文章-3D打印技术参考-(第62页)    

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  • 碳纤维3D打印重要进展:远程光热辅助固化实现悬空、无支撑增材制造

    碳纤维3D打印重要进展:远程光热辅助固化实现悬空、无支撑增材制造

    纤维增强复合材料是广泛应用于交通和能源行业的轻质结构材料。目前的复合材料制造方法需要昂贵的工具和长时间的能源密集型加工,导致制造成本高,设计复杂性有限,制造速度低。纤维增强复合材料3D打印当前主要有以下形式:短纤增强线材以FDM/FFF挤出打印、短纤复合尼龙等聚合物粉末以SLS烧结或喷墨热熔打印、丝束共挤出长纤维以及原位浸渍长纤维等技术,每种技术各有应用场景。 3D打印技术参考注意到,来自美国亚利桑那州立大学的Mostafa Yourdkhani的副教授领导的研究团队在碳纤维3D打印领域取得新的研究进展,使用该技术可以快速、可扩展地制造高性能复合材料,能够实现连续和不连续纤维的无工具、无支撑、无需后固化的高质量3D打印,材料的纤维含量高达70vol%,接近零空隙,可在半空中打印。 Mostafa曾获iCANX协会颁发的青年科学家奖、2024年PMSE早期研究者奖,入围CAMX复合材料卓越奖。这项研究以“Additive manufacturing of carbon fiber-reinforced thermoset composites via in-situthermal curing”为题发表在Nature Communications,第一作者来自科罗拉多州立大学。相关评论指出,这项技术可能会改变航空航天、国防、能源等领域的游戏规则。 热敏热固性树脂+碳纤维快速传热,原位光热辅助固化3D打印 研究人员对纤维增强热塑性复合材料的3D打印,基于使用热响应热固性树脂作为复合材料的基体,并通过光热转换对碳纤维增强材料进行局部远程加热,使得复合材料能够快速原位固化而无需进一步的后处理。在通过机器人平台沉积后,基体热固性材料立即从液体或粘性树脂快速固化并相变为刚性聚合物,可以不使用支撑即可高保真、自由成形的制造不连续和连续的纤维增强复合材料。 所开发的聚合物树脂粘度可调,是一种高性能交联热固性材料,从低粘度液体树脂到粘性凝胶,是开发不连续和连续纤维增强热固性复合材料增材制造加工方法的理想选择。其具有高模量和强度、热稳定性、抗冲击性、断裂韧性和耐化学性的良好组合,同时具有低密度、固化收缩和吸湿性,这些特性使其成为了用于结构应用的理想聚合物。 通过热响应树脂的光热辅助固化来增材制造复合材料 在光热转化方面,碳纤维具有良好吸收特性,被利用来转换入射单色蓝色激光的能量(波长450nm),在100-200 ms内局部加热,实现有效的光热能量转换。在打印过程中连续快速加热复合材料,产生的热量通过利用碳纤维的高导热性,迅速传导增加周围树脂的温度。 将热敏热固性树脂与碳纤维的快速光热加热相结合,能够以前所未有的速度制造不连续和连续的碳纤维增强复合材料,解决了传统制造方法和商业3D打印工艺的缺点。 非连续与连续碳纤维,增强复合材料的原位固化3D打印 在不连续碳纤维复合材料的3D打印中,首先将树脂溶液在30℃下预热1小时以增加粘度,然后加入15vol%的短切碳纤维,使用离心式混合器混合5分钟,再在30℃下继续放置20分钟,制成具有剪切变稀行为的可打印墨水,以便通过细小的打印喷嘴挤出。 制备好的墨水需要使用热电制冷片将墨水温度维持在-5℃,防止树脂在常温下交联。墨水在气压下按预定轨迹挤出,蓝色激光对刚沉积的复合材料进行局部加热。碳纤维会吸收激光能量并迅速转化为热能,使周围树脂的温度快速升高至220- 240℃,从而引发树脂固化,实现复合材料的快速固化,固化度可达96%-98%。 在连续纤维的原位光热固化3D打印中,连续的碳纤维丝束在机器人平台的打印头上用树脂浸渍,通过分配喷嘴进料,并通过调节分配喷嘴的角度或使用压实辊沿打印路径沿着放置。由于树脂体系在室温下的粘度低且相对稳定,纤维容易用树脂浸渍和复合材料的受控压实导致复合材料具有很少或没有空隙含量(0至1.5体积%),这对于使用其他复合3D打印工艺是相当具有挑战性的。 连续纤维原位光热固化3D打印 不连续纤维增强复合材料的增材制造 连续纤维增强复合材料的增材制造 研究人员表示,使用具有更高输出功率的激光源或多个激光源的空间对准阵列可以实现更高的打印速度。同时碳纤维的浓度不会显著影响复合油墨的光热转换和固化速率,碳纤维可以有效地转换入射的能量并在各种浓度下在长丝内传递所产生的热量。在没有碳纤维的情况下,纯油墨不会对入射激光束作出反应,导致打印不成功。 纯油墨不会对入射激光束作出反应 与传统增材制造方法形成鲜明对比,这种增材制造方法不需要对基底或周围空气温度进行详细控制,从而促进了复合结构的可扩展制造。多层连续复合材料结构通过浸渍纤维的自动放置和快速光热固化而容易地打印在室温玻璃基板上。同时这种增材制造方法通过减少制造时间、消除多个加工步骤和耗材的需要以及最大限度地减少人工干预,简化了定制复合材料部件的制造,最终实现更快的生产和更低的成本。 实现碳纤维悬空3D打印并沉积在玻璃板上 总的来说,这种新开发的增材制造方法,可以通过热响应热固性树脂的协同集成和通过光热转换实现的碳纤维的远程加热,从而快速、灵活和节能地制造纤维增强热固性复合材料。这种方法适用于各种各样的热敏树脂。同时,这种新开发的增材制造方法将能够快速和可扩展地制造复合工具和复杂零件,修复现有结构,以及多尺度复合材料的多材料打印。#碳纤维3D打印 ##3D打印##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。
  • 金属3D打印晶格结构热力学仿真,如何做到又快、又准?

    金属3D打印晶格结构热力学仿真,如何做到又快、又准?

    晶格结构对于发挥出3D打印技术的作用具有重大价值,它可以实现轻量化、最大化比表面积实现更好的散热,同时能有效缓冲冲击力、均匀分散应力。3D打印制造的晶格结构因此受到了来自航空航天、汽车、医疗、运动等行业的广泛应用。 然而,金属3D打印零件若希望能一次性成功制造,仿真模拟是不可避免的流程,尤其对于高价值应用。可是,晶格点阵结构具有大量的网格,这为热力耦合仿真带来很多挑战。本期内容,3D打印技术参考分享漫格科技在一项应用中,快速布置晶格、并进行可靠快速仿真验证的案例。 以BCC晶格代替支撑,快速部署 以金属自行车头管为例,漫格科技用VoxelDance Additive增材制造一体化CAx软件平台,优化了自行车头管的支撑,降低了后处理难度,并用热力耦合仿真验证,实现3D打印一次成型。 工程师使用VDA软件,将零件倾斜45°进行摆放。按照过往的经验,在易发生变形的零件部位添加了“块和柱支撑”的组合支撑,尤其是管口处。从生成的支撑侧切面可以看到,支撑结构比较多。这增加了后处理的难度,也增加了材料的浪费。 使用VDA软件自动生成支撑 自行车管口生成支撑的侧切面 为了优化支撑结构,漫格将管口部位的支撑变为BCC晶格结构,来减少支撑的使用,控制管口处的变形情况。 最新版本VDA中的隐式设计模块VoxelDance Design(VDD)可以快速地为自行车头管添加BCC晶格结构。隐式建模可以实现基于数学公式、有限元分析结果等参数驱动式设计。复用工作流节点可以对多个管口实现批量化的晶格添加,并通过尺寸调节,密度渐变实现性能的优化,显著缩短产品迭代周期。 自行车头管添加BCC晶格结构 随后,在零件底部添加“块和柱支撑”的组合支撑,即可完成零件打印前的数据准备。整个过程都在VDA中进行,无需导出文件。尤其是针对所占内存比较大的零件,更是方便了工程师的工作流程,节省了不少文件导出转化造成的麻烦。 点阵结构热力耦合仿真,稳定、快速 3D打印存在着部件的变形和开裂问题,在反复的试错和摸索过程中,会浪费大量的非生产性的时间成本。为了实现一次打印成功,工程师使用VDA中的VoxelDance Engineering(VDE)仿真模块进行仿真过程验证。 BCC晶格点阵结构具有复杂的几何特征,为热力耦合仿真带来不少的挑战。点阵结构的网格通常包含大量细小而密集的结构,这使得有限元网格划分变得极为困难,既要保证几何细节的准确捕捉,又要控制计算量在可接受范围内。 对于热仿真,点阵结构的热传导路径复杂,局部热梯度变化剧烈,导致热应力分布高度不均匀,增加了热力耦合求解器的收敛难度。在成形过程中,由于点阵单元之间存在非均匀的能量输入和散热条件,传统的简化热源模型难以真实反映其实际温度场分布。 在力学仿真中,点阵结构作为一种周期结构,其力学行为高度依赖于几何拓扑和单元连接方式,在宏观层面呈现出明显的各向异性与非线性响应特征。点阵结构中的局部力学响应如屈曲和断裂行为具有强烈的尺度效应,极易受制造缺陷或加载边界扰动的影响,这对本构模型的构建和数值算法的稳定性提出了更高要求。 热力耦合仿真结果 而VDA的仿真模块对点阵结构具备良好的兼容性与适应性,能够稳定地完成其在热力过程中的全过程模拟,有效的对复杂的晶格结构进行过程仿真。 从两种支撑方案来看,利用晶格结构控形可以减少将近85%的支撑体积。在提高打印效率的同时,节省材料降低成本,降低后处理难度。 两种方案支撑体积的对比 实际打印效果 VDA增材制造一体化工业软件可以无缝完成设计、制造、到仿真整个工作流,根据仿真的结果优化设计,快速进行设计迭代,加速测试进程。其中仿真模块(VDE)够对增材制造过程进行全流程工艺仿真和分析,帮助工程师在实际打印之前预测和规避潜在的问题。强大的算法可以解决点阵晶格的过程仿真,实现更高的打印成功率。 申请试用或了解更多信息,请联系:sales@voxeldance.com 关于【VoxelDance Additive】软件 VoxelDance Additive,由上海漫格科技有限公司自主研发,是一款集成了建模、仿真与制造功能的增材制造(3D打印)工业软件平台。该平台包括设计软件VoxelDance Design、仿真软件VoxelDance Engineering以及制造软件VoxelDance Manufacturing,旨在为企业提供一站式的3D打印解决方案。 VoxelDance Additive 软件平台通过整合设计、研发、制造、仿真、路径规划和打印任务管理等关键环节,构建了一个无缝的增材制造数字流程。这一流程不仅优化了数据传输的效率,还显著降低了数据丢失或失真的可能性,从而为企业显著提升生产效率、产品质量,并有效降低制造成本。 该平台支持包括LPBF、SLA、DLP/LCD、SLS、砂型、微纳在内的多种工业级增材制造技术,服务于航空航天、快速原型、鞋模设计、树脂与金属齿科、珠宝设计、医疗器械、教育研究、工业模具以及消费品制造等多个行业。【VoxelDance Additive】目前提供1个月的免费试用,长按、识别下方二维码后,申请试用。
  • 6月22日一周国内:其他行业使用3D打印技术情况

    6月22日一周国内:其他行业使用3D打印技术情况

    鸿富瀚:参与投资高端装备产业基金,含3D打印 中国基金报6月18日电,鸿富瀚公告,公司作为有限合伙人认缴出资3,000万元,参与设立深圳市高新投高端装备产业私募股权投资基金合伙企业(有限合伙)。该基金目标募资规模20亿元,首期认缴14.8亿元,主要投资工业母机、激光与增材制造等领域。基金存续期10年,投资期6年,回收期4年。 鸿富瀚是一家专注于精密功能性组件、自动化设备及散热解决方案的研发、设计、生产和销售的高新技术企业,其产品广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等多个领域 星河动力:3D打印让发动机制造成本极大降低,周期大幅缩短 6月18日,经济日报报道了走访星河动力的见闻。星河动力执行总裁夏东坤介绍,传统发动机制造周期长,造价高。他们现在采用3D打印成型方案,生产周期缩短到一个月以内。造价成本将近原来的十分之一,重量还减轻了一半。凭借着更低成本、更高效率的优势,星河动力已经成为国内首家实现连续、稳定发射成功的民营火箭公司。 领益智造:新增机器人项目或引入3D打印机 全球领先的精密制造企业领益智造6月17日晚间公告,将新增募投“人形机器人关键零部件及整机代工能力升级项目”。计划建设期2年,总投资金额1.37亿元,基本预备费398.09万元,拟使用募集资金金额5000万元。公司计划通过该项目实施,开展机器人结构件、关节模组、灵巧手、电源、整机等关键部件及整机产品的技术研发工作,并将通过该项目引入五轴CNC、3D打印机、激光跟踪仪、动补仪、OMM、CMM等先进的研发、检测与试制设备,提升研发平台的专业化与系统化水平,进一步完善公司人形机器人领域的技术体系。 统联精密:3D打印相比传统工艺优势明显 6月17日,统联精密披露接待调研公告,表示公司在金属3D打印技术方面不仅有一定的技术储备,并且已经有了小批量生产的经验,3D打印相比传统工艺优势明显。此外,该公司在新型轻质材料及3D打印等新材料新技术的应用方面,积极进行技术储备与产能布局。 统联精密专业从事高精度等精密零部件的研发、生产与销售,围绕新材料应用拓展制造能力,打造综合技术解决方案平台。其产品定制化为主,应用于多领域,目前主要收入来自新型消费电子领域的多种产品,涵盖折叠屏手机、平板电脑等众多类型。 小米入局固态电池研发:使用3D打印技术 3D打印技术参考注意到,小米汽车科技有限公司于6月13日获得一项名为“ 固态电池复合电极与制备方法及包含其复合电极的固态电池”的专利授权(CN120149317A),其中涉及使用3D打印技术。 3D打印技术用于形成具有条状间隔的基质层,能精确控制条状间隔的尺寸和间距,为后续固态电解质的填充提供规则通道,实现复杂结构设计,优化离子传输路径,提升电极倍率性能。 奇瑞汽车:3D打印鲲鹏天擎混动专用发动机缸盖 香港车博会于6月12-15日护板,奇瑞汽车鲲鹏天擎混动专用发动机以48%的热效率刷新行业标杆,其采用的预燃室燃烧技术,通过3D打印缸盖实现毫米级精度控制,使燃烧速度提升30%。 上海证券报:新消费带动3D打印设备产量大增 国家统计局最新数据显示,5月3D打印设备产量同比增长40%,增幅超过工业机器人(35.5%)和新能源汽车(31.7%)。上海证券报于6月18日发表《新消费带动3D打印设备产量大增》的文章,其指出,今年以来3D打印设备产量一直保持较高的增长速度,其中4月同比增长为60.7%,一季度同比增长为44.9%。 中国增材制造产业联盟副秘书长李方表示。“本轮3D打印设备产量同比大幅增长的核心驱动力,是消费级3D打印设备的国内外销量双增长。”多位业内人士认为,近期消费级3D打印设备销量增加主要有三个方面原因:一是3D打印的内容生态与社区文化逐渐成熟,致使产品的用户规模和需求不断增加;二是消费级3D打印领域形成规模化生产模式,产品质量与品质也随着技术迭代提升,带动终端产品可触及性增强;三是消费级3D打印设备价格下降等因素,带动设备的海外市场需求增加。 鸿日达:新增“3D打印”概念 6月16日,鸿日达新增“3D打印”概念。该公司是精密电子连接器及金属结构件领域的专业企业,产品广泛应用于手机、笔记本电脑、智能可穿戴设备等3C消费电子行业。根据该公司2025年4月24日的公告:在3D打印方面,经过持续的研发投入,公司现已完成3D打印设备的开发研制工作,进入批量制造阶段。目前公司具备了从打印设备开发到产品打印再到后端加工(包括热处理、CNC、研磨、抛光、PVT喷涂等)的全制程自研工艺的量产能力,可以为客户提供从胚料到成品的一站式服务,并已在消费电子、汽车波段雷达、半导体散热等方面进行了产品送样。 金橙子:3D打印相关产品收入占比小 金橙子6月16日公布,经公司自查,关注到近期市场上有涉及公司业务及3D打印热点概念的讨论。公司具有激光3D打印控制系统相关产品,部分型号的振镜产品也可用于3D打印业务,但目前均用于工业级3D打印设备,且上述产品仅在少数客户中应用,2024年上述产品收入占公司总体收入比例不足2%。投资者须谨慎决策,注意防范投资风险。 腾讯混元3D模型新版开源!手搓Labubu“可动手办” 近日,腾讯宣布混元3D 2.1大模型对外开源,这是首个全链路开源的工业级3D生成大模型。新模型既优化了几何生成的质量,也开放了PBR(基于物理的渲染)材质生成大模型,进一步提升3D模型的质感和光影表现。据官方介绍,新模型优化了细节建模,使网格精度更高,具备更好的拓扑一致性,为后续纹理映射提供了基础;还可生成基础颜色、金属度、法线、粗糙度等贴图,支持皮革、木质、金属、陶瓷等多种复杂材质的高质量渲染。智东西发布相关内容指出,混元3D 2.1上传图片后可生成模型,这将为3D打印模型获取带来新的途径。 混元3D 2.1官网展示的拉布布生成模型 混元3D生成-V2.5生成的拉布布模型 南风股份:子公司3D打印技术与通风系统相关情况 6月16日,南风股份在投资者平台表示,子公司南方增材重型金属3D打印技术可应用于核电、火电、水电、石化、冶金、船舶等行业的现代重大工业装备中所需的各种高强低合金钢、 高强高合金钢、耐热合金钢、不锈钢等重型构件的精密成型。南方增材目前重点推进一站式3D打印综合服务业务,包括SLM、SLA、贵金属打印,以及重型金属3D打印等,公司亦将充分发挥自身优势助力南方增材业务拓展。公司正与船舶、船舰等客户就通风系统在船舶等领域的应用进行接洽,若有重大合同,公司将根据相关规定及时披露。 以下为3D打印行业重要消息 1.京东618全周期,3D打印机成交额同比增长超150%。 6月18日晚24点,京东618圆满收官,成交额破千万元的3C数码新品数量同比增长200%。京东618全周期,3D打印机成交额同比增长超150%。 2. 投资1亿,铂力特高端装备项目落户太仓 6月19日,铂力特高端装备项目签约落户太仓高新区,项目总投资1亿元,拟租赁商用大飞机研发制造基地厂房,重点聚焦金属增材制造装备的生产与验证,以及推进金属增材制造应用推广与3D打印服务。项目达产后,预计年产值2.2亿元,税收1600万元。 3. 易加三维冲刺科创板IPO 6月19日,杭州易加三维增材技术股份有限公司披露上市辅导工作完成报告,拟科创板上市,辅导机构为中信证券。 4. 光韵达新设增材智造公司,含机器人业务 6月6日,深圳光韵达增材智造有限公司成立,注册资本1000万元,经营范围包含:智能无人飞行器制造;增材制造;增材制造装备制造,智能机器人的研发 等。股权穿透显示,该公司由光韵达全资持股。 5. 传大疆一研发高官已离职,并加入3D打印行业头部企业 雷峰网从多方获悉,大疆研发三巨头之一——上海图传团队负责人龚明已于近期离职,有可能加入一家头部3D打印公司。 龚明与大疆前Mavic系列负责人陶冶共同打造了Mavic系列等产品,而陶冶则于后期创办了业内最知名的3D打印公司——拓竹科技。目前传言龚明加入的便是拓竹科技。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 郭明錤:苹果折叠屏iPhone或于今年秋季启动生产,铰链设计仍处技术验证阶段

    郭明錤:苹果折叠屏iPhone或于今年秋季启动生产,铰链设计仍处技术验证阶段

    3D打印技术参考注意到,知名行业分析师郭明錤于6月19日发布消息称,富士康预计于2025年第三季度末至第四季度初正式启动可折叠iPhone项目,但当前关键组件规格尚未完全定型,尤其是备受关注的铰链设计仍处技术验证阶段。这一时间节点表明苹果正加速推进折叠屏设备量产进程,但技术细节仍需进一步打磨。 网络演示视频 近期市场传言苹果已下单1500万至2000万部可折叠iPhone,但综合多方供应链信息分析,此数字更可能反映产品2-3年内的累计需求预期,而非2026年单一年度出货量。结合高端定位与定价策略,预计2027-2028年可折叠iPhone年出货量将稳定在数百万级别,逐步渗透超高端市场。 网络演示视频 需强调,当前所有规划仍处于动态调整阶段。在项目正式启动前(2025年第四季度前),苹果可能根据技术验证、成本管控及市场竞争态势对设计、产能及发布节奏进行重大调整,最终产品形态与上市时间仍存变数。 根据郭明錤此前的爆料,铂力特是折叠iphone轴承盖和中框的关键供应商。 将3D打印的胚料到成品,还需要具备热处理、研磨、抛光、PVT喷涂等流程。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 堆叠锻造3D打印铝/铜一体散热器,比激光打印更快、成本更低

    堆叠锻造3D打印铝/铜一体散热器,比激光打印更快、成本更低

    随着人工智能、高性能计算和云应用的发展,计算密度急剧上升,传统上依赖空气冷却的散热方法越来越难以满足需求。散热已不再只是技术问题,更成为影响数据中心业务的关键因素,如导致AI算力供应受限、成本增加、能耗上升和可能的停机风险。 直接液体冷却系统是现代数据中心常使用的另一重要散热技术。其通过在冷板中循环液体来直接接触高性能服务器组件(如CPU和GPU)散热。冷板内部的嵌入式热几何结构可最大化表面积,提高热交换效率,实现精确的温度控制和更高密度的服务器配置。但该技术也存在问题,如焊接等密封方法不可靠,存在泄漏风险,可能损害敏感电子设备;此外,为实现更高机架密度,减少部件数量并简化系统设计的需求也日益突出。 这里我们毫无疑问的会想到采用3D打印技术来制造冷却系统的关键部件。一家名为Alloy Enterprises的公司近日推出了一款基于制造工艺的铜材料直接液冷系统。该技术能够一体式构建复杂的散热器结构,并采用微通道内部几何形状,专门针对现代数据中心硬件的热点进行定制。 核心原理是金属材料的固态扩散结合,通常使用具有良好热传导和机械性能的铝或铜作为原料。软件首先会将3D模型精准切片,在每一层原料片上,激光会精确切割出设计图案,并在指定区域应用抑制层,控制金属的结合过程。随后,这些金属片被堆叠并经过金属-金属扩散结合,最终形成一个没有内部通道或空隙的单一、致密的金属块。对于铝合金,还会进行额外的热处理来提高强度和硬度,而铜合金部件则不需要此步骤。使用该技术,理论上也要比传统的激光3D打印快很多,并且成本更低。 激光切割出图案并添加抑制剂 堆叠并进行扩散结合 堆叠结合之后取出周围材料并进行热处理 基于堆叠锻造技术制造的冷板CT扫描结果 该企业将采用堆叠锻造技术制造的铜冷板与行业领先的刮削鳍片铜冷板在NVIDIA H100 GPU上的热阻和压力损失进行了对比。结果显示,新技术制造的铜冷板在相同流量下压力损失降低了11倍,更好的流量分布和更高的内部表面积显著提高了散热性能。 该公司基于新开发的技术制造了大量热交换结构,尤其还使用ntop的优化设计,进一步提升了散热效率。 相比激光3D打印,堆叠锻造技术在材料性能、制造效率以及成本方面存在一定优势。相比激光3D打印过程中可能出现的因粉末熔化、凝固等工艺特性导致的内部存在一定缺陷(比如微孔、未熔合等薄弱区域)而引起的力学性能下降问题,堆叠锻造技术能更好地保证材料性能的优异与稳定。在生产效率方面,堆叠锻造技术在完成切片、切割及堆叠扩散结合等工艺流程时,如果设计合理、自动化程度较高,可以实现较为高效的连续生产。再结合材料的成本,堆叠锻造技术在成本方面也具有一定优势。
  • 连续纤维复合材料3D打印,协同高科取得众多关键客户认可,位列行业头部

    连续纤维复合材料3D打印,协同高科取得众多关键客户认可,位列行业头部

    纤维复合材料因轻质高强、耐腐蚀、可设计性强等优势,已成为航天航空、能源装备以及汽车等高端制造领域的关键材料,为产品轻量化、性能升级与结构创新提供了革命性解决方案。 2025年6月18-20日,SAMPE中国2025年会暨第二十届国际先进复合材料制品、原材料、工装及工程应用展览会在北京举办。作为全球复合材料行业技术交流与产业对接的重要平台,本届展会汇聚了国内外顶尖企业、科研机构及行业专家,共同探讨材料创新如何赋能未来工业发展。 作为国内连续纤维3D打印技术的领军企业,协同高科携自主研发的多款尖端装备及创新产品亮相SAMPE展会。通过现场演示与技术分享,协同高科全面展示了其技术如何突破传统制造局限,为复杂结构件快速定制、功能集成设计提供全新解决方案,进一步推动复合材料从实验室研发向规模化工业应用的跨越。 在国内率先推动连续纤维3D打印技术产业化发展 2020年,我国航天领域3D打印迎来里程碑式突破。由西安交通大学与航天五院联合研制的"复合材料空间3D打印系统",在太空首次完成连续碳纤维3D打印实验,使我国成为全球首个掌握太空连续纤维复合材料增材制造技术的国家。同年,西安交通大学连续纤维3D打印核心技术团队加入协同高科,国内在该技术领域的发展随之走上快车道。 截至2025年,协同高科累计完成20余项典型技术突破和产业拓展,形成50余项关键或共性技术突破,知识产权超过160项,成为国内首家实现连续纤维3D打印"装备-材料-软件"三位一体自主可控的企业。 突破连续纤维3D打印关键材料技术,满足主流工业场景准入标准 连续纤维与基体材料的均匀浸渍是连续纤维3D打印技术的关键。协同高科已自研出多款不同规格的预浸丝产品,以及对应的生产线(预浸丝通常直径在0.35-0.6mm),实现了适用于3D打印的预浸丝材料的全面国产化替代,其预浸丝产品体系已形成覆盖多种工况下的产品矩阵。 在高端材料领域,其航空级特种材料PEEK(聚醚醚酮)连续纤维增强预浸丝已完成热塑性预浸丝纤维体积含量40%以上的产品研发及量产,加速抢占高端工业市场份额。 在通用工业领域,协同高科聚焦PLA、PA、PC、TPU等通用工程塑料,通过与碳纤维(CCF)、玻璃纤维(CGF)、玄武岩纤维(CBF)和芳纶纤维(CAF)等连续纤维材料复合,制备成连续纤维热塑性复合材料,其纤维体积含量覆盖30%-60%区间。该技术体系有效推动了国产连续纤维复合材料预浸丝在轻量化、高性能场景的应用进程。 多类型材料体系的攻克,使协同高科具备轨道交通、精密器械、航空航天等领域的部分承力或次承力部件制造条件,不断满足航空航天轻量化结构件、新能源汽车防护组件等主流工业场景准入标准。 推出多类型连续纤维3D打印装备,满足不同应用场景需求 连续纤维3D打印技术作为先进复合材料制造领域的突破性工艺,正加速从实验室研究向产业化规模应用转化。为满足不同用户的特定需求,协同高科推出了覆盖多级应用需求的完整产品谱系——YJ-X260M、YJ-X300M、YJ-F600以及YJ-RF1000,通过这一系统化的设备布局,公司有效推动该技术的规模化应用落地。 YJ-X260-M是面向科研与工业研发的多功能连续纤维3D打印设备。其260×220×160mm小幅面成形空间适合实验室学术研究需求,可实现树脂与纤维同步打印,最高挤出温度达300℃,兼容PLA、PC、PA等树脂材料及碳纤维、玄武岩纤维等增强纤维。 YJ-X300-M是一款中型工业级连续纤维3D打印设备,打印尺寸为350×350×350mm,支持树脂与连续纤维同步打印。打印头喷嘴最高温度达300℃,打印平台最高温度达120℃,满足工程材料打印需求。智能化功能齐全,包括:缺丝检测、双模式调平(自动+手动)及喷嘴自清洁系统。将数字模型导入Baize_plane切片软件,自动规划生成打印路径,并将打印代码通过U盘或网络方式传输到设备并进行打印,实现从设计到生产的全闭环流程。 YJ-F600是一款工业级高性能连续纤维3D打印设备,打印尺寸600×450×500mm,可实现大型复杂部件一体化打印,突破传统设备的尺寸限制。设备支持PLA/PA/PEEK等树脂与碳纤维/玄武岩纤维同步打印,树脂成型速度达240mm/s,纤维成型速度达20mm/s,兼顾效率与材料结合强度。其高温系统支持打印头温度最高达500℃、打印平台温度与腔体温度最高达200℃,突破PEEK等超高温工程塑料的连续打印技术壁垒。 YJ-RF1000则是协同高科在国内首创的多自由度连续纤维3D打印机,最大成型尺寸达1米,能够最大限度展现连续纤维打印的优势,适用于结构复杂的零件定制化加工。 展会现场获行业专家广泛认可 协同高科不仅在连续纤维3D打印领域取得了显著成绩,近年来在金属、陶瓷3D打印领域也成果丰硕。本届SAMPE中国2025展会,协同高科携YJ-F600、YJ - X260M以及YJ-X300M连续纤维3D打印机及打印产品,金属3D打印的拓扑优化支架、仿真流道及点阵结构体,面向半导体和医疗行业的精密陶瓷3D打印产品亮相。 展会现场,大量专业用户驻足协同高科展位,其连续纤维3D打印机凭借高精度打印和复杂结构成型能力,成为现场焦点,充分展现出协同高科在该技术领域的创新实力和行业影响力。 END 协同高科在连续纤维3D打印领域取得了多项重大科研成果,其产品已获得关键客户的广泛认可,处于行业领先地位。连续纤维3D打印新质材料、配套装备与相应生产工艺的核心创新,应用领域广泛,商业前景可观,随着企业对终端消费大市场(3C电子、高端运动器材、轻量化家居用品等泛C端领域)的不断探索,以及在航天航空、新能源汽车、具身机器人与低空经济等经济战略领域,协同高科有望迎来显著的市场拓展空间及重要的行业发展机遇。
  • EOS:无支撑金属3D打印极限角度低至0°!实时调整功率

    EOS:无支撑金属3D打印极限角度低至0°!实时调整功率

    规避支撑,是基于激光粉末床熔融(LPBF)的金属3D打印工艺的永恒问题之一。近些年来,知名品牌商均已意识到通过工艺优化和激光控制等方式可以大范围规避支撑,并在该技术方向推出了自有解决方案,但所能实现无支撑打印的极限各有不同。3D打印技术参考注意到,LPBF金属3D打印技术的领导者EOS,已将无支撑打印的极限低至0°,该技术水平在整个行业内保持了领先! 然而,实现无支撑打印后的零件质量是否有牺牲,目前多数企业并未公布直接数据。无支撑打印最终的应用效果,不仅应要求可以成功打印,还应当要求零件具有可用的表面质量、零件整体性能不降低。这在航空航天、能源等高价值应用中,都是备受关注的重要因素。 EOS无支撑3D打印的低至2.5°的特征演示零件 无支撑金属3D打印显著影响应用 3D打印技术参考注意到,美国在2023年1月就采用无支撑打印技术制造了一体化的燃料贮箱,并发射到太空;而我国相关技术的应用则是在2024年3月。除此之外,2024年8月,SpaceX展示了其第三代猛禽发动机,马斯克表示这台极致简约的发动机大量使用金属增材制造技术,实现了大量零件整合、优化和轻量化。因此可以看出,工艺技术的进步,直接影响太空技术的发展进程。 EOS M 300-4无支撑3D打印的具有0°特征的贮箱 无支撑打印的关键优势是可以避免在封闭结构中使用支撑,无论是复杂流道还是腔体,均可一体化制造出接近或可直接使用的成品。其应用范围不仅涵盖航空航天,还包括制造能源领域具有较大倾斜面的叶轮、涡轮部件或定子环等。 逐层、同层不同位置,实时调整激光功率 然而,无支撑打印的实现,如果以牺牲零件质量为代价,便失去了意义。因涉及复杂的能量调控,无支撑打印的部位可能出现表面质量较差的情况,这也是该技术难以攻克的原因。制造商能够做到在不同层中切换使用不同的激光功率或扫描速度,但参数调整的依据可能并不是来自零件本身的热状态,这将会导致零件质量的损失。 两种工艺状态下的热分布对比 EOS的路线是依赖其Smart Fusion技术,该工具会测量每一层的实际温度分布,软件会确定维持均匀热分布所需的激光功率校正因⼦。在下⼀层中,会考虑这些校正因⼦,并相应地调整激光功率,保持逐层温度可控,避免残余应力导致零件变形,进而消除支撑。这⼀过程以约100µm的极⾼光学分辨率逐层重复,保障零件成功制造。 完全无支撑打印的低角度零件演示 需要特别指出的是,上述提到的是在不同层之间实时调整功率,但3D打印技术参考通过与EOS工程师的交流获知,该技术也可以根据同一层中不同位置的温度差异,动态调整同一层不同位置的激光功率。但无论哪种形式,都意味着零件在整个打印过程中几乎没有按照“标准”工艺打印,那么会不会造成零件的质量下降? 动态能量输入与零件可靠性的研究 为了验证Smart Fusion技术并验证材料特性,EOS使⽤其官⽅验证布局从 Smart Fusion成型作业中收集拉伸和孔隙数据,然后将该数据与使⽤标准参数开展的类似作业进⾏⽐较。 EOS使用M290、 M400-4,分别对比了IN718和Ti64使用标准工艺和Smart Fusion工艺下零件的性能指标,测试零件的布局完全相同。这两种材料在航空航天和能源领域用途广泛,也是3D打印行业最突出的金属材料,使用他们进行验证极具代表性。 M290的成型布局,测试样件以蓝⾊显⽰,灰⾊样件进⾏存档 1.IN718综合性能对比测试 IN718使用M290以80µm层厚的标准工艺和Smart Fusion工艺进行打印,结果发现,两种⼯艺的孔隙率相等,平均孔隙率均⼩于0.03%;而且40μm层厚Smart Fusion工艺的缺陷率低于80μm层厚工艺缺陷率。拉伸测试结果进一步表明,Smart Fusion并未破坏EOS M290 IN718工艺的稳定性。与80µm标准工艺相比,采用Smart Fusion的80µm⼯艺在所有测量变量中几乎达到了相同的值。 从XZ平⾯分析成型样件的孔隙率⽔平 热处理前的屈服强度 热处理后的屈服强度 热处理后的伸⻓率 IN718的主要特性之⼀是热处理样本的伸⻓率,它可以快速显示工艺中是否存在缺陷,并且对零部件的抗疲劳性能非常重要。Smart Fusion的40µm⼯艺表现出稳定且可重复的性能,每个样本都能轻松通过12%的⽬标,垂直样本的平均值甚至可以达到16%以上。在80µm⼯艺中,Smart Fusion也实现了可靠的材料特性,⼤多数位置的伸⻓率都轻松达到了目标值,只有左前区域位置1的样本伸⻓率低于该值。 2. Ti64综合性能对比测试 与高温合金和钢相比,钛合金重量轻,与其他轻质合⾦相比具有更高的抗疲劳性。测试过程使用了M290和M400-4两台设备,打印层厚均为60微米。测试发现,M290中的平均孔隙率在使用和不使用Smart Fusion的情况下相同,均低于0.010%;M400-4在大多数样本上具有类似的孔隙分布情况,孔隙率均低于0.015%,即使使用Smart Fusion,峰值仍然低至0.03%。对于钛合金而言,这⼀结果⾮常好。 两种工艺下,使⽤EOS M290打印的样本屈服强度 两种工艺下,使⽤EOS M290打印的样本伸⻓率 两种工艺下,使⽤EOS M400-4打印的样本屈服强度 两种工艺下,使⽤EOS M400-4打印的样本伸⻓率 测试样件经热处理后进行拉伸测试,发现两台机器的拉伸测试结果都很好,Smart Fusion可以稳定地与60µm⼯艺配合使⽤。在M290上,使⽤Smart Fusion成型的样本达到了与标准打印样本基本相同的屈服强度和伸⻓率。热处理后的伸⻓率在各处均超过13%,远远超过标准ASTM F1472中设定的10%⽬标。屈服强度轻松满⾜860MPa的最低验收标准,平均达到980MPa以上。此外,伸⻓率的取向依赖性仅为约2个百分点,屈服强度的取向依赖性⼩于20MPa。 结论 从以上对比可以看出,基于Smart Fusion热管理工艺打印的零件并不会因能量的动态输入而造成质量和性能下降。尤其以镍基高温合金和钛合金这两种在航空航天和能源领域极具代表性的材料作为测试对象,更可说服用户放心使用。 EOS凭借先进的3D打印技术已经达到了优秀的工业成熟度,使其成为目前唯一一家提供符合TRL成熟度等级的工艺的制造商,从而在航空航天等领域备受信赖。
  • 赛峰在巴黎航展展示直径1米的3D打印一体化发动机部件,并分享经验!

    赛峰在巴黎航展展示直径1米的3D打印一体化发动机部件,并分享经验!

    在6月16日开幕的巴黎航展上,赛峰展示了其新一代发动机Rise的开发进展。Rise发动机与目前空客和波音最畅销机型所搭载的Leap发动机相比,燃油消耗可降低20%,而Leap发动机也是中国商飞C919的主力发动机。 赛峰尤其展示了一个大尺寸无焊缝的一体化3D打印涡轮后框架,该技术的使用节省了大量材料,降低了制造成本,同时减轻了部件重量,有助于降低燃油消耗。 虽然其他3D打印部件尚未披露,但考虑到GE和Safran在之前的发动机平台上对该技术的广泛应用,3D打印很可能将在RISE计划中发挥核心作用。此前,每台leap发动机配备了19个3D打印燃油喷嘴,每个喷嘴比传统部件轻25%,耐用性提高5倍,而GE9X发动机则包含300多个打印部件。因此有理由相信,RISE发动机也将搭载大量3D打印零件。 赛峰飞机发动机公司工程副总裁 Delphine Dijoud 在于近日在赛峰技术中心通报公司进展情况时表示,涡轮后框架比采用传统铸造和加工技术制造的框架轻三分之一。生产周期仅为三周,而非18个月。更短的周期是增材制造的优势之一,因此设计变更可以在开发过程的后期进行。Dijoud表示,对于涡轮机后框架,赛峰集团的目标是最终将生产周期缩短至一周甚至更短。 赛峰工程师选择了镍基高温合金作为适用于发动机热段。赛峰增材制造园区首席执行官Francois-Xavier Foubert指出,增材制造并非制造金属部件最经济的方式。但他解释说,如果消除焊缝能够带来诸多好处(例如显著减轻重量),或者零件形状更复杂,能够集成更多功能,从而减轻整体设计重量,那么增材制造就显得合情合理。 良好的“购买/飞行比”是增材制造技术的另一大优势。Foubert表示,传统技术制造一个1磅重的部件需要3-10磅的金属,而增材制造技术仅需1.5磅。他强调,目前的增材制造技术在完成增材制造工艺后几乎无需任何加工,因此涡轮后框架已达到“净成形”状态。 赛峰集团已在发动机中使用增材制造技术,目前已生产14种零件,包括铝、镍基高温合金和钛合金。Foubert表示,RISE验证机上25%的增材制造技术将用于未来发动机的生产。 增材制造设备能够生产越来越大的零件。Foubert预测,从2030年代初开始,增材制造技术可以制造直径达2米的部件。同时,单台设备上功率更大、数量更多的激光器可以熔化更厚的金属粉末层,从而提高生产效率。尽管增材制造的应用可能会增长,但其他工艺仍将面临竞争。由于铸造工艺成本较低,铸造厂可以保留不太复杂的零件。此外,他们还可以保留复杂的冶金工艺,例如单晶零件。Foubert补充道,锻造工艺可能仍然最适合高负荷部件。 尽管如此,发动机制造商有时可以在这三者之间做出选择。“锻造、铸造或增材制造——只要我们保有自主权,我们就会选择成本最低的工艺,”赛峰集团执行副总裁、战略兼首席技术官Eric Dalbies表示。虽然矿场无法搬迁,但将金属转化为粉末的雾化工艺可以实现在内部完成,或者至少在足够接近的地方完成。他还表示,因此空客和赛峰可以委托合资的金属供应商Aubert & Duval建造一座钛金属雾化设施。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 拓竹科技国际新专利,保护3D打印机加热床技术

    拓竹科技国际新专利,保护3D打印机加热床技术

    3D打印技术参考注意到,国外知名媒体3dprintingindustry于6月16日报道称拓竹科技公布了新3D打印机热床设计专利——《一种3D打印机的热床和3D打印机》。该专利于2025年5月8日根据世界知识产权组织(WIPO) 管理的全球条约《专利合作条约》在国际上公布。 该专利的目的在于提升3D打印机的性能和易用性。其特点包括集成加热元件、重新设计的磁体结构、无铝结构、床面高度可调以及安全措施。据报道,这些功能可以在不牺牲性能的情况下降低成本,提高打印质量。 热床设计结构示意图 拓竹科技3D打印机加热床新专利 这项专利描述了一种分层加热床结构,包括主体、加热单元和底壳。组件下方的绝缘层可最大限度地减少热量损失,从而提高效率。该设计还包含一个调平检测模块,可主动调整加热床,使其在整个打印过程中保持水平,这对于打印质量和一致性至关重要。 热床设计的核心是一个凹形或S形通道,称为“第一收容槽”,嵌入在热床底部。该凹槽容纳加热元件,可以通过压入、螺钉或模内压铸固定。该设计旨在增强热传递,确保整个打印表面的热量分布更加均匀,从而提高附着力并最大限度减少常见的3D打印缺陷,例如翘曲。 热床设计的横截面 加热单元采用热管或电阻丝加热,取代了传统的铝铜混合材质的铝基板。由于这些金属的热膨胀率不同,会导致热量分布不均匀。相比之下,专利中概述的热管或电阻丝的使用,在降低材料成本的同时,还能提供更稳定的热性能。 安全措施也得到了充分考虑。该设计配备了一个传感器,用于监测热床的温度。一个开关与电源串联,当温度超过安全限值时,开关会切断电源。这可以防止过热损坏3D打印件或3D打印机。 热床设计的横截面特写 该专利还引入了一种分段磁体系统,增强热床附着力,同时降低生产成本。该设计并非采用单片软磁材料,而是在热床内嵌入了两组同心磁体阵列。磁力较强的磁体被放置在热床周围,来固定打印面板的边缘,因为这些边缘通常容易发生翘曲。中心环状的弱磁体则可减少核心的机械应力,从而提高3D打印的稳定性。 根据该专利,这种有针对性的方法有助于保持热床平整度,提高3D打印质量,并优化磁力分布。据报道,通过最大限度地减少高强度磁铁的使用,该方法在不影响性能的情况下降低了生产成本。 近期一张疑似拓竹新型3D打印机照片引起广泛关注,其具有更大的打印尺寸 或对专利侵权案有积极影响 需要指出的是,这项专利于2023年11月在中国率先取得授权。2024年8月,Stratasys公司对拓竹科技等公司提起诉讼,指出拓竹科技已直接或间接侵犯了Stratasys公司的多项专利,特别是涉及加热成型平台、力检测系统和清理塔的使用,影响拓竹多款产品,包括X1C、X1E、P1S、P1P、A1和A1 mini等多款3D打印机。2024年10月,拓竹将该技术申请国际专利,2025年5月在世界知识产权组织国际局公布。 侵权案涉及的其中一项专利是美国专利号9,592,660,涵盖了一种用于3D打印的加热构建平台。该专利由连续碳纤维3D打印机开发商Arevo于2014年提交,并于2017年 3月获得授权。Stratays于2024年3月收购了其知识产权。该专利与拓竹WO2025/092408之间的主要区别在于它们的结构配置。 Stratasys的专利重点是一个加热构建平台,该平台具有一块涂有高温聚合物的薄而可拆卸的板,旨在防止翘曲并方便轻松取出打印物体。 相比之下,拓竹的专利描述了一种加热床,其加热单元集成在加热床主体和底壳之间,并针对粘合性、3D打印质量和成本进行了优化。这项新专利将对拓竹科技在此次专利侵权案风波中取得胜利而起到帮助 。 拓竹可能会辩护,新设计并不侵犯#Stratasys 的现有专利,理由是两者之间存在结构和功能差异。这可能有助于凸显#拓竹 的专有技术,巩固其市场地位,或在谈判或潜在的反诉中占据优势。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 3D打印手表壳能带来哪些好处?

    3D打印手表壳能带来哪些好处?

    传统金属表壳通常采用冲压、机械加工等手段制造。冲压技术制造的表壳形状较为简单,适合大规模生产。机械加工可以制造出复杂形状和高精度的表壳,常用于高端机械表壳的制造,但相对来说生产效率较低,成本也较高。 激光粉末床熔融3D打印技术是制造表壳的新手段,与传统制造技术相比,3D打印表壳有以下特点: 1. 通过轻量化设计,增强佩戴舒适度 2.通过容纳更大电池和额外传感器来提升功能 3.通过独特、高性能的设计实现产品差异化 4.通过工业化生产在大规模生产中创造具有成本竞争力的解决方案 5.实现高端阳极氧化处理效果,兼具耐用性与简洁、高品质的美学外观 3D打印技术参考注意到,苹果公司早在十年前便开始布局3D打印技术,近年来更是不断传出其在手表壳上使用3D打印应用消息。如2023年苹果发布的新款 Apple Watch Ultra部分钛金属机构件采用了3D打印技术。2024年,苹果在其新款智能手表 Apple Watch Series 9中也测试了3D打印钢制表壳,且计划将该工艺应用于其钛金属Ultra手表。 此外,全球第三大奢侈品公司旗下的品牌,沛纳海在2023年与IperionX合作,采用完全回收的钛粉,通过3D打印技术生产出了限量版设计的表壳,并已上市销售。这不仅为品牌创造了高附加值,还体现了其在资源可持续性方面的探索。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。