在金属3D打印中，支撑结构是确保打印稳定性、避免翘曲崩塌的关键部分，同时也是平衡内应力、传导热量的重要因素。因此，如何对支撑的可靠性进行评估成为金属3D打印领域中的重要问题。 打印零件时，支撑结构往往充满孔隙，并且具有极其精细的几何结构。因为一般零件所采用的网格精度难以对支撑结构的几何特征进行精准刻画，支撑部分往往会被刻画成密实结构参与仿真。这导致了在原有的材料参数下，支撑结构的刚度以及强度被显著放大，影响仿真结果的准确性。(见图1，支撑结构失效）因此，为提高支撑结构的仿真精度，漫格科技在将其等效为均匀结构的前提下，赋予它与等效均匀结构相匹配的材料参数。 图1 支撑结构失效 （来源：Metal AM VOL 3. No1., 2017） 支撑打印参数自定义，提升仿真精度 VoxelDance Engineering (VDE) 软件提供了“用户自定义添加材料”功能，并且在材料库中添加了各种常用材料下，实体支撑与非实体支撑对应的均匀化等效材料参数以供选择。使得支撑部分的材料参数可调，提升了仿真精度，并显著降低打印失败的风险。 VDE是由漫格科技自主研发的一款仿真软件，它能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。软件的求解算法利用GPU并行加速，相对于传统的有限元求解算法，提速了5-10倍。 VDE用户自定义支撑打印参数 本案例将通过一个封闭叶轮模型，展示在默认支撑材料设置下的仿真结果（未能预测打印失败结果），与自定义添加材料后的仿真结果对比（成功预测打印失败结果），并优化支撑方案后成功避免打印失败的全过程。 图2 非实体支撑封闭叶轮模型及底部支撑 1. 支撑结构选择零件实体打印参数进行仿真 案例中的零件与支撑的组合体模型如图2所示 ，其底部所采用的支撑为非实体支撑。仿真时，支撑区域采用的材料参数与零件区域相同，均为316L材料参数，见图3。 图3 默认材料选择 在实际打印的过程中，发现中间某位置处的翘曲变形过大，如图4所示，导致了打印失败。 图4 打印过程中的翘曲变形 仿真结果中，将零件Z方向的最大翘曲位移量设置为打印单层厚度0.05mm，图5所示的位置处并未呈现较大的翘曲变形。这是因为将支撑结构视为均匀密实结构，且材料参数与零件材料相同，导致仿真中支撑的刚度显著大于其实际的刚度，因此预测出的翘曲变形较实际打印偏小。 图5 原始仿真结果 2. 支撑结构自定义打印参数仿真 在不改变支撑模型的情况下，通过调整支撑结构打印参数使其刚度恢复到合理的范围内。为此，将支撑结构等效为均匀结构，求得其在不同材料下的等效均匀化材料参数。在仿真软件中将该材料参数添加到支撑模型上，将支撑分为实体支撑和非实体支撑这两种结构模型，分别求得其均匀化材料参数并添加到材料库，以供用户在自定义模式下对不同的零件和支撑分别进行材料选择。 在本案例中，零件所添加的支撑为非实体支撑。因此采用“用户自定义”方式，为支撑模型添加316L材料所对应的非实体支撑材料参数，如图6所示。再次对打印过程进行仿真。 图6 自定义非实体支撑材料 仿真完成后，查看此前翘曲变形过大位置处的仿真结果，如图7所示。结果确实呈现出较大的翘曲变形，也就是说此处仅添加非实体支撑导致其刚度较弱，未能有效限制其翘曲变形。 图7 自定义支撑材料仿真结果 3. 对支撑方案进行优化 为了能够成功打印该模型，需要为翘曲变形过大的位置加强支撑。为此，在原有的非实体支撑的基础上添加实体支撑如图8所示，将其作为优化方案再次进行仿真。 图8 支撑优化方案 在仿真中，为实体支撑和非实体支撑分别添加相对应的均匀化材料参数，图9，得到此前翘曲变形过大处的仿真结果，图10。从仿真结果中可以看出，该处的翘曲变形得到了有效限制。基于优化后支撑方案的零件模型最后也得以成功打印，见图11。 图9 自定义实体和非实体支撑材料 图10 优化方案仿真结果 图11 打印成功零件模型 （打印设备：汉邦HBD 200，材料：不锈钢316） 此次打印使用的汉邦激光的HBD200设备，采用了双激光双振镜高效加工，配备高效安全的独立气氛净化系统，密封舱手套结构，免开舱门轻松进行粉末清理操作，减少人员与粉末直接接触，提供安全稳定的活性金属打印方案。 零件刚度准确模拟，减少仿真误差 自定义支撑材料功能，可以让支撑与零件的材料参数区别开来。用户根据实际情况为支撑模型自定义材料参数，或者选择材料库中默认参数下的均匀化支撑材料，在无法准确刻画支撑细微几何特征的前提下，将支撑等效为均匀结构，从而实现对其刚度的准确模拟。 这一方法有效避免此前仿真中因支撑的等效刚度过大导致的仿真误差，实现了对翘曲变形准确预测，从而提高仿真的精确度，为结构的优化设计提供可靠的依据。此次VDE耗时4小时完成仿真，在仿真速度上比国外软件快了近一倍。 图12 VDE和其他软件对比 除了“自定义支撑材料功能”以外，VDE还可以解决其他的仿真问题，例如收缩线预测、基于AI校准、屈曲变形仿真、变形补偿等。漫格科技VDA5.0也会亮相德国Formnext增材制造展，展示从设计到仿真的全流程软件解决方案。敬请期待！ 联系漫格科技：sales@voxeldance.com

10月24日，3D打印技术参考从动脉网了解到，齿科3D打印综合解决方案提供商苏州铼赛智能科技有限公司（下称“铼赛智能”）宣布完成超亿元A轮系列融资，本轮融资由协立投资领投，多位口腔行业资深企业家跟投，指数资本担任独家财务顾问。本轮融资将主要用于产能扩充与出海市场拓宽。 中国医疗数字化发展已提升至国家战略层面，其中，口腔数字化是整体医疗数字化的重要组成部分。3D打印技术被广泛应用于牙齿修复、牙齿种植、矫正器制造等多个方面，不断开拓数字化齿科应用场景，引导人工密集型制造向智能制造转型。目前，口腔3D打印解决方案具备定制化、低损耗、高精度等优势，正经历从“可选项”到“必选项”的关键切换阶段。据SmarTech数据，2021年，3D打印牙科市场规模高达35亿美元，预计到2028年，全球牙科3D打印市场规模将达到90亿美元。 铼赛智能是基于3D打印的数字化生产一体化解决方案提供商，由一支具备超过10年3D打印行业从业经验，能力图谱完整、技术积淀深厚、运营理念成熟的创始团队领衔，在光固化3D打印光学、电气、机械、软件、算法、材料等环节，具备包括AI方案设计和材料研发在内的完整自主的研发能力，可以为不同行业和不同应用场景，提供包括3D打印设备、软件、材料、技术方案等开发、生产与销售在内的完整、领先的一体化解决方案。 完善产品矩阵，覆盖设备、软件、耗材及终端 铼赛智能以基础工业设计、电子电器产品、数字化齿科和科教文创等为应用切入点，推出Shape系列、P系列和Edge系列的多款3D打印设备，以及配套的软件及20余款高性能光敏树脂耗材和终端产品，为多个应用方向提供了完整的产品方案与落地服务方案。 设备方面，铼赛智能目前有Shape 1+Dental、Edge E2、Edge Max三款主流机型，可覆盖椅旁及技工所等应用场景的不同需求，提供不同幅面大小、打印速度、打印精度的梯度式产品选择，具备高可靠性、高准确性、高性价比、用户友好等显著优势，已迅速占领全球齿科3D打印市场。 此外，铼赛智能自主研发了20多款专为特定牙科应用开发的树脂材料，部分产品已获NMPA/FDA审批，并同步申报三类医疗器械注册证，其研发的3D打印定制化胶托有望成为新一代无牙颌解决方案。未来，铼赛智能还将加速推进隐形义齿、永久牙的战略布局，引领修复种植领域的创新变革。 全球客户生态，跨领域积累大量标杆客户 得益于完善的产品矩阵和领先优势，铼赛智能已覆盖头部技工所、顶尖公立医院、大型口腔连锁机构、大型渠道分销商及头部品牌商等多个口腔细分领域。 截至目前，铼赛智能已累计出货数千台，在多个领域积累了大量标杆客户案例，包括华为、迈瑞、联影、鱼跃等头部医疗器械客户；康泰健、家鸿、登特、德凯利等在内的超千家义齿加工厂，以及四川大学华西医院、武汉大学口腔医院、瑞尔齿科、欢乐口腔等在内的数百家口腔医院和诊所。 在海外市场，铼赛智能沿一带一路沿线国家重点发力，持续推进全球化布局，并已成立欧洲及美国子公司，辐射包括欧洲、北非、亚太、北美和中南美等区域在内的60个国家，与包括Viet Dang、Novadent、Unident等在内的120余家海外公司达成合作，海外业务收入持续增长。 团队能力全面，获投资机构认可 铼赛智能创始人、CEO刘震曾任国内领先的3D打印设备厂商研发总监，负责产品线研发与运营管理。团队在技术、材料、算法、应用服务各领域的负责人拥有多年3D打印、机电、光固化材料等行业的专业经验，兼具数字化牙科深度认知和全球化商业能力。这支业务能力全面、技术积累深厚的稀缺团队，也获得了投资机构的一致认可。 本轮融资领投方协立投资表示：“协立投资一直关注3D打印技术的创新应用，齿科行业是3D打印技术最佳的商业应用场景之一，正在重构口腔加工业态，为齿科医疗带来更舒适的病患体验、更高效的诊治流程和高性价比个性化义齿定制。顺应口腔数字化浪潮，3D打印设备和材料在齿科领域市场潜力巨大。我们非常认可铼赛团队卓越的产品力和高效的运营能力，公司设备和材料新增出货量快速增长，有望持续成为该细分行业的引领者。” 指数资本高级副总裁陈舸表示：“我们一直以来非常关注消费医疗赛道的创新技术。3D打印作为新质生产力在医疗场景落地应用的典范，正不断重塑各个产业链原有的生产力和生产关系。齿科具备高度定制化的行业特性，使其成为3D打印在医疗行业最快完成商业化应用的细分行业。我们非常赞赏铼赛在产品上的开发理念，做出兼具工业级技术&消费级成本的好产品。通过技术革新，将更好的产品体验带给更多的行业用户。我们相信未来，铼赛将成为全球3D打印的领袖企业，在齿科行业引领下一波变革。”

10月24日，第四届航空航天增材制造大会在上海隆重召开，航空航天相关单位、科研院所及大学、增材制造企业等领域专家学者约500人出席论坛，共同探讨航空航天增材制造发展瓶颈、发展趋势和技术创新等问题。 西安空天机电智能制造有限公司(简称：西空智造）也携最新研发成果-锻打印技术亮相本次大会，向行业专家展示公司锻打印技术最新研究成果和市场应用情况等。 锻打印技术，由西空智造携手西安交通大学共同研发，该技术主要解决传统增材制造过程中，因激光热输入和温度梯度导致的部件内部残余应力问题，这些应力往往引起零件变形、开裂甚至孔洞等缺陷。通过精确调控应力场、组织和缺陷，锻打印技术显著提高了打印件的力学性能，有效提升了产品质量。 提升力学性能 西空智造自主研发的国产化锻打印设备，是具备在打印过程中实时调控应力场的先进技术，有效解决了零件成型过程中的变形和开裂难题。该设备能够在不依赖添加剂和调整粉末成分的情况下，成功打印难熔金属材料，包括7075铝合金和镍基高温合金。 与常规LPBF打印技术相比，采用该设备打印的7075铝合金，其整体显微硬度提高了20%～40%，晶粒细化程度超过30%；相较于热处理AlSi10Mg合金，锻打印后去除了表面大部分未熔合缺陷，截面显微硬度提升15%-20%。 改善质量一致性 锻打印技术可以有效解决增材制造行业中疲劳强度低、质量一致性差的问题，通过精确调控应力场，实现低应力、高质量的打印效果，这对于航空航天领域来说至关重要。 减少后处理需求 锻打印设备搭载的DD1激光模块，能够实现轮廓边缘的高精度加工，有效减少甚至消除支撑结构，净成型产品，同时抑制增材制造过程中薄壁结构的变形问题。对200*200*1mm的试验件测试发现，采用锻打印技术后，最大变形量可降低50%以上。锻打印技术能够成功将内部残余拉应力转变为压应力，实现少支撑或无支撑，从而减少后续加工和热处理的需求，降低了制造成本和时间。 提升可靠性 锻打印技术通过XK-CK300S智能化监控系统，实现打印过程的全方位智能监控，进一步提升了制造过程的可靠性和最终产品的质量控制。 总的来说，锻打印技术通过提升力学性能、改善质量一致性、减少后处理需求、制造复杂结构件、提升可靠性以及推动技术创新，为航空航天领域带来了新的动力，其填补了国内在这一领域的技术空白，达到了国际先进水平，有助于推动该领域向更高效、更可靠的方向发展。西空智造期待与行业专家、业界同仁等在会场深入交流和探讨，促进技术升级，加快行业应用进程。 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。

10月23日，3D打印技术参考注意到，英伟达（NVIDIA）旗下NVentures和波音旗下AE Ventures出资1400万美元投资3D打印技术开发商Freeform，它是一家由前SpaceX工程师创立的AI驱动金属3D打印的高科技企业，正在开发一种新的可实现大批量金属3D打印的工艺流程。 与采用区域打印和光束整形来提高金属3D打印的速度不同，Freeform仍然依赖传统的SLM技术形式，但却在制造的整个流程上进行了创新，实现了激光打印不间断。基于该流程，Freeform表示制造金属零件的速度比现有方法快25-50倍，而且成本仅为现有方法的一小部分。 微秒级监控能力，迎合SpaceX制造要求 Freeform有望显著减少停机时间，它有两个平行的输送系统，多个金属板沿着它们排列。当传送带将板材移入和移出光束时，它的18个激光器不间断运行。相机组合以每秒超过70000帧的速度拍摄图像，将数据输入计算机视觉算法，以协调激光器的出光方式。 质量控制是被此次投资看中的关键。Freeform的解决方案是通过在定制机器中实施闭环流程来提供高质量的打印服务。该机器具备微秒级的监控能力，能够实时追踪打印过程中的各项参数，并据此进行精细调整，以满足如SpaceX等高端工作场所对打印质量的严苛要求。 Freeform金属3D打印工艺流程，双缸并排不间断打印 该公司在技术创新方面取得了众多令人瞩目的成就，但其中最直接且关键的两项技术革新在于其反馈回路与驱动该回路的人工智能系统。Freeform首席执行官兼联合创始人Erik Palitsch表示，“我们的系统搭载了以微秒级速度运行的高速计算机视觉反馈机制，所有海量数据均在业界领先的FPGA和GPU上得到高效处理。” 这套具备实时监控功能的闭环系统，在有效缓解质量问题的同时，依然能够保持对复杂几何图形的高速打印能力。通过专注于打印服务的业务模式，他们确保了业务的简洁与高效。然而，要使这一系统发挥最大效用，还需依赖另一项关键的技术突破：一个既快速又专业的机器学习模型，负责实际执行监控任务。这一模型的存在，使得整个系统能够以前所未有的精度和效率运行。 作为此次投资的一部分，Freeform将加入英伟达支持尖端初创企业的 NVIDIA Inception计划，并将利用NVIDIA的加速计算平台增强其现有的AI驱动功能，该平台可对金属3D打印过程的复杂物理特性进行实时预测控制。这种方法为金属增材制造开辟了新的可能性，而这些可能性以前是使用传统方法无法实现的。 AI原生、全自主的金属3D打印工厂 Erik Palitsch表示：“Freeform率先引领制造业的转型，将机器学习和超级计算融合在一起，使不可能变为可能。借助 NVIDIA的技术，我们可以突破金属3D打印的极限，让我们能够以几年前无法想象的速度生产出高质量、经过数字化验证的部件。” Freeform的AI驱动策略预示着金属3D打印迈入了一个转折点。依托NVIDIA的加速计算平台，Freeform正全力构建全球首个AI原生、全自主的金属3D打印工厂。该系统深度融合了尖端传感技术、精密过程控制及机器学习算法，能够实时优化制造流程，确保前所未有的精度与可扩展性，树立行业标杆。 首席科学官Tasso Lappas在控制室监控3D打印流程 NVIDIA公司副总裁兼NVentures总经理Mohamed “Sid” Siddeek对此评价道：“Freeform正以前瞻视野，引领加速计算赋能自主制造的新潮流。他们凭借实时AI流程控制与尖端计量系统的结合，正在为金属增材制造领域树立全新典范。” Freeform的深度技术平台直击制造业核心痛点：传统金属3D打印缺乏智能化过程控制，常导致质量波动与周期延长，测试验证环节繁琐，成本高昂。而Freeform的AI平台则通过每次打印的持续学习，实现了对结果的精准预测与实时控制，确保每个部件都能以高精度、高效率及数字化验证的方式交付。 经深入评估，制造能力被资本认可 如今，Freeform正蓄势待发，准备在数万亿美元的制造市场中大展拳脚。公司将借助新注入的资金，拓宽可打印材料范围，并提升航空航天、能源、半导体及汽车等关键行业的生产能力，其中质量、速度与成本均至关重要。Freeform的自主打印技术已赢得波音等行业巨头的青睐，波音计划利用Freeform的技术，为商用航空与国防领域认证并拓展金属部件的应用。 AE Ventures的Eugene Kim表示：“面对21世纪的需求，企业亟需能够紧跟创意步伐的技术。Freeform在金属增材制造领域提供可扩展、灵活的解决方案，确保从原型设计到全面生产的每一个环节都有品质保障。这正是航空航天业期待已久的突破。AE Ventures与波音公司的高层技术人员携手，对Freeform的打印能力进行了深入评估，我们对其彻底变革金属增材制造的能力充满信心。” Freeform创始人与英伟达创始人 对于Freeform而言，这项投资不仅标志着先进制造业新时代的到来，更是人工智能与硬件加速计算深度融合的开始，其被认为将从根本上重塑从航空航天到汽车等行业的金属生产方式。 Freeform的专有技术旨在将软件的无限可扩展性引入实体制造领域。通过硬件加速计算平台与机器学习的强强联合，公司打造出一种能够持续学习与适应的工厂架构。这不仅是技术上的渐进式提升，更是金属零件设计、制造及大规模交付模式的颠覆性变革。 Palitsch补充道：“长久以来，工业界一直受制于传统框架。而今，我们正摒弃旧有模式，通过融合人工智能、超级计算与先进传感技术，以前所未有的速度推动工业从创意走向大规模生产，且成本大幅降低。” 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。

10月22日，3D打印技术参考注意到， 拓竹科技推出了其最新人工智能驱动3D模型生成器PrintMon Maker。该工具可通过MakerWorld平台获取，允许用户使用文本或图像提示来创建可3D打印的模型。 这款新的人工智能产品自8月以来一直处于测试阶段，旨在激发创造力并降低3D建模的入门门槛。值得注意的是，该生成式AI平台生成的模型是为多色3D打印优化的。 PrintMon Maker已集成到了Bambu Studio中。生成的设计可以直接导入到3D打印切片软件中，并在拓竹科技的3D打印机上制造，无需额外调整。还可以创建类似底座的单独文件，使用户能够个性化的开展3D打印创作。 拓竹科技新工具的开发顺应了利用AI文本生成3D模型的趋势，像Meshy.ai、OpenAI Point-E和DreamFusion这样的平台均提供了类似的功能。GPU制造商Nvidia在2023年初也推出了其Magic3D生成式AI工具。Spare Parts 3D (SP3D)将这一概念扩展到从2D技术图纸创建3D模型。 PrintMon Maker文本输入 在PrintMon Maker中生成模型，用户可以输入一个简短的文本提示或上传他们想要复制的模型的图片。AI算法可将其转换为一个宝可梦风格的字符概念模型。 然后可以将AI概念转换为可打印的3D网格，并在MakerWorld中编辑。编辑平台的用户界面相当基础，使其易于3D建模新手使用。它允许更改颜色，提供四种、八种和十二种颜色选项。用户还可以添加底座，重新定位和旋转模型，并更改眼睛的风格。 在完成设计后，用户可以下载模型，或在Bambu Studio切片软件中打开，准备3D打印。 AI 3D模型生成器并不新鲜。随着大型语言模型的兴起和像Chat GPT这样的易于访问的AI工具的流行，现在更多的人希望使用基本的文本输入和图像来创建3D模型。 去年，Nvidia创建了其Magic3D文本到3D模型工具，以回应Google的DreamFusion产品和Physna Inc.的3D模型和场景的生成式AI原型。在一篇研究论文中概述，Nvidia的AI平台采用了一个两阶段的方法，创建一个粗糙的低分辨率模型，然后优化为更高的分辨率。Magic3D还可以进行基于提示的3D网格编辑。一旦上传了基础提示和低分辨率3D模型，就可以修改文本以改变结果模型。 AI也可以用来简化3D打印工具路径的创建。总部位于伦敦的3D打印软件开发者Ai Build提供了Aibuild 2.0，这是其基于云的AI软件的最新版本。这个平台具有与AI对话的功能，可以从简单的文本输入如“用2mm层高切片零件”生成3D打印工具路径。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击。

在金属增材制造领域，尤其是激光粉末床熔融（LPBF）技术中，提高生产效率、降低成本并同时保持高质量一直是行业内的核心挑战。传统的LPBF机器通常依赖单一的高斯激光光束，这种光束形状在扩展性和生产效率上存在固有局限性。动态光束整形是金属3D打印的新发展，不仅国外EOS公司已推出了业内首款基于光束整形的金属3D打印机，国内某知名龙头企业也已开展了两年多的研究。 传统激光金属3D打印的发展与挑战 现代金属增材制造机器通常采用单模、掺镱（Yb）光纤激光器，并且常常与二轴、三轴甚至四轴的振镜扫描器配对使用。单模激光束的低发散角和卓越的聚焦特性使得即使在长距离和使用小孔径光学元件的情况下，也能实现尽可能小的光斑尺寸，从而制造出精细的特征。在过去的二十五年中，连续波掺镱光纤激光器已成为大多数PBF-LB机器的首选光源。 单模光纤激光器的功率输出与金属3D打印市场的需求保持同步。在2000年代初，LPBF机器开始使用100-200瓦的激光器，然后在2010年代转向400-700瓦的激光器。对于典型的聚焦光斑尺寸，100微米直径/500瓦单模光纤激光器被确定足以满足大多数工艺和材料的需求。 到了2020年，设备制造商能够通过使用变焦透镜增大激光在粉末上的光斑，或者使用扫描器的去焦功能，来实现1千瓦单模激光器的应用。这些策略通过增加扫描间距来提高生产率，有时这还会与增加层厚相结合。 为了提高生产效率，设备制造商开始在每台机器上增加更多的激光器。然而，简单地增加更多激光器虽然可以提高生产效率，但随着激光器数量的增加，生产效率的提升会逐渐减少，同时总拥有成本也会增加。此外，将众多激光器集成到机器中也变得复杂、设备变得笨重。行业面临的挑战是明确的，为了使LPBF迈向更高生产率、更低成本、更可靠和可重复的过程，必须找到一种新的激光方法。 动态光束整形技术的兴起 动态光束整形技术的出现，正是为了解决上述挑战。它允许激光器在同一设备内快速（微秒级时间尺度）切换光束轮廓，无需牺牲光束质量。这一技术的核心在于能够根据需要选择适当的光束形状，以适应不同的应用和构建需求。 早期的研究集中在实验各种光束形状和强度分布，以“平坦”熔融材料下的光束足迹的温度场。平顶光束轮廓似乎是显而易见的选择。然而，当高斯轮廓被转换成其他强度轮廓时，光束质量会迅速下降。在单模光束和更大的非高斯轮廓之间切换是期望的，但光束质量不能因此而受到太大影响。 为不同几何形状选择不同的光束形状 应用光束整形来局部优化微观结构，提高涡轮叶片的性能 nLIGHT公司在2020年推出的Corona AFX激光器是首个能够在单模高斯和六种其他光束轮廓之间切换的光纤激光器，其中一些光束轮廓的尺寸是原来的三倍。AFX激光器可以作为真正的高斯光束运行，但与常规激光器不同，它们有能力将功率转移到外环。随着相关设置的增加，功率以阶梯方式从核心转移到外环。当更多功率转移到环上时，功率密度或单位面积的功率会降低。 动态光束整形技术的优势与应用 动态光束整形技术通过允许在同一激光器内快速切换光束轮廓，为PBF-LB带来了显著的优势。以下是该技术的几个关键优势及其在具体应用中的体现： · 提高生产率：通过使用更大的光斑和更宽的熔道间距，动态光束整形能够更高效地进行大面积制造，从而整体提高生产率。 动态光束整形的经济优势 · 降低成本：动态光束整形不仅提高了生产率，还显著降低了零件成本。一项研究比较了使用1千瓦AFX激光器与使用1千瓦标准激光器的LPBF零件成本。结果显示，通过动态光束整形实现的生产率增益，使得使用单个AFX激光器的零件成本相当于四个标准激光器。这主要是由于AFX激光器能够通过优化光束形状来减少激光开启时间，同时保持高质量。 nLIGHT AFX动态光束整形改变了PBF-LB的成本曲线 · 优化熔池稳定性：环形光束通过将强度分布在环的外围，解决了高斯光束中中心强度和热量过剩的问题。这种分布使得熔池的温度分布更加平坦和宽广，从而提高了熔池的稳定性。稳定的熔池有助于减少缺陷，如球化或凸起，这些缺陷在高强度激光下可能出现。此外，环形光束还可以实现更高的扫描速度和更大的层厚度，进一步加速生产并降低成本。 高斯光束、平顶光束和环形光束的光束轮廓、温度响应以及由此产生的熔池形状 环形束加工显示AlSi10Mg的烟尘和飞溅减少了75% · 扩大工艺窗口：动态光束整形技术还通过提供更大的工艺窗口来增强PBF-LB的适用性。工艺窗口是指在不牺牲质量的前提下，可以成功制造零件的一组工艺参数。环形光束通过更均匀地分布热量输入并降低整体能量密度，使得使用超过1千瓦功率的LPBF机器成为可能。这显著扩大了可用于不同材料系统的工艺参数 高斯光束和AFX光束的处理窗口 END 一个显而易见的结论是，光束整形策略确实可以给金属3D打印的质量控制和低成本制造带来好处。随着国内外企业对该技术的积极研究和应用，预示着动态光束整形将成为推动金属3D打印技术迈向更高效率、更低成本、更可靠和可重复过程的关键力量，展现出广阔的发展前景和巨大的市场潜力。3D打印技术参考认为，一旦国内设备商推出了基于光束整形的金属3D打印机，很有可能会引起新一波的市场增长和技术研究热潮。 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。

近日，北京三帝科技股份有限公司旗下欣鑫铸造采用3DP砂型铸造，为能源动力领域用户成功交付了一体成型的超大尺寸铝合金铸件，该铸件直径达2.5米，重达1吨。这么大尺寸的铸件，采用传统铸造方式通常需要60天左右的时间才能完成，而欣鑫铸造仅用了40天即完成交付。 大尺寸毛坯铸件 在制造业中，大尺寸铸件的制造一直是行业面临的难题。传统铸造方式制作大尺寸铸件，技术难度大，制作流程繁琐，给制造商带来了诸多困扰。针对这一现状，三帝科技自主研发的4米超大尺寸3DP砂型打印机为行业提供了新的解决方案。 该设备突破传统加工尺寸限制，采用无砂箱柔性区域成型技术，支持局部打印，最大可成型4米的砂型，从而完成大尺寸、复杂结构铸件的一体铸造，极大地提高生产效率和铸件质量。 更重要的是，该设备极具性价比，在实现高效、精准成型的同时，其售价仅为2米+设备的价格，可经济高效地实现超大尺寸的砂型制造（7米设备同步接受预定）。此外，公司还有1.6米、1.8米等3DP砂型打印机方案可供选择，满足不同尺寸的砂型打印需求；同时提供开源材料工艺，可针对用户按需调整；配套高性能树脂粘结剂、固化剂、清洗剂，保证成型质量和稳定性。 航空航天、船舶、汽车（新能源）、能源动力（电气）等领域具有广泛的大尺寸铸件制造需求，且对产品的性能和制造周期要求严格。三帝科技3D铸造工艺，已为众多用户提供了大尺寸铸件的定制化解决方案。为航空航天领域用户制造了传统工艺难以完成的薄壁、曲面及大平面复杂结构的动力装置部件；为能源动力领域用户提供了气密性要求极高的密闭壳体；为新能源汽车领域用户高效交付了复杂曲面结构副车架铸件、内壁带有复杂螺旋水道的电机壳铸件等产品。 近期， “2024全球铸造行业创新技术与产品评选”榜单公布。三帝科技自主研发的超大尺寸3DP砂型打印机3DPTEK-J4000荣膺“2024全球铸造行业创新技术与产品”。 10月26-28日，四川省德阳市将举办铸造业盛会“第75届世界铸造会议”，三帝科技将携3D铸造解决方案（展位号：B13）登陆展会，并在27日的“2024全球铸造行业创新技术与产品发布会”中做精彩分享。

英国汽车制造商捷豹路虎（JLR）的增材制造技术专家Luke Fox在最近的英国3D打印生态行业协会论坛上，阐述了3D打印如何提升该公司豪华汽车生产的经验。 值得注意的是，该车企并未将3D打印用于最终使用部件的大批量生产；相反，其价值在于满足日益增长的个性化定制需求，同时加速测试车辆功能原型的生产。后者代表了捷豹路虎在其增材制造中心内部制造的大多数部件。Fox强调了这种增材制造能力的重要性，并表示如果没有3D打印，该公司将无法如此快速地完成测试。这位技术专家还讨论了增材制造如何解决当前汽车行业面临的最紧迫问题。 汽车制造商正努力减少碳足迹，并使车辆符合环境法规，而许多汽车可持续性目标期限即将来临。据Fox称，3D打印将在实现JLR到2039年整个供应链净零排放的承诺中发挥关键作用。捷豹路虎增材制造英国公司（AMUK）是英国3D打印生态系统公司的行业协会，其最近的成员论坛在航空航天制造商GKN Aerospace位于布里斯托尔的全球技术中心举办。 捷豹路虎如何使用3D打印技术 2018年，JLR承诺每年生产100万辆汽车。然而该公司已改变战略，优先注重质量而非数量，2023年生产了约40万辆汽车。增材制造在实现这一目标质量方面发挥了关键作用。JLR的增材制造中心拥有20台工业级3D打印机，涵盖六种增材制造技术。这些包括HP、EOS的3D打印机，以及SLA、FDM和PolyJet 3D打印机。 捷豹路虎增材制造中心的 EOS 3D 打印机 聚合物粉末床熔融技术占公司增材制造能力的87%。立体光固化成型占其系统的8%，而材料喷射和材料挤出分别占3%和2%。“目前，我们内部仅从事聚合物业务，不进行任何金属3D打印，”Fox补充道。增材制造中心在公司内部扮演着卓越中心的角色，从早期设计模型到功能部件都发挥着各种作用。该中心被设立为内部资源，JLR所有部门的工程师都可以申请3D打印部件。 增材制造技术也已融入捷豹路虎公司不同中心和部门。作为JLR的生产基地之一，Halewood工厂的工程师拥有大约十几台工业级FDM 3D打印机。其他制造和工程现场也分布着较小的桌面FDM系统。据Fox称，这些打印机用于快速原型制作和测试，然后才将更复杂的部件带到AMC，这种分散的方法有助于保持灵活性。   过去，JLR曾利用增材制造生产最终使用的汽车零部件。一个显著的例子是2019年的捷豹XE SV Project 8，它融入了十多种增材制造的部件。这些部件包括前牌照架支架、汽车座椅头枕支撑和外部空气动力学特征。然而，这些都是小批量生产，Project 8仅生产了300辆。 一个更实用的用例是涉及旧款部件。Fox提到了1999年款路虎发现2座椅把手的一个反复出现的问题，这个部件容易损坏。拥有该车型的客户现在期望能从路虎经销商处订购替换部件。然而，最初生产这些部件的公司已不复存在，且注塑模具也已丢失。 3D打印的路虎发现2替换座椅把手 JLR的解决方案是在公司内部3D打印这些部件，并稍微改变几何形状以增加耐用性。“我们每年打印大约50个这样的部件，客户通常不知道这些替换部件是3D打印的，个性化定制是增材制造在汽车领域的另一个显著应用。个性化定制肯定不会消失，所以我们正在做很多这方面的工作。JLR正在积极研究如何利用3D打印实现更多定制部件，如个性化油箱盖和仪表盘。” 然而，JLR增材制造工作的“绝大多数”都集中在测试车辆的功能原型上。3D打印原型部件显著加快了测试过程，使设计更改的制作和评估比传统制造方法快得多。 捷豹路虎金属3D打印路线图 Fox表示，捷豹路虎未来将进一步扩大增材制造的应用，但更注重的是扩展能力而非单纯提升产能。这一战略发展的重点之一在于显著增强其金属3D打印能力。JLR已借助外部金属3D打印技术，为Range Rover SV 460车型生产了豪华后桌组件，该部件由一级供应商制造，年产量约为40件，虽属低产量部件，却标志着金属增材制造已应用于JLR的生产车辆中。 随着公司规模的扩大，JLR正积极探索将金属3D打印技术融入更多大批量制造应用场景。Fox提及了一个重大项目，该项目通过3D打印技术来支持约一百万个零件的生产。在项目初期，JLR采用了激光粉末床熔融技术进行初步的概念验证测试。随后，为了获取更严格和精确的结果，团队计划生产几百个金属部件，并转向使用粘结剂喷射技术，同时考虑将金属注射成型作为最终的生产技术。 据Fox介绍，粘结剂喷射3D打印工艺所生产的部件在机械性能上更接近预期目标。这种方法不仅能够在不承担高昂的传统金属制造工具成本的情况下，实现更广泛的测试和精细化调整，而且还为JLR在投产前更有效地优化设计提供了可能。在讨论JLR更广泛的增材制造战略时，Fox强调了平衡内部能力与外部合作的重要性。虽然JLR能够在内部进行原型制作和部件测试，但在扩展到全面生产阶段时，往往需要将工作外包给专业的供应商。 Fox坦言，JLR并不具备大规模生产的能力，因此他提出的“恰到好处”的选项是，与供应商就内部设计和测试进行紧密合作，并在生产规模逐渐扩大时逐步移交相关责任。这种合作模式已被其他汽车制造商，如兰博基尼所采用，显示出其在利用增材制造定制化优势的同时，将大规模生产过程转移给第三方的有效性。 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。

3D打印技术参考于10月18日注意到，美橡树岭国家实验室（ORNL）和美国家能源技术实验室（NETL）的研究人员成功研发并3D打印出了一种迄今最轻且无裂纹的合金，该合金能够在1315℃以上的高温下不会熔化。这一创新成果能够显著提升涡轮叶片的增材制造水平，它不仅能承受更高的温度，还能减轻飞机和燃气涡轮机的重量。 这种新型合金由七种元素组成，富含铌，形成了复杂的合金结构。其熔点比橡树岭国家实验室之前研发的镍钴超合金至少高出48%。通过精确调整电子束熔融工艺，研究人员成功打印出了该合金的测试部件。 3D打印技术参考认为，采用EBM工艺是实现该新合金无裂纹3D打印的关键。由于电子束熔融工艺本身具备的高温特性以及电子束偏转与聚焦方面的高度灵活性，该工艺已被证明在裂纹形成方面敏感性较低。文献中已报道了Inconel 738、Rene142和CMSX-4等多种易开裂合金的成功电子束熔融加工案例，GE航空航天公司则采用EBM工艺批量3D打印易开裂的TiAl合金发动机叶片。 这些案例中制得的样品裂纹密度极低甚至完全无缺陷。在电子束熔融加工过程中，通过控制热流量，在每层内实施预热和加热，可以降低材料中残余应力的残留水平。此外，电子束移动的灵活性使得可以采用先进的熔化策略，并能够控制熔池的形状、凝固行为以及熔池内相应的温度梯度。因此，开裂问题可以得到缓解，同时可以控制微观结构，从而生产出具有柱状晶、定向凝固甚至单晶晶粒微观结构的“微型铸件”。 橡树岭国家实验室的研究人员表示：“之前从未有人能够研发并打印出如此高熔点、低密度且无裂纹的合金。”虽然像钨这样的金属能够耐受高温，但它们会大大增加飞机的重量。“这项成果意义重大。我们正在制造一种更轻盈的材料，它在超高温下仍能保持结构完整性。” 这一发展为航空工业高性能部件的生产开辟了新的可能性。增材制造能够高效生产复杂且精确的部件，这既降低了生产成本，又减少了环境影响。使用轻质且耐高温的材料有助于提高燃气涡轮的效率，并减少其碳足迹。 美国橡树岭国家实验室和国家能源技术实验室在合金技术方面的进步，展现了3D打印技术为要求苛刻的工业应用提供定制解决方案的潜力。凭借这种新型合金，研究团队在开发满足现代技术日益增长需求的先进材料方面取得了重要里程碑。 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。

10月15日，全球市场情报公司CONTEXT发布最新市场洞察，第二季度全球3D打印机系统出货量结果与第一季度的趋势一致，工业、中端和专业价格段同比下降，而入门级设备继续呈爆炸式增长。 工业领域继续陷入困境，全球聚合物系统出货量疲软，尤其是SLA系统。与 2024年第一季度一样，金属机市场表现更好，中国国内金属粉末熔融 (PBF) 出货量成为亮点，同比增长7%。 对全球3D打印机系统出货量的最新洞察突显出硬件市场高端和低端的截然不同趋势。在至关重要的工业领域，新设备出货量的放缓使得专注于该领域的公司（尤其是西方公司）不得不退一步审视自己的财务状况，许多公司随后开始着手进行长期整合。相反，以消费者为中心的入门级市场的持续加速发展使得专注于该领域的公司在当下蓬勃发展。202 年第二季度有三个关键发展： 工业领域下滑幅度大，出货量同比下降-25%，连续第四个季度下滑。 专业领域呈现改善，主要得益于Formlabs等公司成功推出的新产品。 入门级设备增长更为强劲，出货量飙升65%。 本季度全球3D打印机收入同比增长7%，完全得益于入门级出货量的激增，收入比2023年第二季度高出58%。与上一年相比，其他所有细分市场的收入均有所下降，其中专业细分市场降幅最大（下降21%），但工业级3D打印机收入下降 17%最令人担忧。入门级设备占本季度全球系统收入的48%，超过工业系统（38%），成为收入最高的价格类别。 工业聚合物系统 在工业聚合物系统领域，超过10万美元的产品类别面临了严峻挑战，总出货量同比下滑了36%，这一下降趋势主要是由于光聚合系统的出货量持续低迷，同比大幅下降了47%。 无论是中国的供应商还是西方的原始设备制造商，都受到了影响。特别是3D Systems，由于通货膨胀导致消费者支出从美容牙科手术转向其他领域，其最大客户群体正面临需求疲软的问题，因此公司仍在困境中挣扎。尽管如此，中国联泰科技依然在全球工业光聚合市场中占据主导地位，而3D Systems在西方市场也保持着领先地位。 联泰科技工业级3D打印生产车间 3D打印技术参考根据上季度报告，该领域全球前十大厂商中，有九家的出货量同比下降，其中大部分厂商的出货量降幅达到了两位数百分比。如果不计入光固化打印机，其他所有工业级价格类别系统的出货量与去年同期相比仅下降了1%。据报道，两个地区牙科市场的需求疲软是导致出货量同比下降的主要原因。 工业金属系统 在工业金属系统方面，2024年第二季度全球工业金属打印系统的出货量同比去年下降了7%，但如果从过去十二个月的累计数据来看，出货量实际上略有增长，上升了2%。 粉末床熔融（PBF）技术仍然是市场上最受欢迎的选择，占据了金属出货量的78%和金属收入的85%。这一领域的市场表现也最为稳健，出货量与去年同期相比基本持平，仅微幅下降了1%，而按过去十二个月的累计数据计算则完全持平。 中国出货量显著增长，但收入占比不匹配 尽管整体市场表现平稳，但部分OEM（全部来自中国）的出货量却实现了显著增长。报告指出，例如铂力特增长了31%，易加三维增长了29%，中瑞科技更是增长了54%。实际上，中国供应商（主要专注于国内市场）占据了该时段所有工业金属PBF系统出货量的53%，但在收入方面仅占32%。然而，这一增长趋势似乎正在放缓：2024年第二季度中国出货的打印机仅比2023年第二季度多了5%，而此前三个季度的同比增长率分别为19%、38%和45%。在全球工业金属PBF系统出货量方面，铂力特位居领先地位，而EOS在收入方面再次位居第一。3D打印技术参考注意到，该报告并未提及华曙高科相关信息。 倍丰智能3D打印生产车间 西方超先进系统的出货量正在持续加速 与此同时，西方供应商的工业金属PBF机器出货量同比略有改善，但总体上仍下降了2%。一些供应商的业绩有所提升，尤其是TRUMPF（出货量增长了22%）和Colibrium/GE Aerospace（增长了35%），而其他一些供应商则很艰难。尼康SLM Solutions在此期间出货的打印机数量较少，但其收入同比增长非常强劲（超过30%），这主要是因为市场的关注点已经转移到了其NXG系统上，这些超先进的系统的出货量正在持续加速。尽管许多其他供应商在最近几个季度推出了高效能（大构建体积和高激光数量）的金属PBF系统，但只有尼康SLM Solutions正在大规模出货这些系统。 slm solutions nxg xii 600 中端系统 2024年第二季度，中端3D打印机市场（价格区间在20000至100000美元）遭遇了又一次的销量下滑，全球出货量同比下降了6%。在本季度，除了光聚合技术外，其他所有打印技术的出货量均出现了下降。而从过去十二个月的累计数据来看，所有工艺的出货量均呈现下降趋势，与2022年第三季度至2023年第二季度相比，减少了10%。 闪铸WaxJet蜡模3D打印机 曾经快速增长的聚合物PBF市场，主要由该价格段的Formlabs推动，现在似乎已经趋于稳定。目前，表现较好的供应商大多来自中国，他们主要在国内市场销售。第二季度，中国供应商的出货量同比增长了18%，而全球其他供应商的出货量则下降了15%。在前十名供应商中，所有西方供应商的出货量都出现了下降，而三家中国供应商——联泰科技、中瑞科技和闪铸——却呈现出相反的趋势。联泰科技的出货量比2023年第二季度增长了12%，闪铸的出货量更是增长了90%。Stratasys、联泰科技和Formlabs再次成为该类别全球前三大供应商。 专业系统 在专业级价格类别（2500至20000美元）的3D打印机市场，经过几个季度的同比出货量大幅下降后，2024年第二季度的出货量仅同比下降了10%。这一变化主要得益于Formlabs强劲的产品转型。然而，从过去十二个月的累计数据来看，出货量仍然大幅下降了28%，大部分需求转向了价格更低的入门级产品。UltiMaker和Formlabs仍然是这一价格类别的全球顶级供应商，其中UltiMaker专注于材料挤出设备，Formlabs专注于光聚合产品。 Raise3D DF2光固化3D打印解决方案 这一细分市场历来偏爱FDM/FFF解决方案，材料挤出出货量通常超过光聚合65%至35%的比例。这种情况在过去一年左右发生了变化，2024年第二季度的出货率接近50/50。材料挤出打印机的出货量同比下降了21%，但光聚合产品的出货量却增长了6%。 入门级系统 在低端入门级类别（小于2500美元）中，2024年第二季度再次表现出色，出货量环比增长了34%，同比增长了65%，环比增长了41%。创想三维继续以压倒性的优势领先于竞争对手，出货量同比增长了64%（全年增长45%），占据了本季度该价格类别所有打印机出货量的47%。只有拓竹科技的增长率比它更高，后者再次实现了三位数的同比出货量增长（增长了336%），占据了全球份额的26%。2500美元以下类别的出货量总计94%来自前四大供应商——创想三维、拓竹科技、纵维立方和智能派。 展望 对于2024年第二季度，许多西方公司都面临着挑战——Stratasys、Velo3D和Markforged都宣布了裁员，其他公司则申请了破产。随着Nano Dimension宣布收购Desktop Metal和Markforged的计划，该地区期待已久的大规模整合已经加速。 一旦资金成本下降，工业3D打印机的购买量将有望出现强劲增长。CONTEXT表示，对关键工业价格类别的2024年预测已被下调，目前预计明年下半年将出现复苏。尽管如此，预计2024年仍将实现小幅增长，单位出货量预计将同比增长1%，收入将增长6%，主要受中国国内对金属PBF系统的需求推动。中端和专业细分市场的短期预测也被下调，预计2024年的打印机出货量将少于2023年。不过，预计2025年将实现高个位数至低两位数的增长。 中国供应商在国内（金属PBF系统工业类别）和海外（几乎所有入门级供应商都是中国供应商）继续表现良好。几家中国OEM（一些专注于工业领域，一些专注于入门级）即将上市，有人担心最近的出货量增长是上市前市场推动产品的结果。然而，没有区域或渠道库存积累，这表明所有当前需求都是真实需求。 从长远来看，随着资本成本的降低以及增材制造越来越多地用于大批量生产，预计工业领域将实现最大增长，五年复合年增长率为19%。 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。