学》杂志最新一期报道了一种采用低温热处理免烧结3D打印制造纳米光学玻璃的研究。 https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq3037 二氧化硅玻璃的3D打印以颗粒烧结技术为主，然而其软化点为1100°C，使得其制造本身就具有挑战性。然而，凭借卓越的光学透明度以及热、化学和机械弹性使其成为现代工程应用中最重要的材料之一，在微光学、光子学、微机电系统以及微流体和生物医学领域均有大量应用。传统的二氧化硅玻璃3D打印技术在纳米尺度上也限制了它们在微系统技术中的采用，从而阻碍了技术突破。已建立的微系统合成路线通过精心设计的自上而下的工艺序列制造二氧化硅结构，其中涉及2D掩模光刻、热氧化、气相沉积和蚀刻等技术，但这些工艺很难转化为3D打印技术。 来自德国卡尔斯鲁厄理工学院、美国加利福尼亚大学尔湾分校和爱德华兹生命科学公司的研究人员，通过配置优化的树脂材料，结合双光子聚合3D打印，大大降低了二氧化硅3D打印的熔点。具体的说，其使用了一种多面体低聚倍半硅氧烷 (POSS) 树脂，与粘结剂包覆颗粒相反，POSS树脂本身构成连续的硅氧分子网络，仅在650°C时即可形成透明的熔融石英。该温度比将二氧化硅颗粒熔化成连续熔体的烧结温度低500°C。 基于本想研究3D打印制备出的SiO2玻璃桁架 双光子聚合也称双光子3D打印（TPP），基于“双光子吸收效应”， 可以将反应区域限制在焦点附近极小的位置，通过纳米级精密移动台，使得该焦点在物质内移动，焦点经过的位置，光敏物质发生变性、固化，因此可以打印任意形状的3D物体。双光子聚合激光直写技术摒弃了传统增材制造层层叠加的方法，使得层与层之间的精度大大提高，消除了“台阶效应”，可以制造低粗糙度、高精度的器件，如各种光学元件、维纳尺度的结构器件等。 树脂内部的反应成分吸收两个或多个光子需要非常高的光子密度，这个过程只能发生在激光束的焦点上，能够制备具有亚微米范围内非常精细特征的物体 使用TPP技术打印玻璃的研究已经有报道，但仍旧是基于颗粒负载来牺牲聚合物粘结剂的方法，仍旧需要高温烧结，因此对于微光学元件制造来说适用性有限。本研究的团队介绍了一种无颗粒有机-无机POSS玻璃树脂，设计用于使用丙烯酸酯功能化以不受约束、简便和可重复的方式打印高质量3D结构，并通过低温热处理将聚合物模板转化为高保真光学级SiO2纳米结构。打印后零件使用 异丙醇显影浴溶解剩余的未固化树脂，在空气气氛中650°C的适度热处理将打印后的聚合物零件转化为熔融石英结构。伴随约40%的各向同性线性收缩，高温使有机化合物分解和脱除，最终获得致密的玻璃结构。 用丙烯酸酯功能化 POSS 树脂制备高质量熔融石英纳米结构 POSS玻璃树脂是一种负性TPP光致抗蚀剂，由三部分组成：89wt%丙烯酸酯官能化POSS单体、9wt%三官能丙烯酸单体和2wt% α-氨基酮家族的光引发剂。POSS单体是主要成分，其POSS笼核构成了能够实现SiO2转化的硅氧纳米团簇。丙烯酸官能团对于实现高性能TPP打印至关重要。此前所报道的环氧树脂POSS TPP树脂的负载量限制在10-60wt%。但在该研究中，尽管POSS负载量高达89wt%，仍然实现了可重现的TPP打印，并提供了重要的抗开裂弹性。这是打印具有足够紧密堆积的硅氧纳米团簇结构的关键，该结构在低温下成功转化为致密的SiO2。 本研究的团队基于此，使打印分辨率提高了四倍，使可见光纳米光子学器件直接打印成为可能。该研究同时展示了出色的光学质量、机械弹性、易于加工和可覆盖的尺寸尺度，所开发的材料为无机固体的微米和纳米3D打印设定了基准。 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.最新：玻璃结构体积3D打印登上《Science》封面 2.瑞士高校开发出复杂陶瓷混合增材制造工艺 3.Nature最新：超越TC4，3D打印获得更高强韧性钛-氧-铁合金 4.视频：金属3D打印支撑机械自动化去除与化学去除

西南交大联合华中科技、中车工业研究院、中车青岛四方机车、北理工以及曼彻斯特大学发表了联合综述，总结了当前铁路行业利用增材制造技术的优势和挑战，对增材制造部件的疲劳评估进行了强调，详细讨论了应对挑战的潜在设计方法，包括公认的结构完整性和未来前景。研究结果不仅有利于铁路工程增材制造技术应用的发展，也有利于实现金属部件的轻量化设计，改进性能评估和安全检查策略。 上文总结了增材制造技术在铁路行业的应用及优势，涉及使用激光熔覆修复表面损坏、制造不再生产的零件、打印复杂零件以及开发超高强度材料等等，从而能够制造复杂零件、节省材料、缩短交货时间和快速设计迭代。本文将主要介绍增材制造技术在铁路行业应用的挑战与策略、铁路行业增材制造路线图。 (a) 最高设计时速600公里/小时的高速磁浮交通系统转向架；(b) SLM生产的磁悬浮臂；(c) HRAM生产的空气弹簧安装梁；(d) HRAM 生产的 ZL205A 合金的机械性能，以及验收指数 三. 增材制造技术在铁路行业应用的挑战与策略 与其他快速发展的技术一样，增材制造在铁路领域的实际应用面临着重大挑战。与成熟的传统制造方法相比，增材制造技术仍然需要提高生产力和质量控制。大多数科学文献来自大学和国家实验室，因此缺乏实际应用所需的经济和技术分析。相比之下，企业申请了大量专利，重要的产业创新并未公开。因此，增材制造技术的研究及其在铁路行业的技术应用还存在一定差距，仍存在关键的科学、技术和经济问题。 （1）增材制造零件结构完整性的关键 增材制造技术为复杂结构部件的设计和生产带来了前所未有的解决方案。然而，将这些优势扩展到大型承重铁路部件需要更深入了解这些材料的机械性能。增材制造工艺的异质微观结构、加工引起的缺陷、表面质量差和残余应力特征仍然知之甚少。探索这些因素的性质及其对铁路部件在其生命周期中的影响是一项关键挑战。 (a) 新开发的合金粉末，命名为CCRC-HP-1；(b)不同SLM铝合金的拉伸性能比较；(c) 使用CCRC-HP-1 合金粉末的 SLM 打印部件 SLM制造的高速磁悬浮交通转向架磁悬浮臂的剩余寿命评估 （2）资质认证 考虑到复杂的参数空间等因素，打印高密度、可预测性能、高可靠性和稳定性的零件是一项真正的挑战。增材制造铁路部件的迭代生命周期包括设计、打印机、原料、参数、后处理、性能测试方法、性能评估和工程应用。每个生命周期及其子步骤都会对随后的最终零件性能产生影响。还应注意的是，增材制造工艺选择是一个集成的迭代活动。例如，在设计过程中，构建因素包括零件尺寸、复杂性、特征分辨率、构建速率、原料、多合金、工艺经济性和成熟度。对于每种合金的使用，每种增材制造工艺都有其独特的优点和缺点，而且原料的可用性也各不相同。可以理解的是，考虑到安全影响，在铁路部门引入增材制造技术时，标准的制定至关重要。因此，资质成为增材制造零件生产和应用的关键环节。 影响增材制造铁路组件生命周期因素的详细流程图 目前，缺乏技术标准意味着无法保证给定增材制造产品的尺寸精度和性能。增材制造标准，包括原料、工艺、测试技术和质量控制，主要由ISO和ASTM承担。尽管已经发布了一系列增材制造标准，但疲劳性能和缺陷容限标准的缺乏使得增材制造认证变得困难，特别是对于特定行业。与铁路行业相比，增材制造标准在航空航天行业取得了进一步进展，这也是航空航天领域引领增材制造市场的主要原因之一。然而，与铁路领域相关的增材制造标准的制定仍处于起步阶段。 （3）经济可持续性 除了上面讨论的科学和认证问题外，铁路行业目前和未来对增材制造产品的应用障碍将是经济方面的考虑。对于铸造和冲压等传统工艺，零件通过模塑或加热或加压成型制成的，导致初始成本高昂。随着零件数量的增加，高昂的成本得到了分配，从而迅速降低了单位成本。由于避免了新零件的额外成本，因此单位成本不会随增材制造零件的数量而显著变化。因此，它比原型生产中的其他制造工艺便宜得多。 第一个增材制造的铁路部门安全关键部件（制动悬架连杆） 降低维护成本在铁路行业尤为重要，因为铁路行业的设计和制造迭代速度很慢，基于这些要求，减少实物库存中的零件库存并简化物流和整个供应链，将使增材制造技术在备件应用中更具吸引力 四. 铁路行业增材制造路线图 增材制造工艺技术的成熟、计算机和网络的快速发展以及竞争前的合作，是绘制铁路行业增材制造路线图的协同力量。在短期内，全球铁路运营商和制造商都可以采用增材制造进行翻新、维修和维护。修理传统制造的零件或制造备件，是减轻零件过时或交货时间长问题的机会。 增材制造高铁部件一体化设计-制造-评价框架流程图，主要包括四个主要步骤 从中期来看，增材制造可用于传统零件的重新设计、零件整合、拓扑优化或晶格结构的使用。在这里，驱动因素转向了对轻量化、减少材料浪费、降低生产成本和提高性能的需求。简化了冗长的开发时间尺度，以适应增材制造实现的更轻巧、更灵活的设计和结构。 增材制造路线图显示增材制造在铁路行业不同发展时期的可能应用 从长远来看，增材制造提供复杂的几何形状、结构重量减轻、定制设计、开发周期时间缩短、设计迭代快速和性能增强等优势。增材制造带来的复杂性不仅延伸到零件的几何形状，还延伸到零件内的微观结构，可能具有特定位置的属性。开发更快、更安全和更可靠的铁路系统是增材制造应用的主要驱动力。未来在铁路行业的应用可以充分利用增材制造的优势。多材料和多功能增材制造也引起了极大的兴趣，它有可能使设计人员能够定制组件。例如，增材制造工艺可以生产用于超高速轨道的部件，根据铁路轨道支架内部的应力分布改变孔隙率，可以生产具有梯度密度的定制轨道支架等。 结论 本文概述了增材制造在铁路行业的应用和研究，以及与增材制造铁路部件相关的挑战和前景。主要优势在于制造复杂零件、节省材料、缩短交货时间和快速设计迭代。综述了增材制造在铁路行业的近期研究和应用。目前，增材制造在铁路行业的应用还在很大程度上处于工程化的道路上。使用原始零件几何形状修复传统制造的零件或制造备件是目前的主要应用。由于传统零件不是为增材制造设计的，因此从材料特性的角度来看，增材制造替换零件将与原始零件不同。增材制造技术在铁路工程中缺乏认证标准、零件的结构完整性问题等可靠性差和其他限制是其广泛应用的主要挑战。然而，增材制造在复杂几何形状、结构减重、定制化方面具有极佳的设计潜力并支持快速设计迭代。未来，随着基于可靠结构完整性方法的增材制造材料、技术和标准的发展，增材制造将被用于建设更快、更安全、更可靠的轨道交通系统。 参考：Structural integrity issues of additively manufactured railway components: Progress and challenges 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，未经授权转载违规。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： 1.六机构联合综述：铁路部件3D打印的结构完整性问题、进展与挑战（一） 2.3D Systems要收购Stratasys！潜在对手竟然还有这么多！ 3.北理工院士团队：采用国产多激光金属3D打印装备制备出高铁刹车盘 4.Formnext2023增材制造展金属粉末品牌展商预览

科技部于去年三月公布了“十四五”国家重点研发计划“增材制造与激光制造”重点专项（点击查看）2022年度项目申报指南，涵盖了基础理论和前沿技术、核心功能部件、关键技术与设备、典型应用示范等四大类26个项目。其中包含“大幅面纤维增强热塑性复合材料增材制造技术与装备”项目。 3D打印技术参考注意到，该项目由同济大学牵头，西北工业大学、上海电气自动化集团有限公司、西安航天复合材料研究所等8家单位共同参与。5月31日，同济大学新闻网发布该项目开始启动的通知。  该项目要求研究面向大型纤维增强热塑性复合材料构件的多丝束挤出增材制造成形机理及翘曲变形行为，发展大型纤维增强热塑性复合材料构件设计方法，攻克大型纤维增强热塑性复合材料增材制造的路径优化、多材料性能匹配、多工艺参数匹配、界面结合优化、成形精度控制等关键技术；研究增材制造复合材料构件非降级回收再制造技术和构件的性能评价方法；研制大型纤维增强热塑性复合材料构件增材制造装备。对于指标考核，要求： 1）研制纤维增强热塑性复合材料多丝束挤出增材制造装备，成形尺寸4000mm x 2000mm x 1000mm，成形效率比单丝工艺提升5倍以上，构件制造精度≤1‰； 2）增材制造构件纤维质量分数≥55%，层厚在0.1mm-1mm可调，层间剪切强度≥35MPa； 3）回收再制造复合材料力学性能不低于回收前性能的90%； 4）在航空航天、轨道交通等领域应用验证，制定大型纤维增强热塑性复合材料构件增材制造成形工艺标准和测试评价规范。   同济大学李岩教授任该项目的首席科学家，李岩教授在5月26日的项目的启动暨实施方案论证会上详细汇报了项目的实施方案, 项目围绕融合自动铺丝和3D打印大幅面连续纤维增强热塑性复合材料增材制造技术及装备，建立以机理和规律为支撑的构件设计、制造和装备一体化技术体系及应用验证平台，实现大幅面复杂复合材料构件的高性能、整体化和高效率制造，技术可推广。专家组对实施方案进行了审阅、质询和指导，认为该实施方案与项目任务书要求一致，技术路线、考核指标明确，项目课题设置合理；项目阶段目标和分工明确，计划安排基本合理；项目法人单位职责明确，交流检查机制健全，实施方案合理可行，一致同意通过实施方案论证。 3D打印可以非常精确的定位和定向连续纤维。因此，可以将纤维放置在产品内部的选定方向和位置，使其沿着指定载荷路径提供所需强度和刚度，形成内部结构的组成部分。这意味着纤维被安置在需要其发挥作用的任何位置，多条纤维甚至可以在整个零部件中形成一系列传感器。与此同时，由于3D打印不再需要工具或模具，因此它提供了一步制造方法来生产任何形状的连续纤维增强复合材料，从而取代了更复杂、耗时且昂贵的传统多步制造技术。 在国防应用领域，3D打印技术无疑提供了一种低成本、省时的方法来制造轻质、拓扑优化的结构部件。2021年3D打印技术参考报道了美空军研究室大力开发连续复合材料3D打印并用于无人机机翼成型的案例。2023年，3D打印技术参考注意到，德国宇航中心（DLR）结构与设计研究所为航空航天领域高性能结构件开发了全新的设计思路和相关制造工艺——热塑性复合材料增材制造技术，这是一种融合3D打印技术和自动铺丝技术的复合制造工艺。而对于十四五重大科研计划中的本项目，由航空背景的相关团队领导或可理解。 据航空科学技术杂志指出，连续纤维3D打印技术与传统的自动铺丝成形相比，自动化程度和柔性更高，对于典型的碳纤维／聚醚醚酮零件，研发周期可缩短至原来的1/30，生产速度可提高100倍。使该技术既可以用于大批量生产复合材料零件，也可以一次性打印高度复杂的几何形状或者需要极其精密制造的关键零件，被认为将颠覆航空复合材料结构的生产模式。 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.“十四五”国家重点研发计划“增材制造与激光制造”重点专项2022年度项目申报指南发布 2.纤维复合材料3D打印入选“十四五”国家重点研发计划，附5款国内已商业化的打印装备 3.3D Systems要收购Stratasys！潜在对手竟然还有这么多！ 4.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

Stratasys近期可谓一直处于舆论漩涡，围绕合并、收购的话题层出不穷。在5月25日曝出将要和Desktop Metal合并后，其最大股东Nano Dimension似乎并不甘心放弃收购的努力，同时对Stratasys持续拒绝接受其更高报价表示困惑。有意思的是，Nano Dimension也曾试图收购Desktop Metal，双方高层也曾就此沟通，但目前看来并没有谈拢，收购价格是一个重要因素。 让这场看似闹剧却又严肃的事情再起波澜的是，Stratasys于6月1日宣布收到来自3D Systems的收购提议。后者希望能够以每股Stratasys普通股7.50美元现金和1.2507股3D Systems新发行普通股的价格收购Stratasys，合计每股要约价值为17.91美元，总价值约12.25亿美元。但如果3D Systems股价攀升至10美元，总交易价值会超过13亿美元，这与Nano Dimension 11亿美元的报价略有增加，而后者的报价被认为低估价值而遭到拒绝。  这场2023年度的增材制造市场收购大戏看起来颇为混乱，同时也可看出Stratasys当前的窘境。作为全球聚合物3D打印解决方案的领导者，发展到目前的境地值得深思。Stratasys的传统主要工艺类型为面向工业级的聚合物FDM挤出和材料喷射，随着其挤出技术专利的到期，Raise3D、一迈智能、INTAMSYS、Markforged以及其它后来的竞争者不断占据其传统销售市场，而高端的材料喷射工艺经过多年发展实际上也未能看到规模效应。价格昂贵，行业应用存在高昂的成本门槛，是导致这些高端技术没能普及发展的重要因素之一。 Stratasys发展需要下的竞争版图  为了扩大规模继续发展并保持领先，Stratasys在过去几年一直在买买买的道路上高歌猛进。从事大幅面SLA立体光刻的RPS公司、从事3D打印材料业务的科思创Covestro、从事高速DLP技术的Origin公司均被Stratasys收购，使其能够与传统的3D打印巨头3D Systems、后起之秀Carbon以及其他同类型的设备和材料制造商竞争。 Stratasys技术产品竞争品牌 从Stratasys从事的主要技术类型来说，其对大规模批量生产似乎缺乏直接兴趣。但公司确实需要发展，规模化的批量生产是不得不考虑的问题。除上述提到的技术类型外，Stratasys也已经拥有高速聚合物PBF技术 (SAF，h350)，这很明显与3D Systems、EOS、HP以及华曙高科的产品形成了竞争。该公司在多年前还表示在开发金属3D打印技术，但从至今的市场来看，金属打印技术的开发并不尽如人意。 对于金属3D打印，直接激光粉末床熔融技术与Stratasys的常规技术相距太远，基于粘结剂喷射的工艺则更能契合其技术特征。因此，选择便进一步缩小，但ExOne（ Desktop Metal）和Digital Metal（Markforged）均已被收购。Markforged当前的市值约1.7亿美元，主要技术类型为工业级FFF挤出，实际上与Stratasys的传统强项有很大重合，其可能也不太愿意被收购或合并。Desktop Metal的主打技术类型为粘结剂喷射金属3D打印，实际上与Stratasys的材料喷射强项有类似但又不相关，因此选择它更为合适。 Stratasys技术产品竞争品牌（3D打印技术参考制图） 但Desktop Metal也收购了大量公司，目前从事的技术类型可谓太过混杂，不仅有基于粘结剂喷射的砂型和金属3D打印，还有基于粉末床的多金属激光打印，甚至还有DLP技术和弹性体3D打印解决方案，但看起来似乎能较大程度补充并增强Stratasys的技术方案。因此，对于这两方的合并，会涉及到数十种不同技术的整合。但需要注意的是，这可能是一场强强联合，也可能会完全不及预期。 3D Systems信心满满的新布局  3D打印技术参考注意到，3D Systems于6月2日对收购Stratasys给出了更多细节。3D打印领域的两家巨头，能否合并成功呢？ 3D Systems于5月30日向Stratasys董事会提出了这项合并提议。拟议的合并对Stratasys股东来说相当于巨大的溢价。合并后，新实体的市场价值将超过18.4亿美元的价值，可为Stratasys股东带来70%的价值提升，大大超过Stratasys完全稀释后的市值。Stratasys的股东将拥有新成立实体40%的股份，并有权获得约5.4亿美元的现金。  就合并后的财务状况而言，新实体财务状况将更为稳健。3D Systems的预测显示，到2024年，3D Systems-Stratasys合并后的收入将达到13亿美元，成为最大的纯增材制造公司。 3D Systems对收购给出了预测（QQ群下载PDF全文） 3D Systems还为潜在的合并收益准备了多个假设。如100美元的成本协同效应带来1500美元的增量股权价值，资本化倍数达到15倍，3D Systems还愿意向 Desktop Metal支付合并终止费。 3D Systems总裁兼首席执行官Jeffrey Graves博士表示，”3D Systems和 Stratasys的结合对于两家公司的股东来说简直是最好的结果。我们强烈认为，现在是各方认识到我们两家企业合并的压倒性逻辑的时候了。我们处于一个独特的位置，可以充满信心并快速采取行动，我们鼓励Stratasys董事会参与我们的提议，并使这一合并成为现实，以造福于两家公司的股东、员工和客户。我们正处于行业的转折点，通过获取规模效益、加强创新投资和实现长期盈利增长，我们的股东和所有利益相关者都有巨大的优势。我们了解并尊重Stratasys 业务以及在全球范围内取得的成功。我们致力于创建一个联合平台，使这两家伟大的公司能够为全球客户提供服务，并以创新的技术产品引领行业。“ 双方合并后的技术类型及应用行业预测（QQ群下载PDF全文） 由于两家最大的纯增材制造公司之间的竞争减少，这种合并可能将限制3D打印领域的创新。Stratasys董事会将根据其受托责任以及Stratasys与Desktop Metal合并协议规定，在咨询其独立财务和法律顾问后，仔细审查3D Systems的提案。Stratasys董事会尚未在Desktop Metal合并协议所设想的框架内对3D Systems提案做出任何决定，该协议仍然有效，也没有改变其一致批准、建议和声明。 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.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 2.3D打印行业重磅：Stratasys与Desktop Metal将合并 3.全球知名工业级3D打印企业2022财年收入及最新市值汇总 4.Stratasys 2022年全年收入6.5亿美元，与近十年前相当

导读：3D打印技术参考注意到，来自墨尔本理工大学、悉尼大学、香港理工大学的联合团队（主要作者姓名有明显的中式特征）于5月31日在《自然》杂志发表了题为“Strong and ductile titanium–oxygen–iron alloys by additive manufacturing”的文章，其借助合金设计和3D打印，利用α–β钛合金中两种最强大的稳定元素和强化剂——氧和铁，开发出了一系列具有出色强度和延展性的钛-氧-铁合金。 www.nature.com/articles/s41586-023-05952-6 大多数工业钛合金都具有基于Ti的两个基本相的微观结构，即密排六方(HCP)α相和体心立方(BCC)β相，因此，按照基体组织可分为α型钛合金、β型钛合金和α＋β型钛合金。α型钛合金的室温强度不高，在低温和较高温度下组织稳定，不能进行热处理强化；β型钛合金未热处理即具有较高的强度，但热稳定性较差，不宜在高温下使用；α＋β型钛合金的综合性能较好，具有较好的强韧性，能够在高温下使用，最多使用的就是Ti6Al4V，可谓是钛工业的支柱。 α＋β型钛合金通过将Ti与α相和β相稳定剂合金化而成。α相稳定剂仅限于Al、N、O、C、Ga和Ge，其中N和C是严格控制的杂质，而Ga和Ge无法满足商业低成本使用要求。因此，Al和O成为钛α相和β相的两种最强大的稳定剂和强化剂。需要注意的是，O比Al对α相的增强作用强约20倍，对α相的稳定作用强约10倍，在凝固过程中对于β晶粒的生长限制能力强40倍。然而，O的这些属性在α＋β型钛合金的开发中未得到充分利用。 O作为Ti中主要的α相稳定剂的问题是它的脆化效应，它在变形过程中与位错有强烈的相互作用。此外，O会改变相平衡，促进脆化相的形成。这些限制导致工业钛合金的设计需要遵循相关规则。Fe是Ti中的β相最有效和最便宜的稳定剂，但Fe的使用也会产生导致影响机械性能较差的β斑点。因此，在一些工业钛合金中，Fe的使用量会受到限制。 尽管如此，O和Fe的上述优势也吸引了大量团队来努力开发α＋β型Ti-O-Fe钛合金以作为Ti6Al4V的替代品，最初期望是在钢锭开裂热加工操作期间改善热加工性和表面质量。这些努力取得了不同程度的成功，一些合金在热加工和退火条件下都表现出与Ti6Al4V相当的拉伸性能，但在铸态条件下的拉伸强度和延展性较低。 《自然》杂志最新的研究介绍了在Ti中结合使用O和Fe的另一种考虑，研究人员试图通过将合金设计概念与增材制造工艺相结合来规避Ti与O、Fe合金化所带来的冶金挑战。目标是通过增材制造创建一类新型的高韧性和高强度的α＋β型Ti-O-Fe合金。 根据合金中钼元素的含量，在Ti中添加3.5%的Fe可以通过淬火将先前的β相保留到室温。根据经验规则，最大O含量设定为0.7%（大多数Ti合金在氧含量超过0.7%时会失去拉伸延展性）。因此，在Fe含量为3%的前提下，分别实验氧含量为0.15%、0.35%、0.50%、0.70%共四个水平的十种合金。在增材制造工艺方面，选择了激光金属粉末定向能量沉积(DED)，在高保真模拟的帮助下，可以制造具有一致微观结构的大型近净形部件。 所设计的十种合金 DED打印的Ti-O-Fe合金试样、打印过程中的热历史、由模拟确定的处理窗口以及微观结构 DED打印的Ti-O-Fe合金在室温下的拉伸性能，合金成分不同但加工条件相同 DED打印的α-β Ti-O-Fe合金中O和Fe原子的分布  用于通过激光DED制造合金的原料粉末包括氩气雾化商业纯钛 (CP-Ti) 粉末（50–100µm）、水雾化铁粉（20–50µm）和 TiO2粉末（<5 μm），其中CP-Ti 的成分为Ti–0.13O–0.15Fe。 研究人员结合合金设计、计算模拟和实验表征绘制了增材制造工艺与以前未报道的α＋β型Ti-O-Fe合金的微观结构和性能之间的关系。通过计算模拟了DED过程，并使用计算热力学方法和量子力学方法分别检查合金的热力学和电子结构。然后，使用激光能量沉积制造合金试样，并使用先进的电子显微镜和原子探针显微镜对它们进行拉伸机械测试和成像。 研究表明，所开发的Ti-O-Fe合金包含稳定的α相和β相，可以使用多种参数进行3D打印。合金的微观结构非常理想，其中约70%的体积为富氧α相，约30%由细小的富铁β相晶粒组成。所开发的α＋β型Ti-O-Fe合金具有0.3-0.5%的氧重量，比具有相似延展性的Ti-6Al-4V合金强度更高，因此在室温下具有多种应用潜力。 调整3D打印工艺来获得没有不良微观结构特征（如β斑点）的合金是一项重要进步。然而，本研究所开发的合金仍然存在抗拉强度和延展性之间的平衡，当氧含量超过0.5%时，其延展性会降低，但强度会更高。同时值得注意的是，该研究所采用的主要原材料是一种低成本的海绵钛，将它们用作3D打印粉末生产的原料有可能显著增加价值并减少钛工业的碳排放。  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.Nature最新：使用3D打印以微尺度空间分辨率开发新材料 2.2023年首篇Science：实时检测3D打印缺陷，预测率100% 3.SLM Solutions将向用户提供首批回收再制造的钛合金粉末 4.激光+电弧混合增材制造新工艺 | 哈工大团队取得重要研究进展

3D打印技术参考注意到，黑格科技今日正式发布了其专业级光固化桌面3D打印机UltraCraft Reflex。该设备拥有用户无感化的智能交互体验，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。 打破工艺黑箱，解放能力束缚 对3D打印玩家来说，不需复杂操作就能保证打印成功，才能真正享受造物乐趣，UltraCraft Reflex正在实现这个目标。它采用L3级工艺策略，类似汽车驾驶辅助。将材料、环境、结构、应用等纳入工艺范围，在海量数据仿真模拟中选取优质策略，统筹管理应用效果，全面助力用户打印成功率提高。  UltraCraft Reflex高度集成化、智能化系统让3D打印学习和操作变得不再困难。  丨黑格科技专业级光固化桌面3D打印机UltraCraft Reflex 支撑自动分析 设备能自动识别装载树脂种类，读取对应工艺参数。自动监测树脂量，余量不足时打开阀门自动加液，温度过低时自动升温树脂。每次开始打印时，平台、料盘的双动态调节，能够自动精准调平归零，免去了手动精细调试的麻烦。设备传感器还会自动监测离型膜寿命，及时发出更换提醒；SmartAI剥离反馈机制，降低因剥离力原因导致的打印失败风险。实时监测打印状态，打印出错时自动停止并给予远程提示。细节之处，呈现的是真正用户友好产品设计理念。 AI多维加持，精准控制结果 凭借出色的光均匀性校准技术，UltraCraft Reflex可对固化所需能量精准控制。光强恰到好处，才能保障用户对每次出品的一致性充满信心。 扎实可靠的硬件加之AI系统性算法辅助，真正实现高精度出品，三维抗锯齿算法优化了图像及Z轴抗锯齿表现；WDR fusion+算法通过多层组合曝光的方法，增强成品表面锐度；PICK图像识别，自动识别支撑与模型的部分，分别采用不同的曝光策略，以提高支撑接触面精度。 丨UltraCraft Reflex保证了打印出品在还原度和多维度一致性方面的出色表现 AI多维加持，精准控制结果 诸多硬核技术，保障了打印出品在还原度和多维度一致性方面均有高水准表现。 高规格配置硬件，长久好用不过时 在硬件配置方面，UltraCraft Reflex标配了准工业级滚珠丝杆Z轴、6K黑白屏、深度研发的COB光源以及寿命4.5万次以上的封框离型膜等高规格硬件结构。 丨UltraCraft Reflex可靠硬件助力稳定出品 配备独有核心光源体系 成型精度为±16μm，成型尺寸为198×123×220mm。其自主研发的TrueUV光源体系定向筛选UV波段，能实现注塑级打印结果，满足用户从创意概念验证到直接商用的不同需求。 系统化后处理设备再次放大能力 最终成品的表现，也离不开针对3D打印机配套研发的清洗机UltraCraft Wash、固化机UltraCraft Cure。 有了UltraCraft Wash，用户再也不必自己去钻研调节参数，设备智能匹配通过高效震动清洗带走树脂残余。其独特的震荡功能，还能实现调漆调油等更多花样玩法。 丨UltraCraft Reflex配套的清洗机、固化机 固化机UltraCraft Cure采用双波段光热固化，支持高性能固化和快速固化两种固化模式，能够大幅提升材料性能，另外还有烤漆等额外功能。 生产任务逻辑式云平台管理 前处理云平台Blueprint是用户最默契的生产搭档，基于任务制的工作流，为用户提供前后处理、生产管理、设备管理等3D打印支持。它会进行3D打印全过程多指标项分析、优化与监控。 丨前处理云平台Blueprint进行3D打印全过程多指标项分析、优化与监控 例如，针对设计缺陷及不具有适印性结构的模型，云平台均可实现检测与修复。在脚手架支撑方面进行智能力学分析与支撑优化，帮助用户成功打印出色产品。 云平台将通过本地软件、移动端app实现远程多场景管理、任务下发、打印任务监控、OTA更新等诸多功能。 突破性材料拓宽应用边界 考虑到不同用户在不同领域的应用需求，黑格科技首先推出了三款“基础”材料：有底气直接用于量产的类ABS通用模型树脂，肉眼可见透亮与纯粹的高透通用模型树脂，以及可自由调色实力不减的CMYK多色树脂等专属材料，适配多种成品工艺需求，帮助用户稳定完成多样精彩作品。 丨黑格科技UltraCraft Reflex配套材料支持多种应用 据了解，黑格科技还在推进新材料的测试，未来还将看到更多的对用户极具价值的材料。 黑格科技此次发布的系列产品在黑格HeyGears天猫、京东旗舰店均以开启预售，产品更多特色和亮点值得用户亲自去进一步探索体验。 以下为广告内容： 天猫HEYGEARS数码旗舰店： https://detail.tmall.com/item.htm?id=721751325381&spm=a21dvs.23580594.0.0.5f6c645ee3IQFD 京东HEYGEARS旗舰店： https://item.jd.com/10076988438306.html  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.粘结剂喷射金属3D打印│知名汽车品牌均在挖掘其应用潜力 2.德国铁路已3D打印超过100000个部件 3.TCT解析 | Stratasys & Desktop Metal合并的背景及未来发展 4.RAYSHAPE完成A+轮融资，发布4K大尺寸DLP 3D打印机

2022年11月，粘结剂喷射3D打印技术的领导者Desktop Metal宣布获得德国一家主要汽车制造商价值900万美元的粘结剂喷射3D打印系统订单，用于动力总成部件的大批量生产。 Desktop Metal表示已为多个全球汽车品牌提供服务——包括特斯拉、宝马、雷诺、大陆和福特——其中许多品牌使用该公司的技术来3D打印最终用途汽车部件。3D打印技术参考查阅了大量资料，发现已有多家知名品牌汽车制造商正在挖掘粘结剂喷射，尤其是用于金属3D打印的应用潜力。 01客户或是宝马同一客户总订单达1690万美元 2021年12月，Desktop Metal宣布获得了德国汽车制造商790万美元的同类订单。尤其值得注意的是，两份合同是同一个买家，订单总价达到了1690万美元（1.2亿人民币）。 这意味着，该汽车制造商对粘结剂喷射技术极为认可，为其带来了显著的成本效益，因此追加投资。考虑到宝马是Desktop Metal通过BMW iVentures的首批投资者之一，大众汽车正在积极与惠普合作，而戴姆勒奔驰已经与EOS合作多年，广泛猜测这家德国企业是宝马汽车。而且3D打印技术参考还在宝马发布的增材制造产业园宣传片中看到了Exone的Innovent X金属打印机，进一步印证了这种可能。这两笔订单也使Desktop Metal成为促使粘结剂喷射技术落地应用、尤其是汽车领域应用的主要推动者。 宝马增材制造产业园中的Exone金属打印机 然而需要指出的是，随着对Exone的收购，Desktop Metal已将前者的砂型粘结剂喷射3D打印技术纳入旗下，后者也并未明确指出两份订单所涉及的系统类型。但新闻稿中一句“to support digitally casted powertrain components for a popular car line”，对于数字铸造的描述似乎有一定的倾向性。而两笔订单所也均提到将用于制造汽车动力总成部件制造。 采用粘结剂喷射金属3D打印技术和SLM技术制造的宝马水泵轮 Desktop Metal目前确实拥有众多类型的3D打印工艺，如砂型、树脂、陶瓷、纤维等，其所提到的众多汽车用户采用的哪种技术无法产生明确的认知。3D打印技术参考进行了包括学术论文在内的广泛查询，发现对该技术的报道或应用公开仍然极少，但本文仍聚焦于金属粘结剂喷射在汽车领域的应用。 02大众汽车将粘结剂喷射金属3D打印用于生产2021年，德国大众汽车透露，未来几年将加速使用粘结剂喷射3D打印工艺进行汽车生产，并将在公司位于德国沃尔夫斯堡的主要工厂进行相关部署。为实现这一创新进步，大众汽车在过去几年中投资了数百万欧元。 采用HP设备制造的大众汽车档杆 此外，该公司还与西门子建立了软件合作伙伴关系，并扩大了与惠普的合作。惠普提供所需的粘结剂喷射金属3D打印机，西门子提供增材制造专用软件。西门子和大众联合开展的一项关键研究是优化构建室中组件的摆放，可以在每次打印过程中生产的零件数量提高了两倍。他们希望通过积累经验，发现哪些组件可以在未来经济快速的生产，或者增材制造如何支持大众汽车实现生产数字化转型。 采用HP设备制造的T-Roc敞篷车A柱组件 大众汽车沃尔夫斯堡工厂的目标是到2025年每年通过3D打印生产多达10万个组件。使用粘结剂喷射工艺制造的第一批组件——用于T-Roc敞篷车A柱组件，已进行认证。这些部件的重量比由钢板制成的传统部件轻了近50%，仅仅是这种质量上的减少就已经使制造商对这种工艺特别感兴趣。到目前为止，大批量生产的成本效益还不够。然而，新技术和相互间的协作已经体现出生产线在经济上的可行性。 03福特汽车布局粘结剂喷射金属3D打印技术 福特汽车对于3D打印技术的最新进展实际上更新非常缓慢。2018年3月，福特领投Desktop Metal 6500万美元，该公司高级工程副总裁兼首席技术官Ken Washington博士在当时被任命为Desktop Metal董事会成员。当年年底，投资4500万美元开设先进制造中心，配备了大量、多种类型的3D打印机。 2020年，福特购买Desktop Metal的P-1粘结剂喷射金属3D打印机。这台设备的打印尺寸只有200 x 100 x 40mm，正如福特汽车研究与技术总监所提到的，购买它的原因更多是为了尝试这项技术，为未来采用其进行生产做准备。 Desktop Metal P-1粘结剂喷射金属3D打印机  2021年，福特与当时尚在的Exone公司宣布突破6061铝合金粘结剂喷射金属3D打印成形。在由福特和ExOne共同创立的项目中，由工程师、材料科学家和制造专家组成的团队共同开发了这种用于铝材的快速可靠粘结剂喷射3D打印和烧结的工艺，可提供与压铸可比的性能，烧结件的密度可达到99％。福特公司增材制造技术负责人表示，“这是汽车工业生产3D打印和烧结零件的一个突破。虽然3D打印工艺与冲压车身面板有很大不同，但我们现在更加了解铝合金的性能，以及铝在轻量化车辆中的价值。高速铝合金3D打印为我们刚刚开始关注的其他应用铺平了道路，因为它能够用铝制作以前不可能的复杂零件。”  福特和ExOne共同开发了铝合金粘结剂喷射3D打印和烧结工艺 福特与ExOne的联合开发项目于2019年就已启动，福特领导了最终的材料和可重复性测试，以验证其准确性。而通过福特对当时两家粘结剂喷射金属3D打印领导者的投资或合作，可以看出这家汽车公司正在积极布局这项技术。相信不久之后，会有比较突出的应用。 04通用汽车应用粘结剂喷射金属3D打印技术 3D打印服务商Azoth于2021年7月发布消息称，其正在采用Digital Metal的粘结剂喷射金属3D打印机为通用汽车旗下2022新款凯迪拉克V系列BLACKWING车型制造手动换档旋钮，这是车辆上的几个3D打印部件之一。这个零件具有装饰性，但它具有只能通过3D打印制作的几何形状，背面设计用于散热，正面具有无法加工的底切。该零件之所以引人注目，是因为它通过了3级生产零件批准程序。 粘结剂喷射金属3D打印技术制造的手动换档旋钮 Azoth的联合创始人兼总经理认为粘结剂喷射将是一项非常具有颠覆性的技术，能够达到汽车生产所需的速度和质量水平，制造商正在努力提高零件产量。在通用汽车上使用该技术，证明了粘结剂喷射金属3D打印具有成本效益。  05展望未来优势与不足 粘结剂喷射金属3D打印能够以高速、低成本、无模制造实现中小批量生产，同时采用大型设备则可以过渡到大规模生产。相对于粉末床激光熔融金属3D打印，其成本更低、吞吐量更高；相对于传统的注射成形，其无需模具。在当零件制造数量处于某一个区间时，粘结剂喷射金属3D打印是具有成本效益的选择。 然而该技术也有缺点。正如3D打印服务商Azoth所提到的，粉末清理为该工艺的实施带来了很大不便，该环节占用了很大的劳动力成本，特别是在复杂零件或有很多内部特征结构时。在该处理过程中，操作人员需要用小刷子或压缩空气进行清理粉末。但此阶段的零件非常脆弱，非常容易损坏。 烧结也是该工艺面临的巨大挑战。一是成本，一台烧结炉的费用可能比一台小型打印机的成本要高的多，这是许多研究人员和设计公司难以接受的。寻求外部服务商是解决问题的方式之一，但需要注意的是，脆弱的零件质量在寻求外部服务时也存在不确定性。二是变形，基于烧结的间接3D打印均面临零件变形的问题，主流的设备商当前通过仿真和零件预变形的来克服，但在实际的生产中可能需要尝试多次以确定形状。 福特汽车公司增材制造技术负责人表示，对于大多数增材制造技术，瓶颈是机器，但对于粘结剂喷射工艺不是这种情况，后处理是其最大的限制因素。尽管如此，它仍然是一项重要的技术。它可以扩展到生产量，过程本身非常灵活，而且零件质量很好。 展望未来，这项技术号称能够实现金属3D打印低成本、批量化生产且拥有高于其他3D打印技术数十倍工作效率的工艺，有望成为取代传统制造方法的领先金属3D打印零件工艺。虽然该工艺目前还不是主导技术，但它是增长最快的技术之一。 注：本文内容由3D打印技术参考创作。欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.弥补短板，MIM制造商将粘结剂喷射金属3D打印技术纳入生产体系 2.占地27亩！汉邦科技金属3D打印装备研制基地一期项目开工建设 3.迈向国际，中国工业级3D打印品牌深入欧美增材强国腹地 4.三种金属3D打印技术分别适合怎样的汽车行业应用