金属增材制造过程中的动态凝固行为直接影响打印零件的微观结构、缺陷和机械性能。这些特征的形成是如何由温度变化（例如热梯度大小和凝固前沿速度）驱动的，在金属增材制造中已得到广泛研究，同步加速器X射线成像成为监测这些过程的关键工具。 基于激光的金属增材制造，是一种逐层构建组件的非平衡工艺。与标准热机械加工相比，极端的冷却速率和温度梯度是这些工艺的显著特征，从而产生了复杂的最终微观结构。首先，增材制造期间熔池的小尺寸导致有限的成核，抑制了有利于等轴晶粒形成的条件。此外，在生长前沿之前的溶质积累会造成结构过冷，同时，剩余枝晶之间的流体间隙中的局部溶质富集引起枝晶间凝固。最终形成的微观结构是这些演化阶段在快速时间尺度上的峰值，这使得使用传统方法研究它们变得具有挑战性。 凝固过程中的枝晶生长一直是众多原位成像研究的主题，加深了我们对此类基本机制的理解。研究Al-Cu合金在受控冷却速率下凝固过程中的枝晶生长机制，可证明检测杂散枝晶和设计局部微观结构的可行性；接近铸造冷却速率下的枝晶变形机制的X射线成像也得到了研究。同时发现，镍基高温合金中的变形，如弯曲和扭转，最终影响最终的枝晶网络、枝晶破碎的机制以及它们从柱状到等轴转变的影响。 尽管成像技术为我们提供了有关凝固过程基本原理的丰富信息，但它们仍面临一些挑战，例如：（i）只能研究具有足够相位对比度的金属系统；（ii）没有关于晶格取向和结构或材料的热机械状态的信息，这会影响最终的凝固微观结构。 来自康奈尔大学的研究人员建议在IN625高温合金的增材制造过程中使用操作同步加速器衍射来研究凝固动力学对各种枝晶变形机制的影响。这种方法消除了一些与成像相关的限制，能够量化原位变形，可扩展到通用材料系统（不受相衬限制），并以与增材制造相关的足够的空间和时间分辨率捕获高速动态。总体而言，操作同步加速器衍射提供了增材制造过程中微观结构和热机械演化的直接信息，有助于深入了解凝固机制。这种方法可以改进高保真度数据集，为微观结构演化的预测模型提供信息。基于此，他们于2023年10月，在Communications Materials发表了题为“Dendritic deformation modes in additive manufacturing revealed by operando x-ray diffraction”的文章。   在这项研究中，使用衍射X射线强度的时间相关分析来检查热机械载荷对IN625激光熔化过程中发生的枝晶形成行为的影响。使用定制的3D打印装置，X射线处于透射模式。具体来说，我们研究 (i) 使用直接来自原始2D X射线数据集的方位角、η与时间关系以快速时间分辨率研究不同凝固阶段的枝晶变形机制；(ii)交错的枝晶和枝晶间生长以及二次相形成的性质。在标准一维衍射分析期间，方位角积分后“η”的离散值会丢失，否则可以提供有关晶间定向误差的信息。因此，在数据简化之后，即沿着衍射环进行方位积分之后，只能测量晶格应变。直接分析原始数据集的方法通过提供有关η的特定信息以及径向信息来保留丰富的过程信息。此外，通过将操作衍射的结果与事后电子背散射衍射（EBSD）相结合，能够识别和量化枝晶变形机制的特定特征以及增材制造凝固过程中取向差的起源及其演变。时间分辨数据将帮助了解不同凝固阶段的变形顺序，最终形成局部生长机制和最终建成的微观结构之间的联系。这项工作为不断增长的研究做出了贡献，这些研究旨在促进对增材制造凝固过程的理解和优化。  凝固过程中生长的枝晶的变形模式 衍射数据中的二次相形成、斑点分裂和振荡以及与事后 EBSD 的相关性 积分1D X射线衍射图案随时间变化的堆积图 显示IN625增材制造过程中三个主要凝固阶段的示意图  该研究探讨了Inconel 625增材制造凝固过程中热机械变形的不同模式。凝固过程中局部热机械变形的作用此前尚未在增材制造领域进行过研究。然而，衍射结果显示该过程的热与热机械方面存在明显差异。一维和二维衍射数据的研究提供了对凝固机制的补充理解。根据一维衍射数据，可以分析峰形状以及枝晶间生长和第二相的形成。然而，峰形包含大量难以解卷积的信息。在标准一维衍射图像中，通常不会测量晶粒内取向错误的影响，因为它们会导致垂直于q向量范围的峰扩散。在这些情况下，如本研究所示，专注于二维分析可以帮助以解卷积的方式理解一些现象。 总的来说，康奈尔大学的研究人员通过在激光熔化过程中使用原位X射线衍射来监测了凝固过程中的完整热机械变形。通过操作衍射，研究人员分析了热机械变形模式，如扭转、弯曲、破碎、同化、振荡和枝晶间生长。了解此类现象有助于优化打印策略，获得特定的微观结构特征，包括局部取向错误、位错亚结构和晶界特征。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.盘点：2023年值得关注的3D打印新材料、新工艺和新应用突破 2.年后第一大展！AM CHINA增材技术/粉末冶金/先进陶瓷，要对比着看！ 3.GRX-810新超级合金3D打印火箭发动机成功测试 4.史玉升教授团队：高能量吸收梯度仿生超材料的设计和3D打印

在过去的十年里，发表的有关增材制造的学术文章数量激增。工程和材料科学领域的知名期刊不仅涵盖了更多增材制造主题，而且针对3D打印的更具针对性的出版物也已出现。 今天的增材制造研究就是明天现实世界的增材制造技术的转化。3D打印技术参考注意到已经产生的最知名代表包括：2015年发表于Science的一种依赖所谓dead zone的氧阻聚效应的文章，诞生了Carbon3D公司，并引领了消费品3D打印制造的革命；2017年HRL发表于Nature的一篇关于铝合金3D打印的研究，引领了高强铝合金3D打印商业化的发展。 本期内容，3D打印技术参考总结了十三种与增材制造相关的英文科研期刊。所涉及的主题包括增材制造所有工艺类别（即材料挤出、还原光聚合、粉末床熔融等）的进步，新材料（包括聚合物、金属、陶瓷和复合材料）的开发和表征，最新应用，从医疗设备到核电组件以及不断发展的增材制造设计和优化 1. Additive Manufacturing（增材制造） 数百篇开放获取、高影响力的文章 分区：中科院1区 该期刊被认为是专门关注增材制造的最重要的期刊之一，每年发表数百篇开放获取文章，并且每月推出一期新期刊。它隶属于美国国家增材制造创新研究所America Makes，由高影响力的论文组成。 该杂志涵盖范围广泛，包括增材制造领域的新技术、工艺、方法、材料、系统和应用。特别是它的评论文章，描述了各种主题的现状和期望。 2. Additive Manufacturing Frontiers（增材制造前沿） 《中国机械工程学报：增材制造前沿》（Chinese Journal of Mechanical Engineering: Additive Manufacturing Frontiers）是中国科协主管、中国机械工程学会主办的英文学术期刊，入选2020年中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目，是Chinese Journal of Mechanical Engineering的子刊。 该刊创办得到了全球增材制造领域学者的积极响应和大力支持，成立了由全球43位顶尖科学家组成的编委会，其中包括11位中国工程院、法国工程院、欧洲科学院院士。由国家增材制造创新中心主任、西安交通大学快速制造国家工程研究中心主任、中国工程院院士卢秉恒担任主编，法国南特中央理工学院、法国工程院院士AlainBernard担任共同主编，由西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室主任李涤尘担任执行主编。2022年2月18日，《中国机械工程学报：增材制造前沿》首期在ScienceDirect上线。 3. ADVANCED MATERIALS 分区：中科院1区 Advanced Materials是工程与计算大学科、材料与化学大领域（包含材料化学，材料物理，生物材料，纳米材料，光电材料，金属材料，无机非金属材料，电子材料等等非常多的子学科，以及非常大量与材料相关的研究领域）的顶尖期刊，在国际材料领域科研界上享誉盛名。 4.Virtual and Physical Prototyping（虚拟和物理原型设计）   分区：中科院1区 尽管该期刊每年只发表少量文章，但它们往往对研究趋势产生重大影响。例如，它在2015年发表了一篇关于4D打印和智能材料的精彩文章，这是一个越来越多的研究主题。他们还有许多关于混凝土3D打印的高被引用文章。从2023 年起，《虚拟和物理原型》转换为完整的开放获取期刊，但之前的文章将继续通过付费阅读模式提供访问。 5. Materials Science and Engineering: A  分区：中科院1区 材料科学与工程为发表与材料承载能力相关的理论和实验研究提供了一个国际媒介，材料的承载能力受其基本性能、加工历史、微观结构和操作环境的影响。围绕这一主题，该杂志发表了多篇有关增材制造的文章。该期刊中最著名的增材制造文章与金属材料（例如钢和钛合金）的制造、微观结构及其机械性能有关。 6. International Journal of Extreme Manufacturing（极端制造） 分区：中科院1区 极端制造，创刊于2019年，由中国工程物理研究院主管，中国工程物理研究院机械制造工艺研究所、中国工程物理研究院激光聚变研究中心、大连理工大学、复旦大学主办。致力于发表极端条件下制造及相关领域的高质量最新研究成果，文章形式主要为原创性和综述性文章。 目前该刊五大栏目中的极端制造能场与材料相互作用，涉及金属/无机非金属/高分子材料增材制造、生物材料增材制造、4D打印、激光表面改性、超快激光微纳制造与高能束及特种能场加工 7. Materials 分区：中科院3区 Materials是一本100%开放获取的期刊，这是其出版商 (MDPI) 的特点。它涵盖了材料科学和工程的一般主题，是广泛知识的免费且可靠的来源。该期刊为论文提供了一个论坛，以促进对各种材料的结构、性能和功能之间关系的深入理解。除了常规期刊外，Materials每年还针对特定主题出版几期特刊。其中包含1000多篇有关增材制造的文章。关于金属材料3D打印的论文涵盖了从材料表征到新材料分析的主题。 8. 3D Printing and Additive Manufacturing（3D打印和增材制造） 分区：中科院3区 这本每年6期的期刊加上每次增刊发表约20篇文章，涉及3D打印的最新主题。该杂志的主编来自麻省理工学院（MIT）的Skylar Tibbits，吸引了许多来自美国机构的作者。 9. Progress in Additive…

2023年度，DED技术科研成果丰硕，不仅登上《Nature》，更有69篇刊发在增材顶刊《Additive Manufacturing》。本期盘点让我们一起来回顾2023年这些颇具前瞻性和创新性的DED领域技术进展和突破。 ●合金设计与增材制造结合，实现钛合金强韧性新突破 2023年5月，皇家墨尔本理工大学、悉尼大学与香港理工大学合作，将合金设计与DED-LB工艺相结合，成功制备出了具有出色拉伸性能的钛合金（α-β Ti-O-Fe合金）。该研究结果可以开拓包括航空航天和能源在内的各个领域的应用前景，并通过从工业废料和低品位材料中生产这些合金来促进可持续性，对经济和环境的影响将是巨大的。相关论文以“Strong and ductile titanium–oxygen–iron alloys by additive manufacturing”为题发表在《Nature》上。论文链接： https://www.nature.com/articles/s41586-023-05952-6 ●异质多丝间接电弧增材制造原位合成Al-Zn-Mg-Cu合金 2023年6月，河北科技大学、河北省材料近净成形技术重点实验室、电子科技大学和里斯本新大学团队联合在《Additive Manufacturing》期刊发表题目为“A novel heterogeneous multi-wire indirect arc directed energy deposition for in-situ synthesis Al-Zn-Mg-Cu alloy: Process, microstructure and mechanical properties”的论文，研究了新型异质多丝间接电弧增材制造原位合成Al-Zn-Mg-Cu合金构件的工艺、显微组织和力学性能。结果表明，送丝速度、电流和两丝之间的角度对多丝间接电弧增材制造工艺有显著影响。 论文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221486042300252X ●通过丝材定向能量沉积制造钢墙的环境和经济评估2023年1月，NOVA 科技学院在《Additive Manufacturing》期刊发表题目为“Environmental and economic assessment of a steel wall fabricated by wire-based directed energy deposition” 的论文，使用生命周期评估（LCA）和生命周期成本计算（LCC）方法来评估电弧增材制造的环境和经济效益，本文使用的方法可以扩展到其他制造工艺。这项研究结果可以帮助制造商根据环境影响和生产成本选择制造工艺。论文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214860422007059?via%3Dihub ●DED制备SS316L/IN718 功能梯度材料的综合研究2023年1月，德克萨斯大学和美国爱达荷国家实验室合作，在《Additive Manufacturing》期刊发表题目为“Comprehensive studies of SS316L/IN718 functionally gradient material fabricated with directed energy deposition: Multi-physics & multi-materials modelling and experimental validation”的论文，通过建立一种新颖的多物理场和多材料热流体模型，来预测材料成分梯度、金属功能梯度材料的几何形状和构建过程，并使用该模型模拟了SS 316L/Inconel…

此前，3D打印技术参考报道了3D打印机制造商BCN3D推出的一种新型高粘度树脂立体光刻制造Viscous Lithography Manufacturing(VLM)技术，它能够打印的树脂年度是传统DLP、SLA工艺中使用的高粘度树脂的100倍。 自推出以来，已有500多家公司签署了VLM技术采用计划。这些公司横跨多个行业，包括汽车、航空航天、制造业、消费品、鞋类、听力学、医疗保健和国防。 低粘度与高粘度树脂对比 高粘度树脂具有更高的机械性能 高粘度树脂为生产高强度零件创造了条件，根据报道，该技术打印的零件具有高达三倍的抗冲击性和两倍的抗撕裂强度。此外，随着对传统环氧树脂的安全限制可能增加，更多的制造商可能会关注VLM技术加工的粘性树脂。VLM技术还支持双材料3D打印，允许用户将两种不同的树脂组合成一个结构。 VLM依赖于紫外光和LCD屏幕。但与大多数其他LCD 3D打印机不同，该技术利用了一种特殊的机械系统，首先将树脂层压到薄膜上，然后该薄膜会被运送到树脂固化的构建区域，再通过曝光实现切片层的成型。虽然高粘度树脂可以通过加热来改变粘度，但BCN3D认为，加热会影响树脂中的光引发剂，从而导致性能发生意外变化。事实上，VLM过程依赖于低温来确保打印成功，因为树脂需要始终保持粘性。 高粘度树脂层压与打印过程由于VLM树脂可以在两种不同的薄膜上（左右两个树脂槽）层压和固化，因此可以加快打印时间，甚至可以将两种树脂组合用于多材料部件和可溶性支撑结构——这是当前树脂3D打印市场上未曾见到的功能。对于VLM工艺，只需在层与层之间的薄膜之间切换，就可以实现多种材料，从而实现多种颜色甚至多功能组件。零件的一部分可以设计得更坚固，而另一部分可以打印得更柔性。树脂将存储在打印机两侧单独的墨盒中，而用于附着树脂的薄膜则是易耗品，每张薄膜支持数百小时的打印。VLM零件仍需要清洗和固化，并且通过内部清洁方法避免树脂之间的交叉污染。 两个树脂槽可同时用于层压 此外，BCN3D的VLM工艺在室温下使用单组分树脂配方，因此无需担心适用期限制。层压机制还意味着机器理论上可以避免浪费。通过使用由UV灯和LCD屏幕，无论一次打印1个部件还是100个，VLM都能提供恒定的每层打印时间，从而具有极高的吞吐量。此外，由于它不受树脂槽尺寸、复杂温度或其他组件的限制，因此按比例放大所需的只是更大的LCD屏幕。这种快速成膜和大表面积成型的结合使VLM成为市场上使用高粘性树脂的最高效的增材制造解决方案。 赛车运动公司Prodrive是最早利用VLM的公司之一，使用该技术3D打印直接集成到其越野车中的最终用途零件，这种材料的耐用性是其在Prodrive取得成功的关键因素。Prodrive的设计工程师Callum Harper表示：“VLM使我们能够继续使用我们所熟悉的工程材料，但在所有三个方向上的分辨率都要高得多，而且材料更均匀，使成品零件的行为更像传统的注塑零件。”在与一家汽车玻璃制造商的合作中，使用新的3D打印工艺在7天内制造了7000个定位夹具，每个零件的成本仅为0.79欧元，可每年为这家公司节省70000欧元。VLM技术3D打印的应用产品 3D打印技术参考于近日注意到， BCN3D已将该技术的开发部门剥离，成立了独立品牌Supernova，BCN3D则将专注于基于挤出技术的核心业务。 根据Supernova的说法，VLM提供的独特性能使该技术能够比当前其他3D打印树脂更接近注塑塑料。因此，该公司声称可以解锁“真正的生产应用程序”，提供一种结合质量、生产力和每个零件具有竞争成本的技术。 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（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.3D打印行业经济展望：大多数业内领导者对2024年实现增长保持乐观 2.年后第一大展！AM CHINA增材技术/粉末冶金/先进陶瓷，要对比着看！ 3.2024 TCT亚洲展预约参观通道正式开启！ 4.2024 SAMA增材制造大会详细报告名单公布！挖掘增材制造多领域应用潜能

SAMA增材制造大会 行业破局创新的关键钥匙 2024年3月6-8日，由上海市增材制造协会、新之联伊丽斯展览公司联合主办的 第六届SAMA增材制造大会 将在上海世博展览馆隆重举办（同期举办：2024上海国际增材制造应用技术展览会）。论坛将邀请全球增材制造领域的行业领袖、专家学者、企业高管莅临参会，围绕原材料、核心软硬件、关键工艺、创新应用等多角度分享前沿观点，多维度解构最新技术，多方位剖析市场前景，并从行业用户的视角诠释和呈现增材制造技术应用的典型案例和发展趋势。 SAMA增材制造大会开幕式暨主论坛 论坛时间：3月6日 09:00-12:00 论坛地点：上海世博展览馆 增材制造陶瓷论坛 论坛时间：3月6日 13:00-17:00 论坛地点：上海世博展览馆 “创无界，造未来”联泰科技分论坛 论坛时间：3月6日 13:00-17:00 论坛地点：上海世博展览馆 增材制造汽车和工业论坛 论坛时间：3月7日 09:00-12:00 论坛地点：上海世博展览馆 增材制造医疗论坛 论坛时间：3月7日 09:00-12:00 论坛地点：上海世博展览馆 增材制造建筑论坛 论坛时间：3月7日 13:00-17:00 论坛地点：上海世博展览馆 增材制造青年科学家论坛 论坛时间：3月7日 13:00-17:00 论坛地点：上海世博展览馆    扫码登记 免费参会     解锁更多精彩报告！ 3月6-8日 上海国际增材制造应用技术展览会 同期展会规模宏大：上海国际增材制造应用技术展览会（AM CHINA）在论坛同期同地举办。展会以“应用需求”为导向，汇聚全球增材制造行业的优秀企业，为航空航天、汽车工业、船舶制造、轨道交通、电子电器、模具制造、医疗健康、文化创意、教育科研、建筑装饰……等行业用户提供定制化的解决方案和专业服务。 展览范围： 原材料 金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料、生物材料 等。 技术/设备 选区激光熔融(SLM)、电子束熔融(EBM)、激光熔覆成型(LMD)、熔融沉积成型(FDM)、粘结剂喷射(BJ)、纳米粒子喷射(NPJ)、多射流熔融(MJF)、材料喷射(MJ)、选区激光烧结(SLS)、立体光固化成型(SLA)、数字光处理(DLP)、三维打印快速成型(3DP) 等。 其他 激光器、振镜、三维扫描仪、软件、产品设计与开发服务、打印服务、技术服务、云服务平台、教育培训、质量管理 等。 立即报名参展参会 参展咨询  新之联伊丽斯： 021-59881253/4000778909   邮箱：amchina@unirischina.com 会议商务合作咨询  上海市增材制造协会: 13524164215 (徐老师) 邮箱: xufang@samafb.org 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.年后第一大展！AM CHINA增材技术/粉末冶金/先进陶瓷，要对比着看！ 2.2024 TCT亚洲展预约参观通道正式开启！ 3.2023年中国出口3D打印机355万台，总额61亿！进口6千台，总额4.6亿！附进出口数据分析 4.关于编辑出版《中国增材制造产业年鉴（2024年）》的通知

一项针对3D打印行业的最新调查显示，大多数3D打印行业的领导者预计2024年增材制造行业内部和外部业务环境将呈现积极态势。该调查对120位3D打印行业领袖和专家进行信息统计，包括相关创始人、总裁、执行董事、所有者、分析师和投资者，如3D Systems总裁兼首席执行官、Stratasys首席工业业务官、Materialise首席技术官、Lithoz首席执行官、6K Additive总裁、UltiMaker首席执行官、巴斯夫 Forward AM首席执行官等。 涉及的调查内容包括对总体业务状况、宏观经济因素和公司直接影响之外的广泛贸易风的看法，以及他们对内部运营状况的见解。总体而言，结果是积极的，62% 的人对外部条件持积极看法，68% 的人认为内部业务条件有利或非常有利。 2024年3D打印行业状况向好 这个问题是指外部因素和影响，包括宏观经济因素、市场状况以及监管、政治、法律和社会因素。调查询问了3D打印领导者对2024年和最近结束的一年即将到来的商业状况的评估，下图总结了上一年的结果。 2024 年 3DPI 高管调查 – 2023 年业务状况 行业人员对营商环境的信心有所上升，从2023年的49%持积极态度上升至62%，认为2024年外部宏观经济因素、市场条件、监管、政治、法律和社会因素有利。相比2023年，市场情绪上升了27%。 持中立观点的受访者增加了13%，而对今年的商业状况持负面看法的3D打印行业高管总数下降了60%。 2024 年 3DPI 高管调查 – 2024 年业务状况 2024年3D打印企业经营状况信心提升 调查还向领导者询问了经营状况，这个问题是指企业内部的因素和影响。行业人员对经营状况的乐观情绪正在上升，56%的3D打印行业领导者预计来年有良好的内部环境。  2024 年 3DPI 高管调查 – 2024 年运营状况 这种普遍的乐观情绪必然随着预计今年将非常有利的高管人数的小幅减少而得到缓和，2024年这一数字下降至11.9%。 3D打印行业高管对2024年持负面看法的比例下降了80%，只有3%的受访高管预计2024年将是不利或非常不利的一年。 大多数人 (54%) 认为其所在公司2023年的运营状况是积极的；这种观点有所增长，68%的领导者认为2024年对他们的公司有利或非常有利。 3DPI 高管调查 2024 – 运营状况 2023 总的来说，3D打印行业对2024年持乐观态度。 专家预测2024年17个3D打印行业趋势  1. 跨行业广泛采用：增材制造技术的重大进步给各个行业带来了变革性影响，包括半导体、消费品、航空航天、国防、医疗设备和牙科行业。 2. 供应链创新：增材制造越来越多地集成到各行业的生产应用中，以减轻供应链中断。它实现了本地制造，减少了物流成本、供应商数量以及由于碳足迹造成的环境影响。 3. 医疗保健和医疗设备：医疗保健行业大力采用增材制造，尤其是在生产护理点的医疗器械方面。医院和外科中心正在投资个性化医疗设备和工具的增材制造解决方案。 4. 牙科行业的个性化：增材制造在牙科行业中发挥着至关重要的作用，从模具制造的间接生产转向牙科设备和器具的直接生产。 5. 消费品创新：消费品行业，特别是电子行业，越来越多地采用增材制造来加快产品开发和创新。6. 与人工智能和自动化的集成：人工智能和自动化在增材制造中的集成正在提高精度和速度，促进大规模生产。 7. 材料和软件焦点：人们越来越重视开发增材制造的新材料和软件，从而扩大制造的可能性。 8. 挑战和行业整合：增材制造行业面临挑战，导致一些整合，但也存在增长和差异化的机会。 9. 教育和培训：该行业正专注于培训和劳动力发展，以克服整合挑战，促进增材制造技术的更广泛采用。 10. 扩展到新市场：增材制造正在从原型制造转向小批量生产工业产品，渗透到各个市场。 11. 可持续性和环境影响：增材制造行业越来越注重制定可持续政策和实践。 12. 3D打印工艺的进步：业界期望3D打印技术取得进步，速度更快、尺寸更大、稳定性更高。 13. 市场成熟度：增材制造市场正在日趋成熟，重点是批量生产，尤其是金属增材制造领域，并转向更稳定和可持续的商业模式。 14. 协作和生态系统发展：3D打印的成功取决于包含硬件、软件、材料和培训的完整生态系统内的协同作用。 15. 建筑和其他领域的3D打印：随着大型项目和多功能建筑3D打印机的出现，在建筑和其他领域使用3D打印的趋势正在显现。 16. 增加材料开发和过程自动化：新材料的开发和制造过程的自动化是主要趋势。 17. 关注零件质量和安全：确保零件质量和解决增材制造生态系统中的网络安全威胁变得越来越重要。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（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.2023年中国3D打印机及相关产品进出口数据分析 2.年后第一大展！AM CHINA增材技术/粉末冶金/先进陶瓷，要对比着看！ 3.2024 TCT亚洲展预约参观通道正式开启！ 4.关于编辑出版《中国增材制造产业年鉴（2024年）》的通知

熔池是金属的液态。在电子束粉末床熔融工艺中，当电子束的能量击中金属粉末的表面，电子的能量转化为热量。这种产生的热量融化了靠近光束位置的金属颗粒，随后将金属变成液体熔池。当光束从熔池中移开时，液体再次凝固成固体金属，这样粉末颗粒就熔合在了一起。在增材制造中，粉末床上的熔池(以及随后的熔合)面积非常小，通常深度小于0.5mm，面积小于1mm2。当电子束在粉末床上移动时，熔池也以同样的速度移动。当电子束移动时，可以实现点、线、面的熔，电子束通常以1米/秒或更高的速度移动。熔池尺寸不会因打印而有很大的变化，但根据不同的设置，可以在不同的材料和不同的工艺设置中获得不同的熔池尺寸（如改变层厚度）。 01熔池大小如何影响最终零件的质量 工程师通常希望根据需要的最终零件性能来优化熔池的大小。如果对熔池控制不好，优化的过程可能会失败。如果熔池太小，如小于粉末颗粒，那么一次只能熔化一个粉末颗粒，粉末颗粒之间甚至不能彼此熔合在一起，便无法得到致密的零件，这会导致零件内产生孔隙和不完全熔化的区域增加，从而导致较差的机械性能。如果熔池太大，会导致表面质量不好，或者零件微观结构不佳。当熔池非常大时，会产生液体波，当该区域冷却时，会产生波浪状的表面。此外，如果熔池太大，熔化的粉末太多，在零件下表面将非常糟糕。电子束3D打印工艺的优化要兼顾零件性能、表面质量以及系统的生产效率。 EBM制造的汽车零件展示典型的支撑结构 02冷却速度如何影响零件的微观组织  冷却速度非常重要。当光束击中熔池时，熔池处于液态，当光束离开时，液体冷却并凝固成为固体金属。熔池的大小、形状和凝固是由能量束的能量分布和用于熔化零件的扫描路径控制的。通过优化光束参数和扫描路径，可以获得致密的材料。如果熔体冷却得太快，那么液体就没有足够的时间来填充所有的空间，从而导致裂缝、易碎的材料或错误的微观结构——例如，不希望的枝晶微观结构。如果熔池太大，它将需要很长时间来冷却，微观结构将变得太粗大。越快的冷却会得到越精细的微观结构，所以需要优化冷却速度来得到想要的微观结构。 电子束一次熔化多个区域的纯铜粉末 电子束3D打印的铜结构 对于不同的材料来说这是不同的，因为有些材料对如何冷却熔体非常敏感，而其他材料则不然，通过改变熔体的冷却来实现不同的微观结构对于某些应用来说是有益的，因为每种类型的微观结构给零件带来了不同的机械性能。 03熔池对使用的材料有影响  EBM技术的熔池与其他增材技术有所不同。尽管原理相似，但基本的物理原理是不同的。这是因为电子被用作能量源——它们几乎可被任何材料吸收，可以与通常反射光的材料一起使用（与其他工艺不同），并且电子被吸收的深度比其他3D打印工艺略深。 EBM唯一不适用的是打印非导电材料。所以，物理原理是不同的。在EBM中可以将熔池控制在比其他方法更高的温度，这有利于设计用于高温应用的材料，如飞机发动机叶片。对于Ti64来说，因为可以在更高的温度下控制熔池，所以不会因为快速冷却而在零件中产生热应力——但这更多地是基于整体构建温度，而不是熔池本身。此外，熔池会影响零件的微观结构以及零件中孔隙和裂纹的水平。由于整体构建温度较高，EBM中的熔池冷却速度比其他3D打印技术慢一些，而且通常会获得稍微粗大的晶粒结构——这对某些应用有利，但有时却也不利。跟其他增材制造工艺一样，EBM技术的熔池应根据应用进行定制。 04熔池对EBM打印TiAl合金的影响 对于像TiAl这样的高温材料，熔池的控制并不是唯一需要优化的部分。在整个构建过程中保持高且均匀的温度是非常重要的。否则，熔池的冷却速率和随后形成的显微组织可能在整个零件中不同。这可能导致不均匀材料特性。对于TiAl合金，必须考虑的另一个方面是，熔池会影响构建的性能，合金中的铝达到了沸点，从而减少了零件中的铝含量。这会影响零件的材料性能，但这可以通过从一开始就在合金中添加更多的铝来防止。 EBM 3D打印的TiAl合金叶片 EBM使用磁线圈来控制光束轨迹，光束可以在任意方向上偏转，并在粉末床的不同区域进行跳跃。因此，可以使用EBM创建许多不同的“熔池策略”。例如，可以用图案填充来熔化零件的内部区域，可以用线熔化策略熔化轮廓。 每一种策略都集中在控制熔化上。如果在一个特定的方向熔化，也在那个方向移动熔池(并且在一个特定的方向凝固)；如果你在一条线上熔化，可以在一个方向上有一个拉长的熔体池，或者也可以有一系列较小的“点”熔化。 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（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.光束整形+优化球形粉末质量，使3D打印速度提升9倍 2.光束整形技术对提高金属3D打印质量、获得定制组织、降低成本具有重要价值 3.盘点：2023年值得关注的3D打印新材料、新工艺和新应用突破 4.发表于Nature：通过增材制造获得高强、高延展高熵合金

3D打印技术参考注意到，国内金属3D打印龙头铂力特在2024年1月，新增加三个国家的合作代理商伙伴，同时荣获工业稳增长工作先进单位称号。 1月，与三个国家的合作伙伴签订代理商协议 1月18日，铂力特发布消息，公司近期与韩国合作伙伴Lincsolution, Inc.签订了代理商协议。铂力特将与Lincsolution在设备、材料推广，市场应用开发和技术咨询方面进行合作，共同开拓韩国市场并推出更多高质量的金属增材制造解决方案，为韩国地区客户创造价值。 Lincsolution成立于2015年，拥有丰富的3D打印专业知识，并拥有强大的工程团队，致力于为各应用领域客户提供高质量的3D打印产品。Lincsolution还提供出色的售后服务，包括设备的安装、调试、维护、升级和全面的客户培训。 1月23日，铂力特发布消息，公司和波兰合作伙伴CadXpert签署了代理商协议。铂力特将与CadXpert在设备销售、材料销售及技术咨询等方面展开合作，向波兰以及波罗的海周边国家和地区提供高品质金属3D打印解决方案。 CadXpert成立于2013年，一直活跃于3D打印市场。作为分销商，该公司致力于为波兰及波罗的海沿岸国家提供知名品牌的3D打印设备，并提供设备的安装、维护和客户培训服务。CadXpert还为客户提供CAD设计和3D打印服务。CadXpert谈及与铂力特的合作时提到，CadXpert看到了金属3D打印技术在波兰及波罗的海周边国家和地区的航空航天、汽车工业等应用领域的广阔发展前景。与铂力特的合作将帮助CadXpert以具有竞争力的价格为客户提供新材料和新技术，以满足客户对高强度金属零件日益增长的需求。铂力特的金属3D打印设备最早将于2024年第二季度交付给该公司。 1月30日，铂力特发布消息，铂力特（欧洲）有限公司与尼日利亚合作伙伴RusselSmith签署了代理商协议。铂力特将与RusselSmith在设备销售、材料销售及技术咨询等方面展开合作，向西非、纳米比亚、安哥拉和乌干达等地提供一系列高质量金属3D打印解决方案。 RusselSmith成立于2005年，是一家通过 ISO 9001：2015 和 ISO 45001：2018认证的综合能源服务提供商，专注于资产完整性管理、油田管理、智能制造和可持续能源的技术解决方案。作为一家领先的油田服务提供商，RusselSmith为尼日利亚的油气行业提供零件和专业服务。此外，他们还有一家销售3D打印设备和零件打印服务的子公司。RusselSmith将借助铂力特的高效率智能化的金属3D打印设备以及铂力特十余年定制化产品生产经验，满足西非地区客户对金属3D打印解决方案的需求。铂力特也将借助RusselSmith在油气行业积累的优质客户资源，更加精准有效地开拓西非市场，推动金属3D打印技术在油气行业的应用不断深化。   荣获工业稳增长工作先进单位称号 近日，陕西省工业和信息化厅发布《关于对工业稳增长工作先进单位的表扬通报》，铂力特凭借在工业稳增长方面的出色表现，被评为工业稳增长工作先进单位。 长期以来，铂力特一直致力于推动工业稳增长，不断加大研发投入，提高产品质量和技术水平；积极开拓市场，为工业经济的稳定增长做出了重要贡献；不断优化生产流程，引入先进的生产技术和管理经验，提高生产效率，降低生产成本。同时加强了与上下游企业的合作，共同推动产业链的协同发展。铂力特高度重视创新驱动，加大了对研发的投入，推出了一系列具有市场竞争力的新产品。通过不断创新，铂力特提升了企业的核心竞争力，为工业稳增长提供了有力支撑。 此次荣获工业稳增长工作先进单位称号，是对铂力特在工业稳增长方面所做努力的高度认可。公司近十年来已经开发、制造了十余种型号、累计交付使用1100台SLM设备。2024年1月16日，铂力特发布业绩预告，预计2023年年度实现营业收入12.32亿元，实现归属于母公司所有者的净利润与上年同期相比，将增加0.69亿元，同比增加约87%。 铂力特同时积极布局海外市场，凭借显著的行业地位，其设备、粉末及定制化产品服务已销往北美、欧洲、澳洲、东南亚、东亚、中国香港、中国台湾等地，产品、技术与服务广受海外客户赞誉。未来，铂力特将继续发扬工业稳增长工作先进单位的优良传统，再接再厉，不断提高自身的创新能力和核心竞争力，为推动工业经济的高质量发展做出更大的贡献。  欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.年后第一大展！AM CHINA增材技术/粉末冶金/先进陶瓷，要对比着看！ 2.2024 TCT亚洲展预约参观通道正式开启！ 3.2023年中国出口3D打印机355万台，总额61亿！进口6千台，总额4.6亿！附进出口数据分析 4.关于编辑出版《中国增材制造产业年鉴（2024年）》的通知

近日，3D打印技术参考从海关总署平台查询到2023年中国3D打印机及相关零件和材料的进出口数据。 1. 3D打印设备和零件进口总价值6.16亿人民币 2023年中国进口3D打印机的数量为6456台，总价值为4.626亿人民币。其中，用金属材料的增材制造设备仅33台，相比2022年数量减少27台，数量占比0.51%，价值占比18.86%。 用于塑料或橡胶材料的增材制造设备进口数量为6279台，数量占比97.26%，相比2022年数量增加2636台，总价值2.16亿人民币，价值占比46.74%，平均价格约3.4万，是进口数量最多的3D打印机类型。 用于用石膏、水泥、陶瓷材料的增材制造设备，进口虽仅为5台，但平均价格达到了473万人民币（金属类平均价格264万），是价值最高的进口设备类型。    2023年中国3D打印进口3D打印装备和材料、零件等总价值6.16亿人民币，相比上年度增加4.16亿人民币，增幅20.98%。   2. 3D打印设备和零件出口总价值69.25亿人民币 2023年中国出口3D打印机的数量为355万台，总价值为61.526亿人民币。 其中，用金属材料的增材制造设备32872台，总价值为3.968亿人民币。需要指出的是，以安装率最高的工业级SLM金属3D打印机为例，中国的知名品牌的累计销量才刚刚突破1000台，此类设备的价格至少达数十万人民币，而出口的平均价格仅1.2万。相比进口单位价格264万人民币，上述数据势必包含了桌面类型的丝材打印机。后者的单价货值较低，有些类型即可打印塑料，也可打印金属，因此可能将此类型包含在了里面。而进口的统计更可能仅为工业级的金属3D打印装备。此部分相比2022年数量增加1.9万台，数量占比0.93%，价值占比6.45%。 用于塑料或橡胶材料的增材制造设备出口数量为351万台，数量占比98.96%，相比2022年数量增加约166万台；总价值55.94亿元人民币，占比90.92%，平均价格约1591元人民币，是出口数量最多的3D打印机类型。 2023年中国出口3D打印装备和材料、零件等总价值69.25亿人民币，相比上年度增加27.96亿人民币，增幅67.73%，进出口总额达到75.4亿人民币。 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（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.年后第一大展！AM CHINA增材技术/粉末冶金/先进陶瓷，要对比着看！ 2.2024 TCT亚洲展预约参观通道正式开启！ 3.关于编辑出版《中国增材制造产业年鉴（2024年）》的通知 4.图表：8类金属3D打印材料，市场应用程度排名

随着金属3D打印装备做的越来越大，为打印更大尺寸的零件提供了可能。但目前遇到的问题是，大尺寸的零件数据量很大。从原始设计，到转化为可3D打印的数据格式，还存在转换误差；对零件模型添加支撑或者进行打印过程监控，所产生的数据量已经到达了新的高度，影响到了用户当前的便捷使用。这也是当前诞生出很多新的数据格式的原因之一，但其依然依靠数据格式转换，在应用过程中并不便捷。 01数据流转3D打印面临的现实问题航空航天领域零件3D打印已经成为增材制造服务的重要来源，增材制造也已成为火箭推进器和发动机的完美制造方法。对于太空应用的发动机部件，重量是一个重要因素，增材制造为设计空间带来了无限的可能性，它使用户能够大幅减少质量并快速迭代新设计。 借助于3D打印技术，用户可以在几周内完成从设计、制造到组装和热火测试的整个过程。而传统上，完成一次设计迭代需要数年时间。3D打印带来的效率提升无疑是革命性的，这也是航空航天领域大力发展3D打印技术的重要原因。 但采用3D打印技术制造零件，仅打印部分就涉及到多个环节，如数据格式转换、修复、摆放、添加支撑，为后续的机加工添加预留以及设计夹具等等。所使用到软件可能不止一个。数据在流转过程中，容易出现各种问题。行业内仅有少数公司关注到了该问题，使这些流程能够在一个软件内完成。 其中一个例子是美国太空推进解决方案提供商Agile Space Industries，其提供从设计、3D 打印服务、减材制造到测试能力的多种服务。通过使用Oqton的工业 3D打印软件3DXpert为其生产流程带来了极大便利。 02数据转换与切片造成高精细特征失真 在3D打印制造的过程中，工程师通常需要将数据文件转化为STL文件才能进行切片，这实际上存在很多问题，如修复错误，其中最大的问题之一是对原始几何形状的转换误差。 Agile Space Industries增材制造总监Kyle Metsger表示，“我们的每一个组件都具有精细的通道、精细的特征和严格的公差。当采用CAD数据转换为STL模型时，精细的原始几何形状会转换为近似值，从而会带来误差。由于打印打印数千的孔和通道，因此尺寸变化很难控制。” 该公司增材制造高级工程师也表示，"转换为STL会导致几何图形出现偏差，这也意味着我们正在以未知的方式重新定义特征，这是一种风险。我们所有的产品都是性能驱动的，但性能本质上来自于功能。我们越忠实的进行数据准备，越精细的分辨率越能体现最终设计。” 修复STL是可能的解决方法，但根据经验，编辑客户的几何数据很难确保完全满足法规要求。在这种情况下，Agile Space Industries选择使用3DXpert进行数据处理，其增材制造总监指出了3DXpert为其切片流程带来的多项优势——节省时间、消除可变性和降低硬件要求。这些源于一项功能：使用3D打印机指定格式，对三维模型进行切片计算。 03快速数据准备不必考虑计算机内存 采用3DXpert最大的改进之一是切片时间、硬件要求和文件大小。 由于许多内部功能和高分辨率，航空航天领域制造的许多组件的CAD模型数据量都非常大。复杂的CAD几何形状会产生大型STL文件，计算机在运行过程中需要大量内存。 当将航天领域的一个CAD模型转换为STL时，它可能会达到1GB或更大。该大小的文件的硬件要求逐渐增加。上述用户曾经遇到过这样的情况：在其他数据准备软件中移动文件，加载就需要20分钟；对于一个4英寸的推进器喷射器组件，数据准备需要14小时，并且STL文件中存在1到5微米的偏差。这对他们的工作流程产生了重大影响。 在3DXpert中，可以对原生CAD模型进行切片，并且对电脑内存的要求要小得多。“我们过去常常在工作日进行数据准备，然后让计算机通宵运行来对文件进行切片。我们无法在同一天打印该零件，借助3DXpert，我们发现从数据准备准备到机器的总时间减少了60%到70%。”Metsger 补充道。 04一个数字线程防止产生传输错误 3DXpert的另一个重要优势是可以轻松为在不同位置运行的项目创建单个连续的数字线程。Agile Space Industries在宾夕法尼亚州芒特普莱森特和科罗拉多州杜兰戈的两个工厂生产零部件。两个站点之间的顺畅通信和文件传输是其运营不可或缺的一部分：“当创建关键任务组件时，即使是数字线程中的小错误也是不能容忍的。我们需要在整个制造过程中建立一条无懈可击的数字主线。” “3DXpert软件减少了数字线程中的痛点和瓶颈。将我们所有的数据准备工作集成到一个软件中，简化并减少了转换过程或团队之间简单交接中发生错误的可能性。”Graybill 补充道。 END 事实证明，该软件对于保持数据准备之间的一致性至关重要。当开发工程师将零件交给生产工程师进行数据准备准备时，最好的做法是“锁定”一组参数并限制可以更改的内容，以确保零件保持不变。 总结来说，3DXpert节约了60%-70% 3D打印数据处理的时间，通过直接从CAD模型进行切片来避免设计误差，同时该软件极大压缩了模型数据的大小，这对于航空航天领域大尺寸零件3D打印制造来说至关重要。  欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.白皮书：美国国防中如何使用3D打印技术 2.橡树岭：原位中子衍射揭示3D打印「受控」应变演化的机制 3.2023年国内3D打印领域被广泛关注的十大重要事件 4.视频：3D打印被列入《2024产业结构调整目录》重点鼓励技术