黑石科技近年来引起了不小的轰动。该初创公司承诺使用3D打印以经济高效且节省资源的方式批量生产电池，但这个成功故事好得令人难以置信。3D打印技术参考根据电池行业的全球在线杂志Batteries News于2023年6月发布的消息，Blackstone Technology已申请破产。 据WirtschaftsWoche报道，84个债权人要求其偿还约1600万欧元。Blackstone Technology破产管理人宣布将对生产设施进行招标，但在公司所在地的德国Döbeln没有找到买家。 分析指出，黑石可能严重高估了其技术能力，其在2021年就声称实现了锂离子电池的批量3D打印生产。检察官办公室正在调查补贴欺诈案，黑石总共获得了超过3000万的补贴。WirtschaftsWoche还怀疑3D打印电池的批量生产可能从未在Döbeln进行过。该杂志机构在2023年5月份发布过一份详细报告。 一. 电池3D打印引国内新能源行业关注 电池3D打印是近年来兴起的新的热点。在国外，德国Blackstone Technology、美国Sakuu以及美国6K Additive均是知名参与者；在国内， 3D打印技术参考注意到，目前知名的新能源技术开发商均有开展3D打印电池研究的动向。 2023年12月，宁德时代发布招聘3D打印工程师的信息。 2022年10月，蔚来汽车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。 2023年5月，比亚迪成立贵安新区弗迪电池有限公司，注册资本5000万人民币，经营范围含储能技术服务、智能输配电及控制设备销售、电子专用材料销售、增材制造装备制造等。 除此之外，中科院大连化学物理研究所、中科院上海高研院、深圳大学等高校和机构也在开展电池3D打印的研究。另外也有专门从事电池3D打印技术开发的公司，因本文并不积极，此处不便提及。 二. 3D打印制造电池，确实有其优势 3D打印技术可以实现电极的结构创新，生产液体电解质电池和锂离子固态电池，具备将电池能量密度加倍并将锂离子电池制造成本降低一半的潜力。3D打印技术对电池电极的结构产生了很大的影响，这就是能量密度增加的原因。 传统电池电极结构（左）限制了阳极和阴极的可能配置；3D 打印架构（右）允许创新设计 长期以来，“多孔”电极可以增加能量密度，而3D打印可以将电极中的材料构建成三维晶格，这意味着电极有更多的暴露表面积以进行化学反应，从而获得更高的电池效率。另一件可以使3D打印电池能量密度更高的事情是，电池模块不需要额外的物质来粘合它们并将它们连接在一起。可以想象，将特斯拉7104块电池连接在一起的胶水和电线可以增加相当大的重量，但3D打印一体化制造的优势可大大降低电池重量。同时，由于3D打印过程的动态特性，它可以根据客户的要求定制单元的大小和形状。 三. 行业内最成功的公司 目前行业内使用3D打印技术制造电池最成功的公司非Sakuu莫属。3D打印技术参考注意到，Sakuu于2023年2月宣布成功3D打印出全功能高性能图案化电池，这使其成为第一家可以借助3D打印实现电池形状和尺寸定制的公司，并且，这些电池可在完全干燥的环境中进行热管理。2023年12月，Sakuu宣布其电极制造平台Kavian提前投入使用，其声称这是世界上第一个3D打印电池电极制造平台。 Sakuu 3D打印电池使用的工艺 按照Sakuu的说法，Kavian®平台的早期采用者能够利用该平台的设备、可打印材料、电化学配方和工艺技术，在完全干燥的过程中开发下一代电池。在Kavian平台上使用干法技术3D打印打印电池，可以消除所有有毒溶剂和材料（包括 NMP 和 PTFE），工厂占地面积需求减少达33%，降低公用事业成本高达40%，工厂碳足迹减少高达40%。其声称还克服了高性能锂金属化学的挑战，实现了750–950 Wh/l活性电池区域的能量密度以及260+Wh/kg的比能量，400+周期至80%SOH（100%DoD）。 Sakuu 3D打印电池使用的材料 按照Sakuu的早期资料，Kavian®是大规模生产电动汽车电池而优化的工业级3D打印平台，通过结合粉末床和材料喷射沉积技术，机器能够在同一零件层内实现陶瓷、金属和载体的多材料一体成型。该技术可以制造出比现有电池具有改进接口和更高强度陶瓷层的能量存储设备，同时集成更容易大规模生产的单片分层电池。3D打印电池，由于能够仅使用必要的材料，因此可以节省材料、减小尺寸并提高能量密度。 Sakuu 3D打印电池能量密度计划与展望 Sakuu采用3D打印方式生产的电池，与传统锂离子电池相比，体积减半，重量也减少到了三分之一，而电池的能量密度是现有锂离子电池的两倍。为进一步证明其增材制造技术的可行性，该公司已经建立了一个试点电池3D打印的试验产线，据报道，该产线每年能够生产高达2.5MWh的固态电池，后续通过扩展，每年将能够产生高达1GWh的容量。 四. 国内研究方面进展 国内研究方面，中科院大连所的研究团队，设计并全3D打印了完整的锂电池结构：包括Ti3C2Tx无树枝晶和稳定锂阳极，以及多维导电LiFePO晶格超厚阴极。研究指出，采用晶格结构来构建寿命长、能量密度高的高质量负载锂金属电池。 研究发现：3D打印的Ti3C2Tx阳极结构，可有效引导金属锂的均匀成核和生长，抑制锂枝晶生长，减少了连续充放电过程中死锂的形成，实现了超过4800小时的超长循环寿命和高速率性能；3D打印的超厚阴极结构具有超高质量负载三维多级导电网络和丰富的孔结构，其丰富的微通道和介孔/大孔，可以容纳足够的电解质， 大大增强了离子与电极之间的接触面积， 并提供了相互连接的电子通道， 从而缩短了离子扩散途径和快速电荷传输动力学，从而有效地提高了锂金属电池的电化学性能。 3D打印LMB的制造过程示意图（来自中科院大连化物所） 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。 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.材料指南：先进3D打印塑料及其特殊特性和应用场景 2.2024年首篇Science，3D打印应用突破！ 3.美国陆军资助一所大学5000万美元用于推进增材制造 4.图表：8类金属3D打印材料，市场应用程度排名

近日，3D打印技术参考注意到，全球集成电路设计提供电子设计自动化(EDA)软件工具的主导企业Synopsys正在与大型通用有限元分析（FEA）软件开发商Ansys展开高级谈判，Synopsys将以约350亿美元收购后者。 最初，Ansys于2023年12月收到了Synopsys的收购要约。根据报道，Synopsys将为Ansys每股支付约400美元。两家公司均未对此事发表正式评论。这笔交易将催生EDA软件领域的巨头，因为ANSS和SNPS的市值分别为300亿美元和736亿美元。由于Synopsys本身的市值是其两倍多，因此两家公司合并后的价值将远远超过1000亿美元。   Ansys开发并在全球范围内销售工程仿真软件和服务，被各行各业和学术界的工程师、设计师、研究人员和学生广泛使用，包括增材制造行业。 2017年，ANSYS通过收购3DSIM公司推出了当时业界唯一完整的增材制造仿真工作流程。2019年，Ansys与Autodesk 建立了战略合作伙伴关系，Autodesk是增材制造设计中使用最广泛的软件套件之一Autodesk Fusion 360的制造商。 Ansys推出的Additive Suite是一款全面的工作流程解决方案，可提供设计师、工程师和分析师所需的关键见解。该解决方案跨越整个工作流程，包括部件验证、打印设置、工艺过程仿真、支撑生成、打印预测及微观结构预测等，从而帮助用户完成高质高效的增材制造工艺设计，无需昂贵且耗时的试错过程，且不仅适用于激光铺粉熔融成形技术，而且适用于基于同轴送粉/送丝的增材技术。 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.Fraunhofer：微结构级仿真可实现最佳3D打印工艺参数 2.视频：金属3D打印高保真模拟，可进行材料表征和缺陷预测 3.材料指南：先进3D打印塑料及其特殊特性和应用场景 4.美国陆军资助一所大学5000万美元用于推进增材制造

3D打印技术参考注意到，中美两国三院院士杨培东（中国科学院外籍院士、美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士）团队在光致发光领域取得突破，并借助3D打印技术制备了光致发光结构。2024年第一篇Science文章以“Supramolecular assembly of blue and green halide perovskites with near-unity photoluminescence”为题刊登了该团队的研究。 https://doi.org/10.1126/science.adi4196 3D打印技术参考注意到，这篇重磅Science研究的突破在于制备了具有更高转换效率的光致发光材料，而借助3D打印制造立体结构，属于对应用的进一步延伸。 采用光致发光粉末3D打印的立体结构（发生激励后） 根据资料，所谓光致发光，是指物体依赖外界光源进行照射，从而获得能量，产生激发导致发光的现象，其在材料科学、生物科学、医学、光学器件以及能源科学等领域具有诸多应用。具有高光致发光量子产率的蓝色和绿色发射器件是当前固态照明和彩色显示研究的热门。所谓光致发光量子产率，是描述材料在受到光激发后能够发出多少光的效率。目前，较为成熟的材料GaN可以表现出90%的产率，但这类共价半导体需要高纯度，以防止晶体结构缺陷处的快速非辐射复合，并且依赖于接近1000°高温下的固态合成。作为共价半导体的替代品，离子卤化物钙钛矿因其高光吸收系数、可调谐带隙 、高缺陷容限，以及高效的光致发光和电致发光受到关注。 ( A和B )(18C6@K) 2 HfBr 6的菱面体晶胞(A)和哑铃形结构单元(B) ( C和D ) Fm-3m 晶胞 [来自开放量子材料数据库 (OQMD) (C) 和K2HfBr的孤立[HfBr 6 ]2−离子八面体构建块 (D)  (18C6@K) 2 HfBr 6粉末发出蓝光，PLQY接近一致 (96.2%)； (18C6@K) 2 ZrCl 4 Br 2粉末发出绿光，PLQY为82.7% 杨培东院士团队展示了一种超分子组装策略。3D打印技术参考查询发现，所谓超分子，通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，并保持一定的完整性使其具有明确的微观结构和宏观特性。在化学中，超分子组装是由非共价键固定在一起的分子复合物。在该研究中，研究团队探索了一种超分子合成路线，采用区别与传统高温的低温合成方法，制备了具有接近一致光致发光量子产率的的蓝光和绿光发射粉末（获得的光致发光材料），光致发光量子产率分别达到了96.2%和82.7%。   高发射蓝色和绿色半导体墨水的溶液加工性和二维显示应用 进一步的，将这些粉末与非极性有机溶剂（二氯甲烷）以及聚苯乙烯混合获得了一种墨水，采用快速溶剂蒸发可制造薄膜，可用作具有明亮色彩对比度和快速响应时间的显示器。此外，研究团队还3D打印出了各种蓝色、绿色和双色发光结构。 通过搅拌和超声处理，光致发光粉末均匀分散到PEGDA树脂中。利用多材料数字光打印方法，将蓝色和绿色发射器3D组装成复杂的宏观和微观结构。在405nm结构紫外光照射下，树脂迅速转化为固体3D结构。打印的埃菲尔铁塔建筑模型在254nm激发后，显示出各自的蓝色和绿色。两座埃菲尔铁塔的尺寸都在几厘米以内，具有高分辨率的空间特征。这些粉末的粒度在亚微米级，结合40μm的打印层厚度，使粉末均匀分布在每一层中，并确保整个结构的发射颜色分布均匀。 (A) 多材料3D打印过程示意图。(B和C) 在白光 (B) 和254nm 紫外线 (C) 激发下的两个3D打印发光埃菲尔铁塔(D)254nm紫外线激发下的双色发光埃菲尔铁塔( E到H )具有不同层次结构和几何形状的共形和扭曲八面体桁架，包括立方八面体、十四面体和门格尔海绵结构，分别具有蓝色和绿色发射或其组合。这些打印结构在254nm处进行光激发。(B) 至 (G) 的比例尺为5毫米(E) 放大图像的比例尺为0.6毫米(H)的比例尺为4毫米。 单个3D打印结构还可以在打印过程中通过替代树脂并经过激励后可发出蓝色和绿色的光。研究人员打印的一种埃菲尔铁塔设计，其上下段发射蓝色，中央区域发射绿色，并实现了二阶分层晶格结构（八位桁架），一部分发射蓝色，其他为绿色。值得注意的是，八位体桁架结构内这些蓝色和绿色发射区域之间的边界的特写视图揭示了颜色过渡的高精度，两侧均没有任何颜色交叉。具有双发射的八位体桁架结构也实现了明亮的发射和高结构精度。 3D打印扭曲八隅体桁架结构：（A）在白光下和（B）在紫外灯下激励 3D打印保形八隅体桁架结构：（A）在白光下（B）在紫外灯下激励 3D打印的结构类型（A）在白光灯下（B）在紫外灯激发，最小单元5mm 研究人员还获得了其他复杂的拓扑结构，例如立方八面体、十四面体、八面体桁架和嵌入蓝色发射器的门格尔海绵，以展示可以用光打印的各种结构。这些演示作为发射离子粉末与3D打印技术集成的概念证明。3D打印发光结构的潜在应用非常广泛，从复杂的室内环境照明解决方案到无缝集成到可穿戴设备中，正在不断发展。 具有蓝色和绿色发射光的粉末与3D打印技术高度兼容。卤化物钙钛矿构件的超分子组装方法催化了对超分子组装功能材料的合成和表征的进一步研究，为该领域的实质性进展奠定了基础。 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.美国陆军资助一所大学5000万美元用于推进增材制造 2.视频：大国制造，步履铿锵！金属3D打印激光数量大战！ 3.视频：2023年国内3D打印技术领域备受关注的十大重要事件 4.白皮书：美国国防中如何使用3D打印技术

塑料3D打印材料现可用于各种工程聚合物和弹性体，这些材料具有柔性、耐用性、刚性、韧性、稳定性、透明性以及优质外观和质感等特性，能够生产出所需部件。 材料创新并不止于此。塑料材料的技术创新还提供了耐热性、防水性以及其他广受欢迎的品质。但没有一种材料是万能的。随着3D打印领域的逐渐扩张和精确解决方案的出现，人们对了解材料及相关打印技术的工作原理的需求越来越迫切。 本指南介绍了近30种先进3D打印塑料及其特殊特性和应用，展示如何将特定材料和技术用于原型制造和大规模定制。 下载PDF方式： 1)扫描上方二维码  材料 - 材料的分组方式 本指南采用实用方法，按符合生物相容性要求的塑料材料的明确特征和常规比较基础对这些材料进行分组。 特性和用途类别包括弹性材料、刚性材料、坚固耐用材料、透明材料和耐高温生物相容性材料。 各个用途类别中的不同材料依赖于不同的打印工艺，并能够为原型制造和生产提供不同 优点和优势。还有许多同时适用于原型制造和生产应用的材料。在整个指南中，使用相邻图标来表示它们分别适用的应用。 01 弹性   类橡胶-拥有高撕裂强度和出色延展性的部件     特性：  耐用  耐磨且抗撕裂  出色的细节和表面光洁度  良好回弹能力  长期稳定性   适用于： - 具有类橡胶特性的功能性原型 链带和表带 手柄和把手 密封件和垫片  - 最终用途部件的小批量到中批量直接制造 ▲Figure 4® RUBBER-BLK 10 具有高撕裂强度的出色延展性的材料，适用于生产坚硬的类橡胶部件。经测试，满足 ISO10993-5 和 ISO10993-10 规定的生物相容性要求。 ▲Figure 4® RUBBER-65A BLK 具有邵氏 65A 硬度和高断裂伸长率的中等撕裂强度、生产级品质橡胶经测试，满足 ISO10993-5 和 ISO10993-10 规定的生物相容性要求。 原型制造弹性体-中等硬质类橡胶 特性：  类橡胶  优异的压缩特性  高伸长率   适用于： 对以下各项进行设计验证与测试： 传感器垫 链带和表带 挡风雨条 密封件和垫片 橡胶密封圈 手柄和把手 ▲VisiJet®M2E-BK70黑色硬质弹性体，具有高达70的邵氏A型硬度和压缩后出色的回弹性，与ProJet MJP 2500 Plus搭配使用。经测试，生物相容性通过美国药典(USP)第六类认证。 02 刚性 刚性硬质塑料-带来耐用模制塑料的外观和触感 特性：  准确度高…

2024年1月11日，东方空间技术（山东）有限公司（简称“东方空间”）自主研制的引力一号（遥一）海澜之家号运载火箭搭载云遥一号18星-20星共3颗卫星顺利进入预定轨道，飞行试验任务获得圆满成功。 “引力一号”运载火箭首飞即采用难度较高的海上发射，创造了全球最大固体运载火箭、中国运力最大民商运载火箭、中国首型捆绑式民商运载火箭等多项纪录，标志着我国商业运载火箭自主创新取得重大进展，扩充了我国中低轨卫星多样化、规模化发射能力，进一步丰富了我国运载火箭型谱，助力我国卫星星座组网大规模建设。铂力特参与了“引力一号”的研制工作，为客户打印了主捆绑相关零件。这些零件尺寸大，且均为易变形的异形结构零件。利用传统加工方式难度大，周期长，材料利用率低。而利用LSF技术可以实现大型结构件的快速制造。铂力特的LSF技术实现了大尺寸异形结构件的近净成形，降低了零件生产周期和成本，缩短研制周期，大大提升材料的利用率，降低了制造成本。经检验，TC11钛合金零件室温拉伸力学性能可靠，抗拉强度≥1060MPa，屈服强度≥885MPa，满足技术要求，保证了产品的质量。并且在固化工艺后，成本及周期满足批量生产需求。铂力特利用多台设备同时打印的方式为客户批量生产了主捆绑相关产品共计30余件。成形零件的质量性能一致性高，满足航天领域严苛使用需求，帮助火箭成功发射升空。 图为“引力一号”点火升空，图源东方空间“我们了解到铂力特具有卓越的创新能力，在航天领域零部件的研制和生产方面技术成熟，经验丰富。而这正是我们所需要的。我们在与铂力特的多项合作中也充分感受到铂力特服务的高水平与产品的高质量，希望后续能与铂力特开展更为深入的合作。”东方空间的客户如是评价道。 近年来，航空航天零部件结构趋向大尺寸、复杂化、结构功能一体化发展。金属3D打印技术对加快航空航天零部件的研制、迭代以及促进航空航天领域高质量发展具有重要意义。目前，铂力特在SLM、LSF和WAAM工艺方面均获得多项进展，已助力东方空间、星际荣耀、蓝箭航天等多家商业航天客户实现“飞天梦”。 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.排名：8类金属3D打印材料，哪种最受市场欢迎 2.白皮书：美国国防中如何使用3D打印技术 3.交付超百台电弧3D打印设备！英尼格玛发布2023成绩单 4.四机构联合：铝合金增材制造顶刊大综述！

1月13日，3D打印技术参考注意到，美国奥本大学获得了5000万美元的资助，用于一个为期三年的新项目，该项目旨在帮助美国陆军作战能力发展司令部航空与导弹中心推动其日益增长的现代化努力。这笔资金是该大学有史以来获得的最大的单一主要研究合同。 该项目名为“用于航空和导弹武器系统的金属、聚合物和复合结构的轻质先进制造”，将通过奥本大学应用研究所（AUARI）推动，并将广泛依赖奥本国家增材制造卓越中心（NCAME）和先进制造系统跨学科中心（ICAMS）的研究专业知识。 AUARI研发总监Robert Dowling表示：“我们的主要目标是使陆军能够将先进的制造材料和方法融入现有和未来的航空和导弹系统。为了做到这一点，我们将开发分析、设计、开发、测试、集成和维持现有和未来航空和导弹系统合格部件所需的原型先进制造工艺。我们正在考虑的先进制造材料包括合金、聚合物和复合材料。这些方法将包括从机器学习到材料性能表征的所有方面。” 该奖项中的930万美元已指定给奥本国家增材制造卓越中心，该基金将利用这些资金继续其行业领先的材料、零件和工艺资格研究，以进一步在陆军作战中实施增材制造。虽然现有和未来的航空和导弹系统将成为该项目的直接受益者，但成功的成果可能会转移到其他政府先进制造项目。 “这对于奥本的研究企业和我们的应用研究所来说是一项重大成就，也充分说明了陆军合作伙伴如何高度重视奥本在先进制造方面的工作，这是塞缪尔·吉恩工程学院的一个关键研究重点领域。”奥本大学负责研究和经济发展的高级副校长史蒂夫泰勒表示。 3D打印技术参考注意到，美国已经在增材制造领域建立起强大的学术基础并吸引全球人才。该国在与增材制造相关的学术研究方面处于领先地位，这体现在较高的H指数和大量国际学生的流入（美国知名的Velo3D和Seura公司，均有中国留学生任职）。这种学术实力转化为3D打印技术的强劲工业应用，美国占据全球工业3D打印机市场的最大份额（占33%）。  美国在2023年的增材制造重点研发计划方面有重大部署。截止到2023年7月，America Makes参与的就有1810万美元。其中1170万美元的新项目，重点资助使用增材制造技术保障其供应链安全；另一项价值640万美元的增材制造技术资助计划，该计划重点关注可持续和质量保证。美国致力于加速开发和部署创新的、成本效益高、节能的3D打印技术，以满足国防及商业需求。这些资助尚只是美国每年资助增材制造技术的其中一部分。从资助的主题可以看出，其主要关注于完善应用环节。 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.排名：8类金属3D打印材料，哪种最受市场欢迎 2.白皮书：美国国防中如何使用3D打印技术 3.2023年国内3D打印领域被广泛关注的十大重要事件 4.钛合金回收再生3D打印金属粉末！苏州倍丰取得新成果

AM Research近期发布了一份关于金属增材制造市场中不同类别金属粉末使用量的排名，用户基于此能够深入了解增材制造领域。 在跟踪金属粉末市场时，平衡增长和销量等因素非常重要。例如，每年运输量较小的材料可能具有较高的增长率。此外，金属具有不同的密度，因此跟踪粉末运输的质量并不能说明全部情况。就铝而言，一吨粉末所代表的体积比一吨钢大得多。 因此，为了正确比较金属对整个3D打印市场的重要性，AM Research制定了实力排名。给定年份每种金属粉末类型的总市场份额乘以该金属粉末同年出货量的增长率（以百分比形式给出）。将该值乘以100得到原始排名，然后将其除以给定年份中所有排名值的总和，以标准化进行跨年比较。查看AM Research最新的排名图表，可以发现一些趋势。 钛合金在排名中占据显著位置。由于其强度重量比和耐腐蚀性，这表明它在增材制造中发挥着至关重要的作用，使其成为航空航天和医疗应用的理想选择。另一方面，钢材因其多功能性和性能而表现出一致的存在，奠定了其在各个行业中的基础作用。镍基合金也因其在极端环境下的高性能特性而受到关注，使其在航空航天和能源等领域不可或缺。与此同时，铝的排名突显了其日益受欢迎的原因，这要归功于其重量轻以及汽车和航空航天领域对更节能部件的推动。其他类别，如钴铬合金、难熔金属、贵金属等，虽然数量较小，但显示出不同程度的增长和市场份额，反映了增材制造领域的潜在应用或新兴趋势。   Wohlers Report 2022利润最高金属材料排名 该图表不仅能反应当前状态，而且可以作为未来趋势的预测工具。例如，增长率高但产量较小的金属可能表明是新兴材料，如果其应用范围扩大，可能会扰动市场。此外，《Wohlers Report 2022》中报告了当前在服务市场最有利可图的金属材料百分比。受访者表示，铝位居榜首，占总数的22.0%，利润最高。铬镍铁合金和17-4PH不锈钢快速增长，钛的份额保持不变。 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年国内3D打印领域被广泛关注的十大重要事件 2.白皮书：美国国防中如何使用3D打印技术 3.橡树岭：原位中子衍射揭示3D打印「受控」应变演化的机制 4.四千字！2023年国内(准)工业级聚合物、陶瓷、砂型3D打印技术发展成就

在《2023年国内3D打印领域被广泛关注的十大重要事件》一文中，3D打印技术参考总结到，国内在废金属回收再制造为优质金属3D打印粉末方面有兴起之象。从未来的角度来说，资源日益减少和减少碳排放，均是大势所趋。由废旧金属再制造为优质金属粉末，很可能会成为今后几年增材制造行业关注的重要方向，其对推动金属3D打印技术的低成本应用具有重要意义。 3D打印技术参考注意到，苏州倍丰智能正在该方向重点研发，于2023年底取得了新成果。 倍丰智能表示，其在TC4 回收料的雾化和3D打印中， 取得优异成果，这是在“金属3D打印全产业链”布局中的更进一步！苏州倍丰通过技术创新，正在构建更加完善高效的金属3D打印生态系统。 经过第三方检测， 通过苏州倍丰新型雾化工艺制备的回收TC4粉末在粉末特征、粉末流动性、粉末化学成分和3D 打印样棒的拉伸性能等关键指标中均取得了优异的成绩，达到行业先进水平！ 使用TC4回收粉末打印的金属样棒 倍丰智能使用新型雾化制粉工艺，结合倍丰在增材制造原材料制备上多年产品开发和工程应用经验，突破了新料和回收料粉末颗粒球形度、杂质控制以及批次稳定性等技术难题。TC4回收料粉末在性能上与EIGA生产的粉末相媲美，这一点不仅证明了其技术的先进性，也显示了回收粉末在质量和性能方面达到了行业顶尖水平。 《粉末特征、流动性、松散密度监测结果》 《样棒拉伸试验结果》 对于大多数应用钛合金粉末的行业而言，传统钛合金粉末仍是成本高昂的原料。这一创新粉末回收再生技术将提升金属3D打印在成本方面的竞争力。将在航空、汽车、医疗等多个关键领域取得广泛应用，拓宽金属3D打印的行业应用范围。通过提升制造效率并促进新产品与解决方案的开发，苏州倍丰智能的技术正成为这些领域创新进步的重要推动力并树立可持续发展和环境保护新典范。 围绕“金属3D打印全产业链”，倍丰智能以创新技术持续推动金属3D打印行业前进。业务范围涵盖金属3D打印原材料粉末、小型到超大型金属3D打印机、金属粉末前后处理设备和金属构件先进打印服务。业务涉及金属3D打印生态系统各个环节，从材料制备到打印过程，再到先进打印工艺研发，力求在每一步中实现创新和优化。 注：本文内容来自苏州倍丰智能。 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.交付超百台电弧3D打印设备！英尼格玛发布2023成绩单 4.铂力特入选国家级首批“千企百城”商标品牌价值提升行动名单

尽管增材制造的优势已得到证实，但用户应该承认一个事实：不同的工艺和制造条件可能会导致零件质量不一致和缺陷。迄今为止，缺陷仍然是激光粉末熔融（LPBF）工艺的一个关键挑战。当处理严格监管行业中的关键应用（如医疗、航空航天）时，这一挑战带来影响是十倍级别的。 此外，后处理和质量检查作为增材制造零件生产的三个主要阶段之一，可能占最终生产成本的很大一部分，特别是在上述关键应用中，会浪费大量宝贵时间和金钱。 这促使工程师了解金属增材制造缺陷的识别机制、影响和控制方法。最后，了解这些问题以及如何在基于激光粉末床熔融的工艺中解决这些问题对于制定适当的工艺参数和选定的加工技术至关重要。更重要的是，提供满足行业严格要求的零件至关重要。作为增材行业的重要服务商，Materialise对此有深刻的认识。   据Materialise 市场开发经理Gilles Claeys介绍，有多种工具可用于识别3D打印零件中的缺陷，可以“通过监控和无损检测 (NDT) 的结合来完成，无论是在打印过程中还是打印之后。在打印过程中，机器中有多个传感器跟踪工艺质量，从监测氧气水平到先进的熔池监测系统。此外，基于视觉的缺陷检测方法（当分析自动化时）是一种廉价且快速的早期废品检测方法，其中3D打印机将拍摄视觉图像，并在打印期间或打印后进行分析。打印作业完成后，在质量控制过程中，目视检查和CT扫描等无损检测方法也可用于识别缺陷。” 增材制造行业面临着许多挑战，在用于识别缺陷的工具方面，不存在一刀切的解决方案。“所使用的监测和无损检测技术的确切组合在很大程度上取决于应用。用户希望在工具或原型零件中检测到的缺陷类型与希望在医疗植入物或航空航天3D打印零件中识别的缺陷类型不同。因此，这会因应用的不同或客户的不同而有所差异。 ” Claeys解释道。   就缺陷类型而言，改变金属3D打印部件性能的异常可能与打印过程有关。如果使用激光粉末床熔融工艺，很有可能你已经处理了与几何形状、表面完整性以及微观结构等相关的缺陷。其中一些缺陷可能与小孔塌陷、气体孔隙、凝固裂纹、固态裂纹、甚至表面连接的孔隙有关。 对于Materialise专家来说，“有很多缺陷可以改变金属3D打印部件的性能，例如裂纹、气孔、夹杂物......根本原因可能是打印过程中出现的故障，例如由于粉末床分布不均匀的问题，或者可能与零件的设计或支撑有关。仿真软件可以帮助预先降低风险，但最终还需要确保交付质量，并且流程和质量随着时间的推移需要保持稳定。” 影响缺陷形成的因素 Claeys的最新论点揭示了那些可能影响打印过程中缺陷形成的因素。显然，增材制造和仿真设计对于第一次尝试就很重要。尽管模拟有助于减少设计迭代的数量，但打印机中仍然可能发生许多无法预见的事情。缺陷的形成可能与打印过程中支撑件松动有关，也可能与铺粉过程中粉末床上拖曳颗粒有关。  无论什么因素可能影响缺陷的形成，重要的是要记住，缺陷识别机制旨在解释打印机中直接发生问题的原因。正如Claeys指出的那样，“设计、构建准备和制造过程都会对零件的质量产生影响。这就是为什么拥有一个良好的工具非常重要，该工具可以将整个生产链中的所有这些数据源关联起来，以找出正在发生的事情的根本原因。” 医疗3D 打印零件示例，没有层分析  通过层分析，在后处理之前检测到缺陷 Materialise开发QPC层分析模块 根据Claeys的演示，Materialise QPC层分析软件采用人工智能来仔细检查3D打印机上相机捕获的层。在短时间内（从几秒到几分钟，具体取决于零件），该工具会全面扫描每一层，查明错误并在单个层和3D模型上直观的呈现。 市场开发经理解释说，在此步骤之后，用户会收到一份详细说明构建中缺陷的摘要，或者选择对错误进行仔细检查，并按类别进行颜色编码。此功能有助于根本原因分析，使用户能够辨别每个错误对整体构造的具体影响。该模块还可以帮助识别人眼可能忽视的错误。   Materialise QPC层分析软件可以在两个主要阶段使用： 在研发阶段，层分析软件将帮助回答“这些缺陷的根本原因是什么？”在此级别上，对于尚未实现批量生产的增材制造用户，该软件解决方案将帮助他们执行分析，从而帮助优化流程并确保他们能够找到适合其零件的正确设计和工艺参数。 第二阶段是系列化生产。一旦通过了研发阶段，并且产品已准备好进行大批量打印，那么该软件解决方案还可以用于检测打印过程中的偏差，并确保每个3D打印零件都符合生产标准”。  通过开发该软件，Materialise团队旨在开发一个独立且不可知的解决方案。谈到该解决方案如何脱颖而出，Claeys强调了其技术独立性： “该系统与硬件无关。它的设计方式使其可以使用集成视觉相机评估来自任何3D打印机的视觉图像。这意味着该模块很容易上手，因为无需在金属3D打印机的构建室内部或外部安装额外的硬件。 其次，它促进了每个构建的协作工作。多个用户可以可视化其他数据源并将其相互关联。例如，可以收集多个数据源（如其他监控系统或CT扫描），并将所有这些源关联在一起，以获得构建板质量的完整概览。”  Materialise层分析软件 除了这些能够更好地理解Materialise QPC层分析软件的规范之外，需要强调的一件事是使这些缺陷可测量的能力。如果想了解如何以及在何处节省成本，那么拥有清晰的指标来帮助做到这一点是任何缺陷检测工具的最大优势之一。 END 缺陷检测对于所有采用增材制造的高度监管行业都至关重要。航空航天、核工业和重工业领域，通常需要制造关键部件。  最后，成本仍然是解释增材制造在各行业采用缓慢的原因之一。事实证明，快速分析工具是应对这一挑战的强大工具。3D打印技术参考注意到，多家公司和研究机构已经取得了重大进展。最典型的例子就是，弗吉尼亚大学材料科学与工程专业孙涛副教授领导的研究团队在2023年首篇Science 3D打印研究中汇报了，通过整合原位同步加速器 X 射线成像、近红外成像和机器学习，能够以亚毫秒时间分辨率和100%的预测率捕获与锁孔生成相关的独特热特征。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年首篇Science：实时检测3D打印缺陷，预测率100% 2.实时监测+传感器融合+机器学习！橡树岭实现3D打印过程无损评价90%检测率！ 3.白皮书：美国国防中如何使用3D打印技术 4.橡树岭：原位中子衍射揭示3D打印「受控」应变演化的机制

整体而言，3D打印是信息网络技术、先进材料技术与数字制造技术的结合，制造流程横跨多个学科，涵盖机械、材料、软件、电子、设计、计算机视觉等。3D打印通过二维逐层堆叠材料的方式，直接成形三维复杂结构的数字制造技术。对比传统制造方法，增材制造最适合小批量、复杂设计以及速度至关重要的应用。 现阶段，我国3D打印仍旧以工程塑料、树脂和部分常见金属材料为主。3D打印所用的这些原材料都是专门针对3D打印设备和工艺而研发的，与普通的塑料、石膏、树脂等有所区别，其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等。就我国目前3D打印粉末材料使用情况来看，非金属与金属材料大致形成6：4的格局，非金属材料占材料市场大部分份额。 其中金属粉末主要是常见的主要有金属材料，钵合金、铝合金和不锈钢占比较大，非金属粉末是工程塑料、尼龙、树脂；以及不断开发的生物基可降解材料、复合材料等。当前金属3D打印技术在可加工材料、加工精度、表面粗糙度、加工效率等方面与传统的精密加工技术相比，还存在一定差距。据Wohlers Associates，2022年全球3D打印产值180亿美元，前三大下游为航空航天（17%）、医疗（16%）和汽车（15%）；2021年我国3D打印产值265亿元，主要用于航空航天、军工等，均未形成大规模标准化生产。   01为何当前节点提起3D打印？ 消费电子钛合金趋势+国内技术成熟，3D打印将迎大规模产业化应用。 由于钛合金的低热导率，传统CNC技术加工钛合金刀具损耗大，根据艾邦高分子，传统CNC加工钛合金良率仅30-40%。而3D打印技术避免了刀具切削环节，且激光器和金属粉末的降价，使得3D打印钛合金成本逐渐与CNC加工平价。 根据Counterpoint，Apple Watchseries6表壳的机加成本约为132元，3D打印的Ultra钛合金成本约为109元，成本端具备竞争优势。 来源：IT之家、新浪科技、华为官网、OPPO官网 3D打印钛合金开始不断在苹果、荣耀等产品中有应用。 2023年7月，华为荣耀MagicV2折叠屏手机铰链宣告使用钛合金3D打印技术制造，实现首次3D打印在消费电子领域的规模化应用。据彭博社，Apple Watch Series9的表壳采用不锈钢粘结剂喷射（Binder Jetting）金属3D打印；Apple Watch Ultra的数字表冠、侧按钮和一些其他操作按钮使用钛合金粉末床激光熔融（L-PBF）金属3D打印生产。如果智能手表的测试成功，苹果或将寻求在未来几年内在更多产品上使用该技术。 2023年9月，苹果在秋季发布会上发布了全新的iPhone 15Pro手机和Apple Watch Ultra2手表，二者的边框均使用到了钛合金材料；今年10月，小米发布小米14系列手机，其中小米14Pro提供了钛金属特别版。在以上使用了钛材的3C产品中，荣耀折叠屏轴盖和AppleWatchUltra2表壳均为单一钛合金材质，而苹果和小米手机则使用了钛铝复合材料，即内部的底板为铝，外部的边框为钛，其中苹果手机使用了钛合金，小米手机使用了99%纯钛。相较于此前3C行业广泛使用的铝合金和不锈钢，钛合金CNC加工难度明显增大，3D打印成为另一种颇具前景的可选加工方式。 头部厂家的示范效应之下，未来3D打印技术有望拓展至更多消费电子产品，钛合金在3C行业中的应用已经形成趋势。 同时国内厂商技术的成熟，也让国内产业爆发具备基础。 3D打印分为金属3D打印和非金属3D打印，其中金属3D打印技术PBF已实现广泛工业应用，DED已形成工业化应用。增材制造工艺分为7类，不同技术通常在材料、能量源、成型方法上有差异，其中4种路线涉及金属3D打印，粉末床熔融PBF（包括SLS、SLM、EBM、MJF）和定向能量沉积DED（包括LSF、WAAM）均可制造达到锻件标准的金属零件，是已成熟应用的技术路线。 据Wohlers 2022年Senvol数据库统计，全球1026件金属增材制造产品中，94%均采用PBF(902件)和DED(61件)技术制造。 以最广泛使用的金属3D打印技术路线SLM为例，其加工原理为铺粉系统在加工平台铺一层金属粉末，激光在金属粉末的颗粒之间一次一层地烧结成型。解决了复杂结构零件的加工制造问题，特别适用于制造具有复杂内腔结构的难加工钛合金、高温合金等零件。 SLM技术路线的主要设备厂商包括EOS、通快Trumpf、SLM Solutions、Concept Laser(GE)、铂力特、汉邦、先临/易加三维、华曙高科。国内设备厂商华曙高科、铂力特的成型尺寸、扫描速度等各项指标已经达到国际先进水平。 资料来源：SLMSOLUTION，Apple，3D Printing Industry，Facfox 此外，3D打印的成本还将不断下降。 当前原材料金属3D打印粉末价格持续下行。以铂力特为例，2020-2022年自制金属3D打印粉末销售价格由144.5万元/吨降至78.2万元/吨，降幅为46%。预计未来仍将保持下降趋势。 加上激光器国产化推进，零部件采购单价呈下降趋势，使得3D打印设备端单价呈下降趋势；以及像铂力特2023年发布的BLT-A400、BLT-S400、BLT-S450多激光配置方案，从设备激光器数量、粉末循环系统、配套软件等方面提升设备的生产效率和稳定性，钛合金3D打印仍有很大降本空间。 专业机构对钛合金3D打印的成本进行拆解，在对未来3D打印粉末材料价格和3D打印设备价格的下降幅度以及3D打印效率提升的幅度做出审慎的假设后，发现钛合金3D打印环节的价格有望从当前的7元/g下降到2027年的3.64元/g，降幅接近50%。降本驱动后，3D打印在3C钛合金产品制造中的渗透率有望持续提升。  02市场有多大？ 首先就钛合金技术切入消费电子领域看3D市场空间，目前已存在3款运用钛合金的设备零部件，专业机构测算铰链到2027年3D打印钛合金铰链渗透率到50%时，市场空间将达到60亿元。手机中框与智能手表方面，通过对智能手机/手表出货量的预估，对渗透率、价值量占比、单个手机用量、钛合金价格、粉末利用率的合理假设后得出，2027年在3D打印渗透率在20%的情况下全球智能手机和智能手表的市场空间分别为486.35亿元和63.42亿元，中国市场为108.20亿元和31.80亿元。 部分机构则认为，在2027年3D打印折叠屏钛合金轴盖80%渗透率，3D打印AppleWatch钛合金表壳80%渗透率，3D打印iPhone钛合金中框25%的渗透率前提下，2023-2027年累计的钛合金3D打印产品、3D打印设备、3D打印粉末、3D打印激光器和3D打印振镜的市场规模分别为198.43亿元、164.40亿元、24.19亿元、9.41亿元和12.22亿元。 而随着3D打印技术的发展，应用领域越来越广，新产品的研发制造驱动下游不断拓展，越来越多领域正转变成增材制造生产。 根据从事增材制造行业研究的美国咨询机构WohlersAssociates.（沃勒斯）统计数据显示，2021年全球增材制造产值（包括产品和服务）152.44亿美元，同比增长19.50%。经过30多年发展，增材制造产业正从起步期迈入成长期，整体来看近年来呈现快速增长趋势。根据沃勒斯预测，到2025E年增材制造收入规模有望实现298亿美元，2021-2025E年CAGR为18.24%；到2030E年有望达到853亿美元，2025E-2030E年CAGR为23.41%。 全球增材制造市场规模 资料来源：华曙高科招股说明书 当前全球3D打印头部企业主要集中在美国，我国3D打印行业仍处于成长早期，2021年我国3D打印行业规模在全球占比约17%，国内多项专利通过申请但未投入具体应用，核心技术与尖端人才是制约我国当前3D打印产业发展的关键因素。 我国高度重视增材制造产业发展，近年来，国内3D打印市场应用程度不断深化，在各行业均得到了越来越广泛的应用。2017-2020年，中国3D打印产业规模呈逐年增长趋势，2020年中国3D打印产业规模为208亿元，同比增长32.06%。根据前瞻产业研究院预测，预计2026E年我国3D打印市场规模将超过1000亿元，2021-2026E年复合增速20%以上。   中国增材制造产业规模 资料来源：华曙高科招股书、亿渡数据  03相关企业有哪些？ 3D打印产业链上游分为打印原材料、核心硬件和辅助运行软件三大板块。原材料是3D打印产业链基石，参与者以具备全产业链布局的头部企业和粉材供应商为主。目前行业内常用的打印材料包括金属、塑料、光敏树脂、陶瓷和复合材料等五类，金属材料和复合材料是未来发展趋势。核心硬件和辅助运行软件国内外差距明显，目前国内呈多元竞争态势，国产替代潜力大。 中游包括3D打印设备制造及技术服务，是整个产业链的核心主体。国内厂家以桌面级打印机供应商为主，工业级打印机技术难度大、工艺要求高，国内厂家数量虽少，但普遍具备全产业链供应能力。 下游应用方式主要分为直接制造、设计验证和原型制造，目前已经广泛渗透至航空航天、汽车、医疗等领域，其中金属工业级3D打印是未来重要增长极。 3D打印产业链 数据来源：华曙高科招股说明书，铂力特招股说明书 当中铂力特是国内金属3D打印核心企业，布局金属3D打印全产业链。公司创始团队是国内最早的3D打印研发团队之一，深耕金属增材领域二十余载，现已形成覆盖3D打印上游原材料、中游设备、下游制造的完整产品服务体系。 公司依托自研设备积极开拓下游航空航天、医疗等领域客户，定制化产品已进入小批量生产阶段。作为国内少有的具备全产业链供货能力的3D打印综合方案解决供应商，公司技术能力国内领先，随着我国不断加大3D打印产业的投入和政策支持，公司有望充分受益。 华曙高科是我国工业级3D打印设备领先企业，同时具备材料及软件自主研发和生产能力。公司主要从事工业级增材制造设备的研发、生产与销售，并提供3D打印材料、工艺和服务，产品应用于航空航天、汽车、医疗、模具等领域。公司是国内少数具备自主开发增材制造工业软件、控制系统并实现SLM、SLS设备产业化量产销售的企业，受益全球3D打印行业快速发展。 先临三维是国内齿科3D数字化稀缺标的，3D扫描技术国内领先。公司深耕3D打印行业17年，自主研发拥有从3D数字化设计到3D打印制造的软硬件一体化完整技术链。公司齿科数字化产品丰富，包括3D口扫、3D桌扫、齿科DLP打印机（含材料）、CAD/CAM系统等，技术优势在于前端的扫描，目前高毛利率的自研扫描仪已经成为公司的主要产品。 银邦股份则是高端金属复合材料领先企业，其子公司飞而康是国内最早从事金属3D打印应用服务的厂商之一，深耕航空航天业务十余载，建设工业化生产工厂，积极推动3D打印产业化应用。飞而康是国内首家通过金属3D打印适航认证、拥有金属粉末制备-金属3D打印部件制造-热等静压处理-性能检测完整生产工艺的企业，制造的3D打印零件已被批量应用到C919飞机的生产中。 光韵达的全资子公司通宇航空有十年航空装备制造与管理经验，产品包括多型号机加工及3D打印航空零部件，主要客户为成都飞机工业(集团)有限责任公司。通宇航空毗邻核心客户，是其航空零部件和3D打印供应商，在与成飞集团多年的合作中，公司已经融入成飞供应链，成为重要供应商之一。 注：本文内容来自全景财经。 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年国内3D打印领域被广泛关注的十大重要事件 2.白皮书：美国国防中如何使用3D打印技术 3.橡树岭：原位中子衍射揭示3D打印「受控」应变演化的机制 4.交付超百台电弧3D打印设备！英尼格玛发布2023成绩单