众所周知，西门子已将采用LPBF工艺3D打印的涡轮叶片用于燃气轮机，这种比传统工艺更高效、更具成本效益的零件制造方式除了具有环境和成本优势外，还可以让制造商快速生产出更复杂、更节能的叶片几何形状。 然而，3D打印特殊的熔凝过程所产生的微观结构则限制了零件在高应力环境下的使用，高温蠕变性能是高温应用下的重要性能，对零件的寿命产生极大的影响。在冶金学中，蠕变是指金属在持续的机械应力和高温下发生永久变形的现象。研究人员研究了涡轮叶片3D打印的工艺和组织结构，发现3D打印会产生大小为数十至数百微米的细晶粒——一种特别容易发生蠕变的微观结构。 西门子采用激光3D打印涡轮叶片 麻省理工学院航空航天专业波音职业发展教授Zachary Cordero表示，“在实践中，这意味着燃气轮机的寿命会更短或导致燃油效率更低，这些都是代价高昂且不受欢迎的结果。” 3D打印技术参考注意到，麻省理工学院的研究人员于近期开发了一种新的热处理方法可以改变3D打印金属的微观结构，使材料在极端热环境中强度更高、更具抗蠕变性。该技术可以有望使3D打印的高性能叶片真正实现工业应用。 01新的热处理方法获得所需求的材料微观结构 新的热处理方法实际上是一种定向再结晶的过程，该工艺已成熟用于锻造材料。将3D打印的零件以精确控制的速度通过热区，材料的许多微观细晶粒将生长为更大、强度更高、更均匀的柱状晶粒。 在具体的操作过程中，研究人员将棒状高温合金的3D打印样品放置在一个室温水浴中，水浴放置在感应线圈的正下方。他们以不同的速度缓慢将每根棒从水中拉出并穿过线圈，将棒加热到1200-1245℃之间的温度。研究发现，在特定速度（每小时2.5mm）和特定温度（1235℃）下处理的拉伸棒会产生陡峭的热梯度，从而引发材料微观结构的转变。 定向再结晶实验装置 研究人员表示，“材料开始时带有位错缺陷，当加热时，这些缺陷会消失并重新配置，晶粒能够生长。通过消耗有缺陷的材料和更小的晶粒来不断拉长晶粒，这一过程被称为再结晶。”本质上讲，再结晶是晶粒的选择性长大和晶界竞争迁移的结果。 零件经热处理后，研究人员使用光学和电子显微镜检查了它们的微观结构，发现材料的打印态微观晶粒生长为柱状晶或被明显大于原始晶粒的长晶体状区域所取代，这意味着材料微观结构发生了改变。新的热处理方法可以将晶粒尺寸增加几个数量级，达到大量柱状晶粒，这在理论上将显著改善蠕变性能。 02材料微观结构影响和决定材料性能的重要因素 材料的显微结构是影响和决定材料性能的重要因素。3D打印技术参考通过查询相关文献注意到，定向再结晶动力学实验结果表明柱状晶可以直接从无织构的小等轴晶中长大，不同的热区温度对应着不同的抽拉速率范围和最佳抽拉速率，在最佳速率定向柱状晶将获得最大的长径比。 该团队表示，他们可以控制棒状样品的拉拔速度和温度，以调整材料微观结构的改变，从而创建具有特定晶粒尺寸和方向的区域。当柱状晶的方向与零件所受的最大应力方向对齐时，材料能够最大限度的抵抗蠕变。这种控制水平可以让制造商最终获得在特定位置具有特定微结构的涡轮叶片，这些微结构能够适应特定的工作条件。 西门子使用3D打印制造涡轮叶片热处理将使材料具有更高的热端寿命 研究人员计划在更接近涡轮叶片的3D打印零件上进行测试，同时也在探索加快拉伸速度的方法，以及测试热处理结构的抗蠕变性。研究人员设想，在不久的将来，燃气轮机制造商将在大型增材制造厂打印叶片，然后使用这种新的热处理方法对其进行后处理，3D打印的具有新冷却架构的叶片可以提高涡轮机的热效率，同时燃烧更少的燃料，最终排放更少的二氧化碳。 研究人员表示，这种热处理工艺为3D打印的燃气轮机叶片获得工业应用扫清了道路。 推荐文献：https://doi.org/10.1016/j.addma.2022.103198 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.西门子能源：90台金属3D打印机、100种认证应用案例、400种零件进入批量生产 2.发动机涡轮叶片的传统与3D打印制造过程 3.研究人员使用SLM技术3D打印单晶纯镍及3D打印单晶热处理制度 4.华中科大开发出一种消除裂纹、同时提高强度和延展性的3D打印镍基高温合金热处理方案

3D打印技术的进步改变了热交换器的制造方式。传统制造路线无法实现的复杂、自由设计，可以通过3D打印轻松实现。热交换效率的提高以及重量、体积、制造成本的降低是3D打印可以提供的其他优势。然而，材料是热交换器3D打印需要考虑的另一个关键问题。近日，3D打印技术参考注意到，国内领先的铝合金3D打印材料制造商江西宝航新材料有限公司，向市场发布了一款高导热铝合金3D打印材料。该产品被命名为HC 200，以显示其不低于200W/(m·K)的超高导热能力。 金属导热原理、材料及3D打印固有缺陷 金属导热的本质是金属内部拥有可自由移动的电子。当金属的一部分接收到热量时，受热部分的自由电子能量增加，运动加剧，不断跟金属离子碰撞而交换能量，从而把热量从一部分传递到另一部分。金属要获得更高的导热能力，必然要求电子在金属内部是“畅通无阻”，亦即金属材料内部的缺陷要足够少，以及受到杂质或其他相的阻碍要少。这就对材料的成分控制、制备工艺提出了非常高的要求。 在铝合金材料中，拥有高导热系数（尤其是高于200）的牌号非常有限，最常用的是6063铝合金。6063是一种AlMg系变形铝合金，主要合金元素包含：Al、Mg、Cr、Cu、Si等。其导热系数高于200 W/(m· K)，一般为210，经T6热处理后具有不低于160MPa的屈服强度和8%的延伸率。且6063可塑性较好，能够进行阳极氧化，因此是各型散热器的首选材料。而在其他现有牌号的铝合金材料中，导热系数没有高于200的。纯铝由于不含有其他合金元素，导热系数达到230W/(m·K)。 易加三维为方程式赛车队3D打印的热交换器 尽管6063铝合金是一种非常好的材料，但其并不能直接用于金属3D打印。该合金是一种变形系铝合金，适用于铸造工艺过程，并不适用于高冷却速率的SLM选区激光熔化3D打印过程。最终的结果是，采用SLM工艺对6063合金粉末进行打印时，会产生大大小小的微裂纹，材料无法使用。目前亦有一些研究人员通过对6063合金进行成分改性或添加纳米相，试图使之可打印，也取得了一些成果，但并未得到商用。目前市场上应用非常广泛的AlSi10Mg材料，尽管其导热系数亦达到了不低的140W/(m· K)，但对于有更高导热能力要求的应用场合，AlSi10Mg则无能为力。 高性能散热3D打印铝合金获得突破 为了开发高导热高性能的可打印铝合金3D打印材料，宝航团队历时一年多自主研发，终于成功实现了双两百（热导率超过200 W/(m·K) 且抗拉强度高于200MPa）的HC 200高导热铝的材料开发。下表是HC200 与6063和AlSi10Mg的材料性能对比： 凭借超高的性能，该材料适用于对散热能力有较高要求的轻质复杂结构件或功能件，特别适用于新型散热器（尤其是微通道散热器）的设计和开发。凭借创新的材料解决方案，再加上金属3D打印的技术优势，宝航希望能为新型散热器的产品开发贡献力量。 出于专利的考虑，宝航此次推出的HC 200并不向客户直接提供粉末材料。宝航将基于客户需求提供高导热铝的打印服务，宝航期待与对可打印高导热铝解决方案感兴趣的客户合作，包括但不限于：高校、研究院所、企业以及新型散热器的设计者、开发者等。 如需更多信息，欢迎联系：刘经理，15210565071（同微信）。 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： 1.3D打印的固有制造缺陷使其还无法完全替代热交换器的传统制造技术 2.中国汽车热交换器市场与3D打印制造潜力 3.视频：金属3D打印铜—钢双金属热交换器 4.国产高性能3D打印铝合金再获突破，具有良好工艺窗口，高温力学性能稳定

德国Formnext增材制造展览会是欧洲首屈一指的模具制造及加工、快速成型制造、增材技术专业展览会，是专业人士了解当今最前沿3D打印技术发展现状的重要窗口，能够从中找出未来几年技术发展的方向。今年为期四天的展会已于11月举办，有802家展商和29581名观众参加，相比去年分别增加32%和64%。中国也有28家企业参展，相比去年增加了18家。 从数据看，这次展会的举办是成功的。本文部分内容来自国外资深3D打印编辑Peter Zelinski的视角，3D打印技术参考同时补充并融合了大量观点，从十个方面来看国际上最新技术的发展现状和趋势。 一. 陶瓷3D打印技术稳步发展 陶瓷已经成为即金属和聚合物之后被关注的第三种重要的3D打印材料，其发展速度虽没有前面两种材料的打印工艺那样快速和引人注目，但现有技术在成熟度和应用广度方面正在稳步发展。 Lithoz是致力于各种工程陶瓷材料和医疗植入物的3D打印技术制造商，该公司认为3D打印也是一种具有成本效益的大规模生产方式，可用于具有挑战性的陶瓷部件制造。下图展示的一种精密针状元件，可用于要求具有惰性或耐热性、耐化学性的苛刻应用，该公司的设备可以每次400多个的构建速度批量生产该零件。 Lithoz平台每次可以打印400个上述零件 高速聚合物制造商Nexa3D则展示了一种xCeramic3280陶瓷复合树脂，凭借高耐热性和抗拉强度，可用于陶瓷模具制造。 Nanoe打印的具有高介电常数的复杂通信组件 专门从事工业用创新陶瓷材料开发和制造的工业公司Nanoe展示了其在3D打印通信组件方面的技术。在无线电通信组件中，介电常数是一个关键参数。该公司使用聚合物丝材进行打印，经过脱脂和烧结制成实心陶瓷部件。这种方法损害了陶瓷的一些有用特性，但在介电常数是主要或唯一关注的参数情况下，这无关紧要。 二. 无人值守的生产流程 用于批量生产的3D打印已经在当下广泛提及，这实际上相对于至少五年前来说是一个巨大的进步。对于可预见的未来，自动化、无人值守并保持生产，可能会是3D打印用于生产的另一幅图景，就如同现在的其他工业技术一样。 Stratasys在展会上提供了这方面最突出的例子。一条无人值守的增材制造生产线有一个机器人照管着六台不同的Origin光聚合物3D打印机，零件通过机器人从打印机传递到其他设备并进行进行自动化后处理。 Stratasys展示无人值守的3D打印生产线 Boston Micro Fabrication (BMF) 是一家制造微型精密零件的光聚合物系统制造商。它的新机器能够自动开门来让机器人进入，这也是对未来用户需求的预期。 3DSystems展示了对其机器框架和结构的重新设计，一个重大变化是机器的机械装置已移至侧面，因此可以打开机器的背面以便机器人进入。 3D Systems对其机器平台重新设计 Additive Industries是激光粉末床熔融 (LPBF) 和相关后处理自动化模块的制造商，它展示了一个可以装入构建室的校准单元。该装置结合了激光功率传感和聚焦传感，允许快速校准、验证激光器的精度，它作为无人值守生产的无缝衔接部分，不需要技术人员参与。 GE Additive则展示了粘结剂喷射金属3D打印生产流程的自动化处理能力，如预测烧结过程中零件几何行为的精确建模以及自动化的粉末循环处理装置和各处理设备之间能够自动移动的打印腔室。 GE Additive展示的粘结剂喷射金属3D打印复杂零件 英国初创公司Rivelin则正在开发机器人技术，以对SLM/LPBF技术打印的零件进行有效后处理。它开发了一个高效软件，允许用户通过为零件CAD模型的不同表面分配适当的金属切削和精加工工具来快速对机器人进行编程。该公司技术的另一部分是力传感。在精加工过程中实时感应和响应零件的细微运动，使机器人能够巧妙使用这些工具，最大限度降低过切和让高价值零件报废的风险。 Rivelin用于金属增材零件的机器人后处理系统 三. 欧、美对3D打印技术的态度有差异 DMG MORI和Velo3D分别是欧美两个地区增材制造技术的杰出代表，并分别在这个地区拥有市场，但两个公司的人员均表示欧洲和美国对增材制造技术的态度有差异。 美国用户更有可能从传统生产转向增材制造，并将两种技术进行比较；欧洲用户更有可能根据过去使用增材制造技术的一些经验来考虑这项技术的可实施性。例如，DMG MORI的多材料3D打印技术在欧洲的更多应用是模具组件，但在美国则更多应用于航天领域，这其实是因为商业航天工业是美国增材制造的重要推动力。 DMG MORI装备制造的多材料火箭发动机零件 此类的差异可以被看作是市场成熟的迹象，不同大陆的文化在应用制造技术的方式上一直存在差异。如果增材制造技术只在很少的范围内使用，那么唯一圈子就只是从事这项技术的人。但如果体量够大，应用领域够广，不同地区面对技术的文化差异就会显现出来。实际上，中国用户对3D打印的态度也已经显示出与欧美不同，这正是技术应用发展到一定阶段所体现出来的。 四. 更大的成形平台能否视为技术的最新发展 无论金属还是非金属3D打印成形平台，做的更大已经是一种现状或者趋势。更大的打印空间无疑能够打印更多的零件和更大的零件，从而为3D打印批量制造和零件集成及一体化制造带来更多机会。 例如，SLM Solutions已决定开发成形尺寸达3米的SLM打印机，阿博格的新机器构建室增大到了原来的2.5倍，Photocentric DLP制造平台的成形尺寸也达到了700mm，如此等等。 Photocentric 新DLP3D打印机（700 x 395 x 1200 mm） SLM Solutions将开发3 x 1.2 x 1.2m的SLM金属打印机 更大的成形空间也意味着要解决更多的问题，但这到底算不算是技术的发展与革新？如果从解决需求的角度，这算是技术或设备的迭代，但如果从技术的创新性角度，则需要将Carbon（连续液面制造技术）和Seurat（面区域金属3D打印）拿出来对比。对技术的未来发展，是每一个增材制造技术设备制造商都应该考虑的问题。 五. 传统制造商继续进入增材制造领域 今年的Formnext有更多从事传统行业或其他领域的巨头公司开始或进一步关注增材制造技术。 尼康在今年的动作备受关注，因为它已与SLM Solutions达成收购协议，此举将使其成为增材制造技术的主要供应商。今年早些时候，它还推出了自己的金属增材制造系统，并宣布投资混合制造技术，这些操作将使行业格局再次变化。 世界知名高端机床生产企业Grob（格劳博）也首次在Formnext上展示了其液态金属3D打印机。 ‍ ‍ 中国化工集团旗下全资子公司KraussMaffei（克劳斯玛菲）展示了两款工业级聚合物3D打印机，这可能是中国化工集团首次进入增材制造领域。 具有百年历史的高质量有色金属及零部件制造商德国Otto Fuchs （欧福在中国拥有独资公司）展示了使用DED工艺来制造锻造零件极端特征的可能性，从而减少锻造（或大部分锻造）零件所需的模具数量。 Otto…

冷喷涂增材制造工艺是金属3D打印技术的重要组成部分，NASA将该工艺列为使用粉末材料的未熔化成型一类。 2022年6月，湖北超卓航空科技股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市。该公司是国内少数掌握冷喷涂增材制造技术并产业化运用在航空器维修再制造领域的企业之一。10月，超卓航科发布2022年第三季度报告，实现营业收入3310.51万元，同比增长2.82%。12月2日，公司召开业绩说明会，计划年底前完成洛阳增材制造生产基地建设。 冷喷涂增材制造技术的原理及应用 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，在防护涂层和功能涂层的制备、装备制造和再制造领域具有广阔的应用前景。 目前冷喷涂增材制造技术已经在美国、欧洲、澳洲等发达国家和地区用于直升机、战斗机、轰炸机、潜艇等军事装备修复再制造领域。超卓航科是国内少数掌握冷喷涂增材制造技术并产业化运用在航空器维修再制造领域的企业之一，实现了多种金属材料的高强度沉积，建立了冷喷涂增材制造技术体系，并将该技术成功应用于机体结构再制造领域。 冷喷涂被美国等国用于军事装备修复领域 该公司也是第二家在科创板上市的中国增材制造企业。其基于自主研发的高强铝合金高压冷喷涂增材制造技术、高性能涂层界面污染控制技术，实现了应用冷喷涂增材制造技术进行航空机体结构再制造，为我国多型号战斗机起落架大梁疲劳裂纹修复及延寿项目难题提供了更优解决方案，为维修保障及装备费用节约做出了重要贡献，行业地位突出。 超卓航科冷喷涂增材技术在新能源车结构类零部件制造上有具体应用场景，且已有相应的订单推进。虽然冷喷涂技术具有应用在汽车维修的前景，但公司尚未开展汽车维修业务。 超音速火焰喷涂工艺介绍（来源：该公司官网） 超卓航科还研发出了适用于电子器件领域的靶材和适用于航空高温、高压环境的航空紧固件产品、并在新能源汽车、船舶、工业零部件等领域储备了部分在研项目。 冷喷涂增材制造技术的重要动力源及材料 氦气，是高压冷喷涂增材制造技术的重要动力源，但我国高纯氦气储量及产量相对较低，公司使用的高纯氦气主要采购自境外公司在中国设立的分支机构。目前国内已经有销售氦气的企业，但总体来说储量不如境外企业。超卓航科也正在研发使用其他气体（如氮气）代替氦气，总体来说不会存在被“卡脖子”的情况。 冷喷涂具有的高速和低温特点使它在喷涂锌、铝、铜、铁、镍、钛等金属以及不锈钢、青铜等合金，或是对温度敏感（纳米、非晶等）、对氧化敏感（Cu、 Ti 等）和对相变敏感（金属陶瓷）的材料时具有明显优势。可以制备纯金属涂层及其合金涂层，还可制备有机分子材料及金属基复合材料。 采用冷喷涂技术制造的多材料火箭发动机部件（来自Impactinnovations） 关于公司冷喷涂用金属粉末是否国内采购，对此，超卓航科回应称，目前，国产冷喷涂用金属粉末如铝粉等在材料纯度、球形度、球化率等指标上与进口材料尚存一定差距，公司基于冷喷涂增材制造技术的机体结构再制造所使用的铝粉主要自境外采购。 未来，该公司将围绕自身核心技术优势，结合军用航空器修复再制造和高性能靶材的市场需求情况，不断提升研发和生产能力、优化产品结构、拓宽应用领域，实现可持续发展，努力实现成为“成为中国增材制造技术多场景应用专家”的愿景。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.90后掌舵，国内又一家增材制造（服务）企业科创板上市 2.3D打印机装机超700台，华曙高科科创板IPO首发过会 3.讲述两大3D打印技术应用+材料大促 | Stratasys中国年末重磅活动 4.装机逾500台、21个国家！汉邦科技在上海临港建设金属3D打印新厂房

NASA将金属增材制造工艺类型按照冶金现象分为熔化成型和未熔化成型两大类。其中，存在熔化过程的工艺按照材料的输入状态分为粉末床熔化（PBF）和直接能量沉积（DED），PBF按照能量源分为激光熔化与电子束熔化两种；DED按照材料状态分为送粉式（powder）和送丝式（wire），按照能量源又分为激光、电弧、电子束沉积。未熔化增材工艺实际上指的是固态成型过程，按照材料状态分为片材、板材和粉末，分别对应超声波焊接、搅拌摩擦焊以及冷喷涂，并延伸发展为增材制造工艺。 航空航天领域金属3D打印正在研究的材料 因此，根据所使用的增材制造工艺，原料可分为预合金粉末、线材、片材或实心棒材等。NASA的工程师根据当前的研究和行业应用情况总结了53种适用于金属增材制造的合金材料，覆盖了从基于熔化和固态成型的当前几乎所有的工艺类型，但并不是每一种材料适用于每一种工艺。新材料和现有的合金都在不断地开发和优化中，所总结的材料种类仍有很大的扩充空间，很多合金目前仅达到了开发阶段，可能不完全符合使用特定增材制造工艺的航空航天应用要求。 不同制造工艺所使用的材料基本属性 金属3D打印的工艺种类繁多，但不是每一种工艺都有较高的工艺成熟度，这表现在材料的演变和表征、行业采用等多方面。尽管整个行业已经有很多应用案例，但成熟度水平各不相同。 不同工艺的技术成熟度 美国国家航空航天局按照技术的成熟度（TRL）将一项技术能否安全使用进行了分级，对于TRL的评估主要检查项目的概念、技术要求、经过验证的技术能力，并根据分值将其评为1到9个等级，其中9级代表技术最成熟。这是一种评估关键技术元素成熟度的方法，得到了美国国防部、美国国家航空航天局、欧洲宇航局和许多其他航天机构的承认。 L-PBF是当前应用最多的金属增材制造工艺，技术成熟度TRL等级达到了最高等级9。因此可以看出L-PBF技术在当前航空航天领域的认可度，商业航天和航空公司有大量的应用案例展示。L-PBF工艺已被批准用于许多项目，并且供应链广泛可用，服务提供商和装备类型的可选择性都在显著增长。 EB-PBF（电子束粉末床金属3D打印）在2011年左右获得了飞行验证，并一直在航空航天领域应用，但程度低于L-PBF。从事该技术开发的公司远没有L-PBF技术那样多。同时，NASA工程师也指出，EB-PBF工艺的材料选择有限。 LP-DED（基于粉末的激光能量沉积）可以在部件内部制造完整的通道，能够显著减少零件数量，减少采用传统制造工艺所必须的许多步骤。由于这些原因，这种替代技术非常有吸引力，但NASA工程师在本年度4月份的论文中指出，LP-DED工艺的TRL技术成熟度为6级（美国国会立法要求NASA进入重大系统开发合同的技术应达到TRL6级）。 各种金属增材制造工艺的常用航空航天合金（成熟度不同） LW-DED（基于丝材的激光能量沉积）的技术成熟度随着再生冷却喷嘴的应用通过全面系统的火箭发动机测试而增长，未来在运载火箭上的应用可能会进一步成熟。LW-DED工艺的可用性在整个增材制造供应链中比较有限，但很有前景。 AW-DED（基于丝材的电弧能量沉积）已通过系统测试证明其技术成熟度已达到最低的6级标准。虽然该工艺在学术界得到了广泛的研究，但商业供应链可选性仍然有限。EBW-DED（基于丝材的电子束能量沉积）已针对飞行应用进行了演示，但提供商业化流程的供应商同样有限。 每种金属3D打印工艺对应的航空航天组件，根据特征分辨率、构建速率和多合金构建选择工艺，黑色字体代表熔化过程，蓝色字体代表固态过程冷喷涂也已得到飞行应用，TRL技术成熟度较高，虽然主要用于维修，但应用正在成熟。冷喷涂被证明可用于自由形式和双金属应用开发，如液体火箭发动机燃烧室的热火测试。目前用于生产的商用冷喷涂装备数量也很有限，但该技术正在得到关注。3D打印技术参考注意到，今年7月，国内超卓航空科技在科创板上市，该公司是国内少数掌握冷喷涂增材制造技术并产业化运用在航空器维修再制造领域的企业之一，主要从事定制化增材制造和机载设备维修业务。 与许多其他工艺相比，AFS-D（搅拌摩擦沉积）和UAM（超声波增材制造）的发展程度较低，但研究和工业化正在迅速成熟。从事这两种工艺的开发商也极少，商业可用性有限，不过UAM的TRL技术成熟度已达到9级，得到了飞行组件应用。 不同增材制造工艺所需要的后/热处理操作 后/热处理是3D打印零件制造生命周期的关键环节，确保零件满足最终性能要求。通过各种热处理手段可以改善材料微观结构，确保零件满足公差要求；后处理操作通常包括粉末清理、支撑去除、构建板分离、机加工、清洁、抛光或表面增强以及焊接等连接方式，在设计阶段需要进行评估。对于后/热处理步骤，并非每个零件都需要进行所有经历上述每一个环节，具体取决于所使用的增材制造工艺和应用要求。 在将零件和构建板分离之前，通常需要消除应力，确保残余应力不会导致零件变形。通常只有经历高能量输入的增材制造工艺才需要该步骤，冷喷涂和超声波焊接这样的固态增材工艺通常不需要。常用的热处理方法包括热等静压 (HIP)、均匀化、固溶退火和时效，这些过程取决于具体合金类型。某些固态增材制工艺因为材料在熔点以下沉积可能不需要热处理，但这取决于材料种类和所需的性能。冷喷涂工艺制造的零件通常需要进行热等静压来提高最终密度，因为沉积后的材料会导致1%-2%的孔隙率。无损检测方法通常包括结构光扫描、X射线CT、中子CT、声学成像等，借助这些方法可以检查零件表面和内部的缺陷。 每种金属增材制造工艺的后处理 最终加工通常是所有增材制造工艺所必须的后处理步骤。航空航天部件需要严格控制公差，并且大多数零件不能在打印态下使用，有些零件可能有配合面，有些表面则可能会接触高压气体、推进剂、燃料或其他流体。每种增材工艺都会根据沉积速率产生不同的表面粗糙度和层纹，因此必须留下足够的加工余量。通常，电弧丝材能量沉积的表面需要较多的加工，激光粉末床熔融技术需要的加工量最少。其他后处理方法如清洁、连接（如用于组装的焊接）或表面增强则取决于具体的应用需求。 不同金属增材制造工艺的打印态表面质量比较：(a) 电弧丝材沉积的喷嘴衬里(b) L-PBF打印的泵壳，(c) 激光丝材沉积的样品，(d)激光粉末沉积的动力头外壳 不同的表面质量也会影响各种检测技术的无损评估和适用性。由于零件要求，还可能需要加工或抛光以完成必要的质量检查。总之，后处理应当作为增材制造设计和工艺选择的重要考虑因素。 END 增材制造为零件制造和维修、维护等再制造以及解决许多过时挑战提供了解决方案。增材制造工艺的行业采用，已促使NASA、欧洲航天局 (ESA)、联邦航空管理局 (FAA)、欧盟航空安全局 (EASA) 和标准开发组织（如SAE、ASTM、NIST、AWS）创建了鉴定和认证规范，从而允许在飞行组件更多应用开发中使用3D打印有据可依。 航空航天工业一直热衷于采用各种增材制造工艺减少复杂零件的原型和生产交货时间，NASA也已经使用每种增材制造工艺制造了各种飞行部件。即便当前不同工艺具有不同等级的成熟度，但多种工艺融合应用也是技术发展的重要趋势。 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;硕博千人交流群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.NASA：航空航天部件稳健金属增材制造工艺的选择原则 2.NASA：航空航天领域常用的金属3D打印材料及特点 3.NASA工程师总结：航空航天金属增材制造部件的生命周期 4.NASA金属增材制造在火箭推进领域的应用进展——工艺和材料

12月1日，3D打印技术参考注意到，知名增材制造行业市场数据和咨询服务提供商SmarTech发表了其最新报告《Metal Parts Produced 2022: Global Market Data & Forecast》——2022年全球金属3D打印零件：全球市场数据和预测。该报告跟踪当今众多关键行业生产的3D打印零件数量，包括各服务提供商以及专业市场原始设备制造商和供应商生产的零件，对各种金属增材制造工艺当前和未来预期收益做出判断。 由于金属增材制造对供应链短缺强大的弥补作用，强调采用该技术并加大投资的趋势不会改变，市场整体将继续快速发展。SmarTech预计到2031年，金属3D打印技术每年将生产超过750亿美元的组件。《Wohlers Report 2022》显示，2021年全球制造业市场总量为14.2万亿美元，但增材制造仅占其中的0.1%；但其认为，3D打印行业总有一天会超过制造业经济的5%，并增长到7100亿美元以上。 航空航天、汽车、消费品、医疗、一般工业等是金属3D打印技术的主要应用领域。该技术通常被用来制造原型和工具，但值得注意的是，金属增材制造应用的关键领域越来越多的应用都与各种最终用途零件的生产有关，这证实了过去几年的对该技术的采用趋势和行业对生产应用的关注。此外，根据该报告，SmarTech得出结论，与传统生产技术相比，航空航天和医疗行业在通过3D打印制造零件实现价值方面仍然是最具吸引力的行业。 金属3D打印的工艺种类多达20余种。对于依赖的能量类型，不局限于激光和电子束，还包括电弧、超声波、后烧结、搅拌摩擦等等，此外还有基于粘结剂喷射、模具浆料沉积以及基于DLP的间接金属3D打印工艺。一些新工艺的出现使制造局限获得了极大突破，制造形式更加丰富多样。当作为一个整体考虑时，金属增材制造有足够多的工艺为石油/天然气、可再生能源和汽车等众多行业带来增值机会。随着新技术和创新不断扩大并解决技术弱点，预计金属增材制造的可能应用将继续扩展到未知但高价值的领域。 SmarTech报告显示，粉末床熔融 (PBF) 目前仍是金属增材制造零件市场应用最多的技术。3D打印技术参考注意到，区域金属3D打印技术的代表制造商Seurat Technologies于今年第四季度宣布与三大制造商签署了25吨零件的制造协议，这是该公司基于当前最先进的、也是独有的区域面成型粉末床激光熔融技术获得的最大订单。 来源：《Wohlers Report 2022》然而展望未来，SmarTech预计金属粘结剂喷射有望成为取代传统制造方法的领先金属3D打印零件工艺。这项技术号称能够实现金属3D打印低成本、批量化生产，拥有高于其他3D打印技术数十倍的工作效率。CONTEXT的最新市场研究结果指出，虽然该工艺目前还不是主导技术，但它是增长最快的技术之一。 3D打印技术参考认为，对于各种报告的数据，仅仅是一个参考。SmarTech出具的不同工艺相关的报告甚至有时候相互矛盾，我们只需获取报告描述中的关键信息即可。 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.装机逾500台、21个国家！汉邦科技在上海临港建设金属3D打印新厂房 2.某天然气企业购买「一批」中国高性能聚合物3D打印机 3.高效完成结构损伤测量，高精度三维扫描助力飞机精准放行 4.钨金属的不同3D打印工艺，优势互补、潜力无限

11月28日，汉邦科技上海临港产业园项目举行奠基仪式。该项目规划用地面积为2.29万平方米，总建筑面积约5.17万平方米，规划建设设备产品线车间、无人智能工厂示范车间、研发总部大楼等。坚持社会效益、环境效益、经济效益统一的原则，执行“节能、省地、环保”的国策，采取具体措施和做法，满足有关节能、绿色设计规范的要求。   汉邦科技上海新工厂效果图 设备产品线车间：主要生产面向航空航天的大型和超大型金属3D打印装备，以及面向医疗器械和工业制造的中型多激光高效率金属3D打印装备；   无人智能工厂示范车间：主要打造未来智能工厂示范线，实现大量输出无人智能工厂的前期试运行实践研究；   研发总部大楼：主要针对大型和超大型多激光金属3D打印装备核心技术研究，各领域应用技术与工艺研究和软件生态研发。 在21个国家，装机超500台 作为国内专业的工业级金属（SLM) 3D打印设备制造商，汉邦科技专注于设备的研发、制造、销售、应用和技术服务，在上海和广东设立公司。2021年，汉邦科技完成近4亿元人民币首轮融资，同年在上海市临港新片区获批产业园建设用地近40亩。 汉邦科技产品销往世界多地 截至目前，汉邦科技全球累计出货量超500台，销售及装机遍及全球逾二十个国家，包括亚洲、欧洲、北美洲、中东等。行业应用覆盖航空航天、医疗齿科、骨科、新能源、模具、汽车、个性化定制、教育科研等多个领域，逐步走出了一条产业多元化高质量发展的新路，得到客户的高度认可并达成长期战略合作，如中国钢研、中国核动力院、未来工场、珠海格力、深圳光韵达、上海交大等各名企高校。 多款强力机型，覆盖多个应用领域 汉邦科技致力于成为金属3D打印行业大工匠。依托强大的先进装备设计与制造能力，目前已成功研发大、中、小多款强力迭代机型，产品矩阵完整，满足于各个行业的应用需求。其中HBD E500、HBD 1000及HBD 1200等多光路大尺寸设备，已与多家科研院所和航空航天公司达成稳定合作并批量供货。从金属增材制造技术到LACM激光增减材复合加工工艺，汉邦科技以智能、自动、数字化为抓手，提供一体化专业金属增材制造解决方案，为客户提供更加高效、柔性的新业态合作方式，持续为客户创造最大价值。 汉邦科技产品系列 通过不断创新迭代的金属3D打印装备、软件、控制系统、工艺和技术参数库，汉邦科技已经拥有大量的应用技术及数据积累，目前申请金属增材制造技术相关技术专利和软件著作权200余项，并参与制定多项增材制造国家标准、行业标准及团体标准，凝聚了强大的合作专家资源。多年来，公司不断加强全面管理，以优良的质量赢得了信誉。2017年荣获国家高新技术企业认定，2018年获批广东省金属3D打印工程技术研究中心，2019年获批广东省博士后创新实践基地，2020年被授予广东省知识产权示范企业，2021年获批建立院士工作站，2022年当选国家第四批专精特新“小巨人”企业。 面向未来，推动高质量发展 汉邦科技以智能、自动、数字化为抓手，提供一体化高品质金属3D打印解决方案，为广大客户提供更加高效、柔性的新业态合作方式，持续为客户创造最大价值。新厂房所面向的大型和超大型金属3D打印装备车间、无人智能工厂示范车间建设，均代表了金属3D打印技术的未来发展的重要方向——大尺寸、智能化和自动化，这预示着汉邦科技深耕金属3D打印技术的决心以及将这项技术融入现代制造手段所付出的努力；新的研发总部也将为该公司在未来智能制造市场占有一席之地带来极大帮助。 汉邦科技董事长刘建业表示，在各位合作伙伴的支持下，在全体汉邦人的努力下，在各级政府营造的如此优良的投资环境下，本次项目未来一定会顺利推进，如期竣工，实现高质量达产；技术创新和全面管理更上层楼，实现早日腾飞。 汉邦科技用户协同增材计划 临港新片区管委高新产业和科技创新处处长陆瑜表示，汉邦科技作为一家扎根金属3D打印的资深企业，抓住了重要的产业节点以及临港提升制造业数字化转型的重点方向，加速金属3D打印技术的大规模应用，帮助产业链上下游企业实现更多可能性。接下来，临港新片区更加注重对有核心技术和创新能力的科技企业的支持，对于汉邦科技这样的硬科技企业，临港产业园会用最好最开放的政策组合拳，支持好企业的发展。 上海临港产业区经济发展有限公司总经理王麟表示，此次，在临港新片区管委会和临港集团的支持下，汉邦科技快速拿地开工，是临港新片区营商环境不断优化的充分体现，更是临港与汉邦科技进一步携手服务国家战略的重要体现。在后续的工作中，临港区将拿出最大的诚意、最好的资源，提供最优质的服务，支持汉邦科技上海临港产业园项目早竣工、早投产、再结累累硕果。 汉邦科技上海新工厂效果图 本次项目的奠基标志着汉邦科技进入了一个崭新的发展阶段。上海交通大学材料学院副院长李铸国表示，汉邦科技将以新厂建设为契机，不断壮大发展版图，在智能智造这条科技发展道路上持续夯实公司的软、硬实力，提高规模产出效益，积极推动金属增材制造行业的高质量发展，肩负起企业的使命和社会责任，在国家高端制造领域国产化的进程中发挥重要的作用。 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.致力于行业赋能者，汉邦科技全金属3D打印系列产品有哪些 2.获业内首次融资最高纪录，汉邦科技金属3D打印助力后疫情时代传统制造业变革 3.基于SLM的增减材混合制造新形式：激光熔融与超快激光切割相结合 4.汉邦科技展示从产品构思到工业化量产整个产业链的创新解决方案

十年前的11月23日，是中国航空史上辉煌的一天。我国自主研制的第一型舰载多用途战斗机歼-15在辽宁舰首次完美着舰，中国战斗机实现了从陆地向海洋的跨越。从这一天起，中国海上没有舰载机的时代成为历史。源于此，3D打印技术参考注意到近期关于歼-15的相关研制过程被不断公开。 本期内容主要来自歼-15舰载机孙聪总设计师在2017年的开讲以及研制团队于近期的分享。历经十余年探索，3D打印技术已经在我国战机研制过程中实现了规模化和工程化应用，达到了世界领先水平。 01总设计师技术拐点助力战机跨代 歼-15舰载机设计总师孙聪表示，过去人家都讲飞机的成本是制造出来的，实际上飞机的成本是设计出来的，每一个零件加工的工艺，采用什么样的材料、工艺、方法，都直接决定了飞机的成本。新一代的飞机能够跨代，一定是技术上有了拐点；它能实现跨代，一定会在方法上、在手段上有新的创新。 早期有一个项目，要实现材料全部国产。其中有一件钛合金的型材，飞机全机仅用20公斤，但拉伸机需要投资五亿。当时有两种出路，一种是不用钛合金，用能不能高强度的、又耐高温、又强度相当的东西来代替；还有一种就是不用这种加工工艺行不行？在这个时候，北航王华明老师3D打印的小核桃大小的零件对零件制造带来的新希望。 王华明教授团队用三个月的时间完成了钛合金样件制造，经项目团队力学测试，认为3D打印工艺完全可以代替原来的锻铸件。这件事，是我国在钛合金3D打印技术上的一个启蒙和奠基。 02罗阳青年突击队3D打印实现规模化、工程化应用 2013年，随着新型战机在减重量、长寿命、低成本、快速响应等方面的需求越来越迫切。原有的生产方式已触及“天花板”，但当时罗阳刚刚因公殉职不久，在团队需要突破难关的时候一下子没了主心骨，为了加速实现关键核心技术的突破，沈飞公司成立了增材制造“罗阳青年突击队”。 在「东方时空：揭秘中国航母舰载机十年 歼-15到系列舰载机 十年冲破了什么?」节目中，航空工业沈飞工艺研究所李晓丹博士表示： 在1.5m尺寸内的零件，可以直接使用粉末床激光熔融3D打印技术制造； 3D打印技术在飞机上（军用）的应用，我国已经达到了规模化、工程化应用，在世界上处于领先位置，引领了该类技术在这个领域的发展。 一个零件从长的像到能用，这条路是最难得。研究人员在起步阶段用8个月的时间做了800多页的实验，检测了所有的性能数据，来表明这个材料合格、这项工艺合格、这个零件合格，才能第一次把这个零件第一次安装在飞机上。 作为由青年高级技术人才组成的团队，增材制造团队通过在航空业先行先试，全面掌握了3D打印从研制、加工到应用的全部技术。如今，增材制造技术已经在航空领域主要飞机生产厂落地，我国也成为世界上唯一实现3D打印制造技术在飞机上规模化应用的国家。 孙聪总师也表示，从一开始为了解决问题，在创意上产生了新的想法，最后又培育了一个制造行业。3D打印在国际上风靡流行，是未来我们制造业的一大支柱产业。 注：本文视频来自央视频。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.武器准备专题四：我国新一代军机普遍使用3D打印技术 2.15%部件3D打印制造 | 美客运高超声速发动机完成关键测试，接近首飞 3.美国防部鼓励使用3D打印突破制造极限，促进高超声武器从研发过渡到生产 4.英国防部新推优化3D打印军用供应链计划，美国积极部署3D打印国防应用顶层设计

3D打印技术参考注意到，11月26日，航天科技集团六院自主研制的130吨级重复使用液氧煤油补燃循环发动机首台两次起动试车取得圆满成功。 该型发动机是瞄准我国新一代运载火箭重复使用打造的天地往返动力装置，具有综合性能高、拓展能力强、可靠性高等特点，该发动机将有力支撑我国重复使用航天运载器发展，满足我国空间站运营等航天活动需求，提升我国大规模、低成本进出空间能力。 据悉，该型发动机在充分继承系列型号研制技术基础上，航天六院研制团队在不到一年时间内就完成了从方案设计到全流程演示验证，实现了该系列发动机通用化、一体化和数智化技术融合。此外，发动机部分零组件采用3D打印、自动化焊接、智能装配等新工艺技术，在重复使用大推力发动机高压补燃两次点火、连续变推力等核心关键技术上取得突破性进展，具有重大里程碑意义。 西安航天发动机有限公司指出，后续，针对发动机可重复使用要求，研制团队将持续开展工艺可靠性提升技术研究，从材料、工艺、结构、性能等多方面综合研究发动机的工艺可靠性，在保证质量可靠的同时，积极推进新材料、新工艺、新技术的应用，稳步提升发动机的工艺可靠性和质量可靠性，以满足发动机未来多次重复飞行的能力。 本次试车在航天液体动力“功勋试验台”502台进行，是该试验台考台成功52年来承担的第24型756次试车任务。从西安航天动力研究所推出的视频可以预见，我国实现火箭可重复使用，将指日可待。 火箭返回示意动画 根据航天六院于11月发布的消息，航天特种构件增材制造技术创新中心建立了覆盖设计、材料、成形、后处理、检测评价的全流程技术体系和能力体系，实现了3D打印技术在军工装备制造领域推广应用的示范引领。目前，已实现了高速旋转件、复杂壳体等20余类结构共500多种复杂精密构件的增材制造工艺替代，应用于50多种液体火箭发动机，开创了航天液体动力整体集成制造的先例，支撑了产业化、规模化生产能力的提升。 几代液体动力人接续奋斗，及时适应应用需求，不断提升能力水平，为载人航天、北斗导航、探月探火等发动机研制定型提供重要支撑。 注：本文内容来自航天六院。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.15%部件3D打印制造 | 美客运高超声速发动机完成关键测试，接近首飞 2.航天六院借助3D打印研制我国新型火箭发动机，应用发动机数量达50余种 3.航空航天领域当前能接受金属3D打印零件的批量应用吗？ 4.3 x 1.2 x 1.2 米，SLM Solutions推出世界最大SLM金属3D打印机

天然气作为一种重要能源，广泛用作城市煤气和工业燃料。2021年，全球天然气产量为4.18万亿立方米，是能源领域的重要组成部分。为应对气候变化、战争和疫情导致的供应链中断等问题，天然气企业正在寻找提高管道和其他组件制造效率的新方案，3D打印便是选择之一。 3D打印技术参考注意到，一家天然气客户于2022年采购了我国知名高性能聚合物增材制造设备商一迈智能的一批大幅面高温3D打印机MAGIC-HT-MAX，用于打印大型特种工程塑料制件，以满足极端条件下的使用要求。 一迈正在调试备货的大型高温3D打印机01高性能聚合物能满足石油、天然气行业的应用要求 3D打印技术参考注意到，石油和天然气行业要求材料耐高温、高压、拥有高机械强度和良好的耐化学性，适用于极端环境。现代技术性塑料在提高石油和天然气行业现有解决方案方面做出了重大贡献，可提供具有更多优势的最先进的材料。该行业当前常用的材料包括PI（聚酰亚胺）、PA6、PEEK、PTFE（聚四氟乙烯）等。这些塑料能满足部件的特定设计需求，典型的应用如水听器外壳、密封件、阀座、支撑环、衬套和齿轮等。这些材料带来的优势包括减轻部件重量、具有良好的耐腐蚀性、热脱耦和低噪声排放。 MAGIC-HT-MAX是一款专为高性能工程材料而设计的3D打印机。拥有高达500℃的打印温度和200℃的热床温度，以及高达150℃的内胆温度，可以支持打印市场上大多数普温和高温塑料。其配备的两个模块化的打印头支持打印水溶性支撑，并且维护操作更加简单。该设备的可成形尺寸为500×500×700mm，支持PEEK/CF-PEEK/GF-PEEK/PEKK/PEI-1010/PEI-9085/PPSU/PPS等8款线材。以3D打印的PA材料为例，其具有机械强度高、韧性好的优点，而碳纤维增强PA的机械强度甚至超过了PEEK和PEKK，因此能够满足天然气行业对主要材料的使用要求。 一迈全新高性能材料体系 一直以来，一迈都保持着与行业上下游的交流/探讨/测试，旨在从材料改性/挤出结构/软件规划/打印工艺等方向着力，共同提升经过FFF打印后的最终制件性能。近期，该公司对材料体系进行了重大更新： 1.全系使用金属线盘，支持高于150℃烘烤干燥，缩短干燥时间，提升干燥效率，从而提升制件性能； 2.同步更新打印指南，基于最新金属盘和原料配方，制作了各种高性能材料的打印指南，可在官网www.iemai3d.com的材料页面下载； 3.PEEK系列提升结晶统一性，PEEK/CF-PEEK/GF-PEEK等线材的PEEK基料具有更低的结晶速率，更窄的结晶窗口，这可以使其结晶统一，减少应力，从而提升Z轴的性能。 4.新增玻纤增强PEEK与PPS线材，发布了10%玻璃纤维增强的PEEK线材以及热变形温度高达180℃的V0级别阻燃PPS线材。 02聚合物3D打印在石油、天然气行业有重要应用 3D打印的主要优势在石油天然气行业可以体现为三点。第一是它能够加快产品开发过程。使用增材制造，产品设计师和工程师可以快速且经济高效的可视化、开发和验证他们的设计。石油和天然气行业可以利用这一优势更好地应对新兴市场机会，并在生产前的设计阶段评估任何潜在风险或故障。虽然该领域以使用金属3D打印居多，但聚合物3D打印同样不可或缺。加拿大一家综合石油和天然气公司已经使用纤维复合材料3D打印技术来定制工厂内部机器的所需零件，为公司节省了27000加元；荷兰跨国公司壳牌也使用3D 打印成功为墨西哥湾的Stones油气钻探站制作了浮标原型，该技术使工程师能够在四个星期的时间内制作出原型的塑料版本，而传统制造则需要几个月的时间。 一迈智能3D打印的高性能聚合物 更为关键的是，这项技术目前已经可以用来制造最终用途部件，这也是3D打印技术快速发展的重要原因。在能源领域，3D打印可以在不需要工具的情况下生产具有复杂内部特征的轻型结构，这是下一代能源、石油和天然气组件的关键要素，从而成为小批量项目的完美解决方案。 3D打印还会对石油和天然气行业的供应链管理产生积极影响。一个关键的优势是转向数字库存和备件的按需生产。该行业分布的工厂往往处于偏于地区，因故障造成的停机成本和向该地区配送备件的后勤挑战也较为复杂，通过现场3D打印则可以提供快速、按需制造的解决方案。此外，还可以对许多备件进行逆向工程，创建用于按需生产的数字库存，从而减少仓库库存和存储成本。 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.我国石油企业使用一迈智能CF-PEEK 3D打印解决制造难题 2.孟加拉国专科医院购买中国3D打印机开展PEEK颅骨植入手术 3.打破垄断，国产米级超大幅面高温3D打印机，航空航天非金属优选方案 4.纤维复合材料3D打印入选“十四五”国家重点研发计划，附5款国内已商业化的打印装备