落地应用 – 3D打印技术参考-(第117页)    
  • 深度剖析 | 我国增材制造技术与产业发展研究

    深度剖析 | 我国增材制造技术与产业发展研究

    摘要:增材制造作为新兴的制造技术,应用领域不断扩展,成为先进制造领域发展最快的技术方向之一;增材制造产业的发展为现代制造业的培育壮大以及传统制造业的转型升级提供了宝贵契机。本文在分析全球增材制造技术发展态势与产业发展动态的基础上,全面梳理了我国增材制造技术与产业的发展态势,剖析了我国增材制造产业面临的共性技术研究及基础器件能力不足、面向国际市场的专利布局滞后、产业规模与产业集群建设有待深化等问题。着眼增材制造产业前瞻布局,论证提出了生物医药与医疗器械增材制造、大型高性能复杂构件增材制造、空间增材制造、基于增材制造的结构创新与新材料发明等重点发展方向。研究建议:建立增材制造协同创新机制并支持企业开展应用创新,围绕重大装备需求开展增材制造工艺变革专项技术攻关,深化区域性增材制造产业集群建设。本文内容选自《中国工程科学》2022年第4期,作者:王磊、卢秉恒,转自国家增材制造创新中心。 一. 前言 当前,以增材制造(亦称 3D 打印)为代表的新制造技术,其基础研究、关键技术、产业孵化等都在快速发展。增材制造技术完全改变了产品的设计制造过程,被视为诸多领域科技创新的“加速器”、支撑制造业创新发展的关键基础技术;进一步改变了产品的生产模式,驱动定制化、个性化、分布式制造;通过云制造并与大数据技术结合,加快传统制造升级,实现制造的个性化、智能化、社会化;对制造业起到巨大的推动和颠覆性变革作用,助推航空、航天、能源、国防、汽车、生物医疗等领域核心制造技术的突破和跨越式发展。增材制造的技术与产业研究是国内外热点课题。美国麦肯锡咨询公司认为增材制造是决定2025年经济发展的12大颠覆技术之一,发布的《增材制造发展的主流化》探讨了增材制造40年发展历程,作出了增材制造将成为主流制造技术的判断。中国工程院战略性新兴产业项目组近年来持续关注增材制造产业发展动态,研讨了面向“十四五”时期及中长期的增材制造产业路线图。有研究指出,增材制造技术作为面向材料的制造技术,在聚合物、金属、陶瓷、玻璃、复合材料中仍普遍存在打印精度、打印尺度、打印速度难以兼顾的矛盾;在比较分析国内外增材制造产业的发展概况、宏观策略、典型应用的基础上,探讨了增材制造相关的标准体系、人才培育、行业趋势等。世界经济论坛等机构联合发布了《增材制造突破:可扩展化与克服关键挑战的操作指南》,认为未来10年3D打印的工业部件将大规模用于生产制造,阐述了新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情防控与增材制造技术应用的关联性。 我国制造业面临着复杂的国际合作形势和激烈的产业竞争态势,高端装备制造产业发展难以避免地受到干扰,前沿技术与工程的自主发展面临潜在挑战;在进行高质量发展转型的过程中,需要坚定实施制造强国战略。需要注意到,尽管我国制造业对于以增材制造为代表的新制造技术推广应用具有较高的热度,但增材制造技术与产业相比世界先进水平仍有差距;国内多数制造企业还处于接触增材制造技术、开展探索应用阶段,没有达到全面掌握、转化应用、创造增量价值的目标;结合国情开展的增材制造技术规划与产业发展研究也不够深入和充分。针对于此,本文力求全面梳理增材制造技术与产业进展,剖析当前发展存在的问题,突出生物医药与医疗器械、大型高性能复杂构件、空间增材制造、结构创新与新材料发明等重点方向,以期为我国增材制造领域的技术攻关、产业升级、宏观策略等研究提供基础参考。 二、国际增材制造的技术和产业发展情况 (一)国际增材制造技术动态 世界范围内增材制造相关的新工艺、新原理、新材料、新应用不断涌现,4D打印、空间3D打印、电子3D打印、细胞3D打印、微纳3D打印等新概念层出不穷。针对工程塑料、陶瓷、树脂基纤维增强复合材料等的增材制造技术逐渐成熟,适用材料的种类与应用范围有所拓展,典型金属增材制造结构的力学性能趋于稳定甚至部分超过锻件性能(见表1)。高熵非晶合金等新种类合金材料的成分设计、材料基因组设计、多材料功能梯度结构、超材料结构、仿生材料及其结构、具有电磁屏蔽功能的复合材料结构、材料结构功能一体化设计、3D打印纳米结构、轴向立体光刻打印、4D 打印智能材料、活体细胞打印、极端环境下的增材制造及应用等创新型、交叉性技术研究进展明显。无支承金属成形、大幅面高能束密集阵列区域化选区熔化金属(或烧结尼龙)成型、金属摩擦沉积制造、混合制造、多机器人协作的大尺寸结构的增材制造等先进成形工艺获得突破。增材制件长周期服役的显微组织演变规律、人工智能检测成形过程缺陷、机器学习改进材料成分增强综合性能、耐高温合金材料组织 ‒ 性能的热处理调控工艺等前沿基础研究成果丰富。 在企业应用方面,增材制造技术赋予了零部件集成打印、轻量化、高效换热、新材料应用、多材料功能梯度结构设计等创新功能;正在规模化地集成到现有产品的制造流程甚至供应链中,革新传统制造方法并降低制造成本。一些优势制造企业建立了包括基于增材制造技术的创新结构(如拓扑优化、晶状点阵结构、结构功能一体化)设计能力,增材制造成形工艺控制、后处理及质量检测评价等在内的全流程技术体系。以德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会为代表的一批研究机构,持续深化增材制造的工业化生产和智能化技术研究。 在标准建设方面,传统制造强国在增材制造技术方面进展较快,较多采用政府部门、高校、科研机构、企业、标准化机构组成标准化联盟,以国防装备、工程化场景应用需求为牵引,注重标准类基础研究的发展模式;以发布增材制造标准建设路线图的形式来推动相关建设,如《增材制造标准化路线图》(美国)《增材制造标准领航行动计划(2020—2022年)》(中国)。美国还发布了《增材制造标准化路线图差距进展报告》,推动解决增材制造标准化的实施问题。截至2022年3月,世界范围内发布、在编、拟编标准超过200项,已发布的标准涉及增材制造技术的术语和定义、数据格式、设计、材料、成形工艺、零件检测、装备产品、人员操作、安全、评估、修理、行业应用等方面;在航空、航天、汽车、焊接、船舶、计量、检测、印刷电路板、消费类3D打印、医疗、安全等领域/ 方向也开展了标准研究与制定。值得指出的是,增材制造的标准建设仍处于初期阶段,明显滞后于技术自身发展和产业推广需求。 在技术路线图方面,传统制造强国积极研究并发布各自版本。美国国防部发布了《增材制造路线图》(2016年),分为设计、材料、工艺、价值链四方面,面向维修与保障、部署与远征、新部件/系统采办3类应用范围,为实施合作、协调投资提供了基础框架。在欧盟资助下,增材制造行业技能战略联盟发布了《欧洲增材制造技能路线图》(2021年),明确了2030年前的应用需求及技术挑战,从消除增材制造技术差距的角度提出了目标和举措。我国在2019 年发布了面向2035年的增材制造路线图研究成果,梳理了中国增材制造技术的中长期发展方向。近期,我国学者综述了增材制造的设计方法、材料、工艺与设备、智能结构、生物结构、极端环境应用进展,认为当前的增材制造技术不能全面满足传统制造业的标准化、规模化生产需求,阐述了未来10年增材制造技术的研究路线图。 在科技论文与专利方面,近年来国际上与增材制造相关的数量迅猛上升,中国、美国、德国、韩国、日本是增材制造技术研究最为活跃的国家 [19]。将全球增材制造专利申请按照发明人国别、优先权国别进行排序(见图1)可见,美国仍保持了增材制造原创专利产出的重要地位,在增材制造核心技术方面的创新能力较强。 (二)国际增材制造产业动态 面向未来产业布局,制造强国实施积极的增材制造产业政策。例如,美国着眼于持续增强制造业创新能力和竞争力,通过顶层设计、战略规划来引领增材制造产业发展;组建国家增材制造创新机构,发布《国防部增材制造路线图》《增材制造标准化路线图》《国防部增材制造战略》等,启动增材制造推进计划“AM Forward”,协调推动增材制造在国防装备、先进制造业中的示范应用并形成产业生态。 国际增材制造产业从起步期转入成长期。随着技术成熟度提升、单位成本降低、产业配套能力增强,增材制造已经逐渐成为工业领域的主流制造方式,以综合效益(如成本、周期、轻量化等)改善促进了下游应用发展。行业领军企业规划了多种增材制造技术发展路线,采取加大资金投入、设立研发中心等形式布局增材制造软硬件及创新网络平台,快速推进商业化应用;超前应对增材制造相关产业的潜在竞争,在专利、标准方面进行布局,力求把握新型制造技术制高点,在民用飞机、发动机、医疗器械等装备制造方面取得创新发展。 国际增材制造产业链不断拓展。航空、航天、航海、能源动力、汽车与轨道交通、电子工业、模具制造、医疗健康、数字创意、建筑等领域的企业和服务厂商不断涌入这一新兴市场。增材制造技术在航空/ 航天发动机制造方面获得广泛应用,如航空发动机燃油喷嘴、传感器外壳、低压涡轮叶片等零件通过了适航认证并批量应用到商用航空发动机,涡轮机部件具备了批生产能力且金属增材制件的成本接近铸造。在汽车行业,增材制造技术应用覆盖原型设计、模具制造、批量化打印零件等。在数控机床产业链中,出现了配套有3D打印头的数控机床和机器人产品,将增材功能模块与减材设备(机床)、等材设备(铸锻焊、热处理)配套,形成各类制造功能的复合化;同时将增材制造装备作为工作母机产业链的一部分进行推广。增材制造在个性医疗器械生产方面应用广泛,如新型3D打印医疗器械产品趋于多样化,从生物假体制造扩展至细胞、组织、器官的打印;还可用于制造医用机器人。优势企业将增材制造装备、高端机床、智能工业机器人引入生产线,部分实现了混线生产,在生产效率、质量控制、柔性生产等方面提高了市场竞争力。 国际增材制造产业增长态势良好,包括设备、材料、服务在内的综合增长率超过20%,金属增材制造的年复合增长率超过30%;2021年市场规模为152亿美元(同比增长19.5%),其中材料产业规模为26亿美元(同比增长23.4%)。增材制造市场竞争格局相对集中,美国、中国占据着主要市场(前者占比为34.4%,后者占比为10.8%);预计增材制造装备市场仍将保持快速增长。 也要注意到,受国际形势、COVID-19 疫情、各国政策导向的影响,主要国家之间的高端装备制造业竞争格局正在出现调整;大型装备企业倾向于采用兼并收购、服务增值等方式提升核心竞争力,将促进形成增材制造新产业链格局。跨国企业主导区域内的供应链布局调整,供应链逐渐缩短将成为新趋势;各国应对气候变化、实施碳减排所采取的积极措施,也将推动全球范围内产业链加速重构,呈现产业链趋于完整、供应链多元化、产业分工区域化等趋势。未来15年,制造业各领域原有的供应链体系将被打断并进行重组,考虑到技术成熟带来的单位成本效益、本地打印制造的零件相比全球制造中心提供的零件更具成本效益,增材制造有望改变全球制造产业链的价值结构。因此,未来增材制造产业规模有望进一步扩大。 三、我国增材制造技术开发和产业发展的现状及面临问题 (一)我国增材制造技术进展 我国初步建立了涵盖3D打印材料、工艺、装备技术到重大工程应用的全链条增材制造技术创新体系,相关技术研究涉及从光固化材料的原型制造(产品开发)到大尺寸金属材料的增减材一体化制造(装备应用)的完整环节,包括各类工艺的增材制造装备与增材制造数据处理、各类成形工艺的路径规划软件、模拟增材制造过程物理化学变化的数字仿真软件、数字孪生体建模仿真、空间原位增材制造等。工程应用技术拓展至工业领域的产品装备创新、工业领域高价值部件的再制造修复、重大装备的原位修复与制造等。在医疗领域,生物医疗3D打印成为精准医疗、康复保健研究的前沿技术,相应产品以面向患者的定制化解决方案,增材制造的康复器具、手术导航以及医疗植入物等为代表,极具应用前景。 “十三五”时期以来,完成了10多类关键部件(如超高速激光熔覆头、电子枪、微滴喷射打印头)的技术攻关和自主生产,体现了核心部件的良好研制进展。开发的光内送粉等20余种规格的激光熔覆喷头,适用于1~20 kW激光直接能量沉积,在电机转子、风机转子等动力部件的增材修复中获得应用。激光加热阴极电子枪、大尺寸数字式动态聚焦扫描系统、在线检测系统等打破了国外公司的技术壁垒,国产3kW六硼化镧单晶阴极电子枪的阴极寿命提升至800h;相关的电子枪及动态聚焦扫描系统配置于国产大幅面阵列式电子束选区熔化装备。 通过持续努力,我国增材制造技术研究在工艺与装备稳定性、精度控制、变形与应力调控等方面取得良好进展,大幅面动态铺粉的旋转粉末床增材制造装备、新一代高性能难加工合金大型复杂构件增减材制造装备等系列产品研制成功并投入应用。目前,增材制造技术在航空、航天、动力、能源领域的高端装备制造方面获得了广泛认可,如采用激光熔覆沉积技术实现了投影面积达到16㎡的飞机发动机承力框、起落架的增材制造,解决了传统方法难以处理的复杂结构、功能集成整体制造难题;采用多丝协同的电弧熔丝增减材工艺装备,实现了10m尺寸级高强铝合金运载火箭连接环样件制造;开发了“融铸锻焊”一体化的创新工艺。此外,工业级颗粒料熔融挤出成型、树脂及陶瓷浆料的光固化成型、金属激光熔融沉积成型 [23]、等离子束/电弧熔丝成型、大幅面激光选区熔化成型、增减材混合制造等装备实现了稳定的工业级应用;金属黏合剂喷射3D打印技术能够改善自身结构力学性能的不足,有望走向低成本、批量化应用。 科研院所、装备制造企业与下游用户组成“产学研”联合体,协同开展大尺寸金属增材制件的成形工艺与装备、检测技术、标准的研制。装备企业积极推动增材制造技术在结构优化设计、材料、装备、工艺、检测评价等环节融入现有制造体系,提升新型号制造保障能力;开展复杂异形构件研制及批产工作,带动成熟的航天动力型号演进升级。以火箭发动机部件的增材制造为示范,掌握了钛合金、高温合金、不锈钢、铝合金、铜合金5类合金共16种牌号材料的应用特性,实现了材料经热处理后5类力学性能指标与同成分锻件水平相当的目标;研究的材料种类覆盖70%以上的常用铸/ 锻件难加工材料,实现了200余种产品的增材制造成形(含通过试车考核的90余种构件、批量交付的30余种构件)。 (二)我国增材制造产业进展 我国形成了国家级、省级、重要行业的增材制造创新中心协同布局,骨干企业率先发展的创新网络与产业生态体系;增材制造产业链的各环节,包括原材料、关键零部件配套、装备研制、共性技术研发平台、应用服务商以及各应用领域,都在快速发展。我国消费级增材制造产业规模全球领先。在高性能金属增材制造原材料及其生产装备方面,基本实现了国产化替代,具有批量化供应和成本竞争优势;核心器件及零部件的国产化进程加速,在国产中低端装备上实现了规模化配套;高性能金属增材制造装备基本突破了规模化、产业化瓶颈,5轴增减材混合制造装备已实现商用。增材制造砂型成为铸造行业转型升级突破口,建成万吨级铸造3D打印制造工厂;实现新型飞机研制过程中的增材制造结构件占比超过3%,建成火箭发动机零组件的智能生产车间。此外,国家药品监督管理局成立了医用增材制造技术医疗器械标准化技术归口单位,围绕增材制造医疗器械软件、设备、原材料、工艺控制等,制定标准和规范,保障产业发展;针对多款增材制造产品批准了医疗器械注册证,医用增材制造产品的临床应用案例超过1×10000个,一批医用增材制造产品(如3D打印可降解支架)进入了动物实验、个例临床试验阶段。 我国增材制造产业规模稳步增长。中国增材制造产业联盟数据表明,2021年我国增材制造产业规模为265亿元,30%的增速超出世界平均水平约10个百分点。增材制造产业链上的大、中、小企业融通发展格局显现,国内增材制造设备供应商积极从跟随状态转向自主创新发展,龙头企业具备了参与国际市场竞争的技术能力。以京津冀地区、长江三角洲(长三角)地区、珠江三角洲(珠三角)地区为核心,中西部地区为纽带的增材制造产业发展的地域空间格局基本形成,区域性产业链集聚优势逐步体现。 为应对国际市场与技术交流的形势变化,促进我国增材制造产业链的健康发展,产业界积极推动增材制造“产学研用”协同发展模式,补齐产业链薄弱环节,突破关键技术瓶颈。增材制造产业链的上、中、下游机构与企业紧密合作:下游的用户从需求出发解决了合适的技术来源,上游的增材制造原材料生产与销售商、中游的增材制造设备与打印产品服务厂商明确了技术开发重点及市场方向。例如,航空、航天、核电、医疗领域的用户,与国内相关企事业单位组成技术攻关联合体,开展增材制件的实验验证与认证工作,实现国产材料、工艺装备在各领域的“能用、敢用、规模化应用”。 未来经济发展的良好预期以及超大规模的内需市场,是我国战略性新兴产业发展的根本动力。“3D打印+”正在向汽车、模具、精准医疗、新能源、再制造等制造业的细分方向、社会生活的多个方面深入发展。随着增材制造技术成熟度的提升,材料及生产成本的持续下降,增材制造技术的应用范围及产业规模有望进一步拓展,增材制造、减材制造、等材制造将逐渐在制造业价值链上形成“三分天下”格局。 (三)我国增材制造技术与产业发展存在的问题 1.共性技术研究及基础器件能力存在不足 增材制造产业的高质量发展,依赖于关键技术的全面突破、技术体系成熟度的综合提升,表现在扩展材料种类、改善成形效率、革新质量控制手段、降低综合成本。我国增材制造产业尽管增速较快,但原始创新能力依然不强,基础共性技术、基础器件配套能力、产业前沿技术研究差距客观存在,工业软件及核心器件的国产配套能力不足,部分核心关键技术受制于人。高端增材制造装备使用的核心元器件(如打印头、激光器、长寿命电子枪、扫描振镜、微滴喷头、精密光学器件等)、关键零部件、商业化工业软件较多依赖进口;部分激光器、扫描器件已完成自主研制,但配套应用规模较小,品质与可靠性有待提高。国产高端金属成形装备在专用工艺包开发与成型精度方面较世界先进水平仍有差距。 增材制造行业的共性关键技术支撑能力有所不足,成为规模化应用的瓶颈环节。增材制造涉及学科众多、应用领域宽广,导致基础理论研究、应用基础研究、学科交叉研究繁重而迫切。尤其是在民航、轨道交通、核电、医疗等行业,因严格监管而面临严格的产品准入要求,但面向产品全生命周期(设计、制造、经销、服役用、维修保养、回收/再用处置)的质量保证与认证研究仍处于初期阶段,不利于增材制造技术及产品的推广应用。与基础数据缺乏、标准建设滞后的整体态势类似,增材制造高性能专用材料及其成形工艺包等基础数据的积累较少,标准及质量评价体系不完整。特别是面向各领域应用的缺陷检测及质量评价技术研究不足,导致增材制件在复杂工况/环境服役的可靠性数数据偏少,增材制件在高温、超高压、深冷、复杂腐蚀等极端条件下的缺陷检验检测与临界失效预测预警技术,系统工程风险评估技术,超期服役、长周期运行的结构完整性评价技术等均有待突破,制约了增材制造产业的规模化发展。 2.面向国际市场的专利布局滞后 面向国际市场开展专利布局,才能保障我国增材制造产业的未来竞争力。美国、德国、日本、韩国都高度重视专利布局并偏重国际市场,如德国籍专利发明人申请的专利有66.2%的在国外申请,日本的海外专利占比达到48.4%。相比之下,我国专利申请人的专利布局重点仍局限于本土,如国内申请的专利占总量的97.8%,即仅有2.2%的专利瞄准海外布局。因此,发达国家构建的专利壁垒对我国企业在增材制造、激光制造领域的投入及研究产生了明显干扰。拥有核心自主知识产权体系,是打破国外技术壁垒与封锁的依托,也是壮大国内增材制造产业的核心环节。在增材制造领域日益激烈的国际市场竞争背景下,我国增材制造技术专利的保护力度相对不足,信息与技术的市场化共享渠道不畅;应把握增材制造技术的国际制高点,以更大力度实施相关专利的海外市场布局,化解增材制造产业国际化的发展风险。 3. 产业规模与产业集群建设有待深化 我国增材制造产业初步形成了完整的生态链,构建了产业链、供应链风险的应对机制,但客观来看仍存在分布不集中、企业规模小、综合竞争力弱等问题。“专精特新”企业数量少、成立时间短,研发强度和市场竞争力在短期内离不开产业政策扶持;各应用领域的示范推广和商业应用规模仍待发展,国际化仅处于起步阶段。工业企业除了因成本控制而限制推广规模之外,对增材制造技术的认识仍不够深入,实施创新应用的开拓能力不足;多是沿用国外案例经验或由市场竞争倒逼,偏好短期规模效益、跟随市场热点进行重复投资,而对技术创新难度大的产品缺乏持续投入动力。现有的增材制造产业集群呈现“小集中、大分散”分布特征,产业链过于围绕中游(增材制造装备)展开;通用技术薄弱、创新能力体系不强、人才与研发经费保障不充分、行业利润不足以支撑可持续发展,成为增材制造行业面临的共性问题。 跨部门和区域的协调发展机制不完善,各省份的产业链规划互补性弱,部分增材制造产业园区同质化竞争现象严重;地区之间的抢链风险和局部市场壁垒问题,阻碍了增材制造产业链的优质发展。在区域内,大型企业的独立性较高,业务覆盖原材料、装备、应用等环节,几乎包揽所有研发与生产任务,小型企业尤其是初创公司难以参与配套的发展模式有待革新。国有企业在设备采购中过分强调业绩记录,导致自主创新技术不易获得应用实践机会。因此,增材制造产业集群的发展水平和发展质量不平衡问题较为突出,亟待破解。 四、面向未来的增材制造技术与产业前瞻布局 (一)生物医药与医疗器械增材制造 生物医药产业、新型治疗技术的发展,对生物医药与医疗器械制造技术提出更高要求。增材制造是实现个性化诊疗方案与植入物制造的关键技术。在当前3D打印应用于精准医疗的基础上,继续完善医用增材制造产品的认证标准、法规、评价体系,创新发展高效增材制造的新工艺、新技术、新装备:基于3D打印技术,发展受控释放的药物制剂打印产品,制造满足生物相容性的骨科植入物以及基于可降解材料的打印产品;发展基于生长因子的3D打印技术,形成人体器官再造的重大突破;探索体内原位打印修复技术,为骨缺损临床修复填充、部分功能器官修复提供新手段。针对社会老龄化现象,基于增材制造技术研究人体老化器官功能再生方案,延长人类的健康寿命、提升人类的生活质量,从而取得生命科学的重大创新成果,开创规模化的新兴产业。 (二)大型高性能复杂构件的增材制造 瞄准航空、航天、船舶、核能等领域重大装备的发展需求,突破大型复杂精密构件研发生产的“卡脖子”技术环节,如高性能铝合金、钛合金、船用钢、高温难熔难加工合金、复合材料等材料的大型复杂构件高效增材制造工艺,系列化的工程成套装备性能控制及质量评价、检测标准认证与工程化应用等;重点攻关大型高性能复杂构件制造的组织性能调控、在线质量检测、服役性能预测、装备集成与可靠性等技术。以增材制造技术的应用提升来推动重点工程、重大装备的建设突破,提升相关产品的研制水平和更新换代能力。 (三)空间增材制造 在形成空间新材料、新装备、新工艺、新应用,提高空间活动能力,增强空间开发利用优势方面具有重要价值。面向工程实际需求,针对宇航器、空间站、卫星的在轨制造与维修,太阳能电池阵列、天线、光学系统等大型空间结构的在轨制造与组装,外星球基地建设等长远发展规划,着力提升空间增材制造技术。系统级的研究布局有舱内微重力环境下的增材制造技术与装备、适应舱外极端环境的新材料成形技术与装备、空间巨型结构的多方位增材制造技术、在轨制造工厂。突破真空微重力环境下的金属冶金与部件原位修复,轻质金属及新合金的原位增材制造,复合材料空间增材制造,多材料、多功能器件的空间增材制造,生物器官的空间增材制造等技术,构建在轨制造技术体系。此外,利用外星物质进行新合金原位冶金及增材制造、月壤基地3D打印等也是亟待发展的大规模空间开发支撑技术。以空间增材制造技术的基础研究为突破口,快速转化应用能力,探索商业应用示范。未来结合民用、商业、国防需求,开辟新的制造体系、人类新的制造基地,为解决地外资源原位利用、拓展人类地外持续生存与活动能力提供战略性保障。 (四)基于增材制造的结构创新与新材料发明 面向能源领域发展需求,基于增材制造技术的创新设计将显著缩小换热器结构,支持小型化、模块化、可移动的核电小堆装备工程化开发,为核电安全性提升及潜在的电力供应安全提供保障;研究堆芯燃料组件、核主泵、换热器、热电转换等关键结构的创新设计,新材料及相应的增材制造技术,探索增材制造在线增强增韧技术,提高增材制件的复杂工况服役性能,超前布局并构建核电行业增材制造标准及质量评价体系。针对前沿新材料,发挥增材制造技术在材料基因组设计新合金、多材料及功能复合材料构件制造方面的平台技术作用,研究基于增材制造的新材料合成技术、新材料增材制造工艺及其应用,形成高端装备用特种合金、电子打印材料、生物医用材料、智能仿生材料、高性能纤维复合材料、高性能陶瓷基复合材料、新型合金材料等;依托增材制造技术,构建新材料发明的创新体系,提升材料研发能力和新材料产业竞争力。 五、我国增材制造技术与产业发展建议 (一)建立增材制造协同创新机制并支持企业开展应用创新 建议以国家整体目标、产业发展需求为导向,统筹正在规划建设、以各类创新中心为代表的国家战略科技力量;在增材制造重点领域给予连续性政策支持,借鉴国际先进科研机构的管理模式与经验,构建稳定适用的团队管理模式,兼顾科研团队的稳定发展与分工协同。建立由国家级科研机构、产业联盟、第三方机构组成的产业链安全预警机制,加强增材制造前沿技术与产业发展的战略研究,制定增材制造工业基础能力与关键共性技术提升计划、发展目录、标准开发以及增材制造技术与产业发展路线图。建设各类科研机构、科研项目的协同机制,开展增材制造产业基础与关键共性技术研究,支持解决前沿技术和创新成果的工程转化难题,为装备制造行业的产业链高级化、产业链现代化提供坚实支撑。 建议制定鼓励企业应用自主技术产品的奖励和补助政策、符合技术创新规律的新型科技机构考核与管理办法。明确考核导向,提高技术创新在考核中的比重,分类考核长期研发投入和产出,形成长期扶持、鼓励创新、宽容失败的考核机制,激发企业创新动力;引导企业从依靠过度资源消耗、低性能/低成本竞争模式转向依靠技术与应用创新、实施差别化竞争模式,提升中国制造行业的国际竞争力。 (二)围绕重大装备需求开展增材制造工艺变革专项技术攻关 围绕国防重大战略需求、国际前沿竞争需要,开展重大装备发展的顶层设计,从原始创新、新材料、核心器件、工业软件、高端装备、创新应用等方面着手,强化增材制造技术创新体系。建议设立增材制造工艺变革科技专项(简称“科技专项”),建设用户牵头、多元主体参与的协同机制并形成“产学研用”联合体;建设增材制造产业链的产品质量保障体系,覆盖原材料规范、成形精度、生产效率、专用软件、制造装备、后处理、检测检验、标准等;破解增材制造产业链的技术瓶颈环节,为重大装备制造提供配套技术支撑。 科技专项将重点支持增材制造在重大装备研发与生产单位中的技术扩散和产业化应用,推动国产的材料、软件、器件、制造装备、应用工艺流程等全链条技术在大型飞机及无人机、航空/航天发动机、重型运载火箭、空间飞行器、汽车、医疗器械、海洋装备等工程装备及关键部件整体化制造中的应用示范,培育并提升中小企业在增材制造产业链中的参与程度。科技专项将重点引导增材制造技术在真实场景中的加速应用及技术迭代,建设面向应用对象的增材制造全工艺流程基础数据库,适应技术研究、性能验证、产品研制的实际需要;在深层次解决国产材料、关键功能部件、工业软件等产业配套问题的同时,实质性提升增材制造关键技术与装备的国产化能力及国际市场竞争力。 (三)深化区域性增材制造产业集群建设把握国际高端装备产业创新发展趋势与规律,立足国情实际与装备需求,优化顶层设计并统筹区域性增材制造产业发展规划。针对增材制造创新链和产业链的技术密集、资金密集、人才密集特点,建议整合各地区的优势科技资源与先进制造产业链资源,高效推动“3D 打印+”细分行业的协调发展。围绕世界级产业集群建设目标,以京津冀地区、长三角地区、珠三角地区、中西部地区的增材制造产业优势聚集区为基础,推进增材制造技术与各地区优势产业链、供应链的深度融合;打破不合理的地区限制和隐性壁垒,推动产业链、供应链的跨区域协同发展,形成具有国际竞争优势的中国增材制造产业链生态。 建议成立由管理部门、创新平台、企业用户共同参与的增材制造产业链“双链主”,在整机及关键功能部件、应用创新方面提供必要支持,实施技术攻关和应用示范,实现增材制造产业链与区域内各应用行业产业链的协同发展。合理给予税收优惠或金融支持,引导中小企业向“专精特新”方向成长,支持深耕基础零部件、材料、元器件、传感器、工业软件、专用装备等细分领域,以差异化发展实现产业链提升。鼓励各类企业采取投资入股、联合投资等方式,与增材制造创新平台开展深度合作,实现创新资源高效整合、创新驱动产业发展。推动各领域的重点企业加大国产增材制造装备、国产器件的应用力度,推动军民技术的一体化发展,以应用创新促进能力提升。 注:本文内容来自国家增材制造创新中心。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.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能!…
  • 向技术要优势,纯铜材料间接3D打印不惧超越

    向技术要优势,纯铜材料间接3D打印不惧超越

    铜及铜合金材料是一种重要的工业材料,具有优良的导电、导热和耐腐蚀性能,且具有良好的力学性能和加工成形性,是人类最早使用的金属材料之一,曾创造了青铜器时代的辉煌。随着高新技术产业的飞速进步,新材料朝着超高性能、高纯度、高迭代的方向发展。纯铜因其优良的导电性和导热性而闻名,是电路布线、热交换器、管道和散热器等传热部件材料的理想之选。 △由UPS-250打印加工完成的纯铜样品 突破传统3D打印可快速成形 纯铜具有较大的发展潜力和应用前景,但是随着应用端对复杂结构零部件的需求增多,传统制备纯铜部件的工艺已无法满足全部需求。相较于金属粉末注射成形技术(MIM),3D打印散热器或热交换器组件不仅可以更大程度地满足大尺寸的产品成型,而且还满足了产品趋向紧凑型、高效性、模块化、多材料的发展趋势,特别适用于异形、结构一体化、薄壁、薄型翅片、微通道、复杂形状、点阵结构等加工,可见,3D打印具有传统制造技术所不具备的优势。 △升华三维间接3D打印流程 SLM、EBM遇难题纯铜3D打印挑战重重 同时,也由于铜的导热性和反射性高,使选区激光熔化技术(SLM)在进行铜合金零件3D打印时充满挑战。铜在激光熔化的过程吸收率低(铜对1050nm波长的高功率激光吸收率只有2~3%),激光难以持续熔化铜金属粉末,从而导致成形效率低,冶金质量难以控制。此外,铜的高延展性给去除多余粉末这样的后处理工作增加了难度。因此纯铜也极难使用基于激光的3D打印系统来加工。目前的解决方法一是利用短波长激光,如采用绿/蓝激光来完成该材料制作,另一个是提高功率,常规激光器功率为200W,针对铜的SLM打印,激光功率则需要1000W,然而这对设备本身要求很高,激光器也因为反射率高容易损坏。 针对铜零部件的3D打印,其实电子束熔化技术(EBM)也算稍具优势,由于其使用的是电子束为热源,不会受到SLM激光高反射因素的影响。但因铜具有高导电率,EBM打印过程会很短;又因铜的高导热率,会导致打印的模型尺寸精度和力学性能各方面的可控性较差,打印的铜零件表面质量不佳,这又将为铜感应线圈等应用的后处理带来不便。 △升华三维3D打印纯铜换热器      别有天地PEP技术+纯铜=无限可能 显然,纯铜3D打印技术的研究与开发面临重重困难。国内金属·陶瓷间接3D打印引领者深圳升华三维科技有限公司的研究人员,通过自有专利,用独有方式正在通过粉末挤出打印技术(Powder Extrusion printing,PEP),克服纯铜材料3D打印制造领域的挑战。在纯铜3D打印上,升华三维一举填补国内空白,首创的PEP技术以间接3D打印的方式完美驾驭纯铜材料,自由打印出纯铜部件。 △由UPS-250打印加工完成的RF器模型 基于PEP技术,升华三维纯铜3D打印不需要高能激光束,巧妙地避开了纯铜打印过程中的高导热率、高反射率的问题,通过先打印生坯,然后再经过脱脂、烧结,得到纯铜零件。在打印过程中,想要获得高致密度或高导电导热纯铜制件,其纯铜打印材料配方和脱脂烧结的工艺要求也非常高,升华三维纯铜颗粒料UPGM-CU则十分适配于纯铜3D打印,其保持原料高纯净度的同时还具有更易实现致密化的特性,能满足不同铜零件的打印需求。 △由UPS-250打印加工完成的换热器模型 升华三维自主研发的3D打印设备,可以加工纯铜及其合金材料以制造致密的部件,目前已经广泛应用于热交换器、散热器和电感应器的产品开发中。例如,PEP这一技术在冷却流道制造中的应用,升华三维通过提供完善的冷却流道解决方案,将助力纯铜零部件的性能提升到最优。在此方案中,纯铜3D打印冷却流道的优势在于可以为产品设计带来更高的自由度,使设计师可以尝试具有更高热传导能力的先进结构,创建高度集成、复杂、更贴合零部件表面的随形冷却通道,打印出结构紧凑、流体通道复杂、重量更轻,尺寸更小、效率更高的产品零部件,实现高性能纯铜组件制造的新可能,而这也正是航空航天和国防建设中所需要的。
  • 上舰 | 美国海军部署第一台金属增材制造装备——液态金属3D打印机

    上舰 | 美国海军部署第一台金属增材制造装备——液态金属3D打印机

    导读: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。 施乐液态金属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。其推出的3D打印机构建尺寸为300x300x300mm,最小层厚为0.24mm,铝合金零件的致密度超过99%。 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。 ‍ 整个熔化和喷嘴部分被Ar气保护,可防止氧化并对从喷孔喷出的金属液滴流提供方向稳定性。具有数字设计的计算机控制器控制加热基板在三个方向运动,热熔滴沉积到该基板上实现层层打印。 喷嘴与基材之间的距离是一个重要参数,如果喷嘴和基板太靠近,则液滴在撞击基板之前可能没有足够冷却;如果喷嘴和基板相距很远,液滴会在撞击前就已经凝固。 此外,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。 2019年2月,施乐收购这项技术的发明者Vader Systems。 2021年2月,施乐和美国海军研究生院宣布了一项战略合作,重点是推进增材制造研究,这有可能极大地改变军队供应其前沿部署部队的方式。作为合作研发协议的一部分,海军研究生院于上一年12月率先在大学校园安装了施乐ElemX™液态金属打印机。 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。该装置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。 施乐液态金属增材制造技术使用标准铝合金焊丝,与其他金属3D打印技术不同相比不需要金属粉末,也不需要特殊的设施改造或个人防护设备来操作机器。该工艺需要的后处理也较少,因此提供了更快的部件制造效率时间。这种按需生产可靠替换零件的能力减少了部署部队对复杂的全球供应链的依赖。 为了应对军舰遇到的各种海况和环境挑战,打印机被安装在一个工业集装箱中加固。舰船上的一个团队将设计和3D打印舰载物品,并向海军研究生院和太平洋海军水面部队指挥官提供反馈。 关于液态金属3D打印的工艺方案还有多种,具体可参考下文: https://doi.org/10.3390/jmmp5020031 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,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:867355738;网址: 延伸阅读: 1.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能! 2.分责任,抓落实!美国防部发布使用增材制造的官方政策 3.美国防部授予ExOne粘结剂喷射3D打印移动方舱制造合同 4.拜登政府启动AM Forward计划,亲自为3D打印推动美国制造业发展站台
  • 超150家,行业巨头云集Formnext增材制造展,抓紧中国市场复苏机遇

    超150家,行业巨头云集Formnext增材制造展,抓紧中国市场复苏机遇

    深圳国际增材制造、粉末冶金与先进陶瓷展览会(Formnext + PM South China)致力为业界捕捉市场趋势,开拓高端制造业的巨大商机。目前已有超过150家优秀参展企业报名参加2022年展会,共同探索蓬勃发展的中国市场、拓宽业务版图。结合亮点纷呈、干货满满的会议论坛,展会将再次成为业内人士挖掘增材制造、粉末冶金和先进陶瓷等领域创新成果和前沿趋势的高效平台。增材制造、粉末冶金和先进陶瓷行业年度盛会 —— Formnext + PM South China由广州光亚法兰克福展览有限公司及新之联伊丽斯(上海)展览有限公司联合打造,并将于9月14至16日在深圳国际会展中心举办。届时,来自国内外的领军企业将带来涵盖涵盖增材制造、粉末冶金、先进陶瓷三大领域的高性能原材料、创新成型解决方案、烧结及后处理技术、检测设备、高精密零部件产品等一系列前沿技术和设备。即将首次亮相的领先品牌包括: 增材制造: 一胜百、巴斯夫Forward AM、Digital Metal、中科三维、赢创、非白三维、有研增材、汉邦科技、普罗森科技、融跃电子、光韵达、十维科技 粉末冶金: 安泰科技、久压久、晨华、骅骝、迪富爱科、科尼乐、黛丝、金炉、瑞科、金开源、银轩 先进陶瓷: 艾普诺、驰顺、卡贝尼、德龙、鼎晟、东啟、卓瓷、福瑞思、弘创、鸿锦泰、鸿凯智能、煊廷、华翔、晶彩、晶玺茂、竣工、凯诺、科瑞、北方华创、东方锆业、宇宸、萨科米、三元华鑫、盛澳、盛浩、瑞德尔、永祥、御湃、众基 行业精英汇集同期活动 拓宽人脉共享丰富资源 作为展会的重要一环,Formnext + PM South China将继续举办丰富的同期活动, 助力与会者掌握市场资讯和促进业界的互动交流,打造成为全方位的商贸盛会。一众来自龙头企业的制造和成型专家将聚焦增材制造、先进陶瓷和粉末冶金等领域的前沿技术和设备,并通过不同形式的论坛和活动,介绍各项推动产业发展的技术。焦点主题将包括: 增材制造Binder Jetting 粘结剂喷射成形技术论坛 粘结剂喷射成形技术是连接增材制造与金属粉末注射成型技术的重要补充工艺。该技术在规模批量生产金属零件上有着巨大的成本和效率优势,现正逐渐成为备受国内汽车等工业领域重视的制造解决方案,发展前景非常广阔。顺应市场需求,该论坛将于9月15日在Formnext + PM South China首次登场,来自领先企业的专家讲者将分享其最新的研究成果与技术产品,推动粘结剂喷射成形技术快速落地。部分演讲嘉宾阵容和热门议题包括 : ·提高BJ金属零件性能和精度的关键技术 武汉易制科技有限公司,董事长,蔡道生先生 ·德国维捷助力增材制造喷墨打印材料开发和批量化生产 维捷中国, 董事总经理,金天拾先生 ·批量化金属粘结剂3D打印发展现状 德亿纬三维打印科技(太仓)有限公司,Desktop Metal & Exone经销商,总经理,邹超先生 ·惠普Metal Jet新一代粘结剂喷射技术在全球的应用回顾及展望 惠普3D打印与数字制造集团,中国区业务负责人,赵华先生 ·面向批量化生产的增材制造技术 – 粘接喷射金属打印 ·BJ金属增材制造的产业化应用 北京隆源自动成型系统有限公司,董事长,赵浩先生 3D打印行业风投大会 近年来全球资本市场热衷投资先进科技和数字化制造服务,增材制造技术在制造业界的重要性愈发凸显。为了进一步推动制造产业的发展,主办方将联合广东材料谷和中大创投于9月14日举办3D打印行业风投大会,获选的3D打印创新企业将在会上介绍其增材制造优质项目,与一级市场的专业投资机构进行面对面交流,推动增材产业更加全面、蓬勃发展。 深圳国际陶瓷3D打印暨医疗行业应用高峰论坛 来自知名院校、研究机构和龙头企业的专家讲者将齐聚一堂,分享有关陶瓷3D打印在医疗行业的最新发现、产品技术和市场发展状况。即将参与9月15日论坛的学术机构演讲嘉宾和相关议题包括: ·陶瓷3D打印研究与应用进展 深圳大学,增材制造研究所所长,陈张伟教授 ·3D打印用陶瓷粉体产业化技术及其在医疗领域应用 山东省先进陶瓷技术创新中心,主任,李伶女士 其他主题包括: ·新能源汽车增材技术应用高峰论坛·未知大陆3D打印用户大会·发现3D打印之旅 – ACAM 为复杂的增材制造导航·华南注射成形及增材制造技术与应用高峰论坛·陶瓷基板与半导体封装应用产业发展高峰论坛·3D打印模具应用论坛·深圳国际汽车材料及零部件产业创新应用高峰论坛·深圳国际电子元器件技术产学研高质量发展高峰论坛Formnext + PM South China – 深圳国际增材制造、粉末冶金与先进陶瓷展览会,属于一系列国际性行业展会的成员之一,其他展会包括法兰克福国际精密成型及3D打印制造展览会(Formnext),广州国际模具展览会(Asiamold)。下届Formnext将于2022年11月15至18日举行,Asiamold将于2023年3月1至3日举行。 观众预登记已经启动,立刻扫码登记吧 欲了解更多有关2022年展会和高峰论坛的详情,请浏览www.formnext-pm.com或电邮至formnext-pm@china.messefrankfurt.com。 欢迎转发…
  • GE发布分拆公司全新品牌标识,3D打印业务归属航空集团

    GE发布分拆公司全新品牌标识,3D打印业务归属航空集团

    2021 年 11 月 9 日,GE宣布计划到2024年成立三家专注于航空、医疗保健和能源的上市公司。2022年7月18日,3D打印技术参考注意到,GE发布了其计划通过分拆组建的三家全球领先的投资级上市公司的全新品牌标识。 全新品牌标识(来自GE中国)GE目前的子公司包括GE Additive、GE Aviation、GE Research、GE Capital、GE Healthcare、GE Digital、GE Power和GE Renewable Energy(可再生能源)。近年来,通用电气参与了其许多业务线和企业的一长串衍生业务。按照计划,GE Healthcare将于2023年初以免税形式分拆;GE Renewable Energy、GE Power和GE Digital将合并为能源板块,并在2024年初分拆;其他子公司将合并专注于航空业务。这也意味着,专注于3D打印的GE Additive将划归航空板块。 实际上,GE Additive对推进航空航天领域对金属3D打印技术的应用贡献巨大。它开发了世界上第一个被航空领域批量制造和应用的发动机燃油喷嘴,使制造业认识到金属3D打印可以被批量、安全、高可靠的应用,并带来极大的制造流程简化和效率提升。可以说,由其塑造的这一成功案例,使世界范围内航空航天领域对金属3D打印技术的重视程度得以加深,与之相关的更多应用开发得以开展并加速。这对金属3D打印技术的发展和应用推广影响深远。 GE Additive的诞生之路 GE航空集团于2010年成立增材制造部门,并在2012年成功用增材制造的方式生产了第一个燃油喷嘴。为了保证服务稳定性,财大气粗的GE开启了在3D打印领域的疯狂收购。 2012年,GE先是收购了最初的燃油喷嘴加工服务商Morris Technologies,使公司初步具备了一定的3D打印技术服务能力;2013年,收购意大利航天公司AVIO,掌握了“电子束选区熔融技术”,并用于制造钛铝合金低压涡轮机叶片; GE Additive发展历程(到2018) 激光粉末床熔融技术制造燃油喷嘴 GE增材将300个零件合并为一个,3D打印的发动机中框结构 电子束粉末床熔融3D打印的叶片 2016年,GE先后斥资6.85亿美元以及5.99亿美元收购了两家世界领先的金属3D打印公司——瑞典Arcam与德国Concept Laser。随后,在整合了行业众多优质资源后,GE Additive公司正式成立。 至此,GE一跃成为全球最大的3D打印厂商,也完成了从增材制造应用向增材制造装备及服务供应商的转变。2017年,奥本工厂交付的燃油喷嘴数量为8000个;2018年10月,交付总量达到3万个;截止到2021年8月,3D打印技术参考注意到,GE Additive已经打印了超过10万个航空发动机燃油喷嘴,并实际应用于其最先进的LEAP和GE9X中,涉及的机型包括空客A320 NEO、波音737 MAX、波音777X和中国国产C919大型客机。 挖掘传统3D打印技术潜力,同时开发新技术 通过收购,GE Additive获得了领先的激光和电子束粉末床熔融3D打印技术,在成功应用与航空和医疗领域的同时,该公司还在验证金属3D打印工艺替代的传统制造技术的潜力。 2021年,GE航空展示了金属3D打印如何低成本代替铸造工艺、生产传统无创新设计部件的案例。通过与GE Additive的项目合作证明,金属增材制造可以与传统铸件的价格持平,其成功制造的四个3D打印部件将削减多达35%的成本,这足以让管理部门淘汰旧的铸模。GE 航空的增材制造部门负责人表示,这是他们第一次发现金属3D打印比铸造还要便宜,即便在有外部供应商报价的情况下,金属3D打印仍然具有成本优势。GE Additive的高级技术负责人也表示,GE 航空及其增材制造工厂从业务的角度展示了他们所不具备的实力。 即便已为铸模付出了巨大成本,但选择金属3D打印依旧经济可行 为提高3D打印技术的规模化制造能力,2017年,GE Additive宣布开发粘结剂喷射金属3D打印技术。截止到2022年5月,3D打印技术参考了解到,GE Additive已经推出了第三代粘结剂喷射金属3D打印系统。相关资料指出,其成型尺寸达到390*390*267mm,已通过UL和CE认证,具有惰性和密封环境,无粉末暴露(闭环),完全能够处理反应性和易燃粉末。 GE Additive第三代粘结剂喷射金属3D打印机 GE Additive粘结剂喷射金属3D打印技术GE Additive对这项技术的开发获得了GE旗下多部门的支持。其第一种粘结剂用于成型高端镍基合金,并与GE能源部门合作开发燃气轮机零件,还与GE航空部门合作开发部分组件。GE的其他业务部门也发挥了关键作用,他们帮助GE Additive将需求与彼此的制造经验、零件设计和专业知识联系起来并发挥了关键作用。 基于此,GE Additive的粘结剂喷射技术已经开始产生价值。目前,GE Additive已经可以采用粘结剂喷射技术打印航空、能源、汽车和其他工业领域使用的多种合金,不断开发的新材料和形状解决方案,能够满足客户的各种应用需求。除此之外,它还推出了测试伙伴网络计划,与来自汽车、能源、铁路、采矿等不同垂直领域的主要客户进行战略推广。 END 虽然,大规模的收购让GE快速切入金属3D打印领域,并成为这一领域的领头企业,但这一切的背后,GE航空功不可没。 GE航空是世界领先的民用、军用、公务和通用飞机喷气及涡桨发动机、部件和集成系统制造商,全球每2秒钟就有一架应用GE发动机技术的飞机起飞。得益于百年资源积累,让GE Additive能够与自身产业快速融合,与其他金属3D打印公司为了业务四处奔波不同,仅仅是来自GE航空的需求就足够竞争对手“眼红”。分拆在即,GE Additive归属航空业务,也是理所应当。 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,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:867355738;网址: 延伸阅读: 1.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能! 2.GE 增材:连续增材生产是一场马拉松,而非短跑冲刺 3.GE增材:四年来,通用旗下多部门支持转向粘结剂喷射金属3D打印技术 4.GE公司的新尝试:采用金属3D打印代替铸造,发现成本更加经济
  • 第五代智能高效3D砂型打印机正式发布/3D打印厂商广东峰华卓立总部搬迁

    第五代智能高效3D砂型打印机正式发布/3D打印厂商广东峰华卓立总部搬迁

    广东峰华卓立科技股份有限公司近日宣布总部已搬迁入位于广东佛山南海区的新工业园区,总部使用面积超过15000平方米,为3DP打印(砂型、金属、陶瓷等)技术的研发、销售、制造和技术应用提供了更强大的动力。同时,公司研发成功的第五代砂型打印机也正式推出市场,该设备相较于上一代机,设备更加紧凑,更适合产线化布局,砂型打印质量也更好,同时还增加了远程控制系统及手机APP监控系统并可实现与其它设备的通讯,是一款面向数字化智能工厂设计的新型智能工业级3D打印机。峰华卓立是中国3D砂型打印技术的开创者,通过二十余年的发展,公司已进入高速发展期。其自主研发、设计、生产制造的产业化3D打印装备已经销往全球多个国家和地区(包括欧洲、东南亚、日本、南美洲、北非等)。自2019年起,峰华卓立还在四川成都陆续投产一个占地70亩的3DP砂型打印+铸造的产业应用基地和一个占地10000平方米的3D打印陶瓷/金属中试基地。峰华卓立成都基地将侧重于推进3D打印应用技术研发和落地,新厂全面达产后年产值将超过3亿元,同时第一条自主批量化生产的数字化3D打印产线也将于2022年底落地成都。 随着峰华卓立佛山新工厂的投产,将极大提升3D打印装备的交付能力,并实现PCM2500大幅面打印设备的量产,第五代迭代机型融合了连续化生产和远程运维的自动化控制解决方案。 新总部将作为粤港澳大湾区的示范基地,为更多的客户提供数字化制造解决方案、咨询服务和技术培训。 未来,峰华卓立将更加注重研发的持续投入和对全球客户的优质服务,加快在铸造数字化、金属和陶瓷等3DP技术的推广和研发,已经推出PCM300到PCM2500 Plus全系列八个规格的第五代工业级砂型打印机、FH480-M金属打印机、FH450/800-C陶瓷打印机等系列产品,峰华卓立将竭诚为各行业客户提供更多的增材制造解决方案。 欢迎有各种产业应用需求以及具有粘结剂、金属、陶瓷、碳纤维、高分子等材料粉末开发能力的合作伙伴来人来函联系,联系人:张先生,联系电话:18673163568 ,EMAIL:zw@fhzl.co
  • 超大装备 | 国内8家多激光、米级SLM金属3D打印机汇总

    超大装备 | 国内8家多激光、米级SLM金属3D打印机汇总

    根据3D打印技术参考对金属3D打印技术发展情况的观察,截止到2020年底,全球范围内的增材制造市场开始陆续推出多款具有多激光的大尺寸金属3D打印机,配备的激光数量有5/8/9/10等等,然而成形尺寸多聚焦在600mm左右,能够达到1000mm成形尺寸的多为原型机;这种配置相比此前多流行的400mm,已经算是上升一代。 经过不到两年的技术积累,国内同类产品发展突飞猛进,以铂力特、华曙高科、易加三维以及汉邦科技等为代表的国内知名金属3D打印品牌,顺应各领域制造需求及技术发展趋势,纷纷推出了可以大规模提高制造效率和能够打印更大尺寸的激光粉末床金属3D打印机,并初步形成了销售和应用规模。这代表了当前国内金属3D打印技术的发展水平,以及中国相关领域制造业对该技术的迫切需求。本期,3D打印技术参考汇总这些领先品牌旗下各自的最大成形尺寸装备,虽然每个品牌略有差异,但这仅仅与品牌的产品定位有关,它们各自有特定的应用需求。 铂力特——BLT-S1000 铂力特分别于2021年和2022年发布了BLT-S800和BLT-S1000,BLT-S800的成形尺寸为800mm×800mm×600mm。BLT-S1000成形尺寸为1200mm×600mm×1500mm(不含170mm厚基板),是该公司首次发布的12激光设备,该设备标配8激光,可选配10激光和12激光。同一零件,在选配12激光时的成形效率可达300cm3/h。该设备能够满足更大零件的制造需求。 铂力特BLT-S1000金属3D打印机 BLT-S800打印的发动机集成件 BLT-S1000光路可靠,可实现多光束无缝拼接,多激光光斑尺寸、能量密度一致,光斑尺寸偏差不超过5%,能量密度偏差不超过10%。设备各区域力学性能、粗糙度一致性高,偏差范围在5%以内;全幅面一致性高,满足批量生产需求。同时,BLT-S1000可针对同一种材料分别适用高效率、高质量和智能打印等不同的打印策略,为客户提供更优化的打印方案。 华曙高科——FS621M 华曙高科已经公开的大尺寸金属3D打印机分别为FS621M和FS721M,成形尺寸分别为620×620×1100mm和720×420×420mm(Z轴均含成型缸基板厚度)。FS621M于2020年推出,已在产业化客户处历经2年多的验证,累计列装超过40台,装机量还在持续增加。 华曙高科FS621M金属3D打印机 华曙高科FS621M打印的火箭发动机零件 FS621M可以选配1000w单激光或4×500w激光器,单激光的配置,通过1000w单激光+动态聚焦+可变光斑+大层厚的组合,加上自主研发的软件,也能很好地兼顾成型效率、全幅面均一性、表面光洁度等应用需求。用户可以根据打印工件对效率、质量以及特殊的需求,灵活选择“效率优先、质量优先和自定义”三种扫描策略。1000w单激光+动态聚焦+大光斑+大层厚全套组合,能确保高效生产;在四激光打印时,通过全自主知识产权的搭接算法,确保拼接精度和力学性能,使零件打印时均匀、整洁、一致。 易加三维——M1250 易加三维于2022年6月推出了公司新一代SLM金属3D打印机——九激光、超米级的M1250,其净成形尺寸可达1250x1250x1250mm,Z向尺寸可定制至2000mm,适用于超大尺寸、高精度、复杂金属结构件的直接制造。 易加三维M1250金属3D打印机 易加三维M1250打印过程 M1250配置九激光、九振镜,采用多激光精准定位+拼接区精度控制技术,保证了高效生产和打印品质的均一稳定。除了突破大成形尺寸核心技术外,易加三维同时攻克了设备安全控制,打印零部件质量、精度稳定可靠,工艺设计结构优化,生产效率大幅提升等一系列关键技术,是可作为长期生产力工具的增材制造设备。 汉邦科技——HBD 1000 根据航空航天长轴类零件的应用需求,汉邦科技开发了HBD 1000、HBD 1200航空航天金属增材制造装备。HBD 1000成形尺寸为600×600×1000mm,配备四激光、封闭式全自动粉末循环系统以及独立长效多级净化系统,高度集成的后处理单元等完美实现智能并行 7×24h 不中断切换工作,满足大尺寸、高强度、持续性生产需求。 汉邦科技HBD 1000金属3D打印机 汉邦科技大尺寸金属3D打印零件 HBD 1200成形尺寸可达460×460×1200mm,配置双激光、双振镜,特别适用于航空航天领域中大尺寸、超纵深复杂零部件的制造与批量化生产。完善的粉末管理,安全长效的过滤系统,成熟优秀的风场设计,稳定智能的多光路设计与管控,满足更高尺寸、高强度、持续性生产需求。HBD 1200已经过市场验证,并在航空航天领域的产品上得到成功应用,满幅面性能偏差<5%,批次打印稳定性良好,打印产品最大高度尺寸1.2m,得到客户的一致认可。 西帝摩——XDM2000 苏州西帝摩于2020年推出了成形尺寸达2000×2000×650mm的超大型金属3D打印机XDM2000,其采用单列6振镜6工位并行移动扫描方案,将2000×2000mm的加工台面分成大小相等的6×6个区域,单列6个区域分布6套振镜系统,在开始加工时6套振镜同时工作,当前工位扫描完成后移动振镜平台到下一工位,然后6套振镜同步扫描,依次扫描完成6个工位的加工后结束本层扫描,等待铺粉完成后接着进入下一循环,直至整个零件加工结束。 XDM2000 XDM2000打印的零件 6套并行的同步扫描方法既能实现加工的高效性,也大幅减低了成本。同时值得注意的是,可移动扫描系统对打印尺寸的贡献是巨大的,其直接导致了打印幅面的可扩展性,只要有需求,完全可以进一步优化设备设计,这也是弗劳恩霍夫激光技术研究所强调可扩展性的原因。 雷佳——DiMetal-650 2021年TCT展会期间,雷佳展示了其商业化的大尺寸金属3D打印机四激光四振镜的Dimetal-650,成形尺寸为620×620×1100mm。 雷佳——DiMetal-650金属3D打印机 雷佳DiMetal-650金属3D打印零件 DiMetal-650 4激光同幅面扫描,最大化重叠区域,减少搭接,最优化成形质量的同时,可提高成形效率近3倍;幅面拼接使成形尺寸达650×650mm,Z轴尺寸超过1000mm,是世界上Z轴尺寸最大的SLM设备之一;全新风场设计,风场强劲均匀,确保多激光大幅面成形过程飞溅无残留;工艺过程全自动化设计,配备SLM自动送粉,粉末自动回收和零件自动出仓等自动化功能。 永年激光——YLM-1000(B) 江苏永年激光研发有YLM-1000和YLM-1000B两款米级激光粉末床熔融金属3D打印机。YLM1000成形尺寸为Φ1000×800mm,采用“精密重型机床+精密激光冶金炉”的概念进行创新设计,具有2个独立联动的成形缸、3个工位(1个成形工位和2个清粉工位),保证成形和清粉的不间断连续进行。自主研制的大重载(10吨)精密型成形活塞驱动系统,保证设备的高精度和高稳定性。 YLM-1000 永年激光打印的大尺寸零件 YLM-1000B是在1000型设备基础上推出的一款先进SLM设备,成形尺寸为1000×1000×1000mm,8激光器8振镜,首次采用机内垂直移动成形缸系统,可原位取件,大大简化了机器结构;采用多面可开启手套箱,有利于原位叉出成型件,大大方便成形板安装和调试,方便大型成形件清粉操作;基于驱动箱的重载斜齿轮-齿条寸动系统,保证10吨承载量,寸动的高精度和高稳定性。 华阳新材料——HY-M1000 2022年7月,华阳新材料成功推出基于SLM技术的超大型金属3D打印设备HY-M1000。这款设备采用完全自主知识产权的控制和工艺成型软件,提供两轴方向均超1米(1200mm*750mm*1000mm,不含基板)的超大尺寸、高质量、一体成型金属制件,大幅提高生产效率。可打印钛合金、铝合金、高温镍基合金、不锈钢、模具钢等金属粉末材料。 HY-M1000十激光器金属3D打印设备 HY-M1000标准配置10个500W的激光器和振镜系统,可根据客户需求选配最多16个激光器,制造速度最高可达300cm3/h。同时配置该公司自研的出粉和双向铺粉机构、“高效率3D打印方法+多激光搭接控制技术”,可实现打印搭接区力学性能的一致性和稳定性,可达到拼接区的力学性能不低于单激光器区域的99%,全幅面力学性能一致性差异不超过5%。 END 大尺寸装备是金属增材制造装备发展的重要方向,更大的成形尺寸可以拓宽金属增材制造技术的应用场景,提升金属3D打印在高端制造领域的应用价值。 得益于我国航空航天领域的快速发展,运载火箭、空间站、大飞机等关键行业对大尺寸、一体化、高精度零件具有重要的需求,金属3D打印集成化的解决方案已经证明可以生产出更高产量的高质量零件,激发了国产金属3D打印装备制造商不断完善优化产品,研发制造更大成型尺寸的装备。 能够开发最终能够实现生产应用的大型金属3D打印装备,不仅能够快速占领大尺寸金属3D打印零部件的市场制高点、拓展业务增长点、填补应用空白,更代表了作为先进制造商的技术实力。 注:本文内容来由3D打印技术参考整理编辑,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:867355738;网址: 延伸阅读: 1.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能! 2.专题:2021,多激光、超大型金属3D打印的时代已经到来 3.铂力特发布12激光SLM设备BLT-S1000,可实现超大尺寸零件一体成形 4.九激光、超米级、已交付三套!易加三维发布国内超大成型尺寸金属3D打印机
  • 减少50%模具生产时间的自动化设计软件:3DXpert随形水路 (含免费试用和操作教学)

    减少50%模具生产时间的自动化设计软件:3DXpert随形水路 (含免费试用和操作教学)

    随形水路是一种基于3D打印技术应用的新型模具冷却水路,在完美利用了3D打印的制造自由度后,使水路更贴合零件表面,有效提升模具在注塑生产中的冷却效率和耐用次数。另一方面,随形水路模具(芯)能够使注塑冷却效果获得大幅度优化,被证明能有效提高注塑零件质量。 由于随形水路模具的优异性、技术壁垒能协助企业有效赢得市场,模具制造企业看到了新的商业机会。 充分利用随形冷却水路模具便可获得更多的市场机会,走在工业模具制造前沿,但在使用这项技术之前,需要提前解决一下未来的挑战。 痛 点 ➠随形水路模具制造需要从设计、打印工艺和后处理等多个方面考虑,从零设计复杂耗时; ➠手动设计需要详实的专业知识,既要使用与应用适配的独特打印工艺,又要考虑增减材复合制造流程; ➠水路存在于零件内部,但水路的下表面往往不适合添加支撑,需要灵活设置不同的扫描方式; ➠如采用嫁接基座的方式,在数据准备过程中需要考虑基座的多重情况; ➠如采用直接打印,则需要更好地降本增效... ... 能否有一招制胜的方法来冲破这重重关卡呢?3DXpert软件提供完善的随形水路解决方案,一键自动创建客制化的随形水路,在市面上绝大多数仍采用手动设计的水路设计工具中突出重围,它可以缩短高达70%的模具注塑成型周期,减少50%的生产工作时间,减少翘曲和报废概率,大幅度提升成型零件表面质量,真正帮助企业提升生产效益。 扫码试用! 不同的水路设计© Oqton 什么是3DXpert? 3DXpert增材制造数据处理软件,提供针对增材制造的设计优化、数据处理和工艺编程功能,支持从设计到后期处理的的的增材制造流程。 3DXpert 中文版为增材制造工程师提供强大、全面、方便、高性价比的工艺工具套件,快速有效地将3D模型编辑为可成功打印的部件。 无论在科研教学、还是批量生产的制造场景下,3DXpert都能协助用户将3D打印技术的潜力发挥到极致、提前部署智能制造的未来。 3DXpert随形水路解决方案打通了水路的整个设计、生产流程,使用户可以在一个软件中通过多样化的功能和工具,进行自定义的设置和简便的操作,短短数分钟内即可实现自动创建水路。 3DXpert助力随形水路设计 1 3DXpert 手动画图快速绘制水路 ●用户可进行手动创建或者调整偏置位置、并生成相应的弧度。 ●用户还可使用水路分析工具进行悬垂面分析、距离分析和冷却距离分析,保证水路适合打印和注塑使用。 ●为了提高水路冷却效率,软件还支持手动截取部分水路生成扭转水路。 ●针对常规形状,自动设计水路的功能可以帮助设计人员快速获得水路形状,并基于此进行相应的微调,加速水路设计。 ●针对特殊水路设计的需求,软件还提供了限制水路生成区域和自定义水路截面的功能,以此符合特别的水路合计需求。   © Oqton 随形水路绘制 © Oqton 2 自由的水路打印工艺设置  ●用户可以针对水路下表面、或需要添加支撑但实际打印中不适合添加的支撑面,设置额外扫描区域,并在扫描策略设置的过程中为其设置适合的工艺。   ●可以对模芯部件设置不同分区,并对分区设置不同的扫描策略。 ●针对不同Z轴高度,可使用不同的层厚和打印功率,对曲面较少的部分使用较大层厚加快打印速度。针对需要更高强度的部分,可以通过设置虚拟体,对相应部分设置更精细的扫描方式、保证强度需求。   随形水路绘制 © Oqton 3 模具基座设置   ●嫁接模具打印需要基座,并且使用的基板和普通打印不同。嫁接打印的基板一般会有多个孔洞,用于固定基座。 ●基座一般会包含提前进行机加工的底部,这些部分一般不包含弯曲的水路,使用机加工较为容易也更便宜。 ●另一类复合制造使用基座的原因是为了更方便进行后处理,基座不仅会作为模具打印的基底,也可直接用于机加工设备的固定基座。   © Oqton 接下来我们来看如何使用3DXpert,快速完成随形水路设计。 3DXpert设计随形水路具体步骤 1 3DXpert 手动画图快速绘制水路 ●3DXpert 能直接读取CAD模型,并直接利用CAD模型线段、曲面等特征上进行水路快速绘制。 ●如演示,无需更换到其他的CAD模型,使用3DXpert 软件、选取数模上的线段,进行一定偏移后,即快速生成水路的扫掠路径。 ●如果在数模上选取不到连续曲线, 甚至能直接进行曲线自动(以运算曲率、或指定曲率)进行线段间连接。 ●完成扫掠路径绘制后,直接利用3DXpert 的水路设计功能设置截面形状、尺寸(或截面面积以控制水流速率) 2 水路打印性分析 ●由于已知水路将以3D打印的形式进行制作,最优的方式显然是在设计时,就进行打印性分析,以便即时对水路设计进行修改。 ●如演示,过于“平”的水路设计在实际中非常难以打印,受重力影响,悬垂结构在3D打印中非常容易发生塌陷,因此越长的悬垂结构、往往约需要工艺工程师进行细致的工艺、乃至设计调整。3DXpert 的打印性分析与设计功能实时联动,变更截面形状即能快速解决悬垂结构风险。 ●另一方面,及时进行距离分析也非常重要。有时水路会距离其他重要部件距离过短,容易造成工艺瑕疵。在3DXpert中,我们可以通过设置不同等级的安全分析参数,快速、实时进行检测。 ●结合“一键规避”设计优化,十分迅速完成打印成功率有保障的随形水路设计。 3 3DXpert 自动生成水路 ●除了草图绘制水路,3DXpert 提供了更高自动化的“自动生成水路算法”。 ●首先通过框选、点选数模曲面或线,快速指定水路生成区域。…
  • 价比黄金,最昂贵与最普通的3D打印线材,谁更难成型

    价比黄金,最昂贵与最普通的3D打印线材,谁更难成型

    基于挤出的FDM/FFF熔融沉积是应用最多的3D打印工艺,可以成形ABS、PLA、TPU、PP、PA、PEEK以及纤维增强复合丝材等等,该技术的应用领域覆盖了普通消费品、汽车、模具甚至医疗行业。可见,材料种类的多样化是满足不同行业具体需求的关键。但对于一些高性能材料,在打印端仍然困难重重。本期介绍的两款3D打印线材,一种最为昂贵,一种则最为寻常,在常规打印过程中,也充满挑战。 医疗植入级生物可吸收材料,价格堪比黄金 RESOMER®Filament是赢创(Evonik)推出的一种用于3D打印的生物可吸收线材,通过熔融沉积工艺可以将该线材制作成生物可吸收的3D打印植入体。标准线材包含了PLLA、PLGA、PCL和PDO, 可基本满足不同降解时间(从小于6个月到大于3年不等)和所有人体植入型医疗器械的应用。 作为价格不菲的医用植入级3D打印线材,Evonik RESOMER®以其多样化的定制规格,适用于各种生物可吸收植入物的高分辨率打印,例如心脏支架。处理这种精密线材时,极致的打印精度和可靠性那是必须的——每一次失败可能就会是上万元的损失和患者治疗的宝贵时间。3D打印技术参考了解到,其价格堪比黄金。 如此昂贵的3D打印线材,如何使用3D打印机实现生物植入物的精密制造呢? 最寻常却极具挑战的塑料——PP聚丙烯材料 作为世界上消费量最大的塑料之一,PP(聚丙烯)拥有众多优点,首先它对酸、碱、酒精等几乎所有溶剂的耐化学性让其在许多行业都很有吸引力。同时PP还表现出非常好的抗冲击性和柔韧性,同时兼顾一定的刚性。这意味着PP打印的部件很耐用。再加上密度低,PP特别适合生产轻质和坚固的零件。它的亲肤,食品安全和生物相容等特性,也使其可以用于医疗技术和食品接触应用,并提供美观的高表面质量,同时材料可以有效回收——你在逛MUJI无印良品的时候会发现,无论是塑料储物箱、文件夹或者水杯都由PP材料制成的。 但PP则尚未被充分运用到FDM/FFF 3D打印中,收缩、翘曲、底板粘接和支撑材料不兼容等问题让打印过程中充满挑战。 Raise3D提供的解决方案 Raise3D OFP(开放式耗材)致力于帮助材料厂商根据不同的行业需求,为用户创造新的改性耗材,以推进3D打印技术在不同应用领域的加速发展。基于这一愿景,Raise3D OFP和全球3D打印材料领先企业一起,进行选型、测试、推广和业务开发。Raise3D OFP将全球最新的改性线材和全球170个国家的50,000多名专业工程用户连接起来。 7月15日10:00-10:40,Raise3D将通过直播,现场将讲解如何使用其Pro2 3D打印机,打印这两款极具挑战但有极大价值的材料。扫描下方二维码可观看直播内容。   关于Raise3D Raise3D是一家位列国际第一阵营、处于高速发展的国际化公司,以上海为全球总部,南通和苏州为制造基地,中美欧三地协同研发创新,在美国加州和荷兰鹿特丹拥有海外办公室和专业化国际团队。 作为国际一线品牌,公司自主研发 3D打印机、3D打印切片软件(ideaMaker)、 3D打印企业级云平台(RaiseCloud),并构建了兼容并蓄的行业生态系统,为全球客户提供一站式基于3D打印的柔性化制造方案。 经过7年的发展,Raise3D的产品在全球范围内备受好评,拥有较高的市场占有率。根据调研机构 Context 最新的专业级3D打印机的销量报告,Raise3D销量全球第三,亚太地区第一。在取得这些好成绩后,Raise3D对未来的发展充满信心,并立志在2030前成为全球影响力前五的3D打印公司。 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.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能! 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.中船重工工程师3D打印2000个独立零件,打造超级炫酷燃气轮机 4.如何利用不同金属3D打印技术——FDM、BJ、L-PBF与MIM技术的比较
  • 重磅:Markforged收购Digital Metal,粘结剂喷射金属3D打印市场格局再变

    重磅:Markforged收购Digital Metal,粘结剂喷射金属3D打印市场格局再变

    7.13日,3D打印技术参考了解到,粘结剂喷射金属3D打印领域又一重磅事件——Markforged收购Digital Metal。 作为高性能(纤维复合)聚合物材料和金属桌面挤出3D打印工艺的领导者,Markforged虽未直接参与粘结剂喷射金属3D打印技术的研发,但其所推出的金属桌面3D打印工艺却与粘结剂喷射技术有着相同的工艺原理。Digital Metal作为粘结剂喷射金属3D打印技术的重要参与者,Markforged对它的收购意味着其将金属批量化增材制造向前推进的决心。 待收购完成,Markforged将与另一家众所众知的独角兽企业——Desktop Metal有着更为重合的产品线,双方都将成为拥有基于烧结的全套金属3D打印技术,包括桌面挤出和粘结剂喷射工艺。这对于国内从事金属挤出工艺开发的公司——上海复志和升华三维,或许会有所启示,因为前面两家国际巨头都是从开发金属桌面挤出工艺开始的,直到形成如今更为全面的且一致的工艺产品线。而Markforged与Desktop Metal还曾就金属桌面挤出技术对簿公堂。Markforged对粘结剂喷射技术厂商的收购,使Desktop Metal看来无法一家独大。 Digital Metal的发展情况 Digital Metal成立于2003年,于2012年被知名金属粉末制造商瑞典Höganäs AB公司收购,以高生产率、出色的表面质量和卓越的分辨率闻名。该公司推出的粘结剂喷射金属3D打印机已生产了数十万个零件,应用领域涉及医疗/牙科、航空航天、汽车以及包含珠宝、手表、配饰等在内的奢侈品行业。 2017年,Digital Metal推出DM P2500,彼时Desktop Metal才成立不久。这台打印机的运动精度高达0.001毫米,打印过程中可以35微米的分辨率制造非常小的高精度零件,烧结过后具有Ra 6.0微米的平均表面粗糙度,能够满足大多数最终用途的部件需求。 Digital Metal 粘结剂喷射3D打印机 2018年,Digital Metal推出了金属3D打印的全自动化生产理念。在全自动化生产中,大多数的工艺步骤都将由机器人来处理,这将几乎消除所有手工作业,从而进一步提高生产率并降低生产成本。Digital Metal与霍尼韦尔航空航天公司、法国工业技术开发中心、英国国家增材制造中心等机构达成了合作。 2019年,Digital Metal推出两种镍基合金,这是该公司为满足航空航天、汽车和工业领域对3D打印高温合金材料的需求增长而开发。 2021年2月,Digital Metal宣布推出纯铜3D打印材料,根据3D打印技术参考对粘结剂喷射技术的统计,该公司是第一个为粘结剂喷射3D打印系统提供官方认证的纯铜材料和工艺的设备商。 Digital Metal粘结剂喷射3D打印成型的散热器及扩音器天线2022年5月,Digital Metal宣布推出新型DMP/PRO粘结剂喷射金属3D打印机,这是该公司推出的下一代生产级粘结剂喷射系统,专为大批量制造带来改变。 Markforged不再满足于小批量制造 基于挤出的金属桌面3D打印技术,虽然在多个领域有着重要用途,但速度始终是限制生产的重要因素,它可以用于原型设计、小批量开发、制造应急备件,但当工业客户需要批量生产时,该技术无法满足产量和成本的经济性。 不论是否源于拥有丰富的后烧结知识,Markforged对Digital Metal的收购都是其进一步推动解决工业用户制造挑战的重要战略。为推进这一步,收购是最好的策略,但市场范围内除了Digital Metal几乎已经不再有值得它下手的目标。在此前,Desktop Metal已经对另一家该技术领域的领导者Exone完成了收购,剩下的较为知名的开发商只有Digital Metal、HP以及GE Additive。 据3D打印技术参考了解,Markforged已通过自主开发和收购的方式,增强了自身的工艺软件功能,这将为基于烧结的金属3D打印技术提供重要保障。作为交易的一部分,Markforged将向Höganäs支付约3200万美元现金、约410万股 Markforged普通股,交易总额将接近4000万美元,对Digital Metal 的收购预计将于2022年第三季度完成。 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,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:867355738;网址: 延伸阅读: 1.上百家3D打印企业!9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能! 2.无法忽视的DM帝国:被Desktop Metal收购的领先3D打印企业 3.Digital Metal推出批量制造级粘结剂喷射金属3D打印机 4.中文视频:ExOne保障粘结剂喷射金属3D打印质量的关键要素