Markforged是知名的采用FDM技术3D打印纤维复合材料和金属材料的领导者。其可成型材料包短切与长纤纤维增强尼龙、ULTEM™ 9085等高性能复合材料以及不锈钢、高温合金、铜等金属材料。这两种类型的3D打印机使Markforged在该领域取得了巨大成功。 据3D打印技术参考了解，Markforged的产品已部署在70个国家的1.5万家工厂。在整个产品开发周期中，从研发到售后维修，该公司已经打印了超过1000万个零件。自成立以来，Markforged拥有经过验证的运营模式和强劲的增长记录，并在2020年创造了约7000万美元的收入。 Markforged推出的3D打印设备 自2021年公司上市以来，Markforged从主打连续纤维制造的概念逐步转型，并形成了自己的生态平台Digital Forge，旨在提供稳定的高质量工业水准生产能力，规避现有供应链委外的不便。期间经过研发和收购，该公司从设备、软件到材料以及平台建设具有极大改进。Digital Forge平台是为现代制造商提供的工业级增材制造平台，使客户能够通过软件的敏捷性来改变工业流程，由硬件、软件和材料组成，在一个统一的平台上无缝协作。该平台为无缝且安全的集成到用户现有的制造生态系统而准备，并消除设计和功能部分之间的繁琐的沟通步骤。采用Digital Forge技术的公司可节省大量的时间成本和物流成本来获得立竿见影的效益。通过该平台，用户可以培养出一支专业的增材技术团队，并通过更灵活、更高效的供应链推动长期竞争优势。 Markforged 3D打印的高性能复合材料和金属材料 中国作为Markforged的重要市场，为帮助用户更好的体验旗下产品的增材生态，该公司将于春季举办线下系列活动，诚挚邀请行业内外的朋友一同从多角度参观Markforged的Digital Forge平台。通过开放日，用户将全面体会到软件-硬件-材料-服务四位一体的Digital Forge平台所能带来的价值体验。 开放日体验 01参观当前打印机阵容02展示当前的材料产品(PLA、复合材料、金属和新材料)03高光软件(Eiger，Blacksmith，3D打印力学仿真)04MFU和客户成功计划的优势05领取Eiger平台live demo-打印的样品零件 活动时间地点 2月22号 下午2:30 大连 3月02号 下午2:30 北京 3月24号 下午2:30 上海 3月24号 下午2:30 东莞 活动注册 填写后请等待审核结果 现场演示 软件-硬件-材料 在现场，除了材料和设备，Markforged工程师将现场展示简单的操作流程：串联设备，材料和软件制做理想的稳定，高强度打印零件。 隐藏环节 每场活动都会设有隐藏环节，如：邀请地区典型客户分享，或新产品发布（FX20,PX100等等）期待您莅临现场挖掘。 重要看点1. 软件——Blacksmith 2021年3月，Markforged推出了业界第一个用于数字制造的自动控制软件，用强大的人工智能连接零件设计、生产和检测。这是一个用于检查和分析3D打印部件外部和内部的自动化解决方案。它取代了通常不可靠、昂贵和耗时的人工打印后检查过程。保证每一个打印的零件每次都有相同的质量，而且在有支持Blacksmith的X7打印机的地方都有相同的质量，不需要在每个地方都配备专业的技术人员。 2. 软件——仿真通过仿真，3D打印部件将具有苛刻的工业应用所需的强度。为增材制造优化的强大仿真技术，让任何用户都可以虚拟测试零件，省去了配置打印参数以满足性能要求的猜测工作。仿真可以更快的交付受信任的部件。通过减少设计-打印-测试的迭代周期和返工延迟。与需要专业知识和耗时分析的传统仿真工具不同，仿真被集成到Eiger中并简化为增材制造，因此用户可以在他们熟悉的切片和打印工作流中测试部件。仿真降低了3D打印零件的成本。通过自动优化所需的材料和连续纤维增强量。通过毫不费力地应用优化设置，以满足用户对强度、成本和打印速度的需求，避免过度构建的部件和浪费的材料。用虚拟测试代替典型的5到25次迭代的试错打印可以为每个零件节省数百甚至数千美元。最终，这使得纤维增强复合材料部件的使用得以扩大——更多的金属工具和最终使用部件可以以一种更快、更便宜、更轻松的方式更换。00:3 3. 软件——Eiger Fleet Eiger Fleet是一个基于云的软件解决方案，意在加速大规模增材制造业务的采用和简化。它提供了更高的操作效率和可见性、企业级访问管理和简化的工作流程。 旨在帮助客户快速打印强大和准确的零件在按下一个按钮，随时随地，都可以使用Eiger Fleet: 01用户远程控制访问零件，打印参数调整，设备，打印操作和数据。02将增材制造工作流程无缝链接到现有的业务流程和企业软件系统。03管理数字化零件库存，利用批量操作和组织范围内的预设，快速从CAD文件到标准化零件。04跟踪性分析，优化效率和交货期。 5. 设备代表——Mark2 在四场活动中，您都有机会看到Markforged的（部分）全线机群代表，本篇文章中向大家列出Markforged最为公众所熟知的Mark 2机型。制作铝合金强度零件的顶级专业3D打印机- Mark Two：最强大的桌面生产机器。同类机器中无人出其右的制造能力:从碳纤维的强度到凯夫拉的耐久性到耐高温纤维的耐热性。Mark 2从内到外都很”结实”。铝合金外壳和精密加工的配件支持您超过数千小时的打印可靠性。得益于软件、硬件和Markforged的热塑性材料Onyx，Mark Two出品的零件是可预测的、准确的，并重新定义了行业领先的表面光洁度。简单来说， Markforged的Mark 2您值得选择的专业3D打印机。   5.材料代表 Markforged被大家所熟知的材料为连续纤维，例如碳纤维等。除了碳纤维之外，Markforge还提供了三种连续纤维，基础材料像尼龙，Onyx等也有各自优势。同时平台兼容线材金属打印，金属材料选择高达6个。Markforged是为数不多行业中可以横跨塑料，符合材料和金属的多材料打印平台。 增材制造行业代表着一个巨大且不断增长的市场机遇。该行业从2012年的20亿美元增长到2021年的180亿美元，预计2029年将达到1180亿美元。随着增材制造技术在创造具有成本效益的终端使用部件方面的成熟，现有供应链整合和回流趋势将加速推动行业增长。 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.无需脱脂烧结，重点实验室采用高精密陶瓷FDM 3D打印研制介质天线 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.激光烧结“面曝光”3D打印迎来重要发展，大幅提高速度、降低成本，适应更多材料

近日，3D打印技术参考注意到，一家名为Fabric8 Labs的公司宣布完成5000万美元B轮融资，它开发了一种基于电化学增材制造的新方法用来3D打印金属零件。 笔者查询相关文献，发现国内吉林大学、长春理工大学、天津大学、河南工业大学等均有团队从事该技术的开发。根据相关研究，电沉积增材制造技术是基于电化学反应原理，将电解液中的相应金属离子还原并使之定向可控沉积，形成所需结构的金属3D打印技术，同时它也是微尺度增材制造技术中少数使用金属材料的技术，相对于其他金属微尺度增材制造技术（如电喷印等），效率较高、成本较低、方法分类较多。 精密金属微结构和微元器件往往是电子封装元器件、精密机械、微型航空航天设备、微机电系统等高科技微型产品实现和运行的核心载体。因此，长期以来人们对这些金属微观几何结构的有效制造进行了深入研究。迄今为止，已经开发出各种金属微加工技术，如机械微加工（微铣削、微车削、微钻孔等）、高能束微加工（激光束、电子束、离子束等)、放电微加工、微电化学加工和电化学沉积。 然而，这些微加工技术大多以减材制造方式生产微观几何形状，材料选择范围和可实现的几何形状受到很大限制。例如，使用机械加工方法制造微米和纳米尺度的难加工材料极具挑战性；在高能光束驱动的工艺加工微组件中会观察到重铸层、微裂纹、微孔隙和扭曲等缺陷。增材微制造通过层层连接材料形成微观几何形状，具有出色的自由成型和快速成型能力，可以显著降低减材制造技术的上述限制。 最常用的增材制造技术是由高能束驱动的技术，如电子/激光束选择性熔化和烧结。事实证明，由高能束驱动的3D打印方法所制造的微观几何结构通常无法使用，因为它们的形状存在明显的热/应力变形以及大量的空隙和裂纹缺陷。这主要是因为这些微观几何结构必须在极短的时间内经历剧烈的温度变化和相变。因此，热驱动的增材制造技术不足以生产高质量的金属微观几何形状，因此非常需要非热或低温微增材制造技术。 根据Fabric8 Labs公司官网相关信息，电化学增材制造是一种室温金属3D打印技术，无需热处理即可生产复杂、致密的金属部件。该技术能够制造具有微米级特征、复杂内部特征、高纯度材料的零件，同时具有快速可扩展、支持大规模制造的特点。Fabric8 Labs正致力于通过提供取代传统制造的先进制造服务来拓宽金属增材制造的市场。 Fabric8 Labs电化学3D打印的纯铜零件 电化学沉积的基本原理图和增材电化学微制造的工作模式 通过电化学增材制造的一些高精度复杂镍钴合金微器件 通过电化学制造实现的一些应用案例大表面积冷却结构、塔架微部件、齿轮总成、微型手术钳 Fabric8 Labs认为其目标市场包括电子/芯片供应链的多个方面。该公司指出，其电化学增材制造技术非常适合打印纯铜，特别是对于必须将金属沉积到温度敏感基材上的应用。 具有亚微米分辨率的纯铜微结构的制造确实有许多应用场景，例如5G通信和高灵敏度检测器件。这些结构的微小和复杂特征可以提高高频操作期间的器件性能，而制造纯铜微结构却具有挑战。3D打印技术参考查询到，长春理工大学团队借助电化学增材制造技术制造了微尺度纯铜结构并研究了相关性能，并指出，该技术可用于制造纯铜微芯片桥、微天线、微传感器等无需掩模和支撑材料的小型结构，但该技术仍然存在沉积速率低且容易出现探针堵塞的问题。 但总的来说，电化学沉积是一种具有成本效益和环境效益的技术，可以提供制造3D微结构的替代和强大方法。根据国外金融机构的大规模投资，也可看出该技术的应用潜力。 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.纯铜3D打印工艺的发展：从SLM、3DP、FDM到DLP 2.纯铜3D打印新工艺：采用DLP工艺实现99.99%的材料纯度 3.3D打印铝和铜双金属一体结构，不需要高能热源 4.迈向国际，中国工业级3D打印品牌深入欧美增材强国腹地

自3D打印技术诞生以来，德国、美国一直是该技术的引领者，无论是激光粉末床熔融、激光烧结还是最早的光固化，欧美一直先中国一步发展，众多优秀的品牌如EOS、SLM Solutions、3D Systems、Concept laser等公司的设备大量输入国内并迅速占领市场。这些品牌可谓塑造了最初国内用户对3D打印技术的认知，同时也培养了国内技术、市场发展。 十年以来，本土品牌奋力发展，不仅在国内市场反攻为胜而且开始走向国外。工业级3D打印机最能代表一个国家3D打印技术的发展水平，能够在技术实力一向强势的欧美占据一席之地，已经开始成为国内厂商努力的目标。本期，3D打印技术参考介绍国内品牌华曙高科在国际化方面的布局及成绩，该公司可能是目前国内实现海外市场拓展最佳成绩的工业3D打印机厂商之一。 两大技术路线，均居领先地位 华曙高科拥有系列自主SLS高分子粉末材料产品及匹配SLM与SLS设备多样化应用的工艺体系，协同公司核心产品构成多位一体的金属与高分子工业级增材制造完整自主技术与品牌价值体系，在大尺寸、多激光、连续增材制造以及高性能粉末材料等增材制造研发应用方向上成为走在国际前列的民族企业。 华曙高科两大技术路线——SLM和SLS 华曙高科SLM、SLS技术系列机型 粉末床激光熔融（SLM）是该公司从事的重要技术路线之一。近些年来，得益于国内外终端用户的使用需求及华曙高科自身的研发实力，其在国内外均取得了极快的发展。2022年10月，华曙高科集中发布了多款面向产业化用户的大型多激光金属高效增材制造系统，使该公司在售型号达到了12种。截止2022年底，华曙高科金属3D打印设备全球销售量超过400台，单一客户金属系列装机量超25台，使其成为国内金属增材制造领域的龙头企业之一，也成为国际上从事SLM技术开发的知名企业。在技术成熟度方面，这些3D打印设备拥有面向高效益产业化生产需求连续稳定运行的能力，能够为客户带来持续的生产力价值。 常州钢研极光列装华曙高科大型金属增材制造设备FS621M系列该公司同时是国内高分子粉末床3D打印技术的主要代表厂商，SLS技术在国内外均具有广泛的应用场景，覆盖航空航天、汽车、医疗及其他工业领域。在很长一段时间内，国内激光烧结3D打印应用领域是EOS和3D Systems进口品牌的天下，对于尼龙等高性能高分子粉末的3D打印一度面临无国产设备可用的窘境。作为该技术的重要发明人，许小曙博士于2009年成立华曙高科，并于2012年研发出国内第一款用于尼龙材料激光烧结的装备（服役已超十年）。截至目前，该公司已开发出不同配置的SLS设备达7个系列，其中采用光纤激光烧结的Flight技术对于高效烧结、提高生产力、降低成本具有重要意义，引领了该技术的创新，客户不乏宝马、巴斯夫、戴姆勒等知名企业。 华曙高科基于Flight技术的SLS3D打印机 国产工业3D打印机走向欧美增材强国 华曙高科依托强大的设计、生产、服务的系统综合能力，快速响应市场多样、复杂的产业化需求，连续、稳定向美国、德国等增材制造强国销售工业级自有品牌SLM、SLS打印设备及SLS尼龙粉末材料，自主产品出口至全球30多个国家。为推动全球SLM、SLS设备的高效、稳定服务产业化，乃至增材制造行业在全球范围的快速发展做出了较大贡献。 华曙高科积极实施“走出去”战略，布局北美和欧洲研发中心、并设立全资子公司，引进海外技术与管理高端人才，与德国巴斯夫（世界500强、化工巨头）、瑞士欧瑞康（世界知名材料企业）、美国欧特克（全球领先的软件公司）、英国AMT公司、德国雷曼孚斯等知名企业开展技术及产业化合作，与美国德州大学奥斯汀分校（激光选区烧结增材制造技术发源地）、美国南加州大学、美国路易斯维尔大学、韩国工业技术研究院等海外知名机构开展产学研合作，一方面充分推动公司自主创新成果在全球范围的产业化实施与推广，形成极具国际竞争力的中国自主增材制造品牌，彰显中国“智”造实力；另一方面通过“走出去”与全球创新及产业资源进行有效融合，推动传统制造数字化转型升级，拉动产业规模快速提升，为国民经济和社会发展贡献重要力量。 华曙高科超大型设备HT1001P C位列装宝马慕尼黑3D打印工厂公司分别于2017年和2018年成立美国华曙和欧洲华曙子公司，并且在亚太地区发展本地代理或经销商。公司境外销售目的地包括欧洲、美国、亚太等全球多个国家和地区。公司积极实施国际化发展战略，与德国巴斯夫、德国宝马、美国捷普（Jabil）等众多全球500强企业建立了合作关系，通过全球范围的多维合作与资源运用，持续拓展创新与产业化深度及广度。 toolcraft公司员工与华曙本地化、国际化技术服务团队在FS422M-4设备前合影多年来，华曙高科3D打印设备总体占有率在欧美市场稳步提升，持续以创新及开源推动3D打印产业化。2023年2月，3D打印技术参考注意到，德国企业toolcraft AG引进了华曙高科高端金属增材制造系统FS422M-4，经过深度评估和校准测试，正式完成安装并成功验收。该公司凭借开创性的技术和个性化机器人整体解决方案在国际上享有盛誉，客户涵盖半导体技术、航空航天、医疗技术、光学行业以及赛车和汽车行业的市场领导者。同期，华曙欧洲子公司首次公开了系列具有代表性的3D打印应用案例，全面展示了华曙高科增材制造平台的开源性、应用的前沿性、材料的多样性，其涵盖了汽车、科研、消费品等多个领域，采用了PP、PBT、PA6 GF、PA11、PA12等多类高分子材料。 华曙高科金属3D打印样件 华曙高科尼龙3D打印样件 德国企业购买中国3D打印制造商的金属增材制造设备，实际上具有完全不同的意义。欧洲作为全球增材制造业发展的中心，占有非常重要的地位，中国企业能够在该地域攻城略地实际上是打入了该技术研发的腹地，代表了中国工业级3D打印技术新的发展阶段。自2018年以来，华曙欧洲子公司通过高效、专业、本地化的国际团队协作，携手新材料、应用上下游产业链的合作伙伴，持续提供开源创新和具有竞争力的增材制造解决方案，支持欧洲市场的未来增长，现已成为华曙海外布局战略的重要组成部分。 END 增材制造行业经过30余年的发展，技术不断创新，规模稳步增长，技术体系和产业链条不断完善，目前已建立起较为稳定的增材制造产业生态体系和行业竞争格局，呈现出行业整体高速增长，由几家巨头主导，其他设备制造商后起追赶的发展态势。 3D打印企业集中在美国、德国及中国。华曙高科不断扩充国际团队，加强技术支持和售后能力，在重要战略区域配备了经验丰富的售后工程师，与公司本部国际技术服务团队无缝对接进行技术支持和互通，以最快速度响应客户需求，国际产业化客户数量不断增加。 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.华曙高科重磅发布多款面向批量3D打印的系列新品 2.SLM销量超300台，详解华曙高科保障高质量增材制造的核心技术 3.NASA：航空航天部件稳健金属增材制造工艺的选择原则 4.激光烧结“面曝光”3D打印迎来重要发展，大幅提高速度、降低成本，适应更多材料

近日，3D打印技术参考注意到，美国空军研究实验室（AFRL）公布了一项关于3D打印用钛合金回收和低成本生产新粉末项目的合同，美国国防部 (DoD) 技术加速器的国家安全创新网络部门（NSIN）将提供高达50万美元的研发资金，矿业公司IperionX获得合作机会。 具体来说，该项目要求企业提交3D打印用Ti-6Al-4V粉末的回收方法提案，该方案需要具有低成本制造新粉末的特点。Ti-6Al-4V是金属3D打印使用最广泛的材料之一，尤其广泛用于航空航天领域。 钛废料 IperionX公司首席执行官评论说：“赢得这一挑战是美国空军对本公司专利钛技术的杰出认可。我们的领先技术能够以比现有工艺更低的成本有效回收钛废金属和其他金属粉末，我们期待与NSIN、AFRL和其他DoD机构密切合作，以鉴定并快速部署循环钛金属在关键防御领域的使用。” AFRL的材料工程师Calvin Mikler博士补充道，“IperionX真正理解了该项目的目的，并提出了一种独特的策略，将用过的钛粉和废料脱氧并再制造为适合3D打印的粉末，并用于制造航空级质量的零件。” IperionX制造的低成本钛粉 3D打印技术参考查询了该技术的钛合金低成本制造技术，这是一种氢辅助金属热还原工艺，它采用钛矿或废钛合金原料，以极低的能源强度生产钛粉，从而有可能在可持续的闭环中实现低成本、低碳排放的生产。该过程使用氢使Ti-O 不稳定，利用用Mg还原TiO2实现还原脱氧，形成满足工业需要的低氧含量的TiH2，然后通过行业标准方法将TiH2进一步加工成钛金属。 IperionX低成本钛粉3D打印的零件 去年，IperionX与美国能源部 (DOE) 和橡树岭国家实验室(ORNL) 合作，验证了该公司的Ti-6Al-4V 粉末在增材制造中的使用。IperionX 获得DoD和DOE 的批准预示着该公司在政府采购市场的未来，它还有可能成为其他关键经济领域不可或缺的一部分。 国内3D打印钛粉低成本制造技术 此前，3D打印技术参考曾经介绍过北京科技大学和南方科技大学在3D打印钛粉的低成本制造技术。 北京科技大学曲选辉教授团队陈刚副教授等研究人员，基于气-固两相流理论，创立了流化制备3D打印用低成本金属粉末的新方法：以传统工艺制备的低成本不规则形貌粉末（如氢化脱氢钛粉、还原钨粉等）为原料，在适当温度下，不规则形貌的粉末颗粒（固体）在流动气体（流体）作用下互相碰撞，呈现出流态化现象，颗粒间的冶金结合和塑性变形显著改善不规则粉末的形貌、球形度和流动性，并可以实现粉末流动性和杂质可控。 该工艺具有流程短、收得率高、能耗低、易于规模化等特点。流化粉末性能与球形粉末相当，成本较雾化球形粉降低60%以上，所制3D打印制品性能优异。采用SLM技术打印的纯钛流化粉成形件的氧含量为0.17±0.01wt.%，室温抗拉强度602±4.6MPa，断裂延伸率20.1±1.2%，这些数据和EOS给出的官方性能相当。 采用流化金属粉末制备的SLM成形件 基于该工艺制备的粉末能否用于SLM技术，最受质疑的是关于粉末的流动性问题。对此，北科大的研究人员发表了相关论文。研究指出，处理后的粉末相比原料粉具有更好的平滑度；除了形状的改变，5μm以下的细粉也显著减少，平均粒径从原料粉的28.6 μm增大到550℃处理后的33.9μm,这也意味着，流化处理对最终粒径范围和平均粒径的影响较小。在粉末的流动性方面，450℃处理后粉末的流动性为35.2±0.3s/50g, 它与已商用化的类似粒度范围的高球形度TC4具有相当的流动性，因此并不必过多担心铺粉的问题。 粉末原材料初始态和与处理后流化态的效果 粉末原料与处理后的形貌对比 该团队以低成本氢化脱氢粉末为原料，通过流化技术已经研制出了Ti、Ti-6Al-4V、TiTa、Nb521、NbTi等3D打印高熔点微细粒径金属粉末，供应给中国航发北京航空材料研究院、钢铁研究总院、北京隆源、上海第九人民医院等单位，应用于航天/航空发动机关键部件与医用植入体的3D打印成形，用户评价良好。该创新工艺荣获了第四届冶金青年创新创意大赛二等奖，第六届中国国际“互联网+大学生创新创业大赛”北京赛区二等奖。 南方科技大学严明教授课题组类似的钛粉成型方式。其采用的原始材料同样是氢化脱氢工艺制备的不规则、流动性极差的钛粉，与北科大不同之处在于，其采用的是机械球磨方式。球磨可以改变粉末的形状，机械合金化对材料性能具有潜在的影响机制。采用的氢化脱氢钛粉平均粒径为35μm，按照10:1的球料比进行球磨，并通以氩气防止钛粉发生氧化。在球磨过程中还需加入少量硬脂酸（至关重要），它对粉末颗粒的粉碎具有助磨效应，可以减小粉末颗粒对球磨体的粘附程度。硬脂酸的熔沸点较低，在钛粉打印过程中可以挥发去除。球磨过后，粉体呈近球形，均一度较好，流动性得到较大改善。 南科大团队处理前后粉末形貌对比，球形度显著改善 机械合金化也发生在球磨过程中，由于磨球碰撞，氢化脱氢钛粉表皮脱落会引入磨球元素，进而实现对氢化脱氢钛粉的成分改性。在优选的实施方式中，还可以在球磨处理过程中，掺入第二相粉体，以优化氢化脱氢钛粉的改性过程，使得到的近球形钛粉性能更加优良。 通过整形改性后的氢化脱氢钛粉在流动性和粒径方面是可接受的，已经具备了可打印性。采用整形改性后的氢化脱氢钛粉和优化的打印工艺，最终SLM成型件的性能远超EOS官方数据，其中抗拉强度达到900Mpa，延伸率20％，硬度也高于APC球形钛粉的打印件硬度。 END 从长远来看，增材制造比传统制造更适合处理回收材料，这仅仅是因为开始时浪费的材料数量要少得多。国际能源署 (IEA) 估计，为了实现2050年的目标，到2030年必须在清洁能源上花费4.5万亿美元。这些资金中的很大一部分很可能会用于建立先进制造和回收之间的联系。 如果不大幅度、迅速的扩大回收能力，要实现扩大3D打印的生产规模并降低碳排放的目标似乎是不可能的。废粉回收和再制造正是3D打印有可能在未来几年内获得更大规模投资的应用类型。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请获得授权。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.无支撑金属3D打印：VELO3D成功探索全球范围可重复、无差别制造 2.破除忧虑——采用金属回收废料制造的3D打印粉末能否符合规格 3.专题：粉末可回收性因素对金属增材制造的影响及提高粉末重复使用性的方法 4.增材制造用钛合金的种类、应用、粉末制备技术，及市场用量情况

基于激光的金属增材制造技术的快速发展让其应用相比以往显示出更大的潜力。过去几年，由于激光器数量的增加、气流的改善和控制系统的改进，生产率大幅提高。随着批量生产的发展以及由此带来的速度和吞吐量的提高，往往会对组件质量带来影响。这使得质量控制成为增材制造行业最后也是最关键的未解决问题。 现场监测为这个问题的解决提供了一个可行的方案，但在被提及多年之后，该方案时至今日可能仍未实现完全的质量保障。熔池监测是一种特别强大的工具，可以确保零件的质量和一致性。通过跟踪熔池排放特征，可以检测异常和故障。它是为数不多的可以随生产需求扩展的检测技术之一，使其成为大规模 3D打印生产的重要组成部分。 来自AMiRIS NIR成像传感器的熔池成像数据示例 现场监测可以采取多种形式；密切关注3D打印工艺的各种参数，例如温度、粉末分布和熔凝特性。这些信息与智能分析相结合，可以在问题导致最终产品出现缺陷之前识别出问题。识别过程中的故障有助于减少生产的有缺陷零件的数量并提高制造过程的整体运行效率。 虽然现场监控是质量保证 (QA) 问题的明显解决方案，但最好能够在所有各类系统中采用通用方案。许多机器供应商根据所使用的方法和传感器提供具有不同功能的专有监控解决方案。使用来自不同供应商L-PBF系统的用户在对数据进行分析时由于不兼容就会存在困难，导致成本增加，更有可能无法实现质量保障。 Additive Assurance构建了通用的AMiRIS质量保证套件来解决这个问题，为所有机器提供统一的实时质量保证。独特的传感器包以非常高分辨率的近红外 (NIR) 光谱从离轴有利位置捕获熔池特征，传感器可以通过打印室窗口识别熔池异常，而无需改造设备。至关重要的是，安装后不需要对机器进行重新认证。传感器包将捕获的熔池数据提供给中央服务器（云端或本地），在中央服务器中训练机器学习模型来检测一系列过程故障，包括：未熔合、过熔、飞溅、激光参数变化等。 Additive Assurance致力于通过降低进入壁垒、简化生产质量以及减少操作员和质量经理的工作量来支持下一代金属增材制造用户。AMiRIS基于云的平台已经并将继续与领先的增材制造供应商合作开发，以实现这一目标。 安装在Renishaw AM400上的AMiRIS传感器 Additive Assurance的外置监控系统 虽然过程监控是捕获故障和异常的强大工具，但数据处理却并不简单。任何使用现场监测的有效QA系统都必须具有高度自动化，以便该技术能够大规模运作。自动化是AMiRIS设计背后的核心理念，工作流程的每个部分都已实现自动化，从初始校准和个别异常检测到最终通过/不通过部件检查。 对于大规模的增材制造用户而言，对一组机器进行现场监控可以提供一种通用形式的质量控制，无论使用何种品牌的设备，都有助于确保始终如一的增材制造质量并减少出现缺陷的可能性。当自动化时，现场过程监控可以大规模生产有质量保证的零件。 Additive Assurance构建了通用的AMiRIS质量保证套件 AMiRIS数据可视化平台截图 原位过程监控是解决增材制造质量问题的有力工具，具有减少故障和提高生产率的效果。随着3D打印行业的不断发展，现场监控对于大规模制造商来说将变得越来越重要，Additive Assurance它提供了一种统一的方式来访问、监控和控制所生产零件的质量。 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.工艺综述：近十种铝合金3D打印工艺汇总，阐述技术特点及应用方向 2.无支撑金属3D打印：VELO3D成功探索全球范围可重复、无差别制造 3.NASA验证用于深空任务的第一台全尺寸3D打印旋转爆轰火箭发动机 4.尼康完成对SLM Solutions的收购，后者领跑多项“最记录”

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注专注于3D打印技术硬知识分享 3DM technology是一家来自以色列的3D打印技术公司，增材制造技术前沿注意到，其推出了一种颠覆粉末床激光烧结工艺的新的光学系统和设备架构，能够极大提高材料的成型效率、降低制造成本、适应更多材料，实现热塑性塑料的更大规模生产。同时值得注意的是，该工艺实际上可以称得上是一种面烧结工艺。 光源的发展：影响激光烧结3D打印的关键因素 当前，主流的激光烧结3D打印使用二氧化碳激光器，如EOS和3D Systems的设备，这是因为高分子聚合物材料对10.6μm波段的激光具有更高的吸收率；华曙高科在传统产品之外推出了使用光纤激光器的激光烧结3D打印机，进一步提高了成型效率，但需要对材料添加其他成分来增加材料吸收激光的能力；EOS在几年前推出了使用百万个二极管激光器实现面烧结的概念，但如今并未有产品上市。材料和激光的匹配是一个重要的影响因素，如今主流的激光烧结材料仍然以尼龙为主，材料种类有限、开发成本高，成为影响大批量增材制造的主要障碍。 激光烧结技术的发展 3DM开发并获得专利的激光器旨在最佳匹配热塑性塑料的能量吸收，它是一种体积非常小的半导体元件，成本仅有几十美元、光源功率高（高达4W，相当于20WCO2激光器）。值得注意的是，激光器可以设计为发射中红外光谱中的任何波长，从而优化匹配所有热塑性塑料的吸收特性。 更小的光斑尺寸获得更小的热影响区域 这种最佳的材料吸收能力带来了一个无法忽视的重要优势：在Z轴上熔化和加热材料的深度可以精确控制，同时它还具有更小的光斑尺寸。与其他常用的SLS技术相比，这可以防止打印层之间的打印失真并提高打印质量。 为每束光配置专属扫描子区域 3DM的打印头设计基于科平行移动的激光束阵列，每束光都分配了独立的专属扫描子区域，而子区域的大小是根据打印机所需的目标速度预先配置的。打印床尺寸可设计成任何需要的矩形，如600x600mm的整床分配150x150mm的光束子区域，打印头配置16条激光束。 每束激光负责一个区域 打印头内配置了用于对齐的测量系统，它对X/Y比例变化、移动和旋转进行测量，对每层实时的执行对齐。 可扩展光束头、可移动打印头和双打印床配置 光学配置原理 光束头的设计最大程度发挥了3DM自主研发激光光源的优势，目标是以显著更低的成本为更多材料提供具有高功率、高分辨率的卓越激光束性能。3DM的光学配置为：多个激光器组合为一个光束头（形成一束激光），若干个光束头形成一个打印头。 由多个光束头组成一个打印头 光束头组成 一个光束头就是一个激光模块，可以包括1-6个激光器，配合其他光学元件，将所有激光组合成一束高质量、高功率的光束。增材制造技术前沿注意到，3DM的激光器是基于半导体制造工艺制造。由于相同波长的激光不容易组合，每对激光都设计为以适合材料吸收的不同波长传输，通过组合2-3对激光，可以将到达材料表面的激光功率提高三倍。 材料适用多样性和打印尺寸可调的灵活性 可扩展可以分为材料的多样性和打印尺寸可调的灵活性。由于波长可调，就决定了材料适用范围可以更为广泛；通过增加光束头的数量，则可以增加打印尺寸。 3DM的可扩展光束头、可移动打印头和双打印床配置 对于更为广泛的材料适用性，增材制造技术前沿认为可能实用性并不大，因为10.6um波段已经有了很宽的聚合物能量吸收能力。对于效率的提升，则是显而易见的，这实际上和EOS几年前提出的面烧结极为相似，或者称之为面烧结与并不为过。从3DM给出的宣传视频也可以看到，其所开发的设备在架构上也有很大不同，它基于可扩展光束头、可移动打印头和双打印床配置，确实可以极大提高制造吞吐量。 带来激光烧结技术的重要发展 成本和效率一直都是3D打印行业应用终端关注的要点，解决这些问题是一家企业能否成功的关键。皆因于此，才有了文章开头所讲的光源技术的重要发展。与当前主流的基于二氧化碳激光器的SLS技术相比，3DM声称，基于其独特的光学和架构配置可以将粉末床3D打印的速度降至每层1秒，从而将打印机的吞吐量提升10倍；3D打印技术参考曾经介绍了南科大的研究人员对SLS与MJF技术的打印速度分析，发现MJF在标准模式下的打印速度约为每层10s。因此可以看出3DM“面曝光”的速度之快，与之带来的是打印成本的大幅降低。 性能也是3D打印行业无法回避的重要问题。更好的材料-激光波长匹配性无疑会提高材料的性能，更小的光斑尺寸和更好的热量控制也将带来优异的表面质量和细节特征呈现能力。3DM声称其以150微米分辨率设计的原型机展示了低至10微米的高分辨率；而基于其技术可以获得各向同性的零件，并具有比行业标准更好的机械性能。 波长可调则避免了为适用光源而去开发匹配材料，从而扩大了材料的适用范围，从PA、PP、TPU到PEEK，定制波长为打印更多材料带来了新机会。 未来这项技术将如何发展，让我们拭目以待。 注：欢迎加入硕博千人交流QQ群（248112776）

铝合金因具比强度高、高导热、来源广、成本低等优点，成为汽车、航空航天、轨道交通等多领域应用最广泛的金属材料之一。随着增材制造技术的快速发展，多种类型的金属3D打印技术被用于铝合金成型研究和应用。本文内容，主要总结当前可用于铝合金3D打印的各种增材制造技术、特点及其应用方向。 1. 激光粉末床熔融 采用SLM/L-PBF工艺3D打印制造零件的最大优势在于能够制造高精度、具有良好表面质量的复杂几何结构。这些特点注定了其专有的应用领域，如具有更高换热效率的热交换器、轻量化的支架、蒙皮点阵结构等。这些零件采用3D打印制造相比传统工艺还减少了零件制造步骤、降低了成本并带来了更好的性能。 SLM制造高精度铝合金零件，散热器、拓扑优化构件、蒙皮点阵结构 采用该工艺制造的这些结构的零件几乎具有工艺排他性，即其他传统工艺或其他3D打印工艺均存在某些不足。但结构简单的零件则不需要使用这种工艺，成本是实现批量化制造的重要影响因素。因此，采用SLM/L-PBF工艺3D打印铝合金零件，多用于制造那些具有复杂结构且其他工艺难以实现的零件。 2. 电子束粉末床熔融 限于EBM技术本身的市场规模较小，关注度也受到了影响，但它是另一种可以打印铝合金的粉末床熔融技术。铝合金的电子束选区熔化 (EBM) 与激光熔化相比具有一些优势，如不受反射率的影响、零件表现出较少的热应力，对于易开裂的铝合金牌号打印具有较大优势。此外，真空条件还减少了材料氧化。因此，该工艺为铝合金的制造提供了巨大潜力。 3D打印技术参考通过清研智束了解到，采用EBM打印铝合金的塑性会远远好于SLM成型的，但强度会低一些，通过固溶和时效处理则可以改善。该技术打印铝合金还有一些不足在于零件的表面质量比较差，因此对于具有内流道及精密的零件可能并不适用，更合适制造传统加工难以制造的具有特殊复杂曲面的结构。此外，EBM技术的打印尺寸往往有限，结合其他因素，采用该技术制造铝合金零件的应用场景受到很大限制。 3. 粘结剂喷射3D打印 采用粘结剂喷射3D打印铝合金存在很大困难，这是因为其易氧化，且在后续的烧结过程中易发生反应，这是该工艺打印铝合金的一大挑战。实际上，铝合金也未广泛应用于MIM行业。不过，通过对整个生产流程和材料的优化，铝合金的粘结剂喷射3D打印取得了突破。 2021年，ExOne、Desktop Metal、理光均宣布实现了铝合金粘结剂喷射3D打印。在材料方面，Uniformity Labs开发了可进行高浓度烧结的低成本6061铝，Equispheres正在开发专为粘结剂喷射量身定制的AlSi10Mg粉末。在应用方面，则吸引了福特公司的参与。 理光使用粘结剂喷射3D打印的铝合金零件 铝合金粘结剂喷射3D打印工艺一旦成熟，市场应用潜力是巨大的，可用于电动汽车、电动飞机零部件3D打印制造，创造新的价值，但目前还未见到真实应用的报道。 4. 激光/电子束能量沉积工艺 激光能量沉积采用粉末或丝材实现金属材料的堆积成型，对于铝合金而言，由于其高导热、高反射、易氧化等因素，采用激光能量沉积制造实际上多有不便，但仍然有很多研究正在试图解决这些制造难题。 使用该技术进行铝合金沉积的较为知名的是工业级3D打印机生产商Optomec，其公司基于LENS定向能量沉积（DED）系统实现了铝合金修复。该公司表示，这项创新技术可用于沉积任何种类的铝合金材料，包括其专门为提高增材制造加工性能而开发的铝合金。 该工艺的发展为交通运输和航空航天工业提供了一种新的加工途径，即可以利用粉末冶金的DED工艺对复杂的铝合金零件进行修复。此外，使用Optomec的LENS同步五轴系统可以直接加工具有复杂几何形状的铝合金零件，而无需任何支撑结构。铝合金在极低的氧气浓度和湿度的可控工作箱中沉积，从而确保制造出具有优异机械性能的部件。除使用激光外，也可采用电子束实现铝合金熔丝增材制造。 5. 电弧增材制造 电弧增材制造以金属丝为原料、电弧作为热源，可进行大尺寸金属零件快速、高效制造。同时，基于该工艺的设备简单、材料利用率高、成本更低。目前，该工艺已成功用于制造Ti6Al4V、钢、In718等材料。特别的，它可以处理对激光高度反射的金属，如铝合金和铜合金，能够满足大尺寸铝合金部件的生产需求。我国航天领域对电弧增材制造铝合金大型构件的应用有多项报道。 但3D打印技术参考此前曾介绍过，由于电弧具有方向性，难以像激光那样实现精准聚焦，因此熔化轨迹不精细、层堆积导致表面非常粗糙。成形形貌的控制是金属零件增材制造技术的主要瓶颈，因此该技术的使用需要配合后处理机加工。 电弧增材制造的铝合金零件 由于相比于激光更为高效的材料沉积效率，电弧沉积已经成为如今制造大型铝合金构件的重要增材制造技术，受到国内外航空航天领域用户的广泛重视、开发和应用。 6. 搅拌摩擦增材制造 搅拌摩擦增材制造是基于搅拌摩擦焊的原理发展而来，该工艺不需要高能热源也不需要气体保护，可以使用板材、旋转棒料和粉末规格的材料，利用搅拌针与连接件的搅拌摩擦产生热量软化连接处的材料，再通过轴向的压力使得材料连接在一起。此外，由于成形过程中不存在金属的熔化/凝固过程，材料在成形过程中不会产生与熔化相关的热裂纹、气孔等冶金缺陷。而正是由于成形温度低且成形发生在材料内部也不会受外界影响造成材料氧化等问题，生产过程可以在露天环境中进行，所制造的部件的尺寸显著增加。 该工艺适合制造铝合金大型构件，且具有很高的沉积速率，特别适合于航空航天领域，可用于制造燃料贮罐。 Meld Manufacturing采用搅拌摩擦焊制造的铝合金大型零件 美国Meld Manufacturing公司已经使用该工艺在大型卡车和国防装甲车辆的维修中获得应用。 7. 冷喷涂 冷喷涂增材制造技术是一种基于高速粒子固态沉积的涂层制备方法。喷涂粒子在固态下碰撞基体，经过剧烈的塑性变形而沉积形成涂层，同时对基体不形成热影响，可作为近净成形技术直接喷涂制备块材和零部件。 冷喷涂是实现铝合金沉积的重要制造技术，能够用于大尺寸、高端应用领域的零件修复。 冷喷涂用于铝合金零件修复 于2022年科创板上市的超卓航科是该技术的重要代表性企业，攻克了高强铝合金高压冷喷涂增材制造技术，制备的铝合金涂层可逐层堆叠，材质更致密，涂层强度提升至400MPa的水平，满足了高端应用修复要求，实现了冷喷涂增材制造技术从零部件腐蚀损伤再制造向结构件疲劳裂纹修复再制造的跨越。 8. 超声波能量沉积 超声波增材制造（UAM）是基于传统的 “超声波焊接”工艺，利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。而当这种焊接方式被应用到3D打印机上时，也就成就了这项新的3D打印工艺——“超声波增材制造”。 超声波增材制造采用金属薄片为材料，能够实现真正冶金学意义上的熔合，并可以使用各种金属材料如铝、铜、不锈钢和钛等。UAM的制造过程包括通过超声波逐层连续焊接金属片，并不时通过机械加工来实现指定的3D形状，从而形成坚实的金属物体。通过结合增材和减材处理能力，UAM可以制造出深槽、中空、栅格状或蜂窝状的内部结构，以及其它复杂的几何形状，这些结构和形状通常无法使用传统减材制造工艺完成。此外，该技术的重要优势是能够制造多金属零件。 Fabrisonic采用UAM工艺3D打印的6061铝合金卫星热交换器 铝合金超声波增材制造技术还存在一些不足，由于目前超声波功率的限制，只能对厚度较小的铝箔进行快速成形，未来需要大幅提高超声波换能器的输出功率，实现大厚度和高强度金属板材的增材制造。 9.液态金属3D打印 液态金属3D打印解决方案通过将铝合金焊丝熔化，借助磁场精确的将液滴沉积在构建平台上并凝固，实现零件的叠层制造。这是一种基于熔融金属磁流体动力喷射的打印方法，通过利用磁场感应的压力梯度喷射液态金属液滴。根据3D打印技术参考查询到的资料，打印机控制器以预定的速率将金属丝送入陶瓷喷嘴，陶瓷喷嘴被电阻加热将铝丝熔化并在喷嘴中储存；喷嘴的周围围绕了电磁线圈，将电流脉冲施加到铜线圈上，可产生瞬态磁场，场感应与循环电流耦合，产生洛伦兹力，对熔融金属产生的压力可使液滴从喷嘴中喷出。 液态金属打印中的温度梯度和冷却速率并不像基于激光和电子束的3D打印工艺中那样极端。由于喷嘴和基板之间的间隔很小，液滴在撞击前有时间冷却。与后两种工艺相比，较小的温度梯度和冷却速率可能意味着遇到的缺陷更少，如孔隙率。然而，对于液态金属3D打印，仍然需要进行优化，以实现成本、分辨率和构建时间等因素的最佳组合。需要调整的参数包括温度、喷嘴尺寸、喷嘴与基板之间的距离。此外，还需要进行后处理来获得所需要的表面特征。构建的分辨率受液滴大小等因素的影响，影响液滴大小的因素又包括喷嘴的大小或直径、液滴喷射的速度以及单次射流是包含一个液滴还是多个液滴。 施乐液态金属3D打印的铝合金零件 2022年7月，施乐液态金属3D打印机被安装在美军黄蜂级两栖攻击舰第2号舰上——这是美国海军舰艇上部署的第一台金属增材制造装备。 END 本文总结了众多可用于铝合金3D打印的工艺类型特点及应用方向。总的来说，铝合金材料3D打印技术的类别较为明显——制造高精度小尺寸零件（以SLM为主）、低成本批量小尺寸零件（以Binder jetting为主）和快速高效制造大尺寸零件。通常，高效的沉积速率会对特征分辨率和复杂性产生不利影响，关键的配合表面、孔、法兰或关键特征，必须进行后处理加工，额外的后处理步骤会增加成本。 铝合金是仅次于钛和镍的第四大最受欢迎的合金，2021年出货量为249.7吨，与2020年相比增长了36.7%。到2030 年，它们将成为第三大最受欢迎的合金。如果粘结剂喷射技术被证明能够熟练地打印铝合金实现批量生产，那么铝需求的增长可能会更加显著。 注：本文内容由3D打印技术参考创作，转载须授权。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.无支撑金属3D打印：VELO3D成功探索全球范围可重复、无差别制造 2.NASA验证用于深空任务的第一台全尺寸3D打印旋转爆轰火箭发动机 3.高性能铝合金3D打印粉末之宝航多级别材料与应用场景 4.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

齿科，是桌面级光固化3D打印技术最重要的应用领域之一；与此同时，如今齿科治疗也已经普遍使用3D打印技术。因此，3D打印制造商应该思考所开发的解决方案，有没有以需求为导向，让用户对3D打印技术的使用更加便利。这是如今在竞争越来越激烈的市场环境下，取得市场优势的不可或缺的要素，也即能够提供差异化的服务。 作为近三年来的新锐品牌，RAYSHAPE的崛起速度让人诧异，在全球范围内更是快速获得了认可。“以用户为导向”，是其能在竞争激烈的3D打印行业迅速崛起的关键。 与行业龙头合作，加速融入本地市场 在齿科行业，EasyRx具有突出的行业地位。它是世界领先的实验室解决方案、3D软件服务商，超过2000家诊所和550个实验室使用其软件平台。 基于EasyRx在齿科领域的重要行业地位，3D打印业内的许多企业均试图借助该公司提供的软件平台来快速融入欧洲齿科市场。而能够与这家企业合作，3D打印设备商也必须具备行业一流的技术水平。 为了给用户更好的使用体验，RAYSHAPE 2022年与EasyRx达成合作，打通了RAYSHAPE ShapeWare软件与齿科行业通用的EasyRx软件之间的壁垒，让用户可以体验到更加流畅的3D打印体验。 EasyRx提供的革命性的“通用”系统，允许正畸医生和牙医设计、创建、管理患者的矫治器处方并将其在线提交给世界上任何正畸或牙科实验室或内部实验室。EasyRx的全套设计工具使医生能够针对单个数字化正畸设计进行管理和创建他们的矫治器处方，从而提高效率并朝着无纸化环境发展。 牙科诊所及实验室与EasyRx互联互通以寻求更高效的解决方案 在合作达成后，用户在EasyRx软件可以自动把文件传输至ShapeWare软件，并且可以从EasyRx软件直接唤醒ShapeWare软件，实现了两个软件的无缝整合。EasyRx和RAYSHAPE的用户可以通过便捷的操作，简化的流程，更快、更有效的编辑和打印模型。 EasyRx提供的解决方案可以快速简单高效的查看、建基并编辑STL文件 RAYSHAPE能够与这家企业达成合作，意味着这家国际化的行业领导者认可RAYSHAPE解决方案的领先水平与该公司的品牌价值，同时将加速RAYSHAPE快速打开欧美市场。 针对行业需求，做全流程解决方案 在3D打印技术参考看来，很多3D打印技术从业企业的很大通病在于做出的解决方案不够聚焦某一个行业的使用需求。终端用户咨询“你的技术可以做什么”，很多从业者会回答什么都可以做，但真正委托试做的时候却又难以满足客户的需求。 EasyRx的视觉DLP实验室管理功能界面展示 每个行业都有其特殊的使用需求，粗放的解决方案必然无法满足用户差异化的使用需求。对于齿科行业，构建数字化牙科全链路流程，诊所和技工所系统的兼容性需求不可忽视，要确保各环节高效衔接有序运转。RAYSHAPE与EasyRx的此次合作，是RAYSHAPE数字化牙科生产流程的又一次自我迭代，大大提升了生产效率。同时，也是RAYSHAPE数字化牙科解决方案的进一步升级。 未来，RAYSHAPE将继续坚持“以用户导向”，不断深耕数字化牙科诊疗全流程，为广大牙科从业者提供全方位服务，为舒适牙科治疗保驾护航。 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.仅仅3年，85后创立的3D打印“小”企业已成立两家海外子公司 2.国产高性能DLP 3D打印机畅销10余国家和地区，不乏华为等高端用户 3.尼康完成对SLM Solutions的收购，后者领跑多项“最记录” 4.高性能聚合物3D打印在石油、天然气行业有重要应用

采用单一的数字打印文件，在世界范围内不同地点、不同3D打印机上产生相同的结果，对几乎所有金属3D打印设备商来说几乎都难以保证。然而，这一情况的实现，将使可扩展生产成为可能，制造商才会有信心在现在和将来的任何时候，在任何类似的机器上制造出符合规格的相同零件，而不需要额外开发。 即便金属3D打印已经成为航空航天这一高端应用领域不可或缺的重要技术，但直到现在，几乎没有金属L-PBF供应商能够在全球范围内实现可重复的3D打印分布式制造。 基于此，能源领域高端制造商IMI Critical和Velo3D携手合作，探索了金属3D打印可重复分布式制造的可行性。该项目的目标是证明Velo3D Sapphire打印机可以解决许多3D打印平台一直在努力解决的生产可扩展性和就绪性问题——使用相同的打印文件在不同的打印机上生产符合规格的相同部件，而无需任何进一步的开发工作。如果成功，这将使IMI Critical 确认可以采用该技术扩大生产规模，使用相同的打印文件在世界上任何Sapphire打印机上可靠的生产相同零件。 IMI Critical和Velo3D通过在三个不同国家、六个地点的装备，打印完全相同的节流阀来实施该项目。该部件是用于注水井的高压流量控制装置，传统上通过机械加工和钎焊等方式制造，用于防止侵蚀、噪音和振动问题，基于3D打印的优化设计提高了该部件的性能。 IMI Critical此前已经使用Velo3D的打印机进行了相关产品的制造，而开展分布式制造项目的探索，则是为了验证能否依赖这一新技术扩大生产规模。该公司新产品开发总监Steve Freitas表示：“从最终确定新阀门设计，到决定在不同地点打印更多零件，这一年的等待让该产线上的每个人充满焦虑。而在产品开发一年之后，在没有对设备进行额外开发、认证的前提下，再次批量生产零件，谁也无法确认它能否符合规范。” Velo3D的打印文件包括3D打印的整个指令集，从IMI Critical的PLM系统中提取，安全的发送到三大洲的六个制造基地（四个在美国，一个在亚洲，一个欧洲），并与在Velo3D总部的打印结果进行对比。 该项目的实施方式 在每个站点，Velo3D Sapphire系统都经过一系列校准检查，确保可预测和一致的打印结果。3D打印技术参考此前曾经介绍，Velo3D配备了一键式校准解决方案，只需点一下按钮，校准程序就可以对打印机的精度和一致性进行检查；在工作过程中，系统也会每隔几层自动检查激光对准情况，从而在出现问题之前消除任何漂移。除此之外，每次构建之前系统还会自动检查耗材的级别或寿命，并在机器监视器上显示相关信息。 锁定的“GoldenPrintFile”被加载到每个Velo3D Sapphire系统中，同时无法更改激光指令参数集。原始打印文件没有任何改动，使用Velo3D的打印准备软件Flow分配的基于特征的参数创建。根据3D打印技术参考此前的介绍，在打印工艺方面，Velo3D在系统中配置有超过20种标准化的参数组合，用户只需要在Flow预处理软件中点一下按钮就可以自动根据零件的特征选择合适的工艺参数。这样可以节省数月的开发时间，并减少对专业技术人员的需求。 每个构建包含两个部分，并在现场打印。校准过程和打印执行质量均由嵌入在每个Sapphire系统中的Assure进行监控。Assure质量保证软件可以逐层提取和跟踪数据，从而可以对机器的运行状况进行详尽记录，监视构建过程的任何缺陷确保生产质量，并最终提供详细的构建报告。 构建报告由Assure自动生成，它从监控构建的800多个传感器收集数据——确保每台机器上的每个构建都在过程控制限制内一致执行。对于所制造的零件，从Assure收集的数据符合相关规定的要求，并无缝集成到OEM的质量体系中。 每次构建后，都会从零件上去除多余的粉末。 将部件消除应力并从构建板上取下，在同一位置进行额外的热处理和机加工。 对零件进行严格的质量控制，包括尺寸检查、机械测试和流量测试。 IMI Critical和Velo3D通过在六个地点和三个不同的国家打印相同的认证部件来证明分布式制造。 结果 完成上述步骤后，将12个打印部件（六个生产地点各有两个部件）的数据整理完成。最终得出的结论是，机械测试和流动测试以及材料试样的破坏性和非破坏性评估表明，所有部件在冶金和功能方面均符合IMI的设计和性能规范。 Velo3D技术业务开发总监ZachWalton表示：“我们现在有信心，无论是两周后还是两年后，将来都可以在这些供应商中的任何一家打印相同的打印文件。”“数字产品定义在API20S中被阐明为复制增材制造组件所需的数据集合，与项目最初的结果相比没有变化，这证明了无需重新认证或重新开发——这对O&G来说是一个巨大的胜利以及其他试图部署分布式制造的行业。” 这些结果表明，使用先进的粉末床激光熔融(LPBF)金属3D打印技术可以实现可重复的分布式制造。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载须授权。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.Velo3D 推出8激光器超大幅面金属3D打印机 2.不加支撑、多层堆叠，让金属 SLM 3D打印更灵活，并实现大规模制造 3.百台设备全部就位！西发公司增材制造产业化平稳推进 4.2022年3D打印技术参考精选技术文章推荐

2023年1月3日，SpaceX一枚猎鹰9号火箭成功执行小型卫星专用的“运输者-6”（Transporter-6）拼车发射任务，其中就包括Launcher的Orbiter卫星运输工具（可称为太空拖船）。该运载工具旨在以最低的价格将卫星精确定位在轨道上。此前，完成这项任务需要专门的发射，与拼车发射相比，成本可能高出10倍。 Launcher的Orbiter卫星运输工具（释放部分） 3D打印技术参考同时注意到，由于3D打印能够提高性能或缩短零件交货时间，Launcher在任务开发过程中使用了大量的3D打印部件，制造材料包括铝F357、Ti6AI4V以及Inconel718。 包含众多3D打印组件的太空拖船 贮罐（Tit6AI4V）：单个部件打印，内部无支撑，为主要和次要结构的燃料箱。 推进器支架（铝F357）：用于固定推进器歧管组件。 推进器歧管（铝F357）：用于姿态控制和位置保持，为轨道飞行器发动机提供燃料。 轨道飞行器发动机喷射器(Inconel®718)：混合推进剂以在发动机燃烧室中燃烧。 轨道飞行器发动机室(Inconel®718)：用于改变轨道的主发动机，以定位Oriber，从而将有效载荷正确的放置到特定轨道上。 推力结构（Ti6AI4V）：支持Orbiter发动机和万向节组件。 弹簧外壳（Ti 6AI4V）：用于连接轨道飞行器和运载火箭的分离系统的弹簧。 星形相机挡板（铝F357）：用于精确导航，使轨道飞行器保持在轨道上。 通过3D打印，Launcher能够快速迭代并大大缩短这种卫星转运装置的开发时间。这种快速迭代是使用3D打印开发空间应用的最大优势之一。用户无需为修改后的零件开发新工具，只需更改设计文件并打印新设计即可。设计完成后，金属3D打印也使公司能够快速提高产量。 轨道飞行器试验台与推力矢量控制和称重传感器集成 在未来十年，金属3D打印将成为太空创新的最大推动力之一，Launcher是该技术如何帮助企业对社会产生重大影响的典型例子。Launcher是航天领域将3D打印用于火箭发动机和航天器制造的知名公司，3D打印技术参考此前曾有多篇文章介绍其采用新技术进行相关应用开发的案例。 Launcher还使用Velo3D的金属3D打印解决方案为其E2火箭发动机生产关键部件，E2火箭发动机是一种闭式循环多级燃烧发动机，为其轻型运载火箭的第一级提供动力。这种高效发动机使小型低成本火箭能够携带相对大量的有效载荷。 E2火箭发动机 通过利用最新、最先进的制造技术，太空初创公司正在使用更新和更为优化的运载火箭向太空运送有效载荷，从而使太空发射更为经济实惠。回顾过去十年，会发现人类明显增加了将有效载荷送入太空的数量和速度。 相比上世纪七八十年代，许多现代火箭发动机将每公斤的发射成本下降了多达90%，这要归功于新的制造技术以及新的设计。通过有效利用两者，大大增强了轨道发射系统的运载能力。 3D打印的贮罐展示 3D打印的贮罐展示 3D打印在制造下一代火箭发动机方面发挥着重要作用。相反，当今一些最尖端的火箭具有复杂的几何形状，可提供真正的性能优化，并且由主要为太空应用开发的高性能的3D打印金属材料制造而成。 一个非常明显的现状是，几乎所有新的航天公司都在使用3D打印来生产关键任务组件。一些应用包括涡轮泵、燃料喷射器、热交换器和再生冷却推力室以及喷嘴等。即使是像NASA这样的传统太空组织，也在探索依赖3D打印来推动创新。 3D打印的发动机 金属3D打印为航空航天工程师带来的是能够在不为了可制造性而影响设计的情况下生产零件。通常，工程师需要更改性能最优化的设计，因为它们太复杂或成本太高，无法使用传统制造技术可靠的生产。 使用金属3D打印，工程师可以摆脱这些限制。然而，这项技术不仅用于生产发动机，还用于制造航天器和卫星部件。 如今的航天活动，人类最终到达火星变得越来越有希望，借助于3D打印，这一进程无疑会被加速并更为可行。 注：本文内容由3D打印技术参考创作，转载须授权。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.2022年3D打印技术参考精选技术文章推荐 2.精彩总结：2022年十项有影响力的3D打印技术研究成果 3.俄罗斯科学家借助3D打印开发出青铜钢新合金 4.3D Systems专家总结2022年塑料和金属3D打印取得的创新