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。它的部署，是美国海军使用增材制造提高舰队战备状态战略的最新一步。近日，3D打印技术参考在美国海军官方网站注意到，来自Meltio3D的定向能量沉积增材制造装备，被永久安装在美海军黄蜂级舰艇中的第五艘USS Bataan多用途两栖攻击舰上。该舰于1997年服役，并非于50年代退役的航空母舰。同时，这也是美国第二次在海军舰艇上安装3D打印机。 安装Meltio3D打印机的USS Bataanlhd 5两栖攻击舰 Meltio3D是一家专门将增材制造和3D扫描应用于航空航天、建筑、汽车、医疗、教育、电子和机械加工等工业领域的公司，由来自美国和西班牙的公司于2019年共同参与成立。其目标是通过先进的3D打印和扫描技术提供可扩展的解决方案来提高生产力。 该公司独创了一种3E金属沉积技术，这是金属沉积技术的升级版本，能够自动同时使用金属丝、金属粉末或同时使用这两种金属而无需更换喷嘴，可成型钛、钢、铜、铝、铬镍铁合金等多种常用材料。 美国军方希望利用增材制造技术进一步努力提高已部署船舶及其船员的自给自足能力，并缩短供应链交货时间。在USS Bataan战舰安装的混合加工增材制造系统由海军水面部队大西洋司令部和海军海上系统司令部 (NAVSEA) 技术办公室联合安装，该系统在Haas TM-1系统上集成了Meltio3D的激光金属丝沉积头。Haas TM-1平台已被证明可以在多艘航空母舰的水上环境中可靠运行。将Meltio3D沉积头与Haas TM-1集成可在同一系统内提供增材和减材制造能力，与传统加工相比，可提高效率并减少浪费。 所安装的混合加工增材制造系统主要用于打印316L不锈钢，这是美国海军舰艇系统中的一种常用材料，该系统的使用代表了新技术在为海军提供工业级制造能力方面的进步，能够打印以前无法轻松获得的单个部件，从而降低采购成本。 所安装的混合加工增材制造系统 3D打印能够最大限度的提高运营可用性并减少对传统和海军特定供应链的需求。此外，NAVSEA工程师还在USS Bataan战舰上安装了能够生产聚合物组件的3D打印机，其能够打印300多个NAVSEA专门开发的3D打印零件数据。 NAVSEA总工程师少将表示，这些打印机有能力帮助海军克服船舶和系统的老旧问题，有助于提高系统和船舶的操作可用性。NAVSEA的专家和行业合作伙伴正在努力测试、评估和部署最先进的增材制造技术，以提高战备状态并提高制造能力。在不久前，美军黄蜂级两栖攻击舰第2号舰上还部署了施乐的液态金属3D打印机，用来生产铝合金零件。 海军陆战队战斗工程师展示施乐3D打印机制造的金属部件 NAVSEA是美国海军六个系统司令部中最大的一个，负责为建造、购买和维护舰艇、潜艇和相关系统。NAVSEA的技术办公室在增材制造设备评估方面领导多个研发领域，通过内部使用和研发、陆地实验室以及海上实验数据，共同评估设备的制造的可靠性，增强该技术的可用性。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.钨金属的不同3D打印工艺，优势互补、潜力无限 2.设计指南：基于激光烧结3D打印技术的应用和设计技巧 3.整体化、轻量化与批量化 | 铂力特展示航空航天金属3D打印潜力与趋势 4.我国石油企业使用一迈智能CF-PEEK 3D打印解决制造难题

钨因其良好的热机械性能（如高熔点、高密度、高导热性和适度的热膨胀）而成为高温应用的首选材料。此外，其高密度和极低的溅射侵蚀率使其适用于辐射或其他极端环境，可用于制造波导、准直器、核反应堆等离子体面组件等，覆盖航天、航空、军事、医疗以及核工业等多领域。 钨金属的广泛优点也成为其难以加工的原因。纯钨的熔点高达3410摄氏度，尽管钨合金熔点有所降低，但均属于难熔金属，很难用常规方法制造。通常，钨及钨合金可经粉末冶金制坯、挤压、锻造、轧制、旋压和拉拔等加工成材，但加工成本高且耗时，所能制造的零件结构复杂度有限。3D打印行业对钨材料的关注可谓由来已久。 钨的应用（来自中钨在线） 近年来，3D打印技术为钨金属的制造提供了一种手段，采用SLM、BJ、FDM挤出以及DLP等基于直接熔化和基于烧结两种途径的不同3D打印工艺均探索了这种材料的制造可行性。硬质合金制造公司寄希望于这一新技术能为钨金属的制造开辟新的途径，主流的3D打印装备制造商也积极探索了钨金属的成形工艺并纷纷表示取得了突破。 基于熔化，直接激光3D打印 选择性激光熔化（SLM/L-PBF）是制造高精度和高质量功能部件的最成功的增材制造技术之一。多年以来，国内知名的金属3D打印制造商均表示已攻克了钨的激光3D打印并成功实现了应用，所给出的例证无一例外均是医疗使用的钨格栅，而且鲜有持续性的报道。 基于激光的技术最大的问题是温度梯度的存在，易导致残余应力并引起开裂。劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员指出，在关于钨的3D打印研究中，均报道了大于98%的高密度，但微裂纹的形成却难以避免。3D打印技术参考对从事该材料研究的多家单位的研究人员进行了了解，钨格栅相对容易打印，虽然强度不高，但能满足医疗上对辐射屏蔽作用的要求，而钨的块体在打印过程中极易开裂。（参考：10.1016/j.actamat.2020.04.060） 采用激光3D打印的钨格栅（来自dunlee） 钨的激光打印虽然可以通过合金化和工艺优化来改善，但这两种方法的成功都有限。对于高比重钨合金，由于成分多样，性能差异大，熔点最高相差2400℃，各元素的饱和蒸气压不同。天津大学和中南大学的研究人员也指出，采用SLM难以保证钨合金中各成分的可控性，制造具有优异机械性能全密度钨合金同样困难。 无疑，采用激光制造钨格栅是直接激光熔化取得的显著突破与最成功的的应用，然而钨的应用却并不只是用来做格栅。 基于烧结，间接3D打印 基于烧结的间接3D打印为钨金属材料成形提供了另一种加工手段。主要工艺包括挤出、光固化以及粘结剂喷射。这些工艺均是先成形零件坯体，然后采用传统粉末冶金的工艺实现钨金属的烧结致密化。 以升华三维所开发的粉末挤出打印技术（Powder Extrusion printing，PEP）为例，该技术对原始粉末的球形度和流动性没有严格要求，通过将混合有金属粉末和聚合物粘结剂的颗粒料加热成熔融膏状流体，并将其逐层沉积来生产生坯，后经脱脂和烧结后可形成具有所需结构和高性能的合金零件。 升华三维UPS-556 3D打印机 & 钨合金颗粒料 升华三维自主研发了钨合金颗粒料UPGM-96WNIFE（96W-2.7Ni-1.3Fe，下称96W），并对3D打印和脱脂烧结工艺进行研究，掌握了影响钨合金致密化的关键工艺参数。因烧结温度低于直接3D打印完全熔化的温度，允许热量更均匀的施加，确保了产品性能的一致性，从而为获得致密和性能优异的结构件创造了条件。 以该公司开发的96W为例，零件的致密度超过99%，抗拉强度903Mpa，延伸率30.6%。通常，钨基合金的抗拉强度和伸长率随钨含量的增加而逐渐降低。根据相关研究，90W的最大伸长率为21%，95W-97W试样的拉伸强度和伸长率分别为700-850 MPa和1-15%。因此可以发现，采用间接3D打印技术制备的96W试样在保持高抗拉强度的同时，大大提高了其伸长率。（参考：10.1016/j.msea.2021.141417） 升华三维钨合金屏蔽结构件生坯升华三维钨合金屏蔽结构件烧结后的状态使用粉末熔融挤出间接3D打印技术在打印钨合金零件方面具有一定优势，使制造近净形状的结构零件成为可能。而且这种成形工艺简单，无需激光器件，设备、材料投入成本较低，适用于粉末冶金所用的粉末材料，具有低温成形、高温成性的特性。 升华三维最终产品的成型、成性在材料配方阶段就已决定，另外会对特殊结构件进行一定的技术干预和优化，防止在烧结过程中的变形和开裂。所开发的钨合金屏蔽罐经过多次测试分析，充分满足了对辐射源屏蔽效果的要求。同时，其均匀性、力学性能、热性能优异，在转运过程中的安全性也顺利通过测试。 END 需要指出的是，每种工艺都有各自的优势与不足。当前激光直接制造钨金属块体在开裂和成形方面有不足之处，挤出和烧结的方案则难以制造薄壁格栅结构。 虽不如直接激光3D打印应用普遍，但挤出烧结方案在高温合金、难熔金属等特种金属及特种合金零部件的3D打印制造方面更为灵活。升华三维有望为钨及钨合金的增材制造应用提供高效且高性价比的生产解决方案。 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.主流3D打印工艺制备SiC陶瓷的优缺点及国产方案带来的新突破 2.使用挤出间接3D打印技术制作金属和陶瓷晶格结构 3.3D打印+晶格结构，寻求更多“出圈”可能 4.升华三维间接3D打印技术——3D打印与粉末冶金的创新结合

新型航空航天飞行器正在不断向性能高、寿命长、成本低、可靠性好等方向发展，作为航空航天领域的新型制造技术，增材制造已经证明了它的安全性和可靠性，它的典型例证是GE航空3D打印了超10万个喷嘴头以及Norsk Titanium为波音提供经过FAA认证的客机零件。这些应用既包括复杂结构也涉及大尺寸零件，代表了航空航天零部件向结构复杂化和整体化发展的迫切需求。 金属增材制造技术在航空航天领域的应用优势涵盖了设计、成本、加工周期、材料利用等方面。可以说，金属增材制造技术是现代航空航天零件快速低成本研制和集成结构实现快速组合制造的重要手段。 01批量制造航空航天领域金属3D打印的新趋势 尤其以GE航空3D打印喷嘴的成功案例表明，金属3D打印在航空航天领域实现批量化制造是可行的。 近日由航天六院发布的，3D打印关键零组件在长期试验中进行了数十次可靠性考核，也足以说明该技术在航空航天领域应用的可接受度。 以粉末床激光熔融（L-PBF/SLM）为代表的金属3D打印技术，已经从制造单一航空航天验证组件，过渡到制造终端产品以及批量化制造阶段。铂力特整合多年金属3D打印经验，不断进行技术创新，提升工艺，为航空航天零部件的批量化生产提供了完备的解决方案，经验证的航空航天零件质量精度一致性好，满足批量生产的要求。 铂力特智能制造厂房 本届中国航展，铂力特将展示“满舱批产”的零部件之一——某无人机零部件变形设计展示安装支架。该部件具有拓扑优化结构，整个零件自成形而未添加辅助支撑。满版安装支架尺寸为250×400×400mm，重量4.12kg。BLT-S400三光设备打印满版安装支架一次可成形40件，而时间仅需83h。零件在水平方向摆满基板，在竖直方向叠加四层，充分利用了设备的成形空间。3D打印的安装支架零件质量、性能一致性高，尺寸精度良好，展现了BLT-S400对航空航天零部件的批量生产“降本增效”的能力。 左图为安装支架，右图为支撑框架 另一个所展示的批量生产零件——支撑框架，为钛合金材料打印，主体结构为筋条状，长径比大，多处结构成形角度较小，添加树状支撑，部分区域添加格栅状支撑，保证结构稳定性。满版支撑框架尺寸为250×400×400mm，重量5.92kg。使用BLT-S400三光设备满版一次可成形12件，而仅需40小时。 BLT-S系列设备配备了铺粉质量监控和三维重建等智能模块 稳定、一致的零件更需要生产过程的质量监控保驾护航。BLT-S系列设备配备了铺粉质量监控和三维重建等智能模块，铺粉质量监控可以实时监测铺粉过程，智能识别多种铺粉异常并根据数据库进行修复，保证了成形零件的高质量品质。三维重建可以快速识别成形缺陷，实时显示已成形部分，便于后期质量回溯。铂力特还为各型号设备配备了相应的“辅机全家桶”，可以实现自动送粉和设备不间断加粉而无需人员干预，助力设备高效的粉末循环，为批量化生产提速。 持续降本是批量生产带来的重要价值。金属3D打印的极小批量制造成本难以与传统制造技术匹敌，但批量生产将极大有效利用装备的生产空间，从而在固有成本无法改变的情况下，有效摊低零件的平均成本。同时需要指出的是，金属3D打印的批量化生产，仅针对的是那些传统制造无法加工的结构，或者是在一定数量内采用3D打印具有显著效益的情况。总之，从目前航空航天领域的应用情况来看，该领域的金属3D打印有批量化的应用趋势。 02轻量化和整体化推动金属3D打印往大尺寸制造方向发展 金属3D打印正在朝着轻量化、整体化制造的趋势迈进，最典型的证据是，以需求驱动的大尺寸金属3D打印装备的不断面世。本次中国航展，铂力特展出了多件SLM技术制造、超一米的整体结构一体化制造的大尺寸零件，体现了“大、优、特、精”等技术能力整合在一款零部件上的魅力。 尤其以该公司制造的发动机集成件为例，该部件集中体现了金属3D打印技术几乎所有的结构制造优势，如薄壁壳体、异形曲面、晶格点阵、复杂流道等。该产品的尺寸达到820×820×400mm，充分体现了增材制造产品的创新性设计理念及铂力特设备稳定制造大尺寸、复杂多特征部件的加工能力。制造这种尺寸级别的零件，要求设备在成形过程中需要具有高度的可靠性及稳定性，同时在成形过程中对工艺参数具有更严苛的要求。   3D打印具有一体化/整体化制造的显著能力，能够将多种特征结构在一次打印过程中制造出来。零件的整合带来的效益同样显著，如制造环节极大减少、零件可靠性增强、零件整体减重、整体成本降低等等；同时也更利于寻找减轻重量的方法，以便可以携带更多的燃料和载荷。 复杂的结构、精妙细微的设计让空天零件对结构设计的要求越来越高。金属3D打印技术让零件突破外形轮廓和复杂程度约束，从航空航天制造领域设计的源头出发，在满足零件性能和服役条件的情况下，实现功能性优先的设计，使金属零件向轻量化和整体化方向发展，设计引领并推动增材制造技术不断突破和发展。 END 从当前规模化的应用案例以及发展规律看，金属3D打印已经成为航空航天领域研发和制造不可或缺的重要组成技术，尤其体现在对它的接受度方面，从质疑、尝试到大胆应用，是这些年来该领域对3D打印技术的重要变化。 航空航天零部件的制造能力、水平是国家工业技术实力的重要体现。航空航天制造业作为发展潜力巨大和技术门槛较高的高端装备制造业，具有强劲的产业带动能力。实际上，也是这些行业的高要求，促进了金属3D打印技术从材料、装备到工艺甚至后处理等各方面的发展。未来，它的应用将会更加广泛。 注：本文内容由3D打印技术参考、铂力特共同创作。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.结构优化+轻质材料 | 铂力特3D打印钛合金卡钳助力小鹏飞行汽车减重 2.尺寸达1.3米，铂力特BLT-S1000 3D打印铝合金蒙皮点阵结构 3.瞄准大·生产时代 | 铂力特发布六激光BLT-A450，为制造业赋能 4.实现工业零件的批量化制造，铂力特发布全新设备BLT-A400

金属增材制造技术能够支撑、助推航空航天制造业快速发展，主要应用趋势体现在创新设计、复杂异形结构制造、快速研制和缺陷修复等4个方面，具有巨大的应用前景。新型航天航空飞行器不断向性能高、寿命长、成本低、可靠性好等方向发展，航空航天零部件向着结构复杂化和整体化发展也就成了迫切需求。金属增材制造技术在航空航天领域的应用优势涵盖了设计、成本、加工周期、材料利用等方面。可以说，金属增材制造技术是现代航空航天零件快速低成本研制和集成结构实现快速组合制造的重要手段。图为铂力特发动机集成件航空航天大尺寸构件的高品质要求和紧迫的制作交付节点往往需要兼得。整合十余年的技术研发、配合研制、工程化应用经验，铂力特针对复杂结构、高品质、组合制造、特殊材料的大尺寸零件开发了多种工艺技术的制造解决方案。选择性激光熔化成形技术（SLM）成形精度较高，可实现复杂结构、特殊材料零件的精密加工制造。铂力特的SLM装备和相关工艺技术应势发展，不断向着大尺寸、高效率、智能化、品质可控、性能稳定的方向发展。 以即将在第十四届中国航展展出的零件整体阵面板为例。采用SLM技术制造的整体阵面板零件内部点阵完好，点阵丝径0.5mm，最小蒙皮厚度0.5mm，蒙皮及点阵尺寸精度达0.05mm，整体轮廓度±0.5mm，蒙皮点阵结构刚度好，在满足零件功能及性能需求的情况下，可以尽可能地减小零件重量。交付成品的性能符合指标要求，正在进行相关试验。 图为点阵晶格 复杂的结构、精妙细微的设计让空天零件对结构设计的要求越来越高。SLM技术让零件突破外形轮廓和复杂程度约束，从航天航空制造领域设计的源头出发，在满足零件性能和服役条件的情况下，实现功能性优先的设计，使金属零件向轻量化和整体化方向发展，设计引领并推动增材制造技术不断突破和发展。本次中国航展铂力特还将展出多件SLM技术制造、超一米的组合制造大尺寸零件，详实展示“大、优、特、精”等技术能力耦合在一款零部件上的魅力，敬请期待。 激光立体成形技术（LSF）可实现快速原型制造的直接制造。以往大尺寸构件主要采用锻造+机加工的组合方式制造零件，不仅生产、加工周期长，而且材料利用率极低。铂力特的LSF技术实现了大型框梁类承力结构零件近净成形，降低了零件生产周期和成本，缩短研制周期，保证了产品的质量，零件的全面性能经检测均满足设计要求。图为钛合金框铂力特曾在第十三届中国航展上展出采用LSF工艺打印的零件钛合金框，成形尺寸1200mm×800mm×150mm，仅用120小时打印完成。在本次航展上，铂力特将展出大尺寸送粉零件新品——钛合金长梁，零件由BLT-C3000历时200小时加工而成，尺寸为1200mm×350mm×350mm。金属3D打印技术对加速航空航天零部件的研制、迭代、创新性升级、高质量发展以及我国航空航天事业的发展具有重要的价值和意义。铂力特聚焦金属增材制造技术应用趋势，持续创新，坚持为航空航天领域提供更优的金属增材制造服务。未来铂力特也将持续引领大尺寸、高精度、结构复杂零件的发展趋势，为空天零件制造不断迭代制造方案，用金属增材制造技术助力更深更远处的征程。

不同于中国、美国等地在3D打印技术领域积极布局和发展，日本的3D打印市场一直没有多少可圈可点的地方，这种现象几乎涵盖了从桌面机到工业机的各种工艺类型，该国似乎并未有多少知名的3D打印机品牌。而中国的3D打印机品牌，正在从多个层级走向世界，当然也包括日本。 东京工业大学是日本顶尖的理工科大学，拥有140年的历史，是一所专攻工程技术与自然科学的研究型大学。截止到2021年，该校已诞生了两位诺贝尔奖得主，包括1位诺贝尔生理学或医学奖得主和1位诺贝尔化学奖得主。 该校十分注重产学研结合，并持有很多专利。提高机器人精密运动部件的灵活性、增强人机交互，是该校长谷川实验室的重要研究项目。在机器人的研发过程中，为保障运动结构件的精度，长谷川实验室引进了中国知名品牌Raise3D的高精度Pro33D打印机。 无法自主完成零件制造，精密机器人结构研发受阻 面对目前市场上的机器人运动部件精度不足，导致运动灵活性低的问题，长谷川实验室的Hasegawa Shoichi教授希望制造一个动作灵活的机器人，并降低制造成本，以期获得广泛应用。 长谷川实验室在毛绒娃娃的内部添加了一个机器人结构。虽然它外表看起来就是一个柔软的毛绒玩具，但内部机器人却有着复杂和精确的运动结构，如机械臂、轴承、电机支架。 机器人机械结构设计图 这些部件和结构由实验室成员独立设计和开发，在该过程中遇到很多挑战。首先，这些零件体积很小，结构特殊，需要使用高精密的制造工具，如CNC工艺。但由于零件所需的数量少，选择CNC将花费巨大成本。 其次，机器人的开发阶段需要多次对设计进行调试且具有保密性，因此，无论是从时间成本还是是保密性来说，将零件制造外包给第三方公司都不是一个理想的解决方案。 Pro3打印的机器人运动结构所使用的小零件 由于以上种种原因，长谷川实验室最终决定自主引进具有按需定制优势的高精度3D打印机，自主完成零件制造。 Raise3D Pro3——高精度智造高精确度小零件 在引进Pro3之前，长谷川实验室的工程师用之前购买的3D打印机打印ABS零件时，零件的表面分辨率和精度都不高。由于设备的温控不稳定，导致打印的零件尺寸不准确，造成机械结构不贴合，运动部件频繁发生故障，运动平稳性差。也正是对零件有高精度的需求，实验室最后选择了Raise3D Pro3打印机。 机器人的运动部件有极细微的孔结构和突起结构，但从实验室的打印结果可以看到，使用Pro3打印的部件拥有极优异的分辨率和干净光滑的表面。Hasegawa Shoichi教授表示，使用Raise3D Pro3打印的运动部件轴和外壳零件更为贴合。在安装外壳和马达底座后，机器人的安装强度变得一致。 Pro3打印的机械部件壳体 Pro3具有优异的可重复性和可靠性，可以保障打印机在运行过程中不会产生错位，从而提供了更高的表面平整度和光滑度。除此之外，打印机精确的温控和冷却系统能确保零件细节的完整性，成为了打印复杂和小型零件的理想选择。 Raise3D Pro3具有良好的稳定性，可保持24/7不间断打印，即使在紧急情况下，如停电、耗材耗尽，过热中断等也能在处理问题后很快恢复打印。而且该打印机操作简便，即使是没有3D打印机操作经验的工程师在接受简单的培训后也能很快上手，再配合Raise3D的生态系统——切片软件ideaMaker以及云管理系统RaiseCloud，可以实现打印机与软件之间的无缝衔接，轻松管理打印任务。 目前长谷川实验室有25名工程师。使用Raise3D Pro3打印机后，劳动力得到了很大的解放，工程师可以将更多的时间和精力投入到设计与研发中。 目前，长谷川实验室的工程师主要使用PLA制作机器人运动部件，在体会到Raise3D Pro3的高品质后，决定在未来尝试打印更多不同的材料如ABS，用以增加零件强度或改善其他性能。高精度的3D打印机在未来将能激发长谷川实验室更多的研发潜能，以帮助他们实现对人机交互未来发展的愿景。 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.Raise3D将携大尺寸、专业级、高速FFF新品RMF500亮相TCT 3D打印展 2.国产3D打印解决方案为SpaceX、特斯拉级别的企业制造工装夹具 3.从SpaceX到NASA，从赛峰到特斯拉，中国3D打印企业为何能走向世界？ 4.使用金属桌面3D打印机能做什么——以汽车客户为例

近日，3D打印技术参考注意到，美国Grid Logic公司开发了一种独特的、采用传统粉末冶金技术进行多材料3D打印的工艺，可以在同一工作中3D打印金属和陶瓷。上一次介绍在同一部件中同时打印金属和陶瓷，还是在说XJET，因为两种材料的烧结温度曲线不同，后者基于材料喷射的工艺在生坯材料烧结方面遇到了挑战。因此，其对该技术的开发后续并未关注到进展。 Grid Logic采用完全不同的方法进行基于粉末的3D打印，没有复杂的喷墨或激光系统，也没有铺粉装置，而是使用挤出式3D打印头进行粉末选择性沉积。从装置图可以看出，该打印机配备了三种粉末，其中两种粉末是打印的主体材料，第三种粉末毫无疑问充当支撑。在打印的过程中，不同的打印头会在所需要的位置施加不同的材料。 多材料3D打印机的粉末储存罐 打印过程完全不需要高能激光烧结或喷射粘结剂，打印完成后，将带有所有粉末的整个构建室放入烧结炉中，金属/陶瓷颗粒以传统方式熔合在一起，支撑粉末在烧结过程中继续支撑金属和陶瓷材料，并在一定程度上可以重复使用。 包含两种粉末的零件 Grid Logic制造的全烧结3D打印部件 除了多材料能力之外，这种方法还有许多其他优势： 在打印过程中，粉末完全支撑物体，不需要其他支撑 最大限度地减少高成本金属和陶瓷粉末的浪费 部件中没有残余应力，无粘结剂污染 利用传统的粉末冶金方法制造复杂零件 Grid Logic采用其多材料3D打印技术制造了陶瓷与铜线圈，这种能力意味着他可以为电动机或其他电气应用打印复杂组件。 左侧为铜线圈，右侧的三相定子线圈将铜与用于绝缘的氧化铝融合为一个整体 Grid Logic表示，他们能够在一次作业中打印“三种或更多粉末”。 虽然目前可以使用能量沉积工艺实现多材料3D打印，但该工艺无法实现粉末床技术那样的零件复杂性，然而后者在处理不同材料时会造成粉末的混合污染。Grid Logic之前曾与橡树岭国家实验室 (ORNL) 以及美国国防部合作，为雷神导弹系统制造铍替代部件。目前，该公司正在寻找下一步，提供3D打印服务、材料开发和定制系统的开发。 带有 多材料3D打印组件的演示电动机 这种无热量输入的打印方式使加工高熵合金和磁性粉末更为容易，同时，也为高反射金属的3D打印带来了机遇。包括铜以及钨和钼这些难熔金属，往往会反射激光束，但在烧结时不会造成这样的困难。即使是需要非常高温度才能熔化的陶瓷，也可直接使用该工艺，而无需浆料或其他中间材料形式。铝、钢、青铜也可以与其他金属一起打印，并在烧结过程中发生熔渗。 3D打印与传统粉末冶金相结合，为制造带来了更多可能性。但对于该技术来说，最大的问题是如何解决材料不同的温度曲线所带来的挑战，每种材料都具有不同的烧结温度，加热升温和冷却过程也可能不同，而整个烧结过程中构建体积内必当具有相同的热分布，材料会经历相同的热过程。Grid Logic也许设计了具有非常相似的烧结热分布的材料，从而使该过程能够成功完成。 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.基于粉末床激光熔融技术实现多金属混合3D打印 2.一种集模料与金属喷射为一体的高质量零件3D打印工艺 3.工艺综述：金属增材制造技术的重要创新发展及代表性企业 4.最新市场格局：粘结剂喷射金属3D打印，将塑造一个蓬勃发展的市场

20世纪90年代，国际上定向钻井技术取得重大突破，旋转导向钻井技术从此面世，又称“贪吃蛇”钻井技术，其具有摩阻与扭阻小、钻速高、成本低、建井周期短、井眼轨迹平滑、易调控并可延长水平段长度等特点，被认为是现代导向钻井技术的发展方向，但此时该项技术被国外垄断，中国尚未突破。 2015年，中国自主研发的旋转导向系统和随钻测井系统联袂在渤海完成钻井作业，中国首次在这两个技术领域打破了国际垄断，成为全球第二个同时拥有这两项技术的国家，中国海洋石油总公司也成为全球第四、国内第一个同时拥有这两项技术的企业。 在旋转导向系统中，用于导向钻井中钻井设备之间相对旋转情况下稳定供电的旋转变压器是非常重要的一个部件。为了保证旋转变压器在地下的高温高压环境中能够稳定工作并且满足轻量化，制造商需要使用非金属高性能材料来制作这个旋转变压器的外壳。在选择3D打印之前，使用PEEK棒材进行减材加工，造成90%的材料及成本浪费，让制造商苦不堪言。 该专利打破美国哈里伯顿、贝克休斯等公司的垄断 制造商在2022年初找到一迈智能，希望能够通过3D打印的制造方式得到高强度、耐高低温以及耐高压的轻量化旋转变压器外壳。经过技术评估以及成本分析，最终选定高温3D打印机MAGIC-HT-M打印CF-PEEK碳纤增强材料来生产旋转变压器外壳。 一迈智能高温3D打印机MAGIC-HT-M MAGIC-HT-M是专门为高性能工程材料设计的高温3D打印机，拥有最高450°C的打印温度，最高150°C的热床温度和最高90°C的内胆温度，能够支持市场上的大多数材料，一个模块化且高耐磨的挤出头，让碳纤维PEEK的打印变得简单。 碳纤维复合材料CF-PEEKCF-PEEK是一种碳纤维增强的聚醚醚酮线材。它具有优异的耐化学性、机械性能和热性能。CF-PEEK 具有10%的短切碳纤维含量，具有PEEK的所有优点，并且比PEEK更轻以及更耐磨，具有更好的层间附着力和更好的耐温性。CF-PEEK被认为是世界上性能最好的功能材料之一，被允许在恶劣的环境中使用。 2022年7月， 带有一迈3D打印CF-PEEK外壳的旋转变压器在内蒙古巴彦淖尔进行下地钻井测试。经过反复对比测试验证，得出该外壳完全满足地下钻井要求。 一迈3D打印的CF-PEEK旋转变压器外壳 3D打印的CF-PEEK旋转变压器外壳装配件据3D打印技术参考了解，纤维增强复合材料在包括航空航天等在内的多个领域有重要应用。我国天问一号火星探测器上需要维持探测器整体形状的上下边缘和结构的支撑部位以及背罩防热结构的舱盖、封边环、埋件、螺塞等零部件，就是由纤维复合材料制成。这种材料相比低密度材料强度更高，同时兼顾了耐烧蚀和承载能力。空客公司则在使用3D打印开发代替钛合金的纤维+热塑性塑料高强复合材料支架（点击）。 PEEK作为一种高性能聚合物，具有独特的耐化学性、耐磨、耐疲劳等机械性能组合，可在一定范围内作为金属零部件的替代品，被广泛应用于航空航天、汽车、能源、医疗健康等多个行业。碳纤维增强PEEK的性能进一步提高，多用于航空航天、石油管道等。在复合材料中，基体具有优异的力学性能、热性能、耐化学腐蚀性；增强纤维主要决定复合材料的机械性能。 一迈智能3D打印的碳纤维增强PEEK产品 当前，熔融挤出是PEEK材料最成熟的3D打印工艺，并在多个领域获得实际应用。基于个性化制造和自由制造的特点，3D打印可直接制造最终用途零件，这对于节省材料、降低制造成本、提高制造效率具有巨大优势。 客户杨先生表示，“使用3D打印的方式生产碳纤维增强的PEEK旋转变压器外壳，比我们使用减材加工会降低至少50%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： 1.5款国内已商业化的纤维复合材料3D打印装备 2.冬奥火炬能耐800℃：3D打印、碳纤维、高温阻燃树脂实现多项创新 3.一种用短切陶瓷纤维增强的新型3D打印耐高温复合线材 4.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

近日，3D打印技术参考注意到，中国化工集团旗下全资子公司克劳斯玛菲推出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。中国化工集团是中国最大的化工企业，全球500强企业之一，于2016年斥资约10亿美元收购德国化工企业克劳斯玛菲股份有限公司，后者是全球领先的塑料和橡胶加工机械设备制造商，服务范围涵盖了从注塑、挤塑和反应技术的全套工艺。克劳斯玛菲的竞争对手德国阿博格公司已于多年前推出了基于颗粒料挤出的3D打印机，而克劳斯玛菲此次推出的两款设备分别基于挤出和光聚合3D打印，分别被称为powerPrint 和precisionPrint。增材制造将补充克劳斯玛菲现有的产品组合，包括注塑、拉挤成型和反应工艺，并成为第四个支柱。 基于挤出的3D打印机powderPrint powderPrint专为高达10m³的大幅面3D打印而设计，使用热塑性颗粒作为原料。该系统提供快速的沉积速率，并且可以处理纤维增强化合物。 PrecisionPrint是一种立体光刻3D打印机，用于个性化产品和小批量的工业规模自动化生产。 借助新的3D打印机，用户可以大批量打印大型、复杂的塑料部件，以及具有高表面质量和精细分辨率的小部件。 基于立体光刻的3D打印机PrecisionPrint 这些机器已经可作为完整的解决方案，确保绝对的工艺稳定性和零件质量。它们不需要昂贵的测试打印，客户能够显著节省材料和成本。克劳斯玛菲增材制造负责人Michael Ruf 博士表示，“增材制造完美地补充了我们现有的产品组合，得益于我们在材料和制造工艺方面的广泛专业知识，我们能够生产高效的 3D打印机，为我们的客户提供巨大的附加值。” powderPrint实际打印过程 增材制造和注塑成型之间的协同作用已经显现。Arburg（阿博格）在塑料加工行业也具有很高的地位，注塑更是其重要的产品技术。该公司于多年前推出了基于颗粒料挤出的塑料3D打印机，他们发现，对增材制造设备感兴趣的客户与对注塑设备感兴趣的客户，两者最大的区别在于前者更偏向研发端，而后者则更偏向于生产端。也就是说，如果把增材制造这一业务推向更多的客户，便可开发出更多研发端的客户，打通研发和生产中间的环节，支持客户更好地开发新产品，继而服务到他们的生产环节。 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.化工巨头杜邦获得「大面积、超快速、连续光固化」3D打印系统 2.使用金属桌面3D打印机能做什么——以汽车客户为例 3.国家增材中心《大讲堂•三》：《颗粒料挤出3D打印技术》 4.视频：桌面挤出3D打印316L不锈钢、Ti6Al4V、纯铜

3D打印技术参考注意到，蔚来汽车近日成立了一家名为蔚来电池科技的新公司，注册资本20亿人民币，经营范围包含电池制造、合成材料制造、增材制造装备制造和销售以及模具制造和销售等。 蔚来汽车在电池供应商上一直选择宁德时代，目前很明显，它将选择像比亚迪、特斯拉那样“自造电池”。而对于3D打印，国内车企或电池制造商对该技术的态度还未特别明确。3D打印技术参考查询了近一年内新成立的电池制造企业，仅有比亚迪旗下襄阳弗迪和抚州弗迪以及蔚来在经营业务中包含增材制造。 蔚来、比亚迪等知名车企能够在新成立的电池公司中加入增材制造，说明该技术已经引起了重量级用户的关注。 蔚来原计划于第四季度推出的150KWh固态电池宣布推迟 但电池3D打印整体的市场现状是，目前并没有现成、熟知的技术可供参考，较为知名的采用3D打印制造电池且均成立于2019年的Blackstone和Sakuu，实际上研发多年均尚未推出真正意义上的3D打印相关产品。 但很明显3D打印在制造电池方面具有重要意义。拜登政府于本月刚刚宣布将向3D打印和先进制造电动汽车电池的项目授予28亿美元；Sakuu全3D打印固态电池的能量密度将达到1200Wh/L（2023年的目标）；3D打印工艺使黑石公司的电池能量密度提高了约20%，高达220Wh/kg，空间节省了15%。 黑石科技电池3D打印机 鉴于电池制造最新的科技进展，新成立的电池制造公司在经营业务中加入增材制造便可理解。但研发人员需要挖掘国外专利，探索3D打印在电池制造环节中的具体应用，在熟知传统电池构成和制造各环节的基础上，了解清楚各种3D打印工艺的可成形材料及工艺属性。 从国外Blackstone和Sakuu的研发历程看，3D打印制造电池很明显对于新成立的公司来说有很长的路要走。对于蔚来和比亚迪，虽然经营业务中包含增材制造，但是否会进行相关方面的研发，也未可知。 不过，3D打印也并非需要用来直接制造电池，它还可以制造电池催化剂。中科院上海高研院团队就提出了使用3D打印制备整体式催化剂的技术，成功开发了一种新型兼具高机械强度和高催化活性的3D打印催化剂制备方法，使车载燃料电池的单位质量催化剂氢气的时空产率超过了目前报道的大部分同类型催化剂，具有极高的商业应用意义。 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.拜登政府向3D打印和先进制造电动汽车电池项目授予28亿美元 2.比亚迪成立新电池公司，经营范围包含增材制造业务 3.Sakuu 3D打印锂电池预计2023年出货，能量密度将“大幅飞跃”成为世界第一 4.中科院：3D打印超高面容量和倍率能力的柔性钠离子微电池

小鹏汇天品牌所在的公司是亚洲规模最大的飞行汽车公司，该品牌融合智能汽车与现代航空，致力于为个人用户打造最安全的智能电动飞行汽车。10月24日，小鹏汇天在小鹏科技日发布了全新的飞行汽车，3D打印技术参考注意到，铂力特参与了该汽车部分部件的结构优化、外观设计及金属3D打印制造。 在当前航空和新能源汽车领域，金属3D打印参与减重已经成为重要话题。对于飞行汽车，零件减重对飞行汽车的速度和性能提升都有着非常重要的意义。而如今，在这两大应用领域，采用轻量化的材料+创新型的设计+3D打印，正在成为新的减重模式。 结构优化+钛合金+3D打印——保证性能、减轻重量 铂力特在飞行汽车的研发过程中，开展了该汽车卡钳与卡钳支架部分的结构优化与打印工作，成功实现了零件轻量化减重、整体化功能集成、复杂内腔结构制造，并缩短了研制周期和制造时间，为客户带来了重要价值。 如今，轻量化的实现途径主要有三大方面：一是轻量化材料的使用；二是产品结构的优化设计；三是使用先进的制造技术。三者相辅相成以实现最终产品的轻量化制造。 在了解小鹏汇天对产品性能强度、预估重量、外观造型的需求之后，铂力特设计团队对卡钳及卡钳支架制定了结构-外观整体解决方案。其中，相比原卡钳零件，在保证结构强度和使用性能的基础上实现了30%以上的减重优化目标。同时，团队在外观造型设计中结合曲面拓扑、点阵晶格等特征结构，呈现出流畅且富有工业感和科技感的轮廓特征，既符合小鹏汇天带给人们“拓展智能、探索边界”的科技印象，也凸显了金属3D打印工艺对设计美感和制造难点的赋能与突破。 在材料使用方面，卡钳及卡钳支架均采用钛合金材料。3D打印技术参考查询到，制造汽车卡钳通常使用碳素钢、铸/锻造铝合金以及钛合金。碳素钢的缺点在于质量重，明显不复合现代轻量化的理念；铝合金最具有最低的材料密度，但当期在满足所需强度时，质量却不如钛合金；钛合金则具有最佳的比强度，是制造高强度、耐高温组件的最佳备选材料。实际上，2018年布加迪也曾使用3D打印制造了优化的钛合金卡钳，工程师对钛合金卡钳的耐久性与传统铸铝卡钳的耐久性进行了比较，在完成所有操作后，钛合金卡钳承受温度接近1000摄氏度，性能优于铸铝卡钳。 小鹏飞行汽车的钛合金卡钳和支架分别选用BLT-S320和BLT-S400进行打印。零件打印完成之后经过一系列的热处理和机械加工后交付客户后测试，结果显示零件性能良好，与汽车适配度高。此外，3D打印技术参考还了解到，该3D打印的卡钳和支架，将会批产。其他产品信息，可查看3D打印技术参考视频号查看介绍。 产品结构紧凑化、整体轻量化、性能高效化 据汽车界人士预测，在今后十年中，汽车自身质量还将减轻20%，除了大量采用轻质材料外，新材料的集成制造工艺会显著降低车身部件数量，车身设计方法也将发生重大变化。未来汽车部件研发，必然向结构紧凑化、整体轻量化和性能高效化方向发展。 从结构、材料、工艺等方面，应用新设计、新材料、新技术来实现对汽车整体的减重，在将重量保持在最低限度且在严格的尺寸限制内最大限度地提高功能方面，基于3D打印的设计和制造能力就非常宝贵。 3D打印作为一种先进的新型制造工艺之一，因此受到了来自汽车制造商的广泛重视。 汽车设计的轻量化、多功能化也已经成为了行业节能减排的核心驱动力。轻量化的材料+创新型的设计+3D打印，新模式为减重进一步释放了空间。开发适应轻量化材料的新工艺不仅可以加速新材料在汽车上的使用，同时还可以降低材料成本，有利于扩大应用。材料和结构协同制造，使满足更高要求成为可能。 END 无论是制造业还是汽车行业，都正在进行着面向未来的变革。小鹏汇天的飞行汽车为人类城市立体交通提供产品和解决方案，为未来出行提供一种新思路。铂力特助力小鹏汇天的卡钳制造，则是金属3D打印技术和汽车制造技术的一次碰撞，携手对现有出行方式进行革新。 铂力特金属增材制造技术赋能汽车行业，助力未来汽车突破制造瓶颈，向更迅捷、更轻盈、更环保、面向未来的方向变革。同时，铂力特也为汽车客户提供工艺迭代方案，支持更自由、更前端的设计落地。铂力特持续发挥金属增材制造优势，和汽车行业用户携手共拓汽车研制的创新未来。 注：本文内容由铂力特授权创作，转载请依据转载须知。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.Relativity Space推出第四代3D打印机，能水平打印超30米大型零件 2.瞄准大·生产时代 | 铂力特发布六激光BLT-A450，为制造业赋能 3.实现工业零件的批量化制造，铂力特发布全新设备BLT-A400 4.直接和间接3D打印部件，大量轻量化技术和材料——奔驰下一代电动汽车制造思路