珠宝行业是最早使用3D打印技术的行业之一，设计师Lionel T Dean曾说，数字制造可以“重塑珠宝业”，他借助金属打印技术（SLM）制造了一系列18K黄金首饰。Dean将这些作品做为“Precious”项目的一部分，该项目的参与者包含了软件供应商Delcam和贵金属供应商Cooksongold，旨在使英国珠宝行业现代化。这些打印作品证明，采用金属打印可以创建几乎不可能通过常规手段创建的结构，在珠宝行业也拥有无穷潜力。然而珠宝设计师却更倾向于使用间接的3D打印方式，即采用SLA或DLP技术打印蜡模制作模具。其原因是直接金属打印的原材料价格很高昂，此外，常规的SLM设备有很多空腔，贵金属粉末很容易进入这些位置造成浪费。针对该问题，EOS开发了专用于贵金属成型的Precious M080，Dean采用该设备设计了一系列可定制的3D打印首饰，包括镶嵌宝石的精美网格环，以及包含家庭传家宝性质的微型复制品手镯。18K黄金打印手镯Dean有一件叫作Heartbeat的作品，客户被邀请用锤子砸伤钣金心脏，来创建独特形状，然后扫描重构，最终通过3D打印创建个性化的吊坠。然而这种尺寸的金色吊坠会很重，而且非常昂贵，3D打印的优点之一就是能够创造出非常薄壁的中空结构，这也是金属打印相较模具制造的优势所在。Heartbeat中空结构18K黄金打印过程18K黄金打印完成黄金抛光HeartbeatDean表示，随着设计人员更加熟悉当今可用的数字设计工具，并掌握其技能，3D打印将重塑珠宝行业。除却黄金打印，国内已经也有很多的金属首饰商家，虽是简单的不锈钢打印，但通过优秀的设计和后期处理却能表现大气，在国内虽鲜有市场，但却已大量出口。不锈钢时尚戒指不锈钢镀金吊坠随着设备的普及和市场的培育，相信会有更多的玩家和更多的创意使金属打印变得不再那么神秘，既然大家挤不进航空医疗，不如来点小众创意。欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印18K黄金首饰

EBM铺粉SLM铺粉备注热源电子束激光最大成型尺寸∅350×380400×400×400激光成型扫描区域有限，大幅面须多个激光头粉末颗粒大小40-100μm15-53μmSLM用粉末价格昂贵使用成本高层厚50μm20/30μm扫描速度8m/s7m/s打印过程中扫描度远小于扫描极限速度，视工艺而定加工效率55-80cm3/h7cm3/h电子束的加工效率远高于激光，加工成本低加工方式热加工，大多数材料无需热处理冷加工，需热处理电子束加工参与应力很低，加工件力学性能出色。激光热应力高，容易变形产生裂纹加工环境真空氮气/氩气保护真空环境更有利于加工工件，电子束设备不需要滤网加工底板加工件可自由脱离加工底板加工件烧结在底板上电子束直接成型零件。激光加工结束后需要切除底板。支撑支撑少支撑多电子束更节省材料加工参数免费国外设备收费电子束所有的粉末加工参数免费粉末国产化及新材料研发容易困难电子束粉末容易制造，方便获得，激光的超细粉末在国内很难加工，成本极高。电子束设备允许用户使用自己的粉末认证CE、FDA未知电子束生产的骨科植入物，2007 年获得CE认证，2010年获得FDA 认证，SFDA 的认证于2015年获得使用成本低高电子束设备价格稍贵于国外激光设备，因粉末价格及加工效率因素，电子束使用成本远低于激光设备环境污染无辐射污染须激光防护存放SLM设备的室内容易出现含氧量下降的情况就上表而言，电子束成型似乎比激光成型更有优势，然而目前却是激光成型工艺占据更大的市场规模，而且激光成型对材料的要求更为苛刻。但无论怎样，关键是机器的使用率！欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：EBM技术与SLM技术全方位比较

1.EBM技术原理EBM技术基于层叠制造原理，在真空环境中，采用电子束焊接工艺熔化金属丝材或金属粉末材料，然后按照设定的路径逐层堆积而成形出金属制件。电子束预热过程电子束扫描过程2.EBM技术特点可用于电子束自由成形的材料广泛，如工具钢、钛合金、镍合金，甚至耐火的钼合金等导电金属材料都可用于电子束沉积成形。电子束还可用于对光能具有较高反射作用的金属沉积成形：如在室温下，Ti-6Al-4V 材料对激光反射较为严重，采用激光烧结工艺，能量利用率很低，而此材料对电子束的反射率只有10％左右，具有较高的能量利用率。该技术广泛应用于航空航天制造、汽车制造、医疗器械制造等领域。EBM制造无需模具，快速制造成型；不便于测量的异形结构产品可准确的1：1制造；生产过程中粉末原材料回收还原率大于95%。3.EBM制造优劣EBM技术在真空环境下预热温度可达650℃--750℃，可熔解高熔点金属及不同种类的金属合金，加工结束后自然冷却到常温。制造过程中产生的残余应力应力很低，后续无需热处理。EBM可接受定制化设计，减少产品上市时间，具有更高的加工效率。使用的金属粉末粒径大于激光烧结对粉末的要求，降低材料成本，加工成本很低。可制造带网格和多孔结构的超复杂部件，尤其适合于医疗器械的加工，生物相容性更好。由于电子束沉积需要具有较高真空度的真空环境，设备的成本昂贵；且电子束在沉积过程中会伴随伽玛射线的发射，如果装置设计不合理会造成射线的泄露，导致环境的污染。另外，电子束只能沉积导电材料，不能沉积陶瓷等不导电材料。 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：EBM的技术特点与制造优劣

激光熔覆是一种利用激光处理的表面改性技术，适用于各类金属的表面改性和修复，如用于工具、模具、驱动装置及机械零件的修复、抗摩擦及耐腐蚀涂层的加工、三维零件的修改及局域部位耐摩擦、耐腐蚀的防护等。目前激光熔覆技术多用于精密机械零件的修复、汽车制造厂的装甲阀门以及阀门座的规模生产中。在模具及模型的制造领域，激光熔覆技术已用于注塑模具的修复以及模具的改型，利用激光熔覆技术在抛光表面形成的熔覆层，达到了没有伤及抛光表面的修复效果，这是传统的技术如堆焊很难做到的。激光熔覆过程激光熔覆是通过在基体表面添加各种熔覆材料，并利用高能密度的激光束使熔覆材料与基体表面薄层一起熔凝，并形成冶金结合的方法，目的是在基体表面获得优良的耐磨耐蚀、抗氧化等性能。激光熔覆基本原理在熔覆过程中，粉末被惰性气体从送粉管吹入熔池，激光加热并熔化粉末，同时透过粉末的光束使基体的表层熔化，这个过程几乎同时进行，熔覆材料和基体表面同时被加热，二者形成熔融结合。下面以损坏的发动机活塞为例进行说明。发动机活塞损坏实际熔覆过程激光熔凝过程微观展示激光头沿着预定的轨迹对缺损部位进行修补，熔覆层与集体较好的结合在一起。 零件修补前后对比激光熔覆技术具有无模具、短周期、低成本、快速响应等优点,并且适用材料广泛，成形材料性能优良、结构复杂，因此在航空、航天、汽车等高技术领域具有广泛的发展前景。欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：大尺寸金属制造（二）--激光熔覆制造技术

金属打印就尺寸来说无外乎小尺寸制造与大尺寸制造，SLM技术是小尺寸净成型的优秀代表，所制作的零件精度高、表面质量优良，是制作首饰、齿科、工业零部件的有效手段。SLM技术的劣势就在于其较小的零件制造尺寸，对于大型结构零件的3D打印采用的是激光近净成型，打印完成的零件需要研磨、抛光等后续加工，大大减少了制造成本和加工时间。本期介绍激光近净成型技术中的激光熔化沉积技术。激光熔化沉积激光熔化沉积技术利用快速原型制造技术在无需任何模具和工装条件下快速成型任意形状零件为基本原理，金属CAD实体模型离散切片数据在计算机数控系统驱动下，通过金属材料的激光熔化-快速凝固逐层沉积，直接制备并成型出具有快速凝固组织特征的高性能“近净形”金属零件。CAD切片SLM技术采用的是铺送粉的形式，而大尺寸制造无法提供相对应的大型供粉缸、成型缸以及惰性气体保护氛围，近净成型采用的是供粉器供给粉末。打印头上带有可输送粉末和惰性气体的喷嘴，计算机控制送粉器将粉末输送到激光聚焦位置。送粉器加粉在打印过程中，计算机会调入一层切片，根据扫描数据计算机控制激光沿打印头轴线向下射出，聚焦在粉末喷出的汇聚点，在气体保护作用下实现熔化，即激光、气体、粉末同时相互作用实现熔化和凝固。同时，打印头会沿着扫描路径移动完成一层打印，然后打印头上升有一个层厚在上一层的基础上继续打印，最终完成整个零件的打印。激光单层沉积过程激光熔化沉积整体过程激光熔化沉积完成的大型零件激光熔化沉积技术的优势在于能够制作大型零件，原则上没有尺寸限制，同时所制作的零件具有较高的力学性能，优于锻件标准，在材料的选择上也更加灵活方便。工艺缺点在于设备的造价较为昂贵，在成型过程中容易产生较大的内应力，尚未研发出边打印边退火的方法；此外，该技术打印的零件在尺寸精度与表面质量方面不佳，需要后续较多的机加工。当前，该技术在高价值金属零件、大尺寸薄壁形状整体成型与金属注射模等方面有较多应用。 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：大尺寸金属制造--激光熔化沉积技术

3D打印的优点之一就是设计空间的无限性，设计可以不考虑制造是否能实现，突破了传统设计的限制，可以制作目前可能只存在于自然界的形状。3D打印通过结构设计可实现轻量化与集成化的目的，对于零件可以实现减重、免组装以及提升性能的效果。轻量化设计的主要途径有四种：中空夹层/薄壁加筋结构、镂空点阵结构、一体化结构实现、异形拓扑优化结构。中空夹层/薄壁加筋结构镂空点阵结构一体化结构实现异形拓扑优化结构四种轻量化的手段通过集成的方式可以大大减轻零件重量和数量，不仅是机械叠加，而是老产品用集成制造的思维来重新设计，从而产生质的飞跃。GE采用3D打印技术将原来需要18个装配件的燃油喷油嘴进行重新设计实现一体成型，减少了此前制造所需要的单独焊接、打磨工序，制造时间大大缩短，重量减轻25%，寿命达到了传统件的5倍。目前GE已借助3D打印制造10万个以上的燃油喷嘴。美国Local Motors公司采用碳纤维增强热塑性塑料打印了电动车的车身和底盘，发动机、座椅、轮胎、玻璃等采用传统方式制造，该电动车的总共有47个零件，而一辆普通汽车的零件达到上万个。因此一体化、轻量化直接制造成为3D打印汽车的发展趋势。 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印自由设计与集成制造

FDM是目前发展最广的3D打印技术，小型的桌面机便是其典型代表，然而FDM技术并非仅用来打印模型，亦可用来进行工业使用。FDM工业3D打印机FDM工业3D打印机也是采用熔融挤压原理，从底部开始一层一层通过挤出热塑性塑料丝构建零件。熔融挤压3D打印过程预建软件将 3D CAD 文件切片并定位，然后计算出挤压热塑性塑料的路径以及任何所需的支撑材料的位置。3D 打印机可以将热塑性塑料加热成半液态，然后通过挤压通道使其以极细小的珠状沉积。 如果需要支撑或缓冲，3D 打印机可以还可以沉积出可移除的材料作为支撑材料。3D打印送丝过程实体与支撑3D打印分层制造3D打印3D打印完成，取出产品3D打印完成之后， 用户可以折断支撑材料，或用清洁剂和水将其溶解，就能得到可以使用的零件。去除3D打印支撑FDM 3D打印产品FDM 3D打印技术使用在传统制造工艺中久经考验的热塑性塑料。 对于高度要求配合紧密性、韧度和环境耐受性或特殊性质（如静电消散、半透明度、生物相容性、VO可燃性和 FST 评级–方面）的应用，总有一款 FDM 热塑性塑料能够满足需求。 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：工业级 FDM 3D 打印技术原理解析

2012年，奥巴马提出将制造业拉回美国，并在全国范围内建立增材制造研究中心，随即掀起全球范围内3D打印热，中国也不例外。2013-2014年，FDM桌面机在国内竞相模仿，质量参差不齐，为最为简单的入门3D打印机，然而在高端工业机方面鲜有进步；2014-2015年，SLA、DLP树脂成型机成为即FDM又一被争相模仿的3D打印工艺，于是也拉开了全国范围内的价格争夺战，该类工艺也由之前的短期回本到今天只能靠量来维持业务；2015-2016年，金属3D打印以SLM工艺成为新的“接盘侠”，然而金属3D打印却存在极大的门槛，比前面两种工艺都复杂多变，至今日也并未看到多少真正上的了台面的金属机制造商。目前国内的金属制造商有哪些？本文仅列出比较有规模的几家企业，权作思考，如下表所示。厂家代表型号背景技术技术代表铂力特BLT-S300EOS SLM黄卫东华曙FS271MSLS技术许小曙易加三维EP-M250SLS技术冯涛永年激光YLM-200锻压设备颜永年据笔者观察，国内发展较好的SLM技术供应商，在设备结构、软件、技术层面大范围的借鉴了EOS，不管是否是原创，能发展到现在的规模始终算是弥补了国内高端制造的空白。一．下面逐一介绍各个公司的规模、特点、设备。1. 铂力特铂力特依赖西工大多年的金属成型经验，短短几年发展成为国内最大的金属3D打印加工服务商。铂力特的成功有其必然性，在基础研究方面积累了多年，掌握了金属成型的多方面经验，技术实力雄厚；另一方面，观察铂力特的服务对象即可发现，其包揽了军工领域的大片江山。众所周知，军工口、航天口都不是普通加工服务商能够挤得进去的领域，铂力特也是借助于西工大的军工背景才可获得大批订单吧。至于设备，铂力特代理了EOS SLM成型机，并推出了自己公司的SLM打印机，然而遗憾的是没有自己的控制软件。由于多方面的原因，铂力特虽推出了多个版本的金属打印机却无法推入国际市场，其主要原因也是涉及版权的原因吧。无论如何，军工领域的大蛋糕，没有哪个金属打印服务商能够与铂力特匹敌。2. 华曙高科近两年华曙高科已发展成为国内SLM设备的代表厂商。源于SLS技术，该公司在金属机方面发展迅速，比较有代表性的应该是其自主知识产权的控制软件吧，当然，也是与EOS设备做了多方面的对比。相较于铂力特，华曙高科在基础研究方面要薄弱的多，好在该公司立意长远，在民用、航天领域逐步进入，应用方面不断尝试，态度积极，在开拓市场方面是其他几家金属打印公司难以企及的，也许这基于该公司领导层的国际化视野。在设备方面，华曙高科目前推出了两款金属机。据了解，设备运行方面尚可，对于设备长期使用的稳定性方面面临挑战，好在华曙高科端正的态度能够获得良好的客户资源。目前设备已推广进入国际市场。3. 易加三维易加三维源于隆源，当然曾经的隆源并未能推出金属机，是比较低调但设备尚可的金属机制造商，好在该公司有自己的控制软件，而且做出的零件据笔者观察尚可，也可以说做的很不错，甚至超过某公司的成型机，笔者在此不具体列出，但公司的商业化运营感受上缺乏了些活力。4. 永年激光江苏永年激光借助于颜永年老师的名气成长起来，公司学历最低的好像都是硕士，在技术上有比较独到的一套想法，拥有自己的控制软件，但在运营方面跟易加有些相似，低调了些。据笔者所知，该公司在努力开拓齿科领域的应用，努力向义齿加工厂推广自己的设备。总结看来，在市场推广方面。铂力特和华曙应该立意深远，一个稳固占据军工服务市场，一个努力开拓设备市场的覆盖面；就技术而言，铂力特比其他几家的积累要多得多；在成型能力方面，几家的打印效果以及设备稳定性都需要时间去验证。二．应用现状金属3D打印从业者，几家欢喜几家愁，欢喜的应该也就是上面提到的几家制造商了，而愁的应该是用户。造成现状现状情况的原因何在？金属3D打印的应用面太窄。军工、航天、医疗、模具、首饰，这是目前实实在在看得到应用，看起来很是高大上，实际上又有多大规模呢。如前所述，军工航天根本不是一般企业能够挤得进去的，目前能够做军品的就那么几家，而无一例外都有军工背景，所以一般的民企几乎没有希望。此外，军工航天对于金属打印的应用量如何？有没有实际上得到应用？据航天三院的一位工程师介绍，该院也购买了几台SLM设备，然而做完课题就放在那儿了，飞机导弹上的零配件几十年都已经定型，3D打印零件有谁敢说一定安全呢？笔者也不知到底应用量如何，也许铂力特更能回答这个问题。医疗，应该算是金属打印的一大应用领域，所具备的优点由于太明显笔者不再赘述，前景广阔然而现状却惨淡。这些永远是对有资质的企业来说，一般的小企业即便采用了标准的粉末，打印出了合适的植入物也会面临没有市场的尴尬。模具与首饰是金属打印的另两个重要应用，而且目前已经在相应厂商得到了应用。尤其在首饰方面，以往总以为非要金银，可近期爆出的不锈钢首饰也是很好的选择，不由却打开了一点思路。与其说管窥应用与发展现状，倒不如说是倒一把自己的苦水，有多少企业找不到应用点呢？是的，因为没有找到应用点所以苦。也许好的想法能够为应用迸发出火花，在这军工航天医疗都挤不进去的今天，普通金属打印从业者该如何发展如何实现自己的价值？看到太多政府为追求政绩纷纷成立展示平台购入各种设备然后闲置不用，看到太多3D打印群里面的虚妄的空嗨，甚至有时去羡慕有实力的企业不停做项目的忙碌。感叹打印之路该如何行走，且走且思考，着急真没用，还是一点点积累。 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：管窥国内金属3D打印的应用与发展现状

3D打印尼龙制件可用于产品验证也可直接用作功能产品，产品一次成型，质量轻，缩短生产周期，在汽车、航空航天、艺术创作、医疗等领域有很大的应用空间。SLS制件成型后表面孔隙较多，表面粗糙度大约为Ra12.5，制件表面的粗糙度、光洁度及上色情况并不能满足实际使用要求。本期介绍一种3D打印尼龙的后处理方法，该方法已由光韵达公司申请专利保护。SLS制件的表面后处理步骤包括：1．表面喷砂：采用尺寸为75-115μm的喷料对制件表面进行喷砂处理；喷料可以选择玻璃纱、氧化铝砂、陶瓷砂等。用于打印的尼龙粉平均粒径为50-70μm，表面喷砂处理不仅能喷掉工件表面多余的粉末，还能对工件表面产生冲击、磨削作用，引起表面的细微变形，从而消除部分加工后的残余应力，改善工件表面的机械性能，提高抗疲劳性，增强其与涂层之间的附着力。喷砂后的表面比较粗糙，可进行后续打磨。经玻璃砂喷砂后的表面效果2．一次打磨：用砂纸对制件进行打磨；采用180-360号砂纸中的两种或多种砂纸按由粗至细的顺序打磨，处理表面较大的毛刺，直至制件表面手感光滑。3．喷涂树脂混合剂：将环氧树脂、EP固化剂、无水酒精按照1:1:1-2的比例混合后静置5-15分钟。对制件表面进行喷涂，首先沿横向喷涂，再对垂直方向进行喷涂，然后表面放干10-20分钟。喷涂的树脂层厚度为50-70μm。此处采用无水酒精作为溶解溶剂，以形成可喷涂溶液；喷涂的树脂层厚度约束在50-70μm，可以较好的填充制件表层颗粒的凹凸不平，且填充后图层不至于过大。通过喷涂可以填充表面孔隙，增强表面硬度。4．二次打磨：制件实干后，用360-600号砂纸打磨其表面，将树脂层的厚度打磨至35-50μm。此次打磨可去除喷涂树脂层后凸起的少量毛刺，保证工件表面与面漆有较好的附着性，同时打磨能起到控制树脂层厚度的作用。树脂喷涂并打磨后的表面效果5．喷涂聚酯漆混合液，将聚酯主色漆、固化剂、稀释剂按照1:0.5-1:1-1.5的比例混合后，对制件进行喷涂，形成厚度40-60μm的面漆层，喷涂方法与步骤二一致。该厚度下的面漆层具有优良的流动性、流平性，光泽度一致，且整个制件表面后处理层的厚度不至于太大。该步处理后表面粗糙度进一步降低。6．修补：用羊毛刷或毛笔对处理后的制件进行修正，再将制件用800-1500号砂纸进行打磨，再喷涂1-2次的聚酯漆混合液，进一步提高制件表面的优化率。聚酯喷漆后的表面效果综上，通过以上处理后，制件表面的粗糙度、光洁度上色情况都得到改善，使之能够满足实际需求。 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印尼龙制件的后处理方法

SLM成型过程温度可达到几百上千度，温度变化较大，容易产生热应变、热应力，致使SLM成型件内部存在残余应力。如果SLM成型过程控制不好，容易产生层间结合不好，导致成型过程失败。在SLM成型过程中，激光束在极短时间内熔化金属粉末，金属熔点高，温度动态变化就需要很大，于是成型过程中的热应力、热应变也会实时变化。SLM成型过程中会发生裂纹、翘曲、脱层等问题，致使其成型过程失败或成型件机械性能下降，这主要是因为SLM成型过程中温度梯度、热应力和热应变较大。由于在实验中很大测得应力、应变的值，因此利用有限元模拟法查看应力、应变，可以预测SLM成型过程中可能产生的缺陷与变形。用理论的方法借助有限元数值模拟方法来研究SLM成型过程，揭示温度场、热应力场、热应变场的分布情况为优化工艺参数、预测防止缺陷提供了重要的技术手段，为SLM技术提供理论支持。利用有限元模拟软件模拟SLM成型过程，可以有效直观的获得SLM过程瞬态温度场及应力场的变化规律，从而应用到实践中，避免或减少温度梯度过大及应变的产生，可以节约成本节约时间。之前研究人员对SLM的模拟大多使用ANSYS或者COMSOL，并没有专门应用于SLM的仿真软件，近两年随着金属的打印的火热与研究升入，不少国家推出了金属打印专用的仿真软件。1.exaSIMexaSIM由3DSIM公司针对金属3D打印工艺优化而开发，与Sigma Labs共同合作以创建能够检验和保证3D打印金属部件质量可靠的测试与解决方案。2.AmphyonAmphyon是德国的创业公司Additive Works开发的基于仿真的金属增材制造预处理软件，能够预测和避免零件在3D打印过程中发生变形、裂纹、表面质量差、密度不足等问题。3.StratonicsStratonics通过硬件与软件的结合实现对打印过程的监测与控制，为了达到对熔池热的监测，与通过相机来逐层拍摄的方法不同的是，针对于LENS技术和SLM技术，Stratonics的高分辨率热成像的感应器是基于双波长的测量感应方法，结果绝对准确，是真实有效的温度测量技术。从而可以获得材料加热熔化过程的温度变化，以及它如何传导热量和如何冷却的详细数据。4.Simufact AdditiveSimufact Additive由日本MSC Software公司开发，该软件可对造型过程中发生的热变形等的影响进行形状及支撑结构的设计，同时具备与从打印床切断部件、去除支撑结构、热等静压（HIP）等工艺有关的功能。 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：数值模拟在SLM成型过程中的应用