3D打印因设计自由度高和可个性化定制的等优势而被各行各业广泛关注，应用潜力巨大，因而也涌现出了如激光粉末床熔融（LPBF）、熔融沉积（FDM）、选择性激光烧结（SLS）以及光固化（SLA）等多种打印方式。 但在实际打印过程中会出现各种各样的问题，包括在打印完成后得到的零件致密度低，打印过程中产生气孔和热裂纹等缺陷，以及在打印结构设计中支撑件存在设计稳定性和后处理困难的问题。为了解决这些问题并缩短3D打印参数设计的试错成本，许多仿真模拟软件应运而生。本期内容，3D打印技术参考注重介绍本领域聚焦不同用途的仿真软件。 微观组织演变的仿真模拟 3D打印过程中微观组织的凝固过程对于最终产品的质量影响非常大，获得高密度和高精度的产品是3D打印制备零部件的目标。COMSOL是一种可以进行多物理场耦合的仿真平台，能够模拟不同工艺下的凝固过程，从而分析3D打印中材料的微观组织演变。例如，COMSOL可以通过模拟3D打印过程中的热量分布情况为材料的熔化及凝固提供参考，也可以通过分析固体传热和固体力学物理场来预测零件的应力和变形。 不同扫描速度下熔池的数值模拟结果（使用COMSOL模拟） 左：由于存在残余应力，飞机叶轮的叶片发生翘曲；右：调整后的最终叶轮设计 Flow-3D是一款主要采用计算流体动力学（CFD）技术，可以定义多种物理模型的计算仿真工具。3D打印中材料从粉末状态到被激光或其它能量加热熔化后的凝固成型过程会涉及流体流动及相变，这些过程Flow-3D都可以进行模拟并对实际的打印给予指导。以模拟不同扫描速度为例，Flow-3D在模拟该参数下的凝固情况时可以对熔池的流动进行分析，从而发现特定的扫描速度下熔池的凝固速度过快会导致内应力较大产生裂纹。研究人员就可以基于这种结果来调整实际打印过程中的扫描速度，减少凝固过程中裂纹的产生。 支撑结构仿真，助力无支撑打印 在进行一些复杂结构设计时，支撑件的设计是必不可少的，它对于保证3D打印过程中产品的稳定性起到重要的作用。支撑件设计不当可能会导致材料的浪费，增加打印时间，甚至可能会导致打印过程中零件坍塌，导致打印失败。此外，对于一些外部封闭而内部复杂的结构件，在设计支撑件时很难在后处理的过程中将支撑件取出，合理运用仿真模拟软件能有效避免这些问题。Magics是3D打印行业应用最广泛的软件，在变形和热应力方面的仿真能力非常强大。但近几年来，国产软件也在崛起。 VoxelDance Engineering（VDE）软件在支撑件的模拟方面有很强的技术，它可以将支撑结构视为均匀密实结构后实现对支承刚度的精准模拟，从而避免仿真误差。该软件在材料库中添加了与各种常用材料相匹配的材料参数，使用户能够使用材料库中的默认参数或自定义参数，保证支撑件模拟的准确性。以封闭叶轮模型为例，VED软件可以将支撑结构视为均匀密实结构，并为支撑模型添加对应材料参数后再次进行仿真，最终有效避免了翘曲变形并提高了打印成功率。 仿真结果 打印成功的零件 除VED和Magics这两款之外，Genesis在3D打印支撑件模拟方面也展现出巨大的优势。它在针对一些如镂空结构、悬垂结构等复杂结构时可以运用其算法和智能分析技术来进行快速分析。通过结合经验数据，Genesis可以快速判断出打印过程中哪些区域可能会因为重力/结构因素导致变形/坍塌等问题，从而可以对支撑结构的位置进行设计。例如在基于Genesis中的仿真孵化策略下，3D打印的叶轮能减少其设计时的支撑体积，并具有制造封闭软管叶轮的能力，最终叶轮内部的叶片中打印出了没有支撑件且表面良好的产品。 功能/性能仿真加快3D打印设计开发流程 在前文中所提到的微观结构及支撑件方面的优化上，仿真模拟起到的一个十分重要的作用就是“降本增效”。例如，通过前文中所提到的COMSOL和Flow-3D对于凝固过程的模拟，能够预测微观组织演变，减少后期因组织上的孔隙率过高等缺陷导致后期返工，影响项目进度。在支撑结构上的优化也对实际材料成本和时间上减少浪费，例如人体骨骼模型中由于具有复杂曲面和多处悬空关节。通过采用“点支撑”布局，可以使材料消耗比传统设计减少60%（数据来源：嘉立创3D打印网站）。 西门子能源在SimScale中的热流仿真 除了在优化材料打印过程中涉及到的微观凝固和支撑结构上，仿真软件本身使用的简洁性也为仿真过程带来减少时间浪费的效果。其中，SimScale是一款广泛应用于3D打印领域的基于云端的计算机辅助工程（CAE）仿真平台，能够为3D打印提供强大的仿真支持。它能够进行多物理场仿真，包括结构力学、计算流体动力学以及热力学等，用户可以在云端对其进行访问，无需安装软件就可以进行仿真分析。在此之前，西门子能源在使用CAD使将复杂结构（如：TPMS或几何晶格结构）在导入仿真工作中会具有很大的挑战，它必须要将几何结构进行曲面细分后才能生成体积网络，创造复杂结构图形。如此一来，如热交换器的文件大小可能会占6GB，对于生成和导入就需要花几小时才能完成。 SimScale使用nTop的原生库“nTop Core”可以直接在隐式模型上进行可视化处理、网格划分和仿真，将导入时间从几小时缩短到几秒钟。除此之外，西门子使用SimScale进行了热性能优化，以最小的压力损失实现最大的热传递。 另外，晶格结构的设计可以满足现阶段倡导的轻量化及多功能散热等需求。其中ANSYS Lattice Simulation就是一种3D打印点阵结构分析工具，可以为3D打印晶格结构和超材料设计提供多尺度仿真支持。该软件具有用户界面友好，容易操作，自动生成材料数据库并支持参数优化等优势。在刚度分析上，它可以进行精确模拟，使误差值仅在百分之零点几。在点阵优化上，它还能够将复杂的点阵结构简化为宏观等效实体模型，降低建模难度并提高仿真效率。 ANSYS点阵结构刚度分析 除此之外，3D打印技术参考近日又发现一款仿真软件——PanOptimation的PanX软件。根据介绍，它将尖端的仿真和优化引入了金属增材制造行业。其采用一种新颖而独特的多网格建模方法进行热机械仿真，与传统的有限元分析 （FEA） 模型相比，运行速度快100倍，同时只需要非常适中的计算机硬件。该软件可识别并帮助纠正大多数热和机械构建问题（变形、铺粉机构卡住、开裂等），从而大大减少实验试错的需要。 END 除上述所提到的仿真软件外，还有大量的仿真模拟软件可以帮助优化3D打印，以满足不同用户及应用场景的需求。例如3Dxpert可以用来简化设计和打印的工作流程，适用于批量增材制造生产；Altair Inspire Print3D更适合SLM和MBJ打印方式，能设计减少3D打印后处理工艺；Simufact Additive能模拟3D打印的堆积及热处理等过程，适用于航空航天等高精度领域。 总体来说，仿真模拟技术在3D打印上起到了非常多的助力作用。通过仿真模拟技术，可以减少试错时间、预防支撑结构设计不合理导致打印失败，这使得仿真+3D打印技术在航空航天、医疗等领域都具有很大潜力，有望带来更高效且智能的3D打印解决方案。#增材制造#

俄罗斯与乌克兰均在推动对3D打印无人机(UAV)的需求。双方部署低成本、遥控无人机进行空中监视、运送物资以及作战等任务。 近日，同行媒体报道指出，乌克兰无人机制造商Wild Hornets正在运营一个不断扩大的3D打印农场，用于生产其Sting拦截无人机。这家乌克兰非营利组织在社交媒体上分享了图片和视频，展示了一排排两家全球头部FDM 3D打印机品牌的设备正在制造塑料无人机部件。 重要的是，Sting拦截无人机提供了一种比美国供应的“爱国者”导弹更具成本效益的替代方案，后者每枚成本约为330万美元。相比之下，据报道，乌克兰制造的拦截器生产成本在1000美元至5000美元之间，而俄罗斯的“沙赫德”无人机每枚成本估计为3.5万美元。 Wild Hornets公司称，其无人机“摧毁了1738件资产，价值16.9亿美元”，其中包括448架对方无人机。该公司正在扩大其FDM 3D打印机队伍，以提高产量并快速调整设计，满足不断变化的战场需求。这显示出3D打印技术在低成本制造、加快设计并实现生产分散化方面的优势。 另一家正在加大无人机产量的乌克兰公司是TAF Drones。该公司在乌克兰西部运营着一个生产基地，超过100名员工使用包括3D打印机，每天生产约1000架无人机。然而，该公司制造的并非拦截无人机，而是针对前线打击任务优化的轻型无人机。 德国初创公司Tytan Technologies也利用3D打印技术为乌克兰生产人工智能控制的无人机。该公司研发的Tytan拦截器专门用于对抗对方无人机。这款无人机采用3D打印机身，能够保持低成本并适应不断变化的运营需求。据Tytan公司介绍，这款拦截器的速度可达250公里/小时以上，有效载荷高达1公斤，作战半径超过15公里。 Tytan Technologies 无人机 除了乌克兰，3D打印无人机在全球国防领域也日益受到关注。总部位于美国的Firestorm Labs最近获得了4700万美元A轮融资，将用于扩大其3D打印无人机及其可部署增材制造单元xCell的规模。该微型工厂可部署在两个20英尺集装箱或一个40英尺集装箱内。它允许用户在需要时直接3D打印模块化无人机机身和组件。 Firestorm的技术引起了美国国防部的关注。今年早些时候，美国空军授予该公司一份为期五年、价值1亿美元的“不定期交付、不定期数量”（IDIQ）合同。根据该协议，Firestorm将负责开发和采购3D打印无人机解决方案，该解决方案优先考虑模块化、经济高效的设计。 3D打印巡飞弹 此外，美国航空航天和国防制造商康明斯航空航天公司的3D打印巡飞弹“地狱猎犬”S3于今年早些时候完成了首次试飞。S3是一款涡轮喷气发动机驱动的无人机系统（UAS），飞行速度可达每小时384英里（约610公里）。其设计目标是对装甲车辆、坦克和防御工事进行远程精确打击。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3MF联盟成立于十年前，致力于建立一种用于3D打印的全保真文件格式，解决与STL等其他常用文件格式相关的问题。现在，这种创新的文件格式已正式成为ISO标准：ISO/IEC25422:2025。3D打印技术参考查询了3MF格式的优缺点后认为，增材制造技术发展至今天的成熟度和规模，文件格式迎来了取代传统STL的节点。 3MF联盟多年来发展迅速，最初创始成员包括3D Systems、Autodesk、达索系统、FIT、GE Global Research、惠普、Materialise、微软、Shapeways、西门子、SLM Solutions GroupAG、Stratasys和Ultimaker。如今，该联盟拥有超过35名成员，包括最新成员Aibuild和AMIS。 与STL文件相比，3MF的优势明显 该联盟的总体目标是创建一种新的标准化文件格式，供各种增材制造技术的用户使用。与STL（3D打印最常用的文件格式之一）相比，这种文件格式具有诸多优势。例如，3MF支持的属性和功能远超STL，包括与颜色、材质和纹理相关的数据。借助Beam Lattice Extension和Volumetric Extension等扩展功能，3MF甚至可以处理更复杂的制造数据。 3MF正式成为ISO标准除了文件格式的数据范围更大之外，3MF文件也比STL文件更高效、更小巧，更易于处理。与一些小众文件格式相比，3MF拥有业内最广泛的支持，这为其带来了与3D打印软件程序和硬件广泛兼容的显著优势。据报道，截至去年9月，已有超过100款软件应用程序支持3MF格式。 从雷声大、雨点小，到被大量使用 3MF在技术上几乎“全面碾压” STL，但在过去7年中的发展“雷声大、雨点小”。原因可以归结为4个现实阻力：STL已存在38年，存量生态太庞大；3MF规范迭代快，过去几年的发展不成熟，使用STL格式更为保险；3MF由微软主导，开源生态担心被“大厂锁定”；3MF格式“过于强大”，老设备已报错，用户不得不导出STL兜底。 但如今3MF格式已进化的非常成熟，3D打印设备本身也已大量革新，用户对文件所包含信息的要求也非过去同日而语，3MF格式正快速取代STL格式。3MF近期获得ISO官方认证，这一进展意义重大，使联盟朝着将3MF确立为所有增材制造技术关键文件格式的目标迈进了一大步。 航天支架同一零件不同格式的内存大小 3MF联盟执行董事Duann Scott表示：“3MF规范作为ISO/IEC标准的发布是一个重要的里程碑——这不仅对增材制造而言，也对如何开发一个开放且可扩展的标准，以确保在快速发展的行业中实现未来的互操作性具有重要意义。”现在，获得ISO的认可，我们为更广泛的应用和长期可持续性奠定了基础。 3MF文件从ntop导出，并导入magics Autodesk增材制造总监Alexander Oster也对这一成就发表了评论，他表示：“十年来，3MF联盟成员投入了大量资源，致力于以精湛的技术工艺实现开源增材数据流程的标准化。其范围已从简单的STL替代品扩展到一个真正意义上的全新平台，支持多种技术，包括晶格以及可互操作的隐式几何。令人难以置信的是，3MF现已成为从数百万台桌面FDM打印机到价值数百万美元的航空航天设备等所有产品的标准后端格式。” 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

日前，3D打印技术参考注意到，来自NASA马歇尔航天飞行中心、美国橡树岭国家实验室以及亚利桑那大学的联合团队在Additive Manufacturing Letters期刊发表了题为“GRCop-42: Comparison between laser powder bed fusion and laser powder direct energy deposition”的文章。 本研究采用激光粉末床熔融和激光粉末直接能量沉积两种方法，对GRPC-42铜合金进行了比较分析。该研究涉及一系列材料属性，包括表面形貌、内部缺陷、微观结构特征、准静态力学性能和断裂特征。研究结果表明，尽管样品是用同一基材制作的，但在两种增材制造工艺之间，所产生的材料性能差别很大。因此，不能假定各种制造方法的材料特性是一致的。因此，必须根据具体参数对个别制造工艺进行材料定性。 表面形貌差异——与性能影响 通过L-PBF和LP-DED工艺制造的材料的表面形貌存在显著差异。L-PBF样品表面存在明显的粉末粘附，但表面相对平直。相反，DED样品表面几乎没有或完全没有粉末残留，但表面呈现波浪状。 两种工艺制造的样品的表面形貌 应力-应变曲线：a) 保持打印表面的样品；b) 保持打印表面与经过表面处理的样品之间的比较 这种不同的表面形貌在影响拉伸性能和失效机制方面发挥了重要作用。特别是，在LP-DED试样上观察到的构建层显著降低了延伸率，这一特征不影响L-PBF试样的拉伸性能。对LP-DED试样进行抛光后发现，与直接打印试样相比，抛光试样的伸长率增加了74%。 内部缺陷差异——与性能影响 通过LP-DED工艺制造的样品，内部缺陷被发现是最小的。该工艺制造的试样保持相对一致的强度,不论试样厚度如何。然而,随着试样厚度的减小,LP-DED试样延伸率下降了36%以上。这种行为与较厚样品具有更大的横截面积以抵抗裂纹扩展有关。 两种工艺制造的样品的CT图像 相比之下，L-PBF样品中出大量的孔隙，且随着样品厚度的减小，孔隙率百分比增加。较薄样品中孔隙率的增加可能是L-PBF样品中观察到的尺寸效应的原因，随着样品厚度的减小，强度降低了13%以上,延伸率降低了20%以上。 显微结构差异 L-PBF和LP-DED工艺产生的热条件导致了每种制造方法下独特的凝固条件，进而导致了晶粒结构和晶体织构的显著差异。L-PBF样品中，晶粒呈现出与构建方向平行的柱状结构，同时在扫描路径上沿构建方向垂直的方向上有几个“晶粒岛”。这些样品还沿着构建方向展现出中等强度的织构，晶粒在方向上取向。 不同厚度的晶粒尺寸相似,但两种方法的晶粒尺寸差异很大 两种打印工艺制造的铜合金的显微结构 相比之下，LP-DED样品中晶粒则呈现出与构建方向平行的锯齿状图案，这种图案的方向随着扫描方向的变化而交替变化。在LP-DED样品的壁边缘，晶粒细小且等轴，而越往中心晶粒尺寸逐渐增大，且中心区域的晶粒形态较为模糊。此外，LP-DED样品还沿着构建方向展现出强烈的织构，具有旋转立方织构，且在方向上取向。这些晶粒结构和晶体织构的差异对材料的力学性能、热传导性以及其他物理性能都有重要影响。 材料性能差异 L-PBF样品表现出了明显的尺寸效应，即随着样品厚度的增加，强度和伸长率均有所提高。这种效应主要归因于样品尺寸减小时孔隙率的增加。相反，LP-DED样品也展示了尺寸效应，但主要表现为随着样品厚度的增加，伸长率增加。这是因为较厚的样品具有更大的横截面积，能够更好地抵抗裂纹的扩展。 不同厚度试样的机械性能 此外，在相同厚度下，L-PBF样品的强度高于LP-DED样品。这主要是由于L-PBF样品中存在更细小的晶粒尺寸，这是提高强度的主要因素。细小的晶粒意味着更多的晶界，这些晶界可以阻碍位错的运动，从而提高材料的强度。 失效机制差异 L-PBF样品主要因裂纹扩展和孔隙合并而失效，这是由于样品中存在大量孔隙所导致的。相比之下，LP-DED样品主要在层间失效。在LP-DED样品中，表面应力集中被认为是裂纹萌生的主要原因，而由此导致的较小横截面积则降低了对裂纹扩展的抵抗力。 不通样品的断裂形貌 END 铜合金由于具有高的导热性和作为结构部件的能力而在航空航天工业中被普遍使用。GRCOP-42是美国航天局研制的用于火箭燃烧发动机内衬和换热器的一种强化铜合金。激光粉末床熔融和激光粉末直接能量沉积两种工艺均已经成熟，但它们各有不同的适用场景。LPBF技术主要用于制造高精度功能组件,但在构建尺寸上存在上限。LP-DED技术可以将构建量增加到1m以上，但在表面精度上稍差。两种工艺虽然都使用激光实现增材制造，但两者的在构建环境、原料、参数（如激光功率、移动速度）上存在差异。比较两种工艺制造同一材料的性能差异，有助于更安全的使用3D打印技术制造组件。

3D打印技术参考注意到，市场研究公司marketsizeandtrends近日发布了全球粉末床熔融（PBF）3D打印市场报告（涵盖激光、电子束、等离子弧），并重点介绍了德国市场情况。 报告指出，2024年全球粉末床熔融3D打印市场规模为12亿美元，预计到 2033年将达到35亿美元，2026年至2033年的复合年增长率为12.5%。2024年德国粉末床熔融3D打印机市场规模为3亿美元，预计到2033年将达到7亿美元，2026年至2033年的复合年增长率为11.6%。 粉末床3D打印技术在德国3D打印领域占据主导地位，这主要得益于航空航天、汽车和医疗领域的精密要求。全球众多知名的粉末床熔融3D打印供应商均重点布局该区域市场。这些顶级玩家共同角逐，导致德国粉末床熔融 (PBF) 3D 打印机市场面临着激烈的竞争、快速发展的技术以及需要适应不断变化的市场需求等挑战。 多激光PBF系统和金属粘结剂喷射等技术的进步显著提高了产量和材料效率。创新合金和复合粉末正在加速定制能力，实现具有优异机械性能的复杂几何形状。德国的监管环境促进了与欧盟碳中和目标相一致的可持续增材制造实践。工业界采用人工智能驱动的过程监控和物联网支持的机器连接正在优化生产工作流程并减少停机时间。 弗劳恩霍夫研究所引领德国粉末床熔融3D打印技术的发展 德国粉末床熔融3D打印市场增长的潜在因素 问题 1：哪些行业趋势推动了德国采用PBF 3D打印技术？ 德国在工程和精密制造领域的领导地位推动了汽车和航空航天领域对PBF 3D打印技术的广泛使用。 强大的工业4.0与PBF 3D打印系统的集成，可实现自动化、智能化的工厂环境。 空客深度应用3D打印技术 3D打印的发动机燃烧室 问题 2：政府政策如何影响增材制造格局？ 德国的“数字战略2025”和“高科技战略”支持增材制造作为国家工业重点。 通过BMWK提供的税收补贴和补助正在加速中小企业获得金属PBF 3D打印系统。 问题 3：汽车行业在PBF技术扩张中扮演什么角色？ 汽车应用，尤其是电动汽车轻量化和原型设计，占金属PBF 3D打印技术需求的35%。 对于复杂的几何形状，原始设备制造商 (OEM) 越来越多地使用激光PBF 3D打印系统取代CNC加工。 宝马汽车增材制造产业中心 问题 4：德国出口市场如何影响PBF 技术增长？ 采用PBF技术的航空航天和医疗部件的出口有利于实现贸易平衡和产业规模扩大。 德国作为精密工程产品全球出口领先者的地位支持了市场扩张。 问题 5：德国PBF 3D打印机市场面临的主要挑战是什么？ 德国粉末床熔融 (PBF) 3D 打印机市场面临着激烈的竞争、快速发展的技术以及需要适应不断变化的市场需求等挑战。 技术创新一直未中断 问题 6： 哪些顶级公司是德国PBF 3D打印机行业的领先关键参与者？ 3D Systems、Formlabs、GE Additive、EOS、Eplus3D、SLM Solutions、DMG MORI、Trumpf、Renishaw、Envisiontec、AddUp、Aconity3D、Xact Metal、Aurora Labs、ERMAKSAN、Erpro Group、HBD Metal 3D Printer、、Prodways Tech、Sinterit、3DLAM、Dedibot、XYZprintint、Sodick、Titomic等。 问题 7：德国PBF 3D打印机市场报告包括哪些细分市场？ 德国粉末床熔融 (PBF) 3D 打印机市场根据类型、应用和地理位置进行细分。 问题 8：哪些因素影响德国PBF 3D打印机市场的未来发展轨迹？ 行业主要受技术进步、消费者偏好和监管变化的影响。 德国粉末床熔融3D打印机市场驱动因素和新兴趋势 德国PBF 3D打印机市场受到严格的行业法规的推动，这些法规强调可持续制造和产品质量，并得到政府旨在推动制造业中心数字化转型的激励措施的支持。德国政府减少工业碳足迹的举措与欧盟指令相一致，鼓励采用能够最大限度减少材料浪费和能源消耗的增材制造技术。 此外，消费者对个性化医疗植入物和轻量化汽车零部件的需求不断增长，也促进了市场扩张。新兴趋势包括将人工智能和物联网集成用于实时监控和预测性维护，从而显著提高运营效率。…

3D打印技术参考于近日又发现一款极为酷炫的3D打印手表。 一家名为Ayoub Ahmad的公司打造出一款名为STRACTRA的3D打印钛金属概念腕表。这款表的小时刻度呈现在180度的几何弧线之上，其表圈受自然启迪呈现出树枝状的图案，在腕表右侧弧线形成规整线条。在这些有机结构的空隙间，小时数字、指针均以日落橙色为主色调，在钛金属的配色衬托下十分显眼。此外，分钟刻度在指针下方呈360度圆环环绕，让这款3D打印钛金属概念腕表的报时功能更为完备。 不同于传统圆形或方形钟表那种规整的设计风格，这款概念3D打印钛金属腕表的框架自带一种有机质感，表壳线条流畅自然，宛如树枝的形态或是大自然中灵动的曲线。设计师Ayoub Ahmad早有规划，打算运用3D打印技术来生产这款腕表，同时选定钛金属作为整个腕表的主要材质。借助3D打印技术，他能够顺利实现小时刻度所呈现的弧形、分钟刻度所构成的圆盘，以及表身独特的六边形设计。 左侧似乎有一个格栅，用于触感 3D打印钛金属概念腕表STRACTRA的左侧表盘，看似格栅状的设计，但实际上却带有一些凸起，以提升触感。蜿蜒的线条穿过中间的分钟刻度盘，仿佛树枝的生长。弧线从小时刻度盘延伸至中间的刻度盘，让佩戴者能够看到腕表内部的齿轮。在刻度盘旁边，镌刻着3D打印钛金属概念腕表STRACTRA的名称。 钟表背面的光滑表面 分钟盘细节图 钟表名称位于分钟盘旁边 设计线条贯穿表盘 这款腕表设计仍处于概念阶段，Ayoub Ahmad表示，这款腕表是他参加迪拜钟表周的参赛作品。迪拜钟表周将于2025年11月19日至23日举办。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印技术参考注意到，来自瑞士洛桑联邦理工学院机械工程学院的中国学者管清华等人，近日在Science Advances上以封面文章发表了“”的研究。 该团队制造了一头受肌肉骨骼启发的肌腱驱动机器人大象，其关节与可编程弯曲轮廓相结合，象鼻结构柔软连续。需要指出的是，他们没有使用不同材料来制造软、硬部件，而是开发出了一种晶格结构生成技术，其支持超过一百万种离散配置和无限几何变化，仅使用单一材料制造的不同晶格分布，即可使材料在不同的区域呈现柔软、坚硬的不同状态。3D打印技术参考注意到，该方案为设计轻量级、适应性强的机器人提供了可扩展的解决方案。 真实骨骼肌肉结构为人形机器人开发提供思路 软组织与刚性结构（一些是被动的，另一些是功能性的）的整合在能量、精度和运动范围方面提供了优势，从而可以实现各种复杂的行为。例如，猎豹有弹性的肌腱，可以与坚硬的骨骼一起储存和释放能量，实现爆发性的加速。人手中肌肉、肌腱和韧带的排列和相互作用使精细运动技能成为可能，而蛇的灵活脊柱则使运动更加灵活。这些对于机器人来说是令人羡慕的特性，并启发了机器人肌肉骨骼下肢、上半身甚至人形机器人的发展。 宇树科技机器人 多材料3D打印在机器人结构开发方面的限制 3D打印已成为制造软刚肌肉骨骼机器人的关键制造技术。这种多材料增材制造技术可以形成具有空间变化材料特性的复杂三维形状，并在驱动下表现出多模态变形。然而，动物肌肉骨骼结构的复杂性和多样性是显而易见的，存在许多不同的关节排列，甚至完全肌肉化的器官（如象鼻）。因此，我们需要能够模仿这种广泛的潜在生理结构的设计方法和3D打印技术。 多材料3D打印是实现肌肉骨骼软刚系统结构单阶段制造的关键技术。例如，通过硬骨和软韧带两种材料可以制造骨架手、视觉控制打印和多材料多喷嘴3D打印。 虽然多材料3D打印本质上可以实现材料或不同特性的组合，但这种方法在可实现的肌肉骨骼结构的复杂性和多样性方面也受到一定限制。首先，它将结构不同部件的刚度范围限制在一个离散的或通常很小的范围内，限制了复制自然界中连续变化的广泛刚度的能力。其次，材料的各向异性很大程度上是由其成分或3D打印技术决定的，这使得模拟肌肉骨骼系统中看到的底层各向异性和方向性变得具有挑战性。 可编程晶格超材料的挑战 具有可编程体积行为的晶格超材料的开发使得能够从单一基础材料中获得更连续和更广泛的机械性能。晶格结构通常使用重复的晶胞形成，例如体心立方、开尔文或八面体。虽然这些结构提供了增强的机械性能，但它们对重复几何形状的依赖限制了可实现的刚度和各向异性的范围。 最近的努力引入了更复杂的几何形状，例如拓扑调节或厚度调制，以产生梯度特性 。然而，这些方法主要关注各向同性、厚度变化或有限范围的结构变体，限制了它们在设计高度可调的机械行为中的适用性。此外，由软材料开发的晶格结构在大变形过程中表现出复杂的力学行为，这是由于材料在大变形过程中的非线性（例如，超弹性和梁屈曲）使得这些结构的设计和优化具有挑战性。 越传统晶格结构的设计方法，刚度和各向异性范围显著扩大 这项工作展示了改变晶格结构的几何形状以实现一系列结构特性的潜力，例如可编程变形、刚度、泊松比和各向同性，刚度范围和编程其各向异性的能力目前受到可创建的不同几何形状范围的限制。 研究人员提出了一种使用单一材料设计和制造可编程软硬晶格结构的方法。该方法的核心是拓扑调控 (TR)，它通过引入广义晶格混合方法扩展了晶格单元的设计空间。这使得能够创建无限多种新的晶格几何形状，其刚度和各向异性属性的范围显著扩大，超越了传统晶格设计的约束。 利用拓扑调控，研究人员可以创建具有更多样化力学行为的晶格结构，从高度柔性到刚性，从而能够更精细地控制材料属性。在此基础上，将叠加编程 (SP) 与拓扑调控相结合，从而能够在毫米级上连续或离散地改变晶格刚度、各向异性和连通性的空间。拓扑混合和叠加分布控制着晶格的空间属性，并允许结构在不同力学状态之间进行渐进或突然的转变。这使得不同的机械状态能够融合，从而创建柔软的连续身体结构和机械特性之间的离散过渡，可用于设计更刚性的关节结构。 为了利用这些新的晶格结构和融合方法，研究人员引入了一个运动行为编程的计算框架，可用于晶格结构的连续调节和离散分布。通过优化拓扑索引场和晶格单元叠加，可以将运动行为直接编码到结构设计中。该框架允许对变形轮廓、承重能力和关节行为进行结构编程，从而利用结构实现智能行为。 为了展示这种方法，研究人员制造了一个受肌肉骨骼启发的大象机器人，它集成了用单一材料打印的软硬部件。软硬结构组成肌肉骨骼机器人系统，其中刚性结构充当承重骨架，而软结构和肌腱用作肌肉来驱动各种运动。柔软而肌肉发达的躯干表现出扭转、弯曲和螺旋运动，而刚性的骨骼关节则复制了大象臀部、膝盖和足部关节的刚度和承重特性。这些结果凸显了所开发的结构编程框架如何能够综合复杂的肌肉骨骼特性和行为，并在统一的材料系统中连接软性和刚性力学。 END 总的来说，这项研究开发出了能够优化晶格结构来实现所需运动行为的工具。基于体心立方和XCube单元就生成了100多万种立方体，可以引入更多类型的晶格结构来获得更有利的特性。与蜂窝和其他晶格结构类似，强度重量比可以非常高，从而可以实现轻型、高效和低惯性的机器人开发。开放式晶格结构也非常适合在流体中使用，因为它在提供较低阻力的同时对流体呈惰性。最后，使用开放式晶格可以将其他材料、传感器和肌腱纳入结构中，从而实现进一步的智能应用。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印技术参考注意到，海关总署平台于近日更新数据。查询并计算数据如下：2025年上半年中国出口3D打印机数量为2277562台，相比去年同期的182.9万台增长24.5%。2025年上半年中国出口3D打印相关产品的总价值为55.19亿元，相比去年同期48亿元人民币，增长14.9%。 2025年上半年出口至美国的3D打印机数量为834320台，总价值20.48亿人民币（包含机器、零件和材料）。去年同期相关数值分别为68万台和19.5亿人民币，分别增长22.6%和约5%。另有一个数据比较特殊，出口至该国的增材制造设备零件数量增长了80%。 分具体的3D打印机种类来看，桌面级塑料设备作为出口的主力不变。2025年上半年该类型设备出口227.75万台，而2024年上半年出口数量为182万台。 东吴证券于近日在研报中表示，2020年以来国内3D打印市场规模高增，2020-2024年CAGR近20%，2024市场总规模已达到超400亿元。IP经济助力消费级3D打印出圈，随设备及材料技术迭代、成本降低，消费级3D打印有望进一步打开市场空间。受益于国内+出口需求双重景气，消费级3D打印整机厂业绩快速释放，同时具备较高盈利水平。 近日，知名市场研究公司CONTEXT也报告称，2025年一季度全球入门级3D打印机出货量激增22% ；而工业级3D打印机出货量下滑，市场收入下降6%。就中国上半年出口数据而言，2024年上半年“用金属材料的增材制造设备”出口数量为4382台；而今年同期数据仅715台。报告指出，消费者在美国关税预期生效前纷纷购买低成本系统。与此同时，由于通货膨胀、利率上升以及持续的地缘政治不确定性，企业缩减了资本投资。 3D打印行业已成为我国增长速度最快的细分领域。国家统计局于7月15日公布上半年国民经济数据，上半年全国规模以上工业增加值同比增长6.4% ，装备制造业和高技术制造业增势良好。分产品看，3D打印设备增长最高，达43.1%；领先于新能源汽车36.2% 和工业机器人35.6%的 同比增长值。 不过，3D打印技术参考注意到，该数据低于2024年51.6%的增长值。这与今年上半年严峻的贸易壁垒有很大关系，但仍反映了3D打印行业的强劲增长势头。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

2025年7月18日，先临三维推出了新一代全自动桌面三维检测系统AutoScan Inspec2。这款集“智能、精准、高效”于一身的产品，专为小尺寸精密工件的三维数据获取而生，将全面赋能工业制造领域的质量控制、产品开发与逆向工程等多种应用场景，为精密机械、电子元器件、医疗器械、创意设计等行业提供全新的三维检测解决方案。 小身躯大能量AutoScan Inspec2的五大核心优势 在工业质检向智能化、高效化加速演进的时代，AutoScan Inspec2通过五大核心技术优势，将“硬核”三维扫描检测能力在桌面空间释放。 1. 全自动高效扫描，惊喜智能补扫 AutoScan Inspec2为实现全自动扫描的目标，采用一体式机身搭载三轴设计，允许用户根据需求自行设置摆动角度，一键即可完成所有操作获取扫描数据，快速高效。 在软件功能方面，AutoScan Inspec2采用了先临三维自主研发的Al智能补扫算法，当用户需要补扫样件某处时，只需在软件界面中选择对应区域，一键点击后即可自动开始划补扫路径获取缺漏数据，相比于低效的人工手动操作，智能补扫功能简单又高效。 AutoScan Inspec2还兼具路径存储功能，重复样品可导入路径智能扫描，处理相似样件省时省力，轻松实现批量化扫描的工作需求。 2.计量级高精度，且重复性精度稳定 高性能硬件与强劲的3D视觉算法相结合，赋予了AutoScan Inspec2卓越的精度表现，精度可达10μm，确保对复杂形状小尺寸零部件的精准检测要求，无论是复杂的机械零件，还是高精度要求的光学元件，它都能精准捕捉三维数据。 3.PTB认证检测模块，输出可视化检测报告 AutoScan Inspec2为用户提供了一套完整的三维扫描检测流程，采集数据可无缝对接SHINING3D Inspect工业计量三维检测模块，其为先临三维自主研发，已通过德国物理研究院PTB测量精度双重认证（长度领域的高斯软件认证、切比雪夫软件认证），能够处理高精度三维扫描仪获取的三维数据，进行3D比较及3D测量并输出检测报告。 4.出色的数据细节，精细特征纤毫必现 设备搭载了两台500万像素工业相机，高分辨率的镜头能够清晰展示数据细节，精准还原物体的几何特征及表面细节。即便是微小的划痕、细微的纹路变化，也能在扫描数据中清晰呈现。 5.高保真纹理色彩，还原真彩实物 通过纹理模块，AutoScan Inspec2 可实时捕捉物体全彩纹理信息，真实还原实物视觉外观，为产品设计、艺术创作等领域的应用提供更丰富的视觉信息。 AutoScan Inspec2全自动桌面三维检测系统，拥有轻量化小巧机身，设备重量仅重5kg，采用流线型设计，小巧紧凑，节省空间，便于在实验室、车间、工厂等环境快速移动与部署。同时，该产品将“全自动+全尺寸检测”功能成功融合，还具备路径存储功能，可轻松实现小型至微型样件的批量化扫描需求。未来，先临三维将持续深耕高精度三维视觉技术，不断优化产品性能，为为工业制造、3D设计等领域用户提供更高效、可靠的三维扫描检测解决方案。

山东湖西王集团借助3D打印树立数智化转型新标杆 中国山东网7月18日报道，山东湖西王集团凭借3D砂型打印技术，仅用13天便完成宇通客车的6件桥壳/减壳样件交付，创造了行业交样速度的新纪录。这一突破不仅解决了传统开模周期长的难题，更展现了湖西王在柔性化智造领域的实力。此次成就凸显湖西王在3D打印工艺设计、工装优化及快速响应上的核心优势，也为汽车行业数智化转型树立新标杆。 经查询，山东湖西王集团以高端铸造和精密轴承为核心，服务军工汽车、工程机械、风电机器人等领域并出口全球的国家级高新技术集团企业。 银禧科技：所开发的3D打印材料性能优异，但营收占比小 7月18日，银禧科技在投资者平台表示，公司自主研发的改性3D打印材料具备优异的通用性与专业适配能力，可无缝兼容FDM、SLS等多类型设备，并通过多项国际行业标准认证，广泛应用于航空航天、医疗、汽车等高要求领域，材料性能和稳定性领先行业水平。但目前3D打印材料销量较小，其收入占公司合并报表营收比重较小，未达到披露的标准。 屹通新材：有涉足3D打印金属粉体研发 7月18日，屹通新材表示，公司在3D打印金属粉体领域有相关研发，目前尚未批量投产。经查询，屹通新材是一家以高品质铁基粉体为核心、服务新能源与高端装备领域的高新技术上市企业。 统联精密布局新型智能终端零组件智能制造中心项目,引入3D打印等技术 7月16日消息，深圳市泛海统联精密制造股份有限公司计划发行可转换公司债券，总额不超过59,500万元，用于新型智能终端零组件(轻质材料)智能制造中心项目和补充流动资金及偿还银行贷款。 智能制造中心项目旨在提升公司在消费电子领域的竞争力，应对新型智能终端对轻量化、高精度结构件的需求。通过引入3D打印、半固态压铸等先进制造技术及智能化的生产设备，重点开展镁铝合金、钛合金、碳纤维等轻质材料的研发与产业化应用，推动公司高质量发展。此外，募集资金也将用于优化财务结构，降低负债风险。 青岛企业将石墨烯加热和3D打印相结合 据青岛政府网站7月17日消息，台湾元力智库有限公司与青岛英龙联合智造装备有限公司正式签订“3D创核智研平台”战略合作协议。双方旨在共同打造3D创核智研平台，合作研发新一代石墨烯加热的3D打印设备。双方合作后，英龙智造将成为全球首家将石墨烯加热和3D打印相结合的公司。 经查询，台湾元力智库有限公司是以石墨烯、纳米先进材料为核心研发平台。青岛英龙联合智造装备有限公司是2012年成立的国家级高新技术企业，7000㎡青岛基地内融合增减材制造与智能产线集成，为全球汽车、航空、医疗等行业提供一站式精密制造解决方案。 国内球形铝粉龙头旭阳新材入局金属3D打印 7月17日消息，全球铝粉和铝颜料龙头供应商内蒙古旭阳新材料股份有限公司已进军3D打印行业。目前，旭阳新材年产能已达2000吨粉末冶金用铝合金粉末和600吨增材制造粉末生产能力，预计2026年底将大幅提升至万吨级别，有望重塑金属3D打印材料市场格局。 家联科技：推进新型3D打印耗材大规模生产 第三届链博会以“链接世界,共创未来”为主题，定于2025年7月16日至20日举办。宁波家联科技股份有限公司表示，“3D打印技术正经历从‘样品制造’到‘批量生产’的关键转型。我们看到了这一产业的发展趋势，今年重点推进新型3D打印耗材大规模生产，产品线已覆盖工业设计、教育培训、潮流玩具、医疗健康等方面。” 本届链博会上，家联科技的3D打印耗材产品及打印制品将首次公开亮相。这些耗材的主要原料是玉米、木薯等可再生资源，具有出色的拉伸强度和延伸率，其核心卖点依旧是生物降解。据了解，家联科技是专注于生物全降解制品及塑料日用品、植物纤维制品研发、生产与销售的国家级高新技术上市公司。 沈阳新松机器人：或将投资3D打印项目 沈阳新松机器人自动化股份有限公司于近日发布“关于募集资金投资项目结项并将节余募集资金永久补充流动资金的公告”。该公司2015年非公开发行人民币普通股54347826股，每股发行价55.20元，募集资金总额2999999995.20元，扣除发行费用后实际募集资金2960882979.92元。募集资金投资项目包括工业机器人项目、特种机器人项目、高端装备与3D打印项目、数字化工厂项目和补充流动资金。 吴忠仪表：创造性地融合特种材料与3D打印技术 吴忠仪表有限责任公司是我国控制阀行业龙头企业，产品广泛应用于石化、电力等重大工程。3D打印技术参考在近日关于该公司的一项文章中注意到以下描述，“一场高难度的攻坚战在燃气轮机燃烧室领域打响。面对1700℃高温的极限挑战，常规金属材料瞬间失效。吴忠仪表研发团队迎难而上，面对材料配方、冷却结构设计、耐烧蚀涂层选择等多个技术瓶颈，研发团队历经上千次实验探索，创造性地融合特种材料与3D打印技术，一体成型制造出具有3层精密冷却夹层的阀体结构，最终锻造出耐受高温考验的控制阀，摘取了燃气轮机领域‘皇冠上的明珠’。” 南风股份：子公司重型金属3D打印技术取得重大突破 董秘俱乐部于7月15日介绍了南方股份的相关介绍，内容指出，南方股份子公司南方增材，自主研发的重型金属3D打印技术取得重大突破，可生产核电一级构件，相比传统方式成本降低40%、周期缩短60%，成功应用于大亚湾核电站备件制造，未来有望在四代核电设备制造中发挥更大作用。 该公司于7月18日发布公告表示，南方增材目前具备钛合金、纯铜、不锈钢、高温合金、非金属等材料的3D打印能力，公司将抓住3D打印市场蓬勃发展的机会，积极开展3D打印服务，提升公司整体盈利能力。 2024年，南方增材科技有限公司中标中广核核电运营有限公司的金属增材制造在核电高温腐蚀介质中长期服役可行性研究项目，彰显了公司在核电3D打印技术研发上的持续领先与突破能力。 该产品来自南方增材 咕咚全球首发「AI运动手办」功能，将接入3D打印 近日，头部户外运动平台咕咚上线了全新「AI运动手办」功能。据悉，该功能基于咕咚"运动形象生成引擎"自研技术，打造了全球首个运动场景AI数字手办解决方案，运动爱好者将体验到全新的赛事周边服务。 公司还将开发线下赛事的完赛手办制作，支持用户上传照片生成对应线下赛事的手办，同时接入3D打印功能，用户可体验从虚拟到实体的手办形态。 广东威强科技：正加大在3D打印粉末冶金领域的研发投入 广东威强科技专注粉末冶金，生产高精度铁基/不锈钢行星减速齿轮箱、电机齿轮及电梯、锁具等零部件，为多个行业的智能化升级提供了关键支撑。 近日的一项报道指出，威强科技正加大在3D打印粉末冶金领域的研发投入，计划推出可定制化的复杂结构部件，进一步拓宽在航空航天、医疗设备等领域的应用。 #增材制造# 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。