7月9日消息，Venus Aerospace（维纳斯航天公司） 于近日完成9100万美元融资（约合6.18亿元人民币），洛克希德·马丁风险投资公司等参与了投资。 Venus采用3D打印技术以极快的研发速度和资本效率，在2025年5月，成功完成首次高推力旋转爆震火箭发动机的飞行测试。 报道提到，本轮融资将用于该公司扩大研发和生产规模，推动3D打印爆震发动机的规模化部署。 本文内容我们将分享旋转爆震发动机的与众不同之处，为什么要用3D打印制造，以及所涉及的工艺和材料。 旋转爆震发动机的优点及制造难点 大多数火箭发动机的工作原理为：燃料和氧化物被泵入燃烧室，燃烧产生的热量使气体膨胀，膨胀的气体通过发动机喷嘴排出，从而产生推力。 旋转爆震火箭发动机通过沿环形通道的一系列小型爆炸，产生超音速能量波，并将其从发动机尾部排出，这样就产生了连续推力。 火箭发动机的效率很大程度上取决于尾焰的速度，而旋转爆震火箭发动机能够实现超音速喷射。这种方法可以极大提高飞行效率，从而大幅提升运载能力和增加飞行航程。以Venus为例，其将轨道载荷增加了4倍。 旋转爆震火箭发动机的设计非常紧凑型，为额外的燃料、传感器和有效载荷腾出了空间。而且，其简单的设计所需的零部件更少，有望实现低成本生产。 然而，制造这种旋转爆震发动机并非易事。普惠公司先进军用发动机首席工程师史蒂文·伯德解释说：“听起来很简单，但要让物理原理发挥作用却并非易事。当你真正想让设计在合适的燃料和合适的运行条件下始终如一地实现预期性能时，这才是真正的挑战。” 主要挑战之一是完善喷射系统，它需要以精确且可重复的方式混合和喷射燃料。可以想象，此类发动机的设计极其复杂，它包含无数细小的通道将燃料和氧化剂输送到圆形通道，而且所有部件都必须正确对齐，爆震序列才能正常工作。 几十年来，旋转爆震火箭发动机主要停留在纸面上。燃烧环境、超音速爆震波、极高的热通量以及快速循环的压力，使得传统的机械加工难以满足硬件要求。 直到金属3D打印技术日臻成熟，该类发动机的产品化极大提速。 为什么要通过3D打印制造 3D打印能够制造出其他方法无法实现的复杂集成结构，例如冷却通道、流道和喷射器喷嘴，并可搭配能够承受旋转爆震火箭发动机内部严苛环境的先进合金，从而使其效率远超传统的化学火箭发动机。 近些年来，国内外在3D打印旋转爆震发动机领域均取得了显著进展。 NASA旋转爆震发动机 NASA在2023年成功进行了一次全尺寸旋转爆震火箭发动机燃烧室的热火测试，持续了251秒，实现了超过5800磅的推力。 Venus Aerospace则是2025年完成了首次飞行测试，让各方资本看到了投资的潜力。 2026年，Astrobotic公司完成了其Chakram旋转爆震火箭发动机的一系列热试车。有趣的是，它在发动机3D打印制造过程中，主动引入了孔隙，目的是促进冷却和流体流动。 关键的3D打印材料 爆震产生的高温、高压和高频振动，会给发动机材料带来严酷考验。 笔者查询到目前主要被使用的3D打印材料包括铜合金、高温合金、铝合金等。 使用L-PBF打印GRCop-42和IN718喷注器主体 以NASA为例，其将高导热的GRCop -42铜合金，用于推力室主热壁的3D打印制造，能够快速将热量从壁面散发出去，满足最低温度要求并防止熔化；采用能在极端环境使用的超合金GRX-810，在高温下保持高强度。 瑞士学术空间倡议组织 (ARIS) 采用铜镍硅合金3D打印了旋转爆震发动机，能够满足爆震燃烧环境下主动冷却的热需求。 Astrobotic旋转爆震发动机测试过程 Astrobotic采用铝合金和铜合金制造了关键部件，通过主动引入孔隙结构，他们制造出了具有“面冷却”能力的复杂结构火箭发动机喷注器。其所开发的发动机在今年完成了热火测试，其中包括一次长达300秒的连续燃烧，验证了孔隙引入技术的有效性。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#爆震发动机 #3D打印

7月4日，工业和信息化部装备工业发展中心公布了“2026年度工业母机创新产品典型案例名单”。 其中，锻打印、绿激光、增减材以及鞋模3D打印装备等总共16款增材制造装备成功入选。 工业母机被称作是工业体系的根基，是专门用来“制造机器的机器”。其评选标准严格，入选门槛高，能登上该榜单，就意味着相关技术和产品得到了国家相关部门的大力肯定。 本期内容，我们就来分享其中具有代表性的产品和技术。 ➡️ 西空智造锻打印装备 西空智造研发出了包含“锻打印、点打印和面打印”等在内的多种先进技术。这次入选的“超快激光冲击强化复合激光选区熔化成形装备”，便是锻打印技术转化的成果。 该技术把传统激光粉末床熔融3D打印和超快激光强化工艺进行了系统性整合，实现了打印和强化同步进行、应力实时优化的效果，能显著抑制打印变形和开裂。 基于此技术3D打印的钛合金、高温合金等航空航天材料，性能明显优于传统LPBF工艺，有效地解决了金属3D打印零件批量制造时强度低、韧性不足的问题。 西空智造表示，锻打印技术已在航空航天、能源动力、新能源交通、高端模具等多领域得到了应用，其不同打印尺寸的装备能够适配多种生产场景。 此外，西空智造在2025年成功地将锻打印技术和光束整形技术整合到一起，由此体现出该公司正持续创新，不断攻克国产工业母机关键技术。 ➡️ 希禾增材绿激光3D打印机 绿激光金属3D打印装备在当前全球行业内有着特殊地位，这是因为绿光激光器的供应商极少，并且供应链呈现出高度集中的状态。 在2023年之前，国产商业化的绿激光金属3D打印装备还是一片空白。而到2026年，我国已成为该领域的全球引领者。 这得益于希禾增材的母公司——公大激光在绿光激光器领域的重要贡献，其开发出了具有高光束质量的高功率绿光激光器，解决了长久以来的国产光源短缺问题。 希禾增材作为把技术落地应用的子公司，其开发出了多种成型尺寸和配置的绿激光金属3D打印装备以及打印工艺，解决了长久以来纯铜等高反射金属以及难熔金属难以实现广泛应用的困局。其填补了产业空白，并且极大地拓宽了金属3D打印技术的应用范围。 如今，希禾增材已将绿激光金属3D打印技术应用于航空航天、新能源、AI数据中心、半导体装备以及高端能源装备等战略性新兴产业，为这些行业提供了关键的装备支持，对促进高端装备自主创新和新质生产力发展有着重大意义。 ➡️ 华曙高科金属3D打印鞋模装备 笔者发现，本次入选的3D打印案例中仅有两个针对具体的应用场景，其中一个便是华曙高科的金属3D打印鞋模装备，这在一定程度上表明它已对鞋模市场发展产生了重要影响。 依据华曙高科先前发布的消息，其在全球鞋模3D打印应用场景中的装机量超过了百台，与之相关的鞋品数量超10亿双，这些数据足够体现出它的影响力。 另外，笔者发现华曙高科在今年6月份，推出了全流程的自动化鞋模增材制造解决方案。它依靠全新的FS450M金属3D打印机，采用自研的MES系统开展订单管理工作，使用AGV缸体自动转运以及一拖四自动化粉末循环，由机器人自动实现货物转运、粗清粉、精清粉等一系列操作，这将能极大提高制造效率。 因此，该方案也将促使鞋模行业朝着智能制造的方向转型升级，它的入选也是实至名归。 ➡️ 协同高科连续纤维3D打印设备 根据笔者对国内3D打印行业的持续观察，当前从事连续纤维3D打印技术开发的企业仍然为数不多，但这并非是其缺乏价值，而是技术门槛高。 协同高科的连续纤维3D打印技术承自西交大，后者曾参与我国首次太空连续纤维3D打印。采用该技术制造的复合材料样件，具有极致的强度重量比，能在众多特定应用场景中直接替代金属。 近些年来，协同高科推出了系列化的连续纤维3D打印装备，并完成了材料、工艺规划软件的全国产化替代，解决了国内缺少同类产品的问题。 其研制的多种成型尺寸的打印机，能满足从科研到工业应用的广泛需求。以YJ-F600为例，其成型尺寸为600×450×500mm，可打印PLA/PA/PEI/PEEK等树脂，以及1K/2K/3K碳纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维等。 这些材料打印的产品，可以是卫星结构件、无人机框架、火箭连接件，也可以是汽车轻量化支架，甚至具身机器人的足弓、关节、脚撑等轻量化部件。 在该技术领域，协同高科整体已处于国内领先、国际并跑，部分技术（高温稳定、大尺寸、路径优化）国际先进的水平。 END 此次多项3D打印装备成功入选工业母机案例，显示出国家正将这项技术从战略高度归入核心制造体系，和减材、等材制造技术一道，成为支撑我国制造业的基础装备。 而能进入该榜单的产品，也是技术成熟度的最高级别认可。对于用户企业而言，3D打印正在加速脱离“可有可无”的补充工艺定位。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

气动塞或者叫做气动尖锥式发动机，是当前3D打印技术制造的热点之一。 这是因为它代表了航天发动机的下一代研究方向，但其被提出已经有70年历史。因为形状复杂，过去采用传统技术难以制造，以至于到3D打印技术开始普及之后，才再次引起了一些新兴商业航天企业的兴趣。 该类型发动机目前的研究重点涉及喷嘴设计，3D打印材料、工艺和后处理技术，来应对高热量和机械强度的极端要求。 3D打印制造气动尖锥发动机的设计挑战 该类型的发动机依然需要“再生冷却”机制，然而实际情况是，气动尖锥产生的热量非常高，仅靠传统的再生冷却策略无法满足系统层面的需求。 两家欧洲公司——Pangea Aerospace和Aenium Engineering此前曾开发了采用液氧和液态甲烷作为燃料的3D打印气动尖锥发动机。 他们利用环形气动尖锥特有的双层壁结构，将冷却系统分为两个回路。尖锥的尖端部分，即所谓的塞子或尖锥，采用液氧冷却，而外壳则采用液态甲烷冷却。这样一来，气动尖锥的传统缺点就变成了优势。同时，他们还开创了一种新的通道设计方法。 Pangea采用了逐点优化方法，通道形状更接近自然变化。冷却剂性能的急剧变化要求通道形状也必须有同样剧烈变化，以避免材料过冷或过热。新设计能够将复杂的冷却问题分解成许多微小的部分，并对每个部分进行优化，实现最高效率。这基本意味着在每个部分都尽可能接近材料的最高工作温度。 外壳的加工内表面，可见冷却通道 优化过程必须多次迭代，通过在方程中引入粗糙度和曲率，进一步探索无限的设计自由度。由于几何形状和冷却剂流动方向的限制，传统通道的曲率会对气动尖锥发动机会产生不利影响。 为了减轻这种影响，Pangea在另一个平面上引入了螺旋状的人工曲率，通道的螺旋形状通过离心作用迫使冷却剂紧贴壁面，从而进一步提高了传热效率。 3D打印的表面粗糙度是影响传热和压降的重要因素，但粗糙度对于提高关键区域的传热至关重要。制造商在构建过程中调整了相关参数，并通过增大关键区域的悬垂角度来利用增材制造结构本身固有的粗糙度变化。 气动尖锥发动机的外壳 除了结构复杂之外，气动尖锥的热管理也极具挑战性。该结构包含两个燃烧室表面，这两个表面都暴露在高温气体中，需要用等量的推进剂进行冷却。这就要求开发一套复杂的内部歧管和冷却通道系统。这些通道具有不同的方向和横截面，并以传统减材制造工艺无法实现的方式交错分布在结构中。 3D打印后处理挑战 增材制造在设计具有整体特征的单件零件时面临的最大挑战之一，是如何清除无法接触到的通道内部的残留粉末，例如冷却通道和衬里、进出气歧管、传感器端口。 同时，在机械加工、抛光和防腐蚀后处理过程中产生的切屑、毛刺和废料也必须清除；如果不清除，它们可能会造成损害，甚至导致发动机在点火过程中失效。此外，清洁过程本身也不能污染发动机或带来腐蚀风险。 考虑到气动尖锥发动机固有的几何复杂性及其极其复杂的冷却通道，要以简单、高效、经济且可行的方式实现这一目标绝非易事。 以本文展示的发动机为例，为了确保发动机内不残留任何碎屑，开发团队在结构中集成了多个粉末去除开口，为外壳和插头设计了一套特殊的排气通道和端口系统，尽可能的减少操作次数。 这些设计从制造过程的开始到结束都贯穿始终，这证明，如果从一开始就正确地采用增材制造设计方法，即使是最具挑战性的项目也可以通过实施相对简单的操作来实现。 另一个具有挑战性的领域是悬垂表面的可打印性及其与表面粗糙度的关系。以火箭发动机最重要的部件之一——内衬为例，它能确保高温气体侧和冷却剂侧之间进行有效的热交换，防止结构材料熔化。 而这一切的前提是内衬的最终尺寸和表面粗糙度必须满足极其严格的要求。这些设计限制需要推进（功能）部门、设计部门、结构分析部门和制造部门之间协作进行多次迭代，最终才能形成可以进行打印的设计。 END 增材制造是一种相对较新且先进的制造技术，它有其自身独特的优点、缺点和后处理要求。对于气动尖锥这样的高复杂度产品，3D打印将原本由成百上千个零件组装而成的复杂结构转变成一到两个部件，不仅简化了发动机的装配和连接，降低了人力成本，还极大提升了产品性能。 此外，随着AI技术的发展，人功智能技术已经被引入到气动尖锥发动机的设计流程中，借助3D打印极高的复杂设计自由度，该类型发动机正在迎来新的研发热潮。 注：本文由3D打印技术参考创作。#发动机 #3D打印 #铜合金 #后处理

铜金刚石复合材料是今年涌入3D打印领域的一种“新材料”，它的导热系数是纯铜的1.5倍-2.5倍，已成为英伟达、华为两大巨头的共同选项。 关于该材料的3D打印也迎来新进展，希禾材料近日宣布，已成功采用绿激光技术在铜金刚石复合材料基板上实现高效、高质量的纯铜嫁接打印，打印成形区域致密度超过99%。 笔者进一步查询了英伟达的散热方案，其本身就并非是采用铜金刚石来代替纯铜来制造液冷板，而是一个包含多类材料的多层级结构。 希禾增材此次取得的突破，与这一散热结构方案高度相关。 铜金刚石基板+纯铜液冷 相关资料指出，散热系统是一个多层级的工程结构，包含了多种材料和结构。 以英伟达量产方案为例，芯片背面首先是高导热的石墨界面层，用来填充间隙使表面平整。之后是铜金刚石复合散热基板，它的作用是把局部集中的热点摊开到更大的平面上。但笔者查询到，这个基板内并不包含液冷通道，而是一块实体板材。再往外，是一体式的大尺寸微通道铜液冷板，通过流体循环带走全部热量。 MSI的钻石-铜复合底板 可在查询到这些知识之前，笔者还以为是用铜金刚石复合材料代替了纯铜。 金刚石的密度只有铜的一半，但导热性却比铜高出四倍。那为什么不直接用它来给芯片导热？ 这是因为，高品质的金刚石制备特别困难，而且价格昂贵。即便是铜金刚石复合材料，在加工成液冷需要的精细结构时，也存在良率低、成本高、一致性不好把控的实际情况。 这也意味着在现在的技术条件下，没办法满足大规模量产的需求，而纯铜液冷板的制造工艺却更加成熟可靠。 来自北京安泰钢研的铜金刚石复合材料 目前，铜和金刚石的复合材料能够通过粉末冶金等成熟工艺来进行制造，导热系数通常在550-1000W/m·K之间，结合可加工性和成本来看，综合性能比纯铜要高很多。 最终，英伟达结合工程实际挑选了这种更合适的解决方案，在芯片处采用铜金刚石高效导热，然后依靠铜液冷板迅速把热量带走。 铜金刚石基板高质量嫁接3D打印纯铜 希禾增材并非直接对铜金刚石复合材料进行整体打印，而是在铜金刚石基板表面进行嫁接打印纯铜结构。 因为纯铜对绿激光有更高的吸收率，打印时能实现稳定熔化和高质量成型，从而能够在高导热基板表面高效构建复杂散热结构。 同时，绿激光打印具有能量耦合稳定、热输入可控等特点，有助于减少对金刚石相以及复合材料基板的热影响，从而降低热损伤风险。 铜金刚石基板+3D打印纯铜导热系数显著提升 3D打印的一个重要优势，是能够一体制造出超薄壁、复杂微流道和TPMS晶格等散热能力更强的复杂结构。 对于传统加工技术来说，上述这些结构不仅无法加工，且流程往往非常复杂。涉及到分体加工、逐一焊接，不仅容易产生质量风险，还会增加热阻。而3D打印只需要一次打印，就能完整制造。对于传统而言，这无疑就是颠覆。 希禾增材3D打印铜金刚石高散热结构 根据希禾增材近日展示的案例成果，其在铜金刚石基板上，成功使用绿激光3D打印了带有复杂曲面以及TPMS晶格的复合结构。 笔者进一步向希禾增材进行了咨询，该复合基板的导热系数达到了700–800W/m·K，远远比纯铜400W/m·K的室温热导率高。 此外，打印成形区域的致密度达到99%以上，展示出该解决方案具备规模化应用的潜力。 讨论 在保留铜金刚石材料高导热优势的基础上，在其之上通过3D打印直接构建复杂的散热结构，消除传统焊接带来的热阻、渗漏风险，该方案给高性能热管理器件的一体化制造提供了新的工艺途径。 同时，这一方案还进一步展现出“先进材料+先进结构+3D打印”能够实现更高性能制造的特点。 希禾增材表示，将继续发挥绿激光3D打印的优势，进一步优化工艺和设计，不断完善铜金刚石复合材料散热产品，开发更优的散热部件。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#铜金刚石 #3D打印

笔者注意到，知名手表品牌卡西欧为了纪念诞生40周年，特意推出了新的限量版MR-G系列，它的特别之处在于使用了金属3D打印，但使用的方式却又与众不同。 因为，它们并没有使用3D打印直接打印表壳。 生产的第一步，是采用3D打印制造了一个TC4钛合金的圆柱套筒，内部嵌入了多层薄壁，整个建造时间为78小时。 第二步，将纯钛粉填充到圆筒中，并在高温高压下进行热等静压。在该过程中，钛粉颗粒之间以及钛粉与套筒整体发生完全的冶金结合。 第三步，是把成型后的圆柱体根据表壳的厚度进行分割，在此基础上通过减材方法加工出表壳的形状。 通过这种方式获得的表壳具有特殊的表面纹理，这是因为第一步打印的套筒中包含的薄壁的成分与组织结构与纯钛粉不同，薄壁在中间形成了隔断，显示出不同的纹理。 笔者发现，3D打印技术正在被越来越多的高端制表品牌用于限量款的制作。国内方面，汉邦激光与高端钟表珠宝表面处理专家中南集团合作，共同打造了两款3D打印的钛合金腕表，包括表壳、表盘和表链。这两款产品在今年举办的TCT亚洲展上获得了大量观众围观。 其中一款3D打印的表链由联锁单元组成，它完全一体成型。而如果采用传统制造工艺，需要单独制造每一个单元，再依次连接，将消耗大量人力并延长产品上市时间。 另一方面，3D打印这种可活动的联锁单元，要求制造需要达到极高的精度，才能保证单元之间的自由联动和柔顺。同时，零件的各个位置需要组成均匀、无缺陷，才能保证耐用性。 另一款手表的表链采用了拓扑优化网格结构，几何形状复杂，具有轻量化的特点，更加注重设计。 汉邦激光采用搭配光束整形技术的6激光P400 3D打印机制造表壳，单个的制造时间仅约45分钟，相比高斯光斑打印缩短50%以上。搭配其“光驰Ⅱ型”技术，零件表面粗糙度可低至Ra2.6μm。 在手表零件的3D打印量产方面，目前的公开案例仅有苹果Apple Watch Ultra 3和钛金属Series 11，以及小米于去年推出的watch5钛合金版。 不过，这种趋势正在加速改变，消费电子赛道的3D打印竞争在变得激烈。在TCT亚洲展期间，多家设备商就展示了批量3D打印表壳的实力。 例如，中航迈特使用其MT400M打印的一整版表壳，总数量达1400件，以60μm的层厚打印，总时间约216h，平均单件仅9分多钟，体现出极高的制造效率。 倍丰展示的满版TC4钛合金表壳，采用8激光SP450打印，共1044件，平均15分钟一件。该公司面向消费电子等行业的产业化应用需求，已经布局了200多台装备，并建成了专门的粉末产线。 毅速激光也在消费电子领域展示了其装备及工艺的应用潜力。其采用自主开发的6激光E3-320设备，满版打印了160个表壳。 金源智能的满版表壳展示的重点不在批量制造，而在于材料。该公司为解决3C行业对钛合金的需求，推出了PA技术+EIGA装备，以及HDH+PS制粉技术，满足用户对产品质量、产能以及绿色环保的要求。 可以看出，3D打印在手表行业的应用不仅体现在结构创新、一体化成形，还体现在批量制造上。它突破了原型制造的限制，正在向差异化设计和高效制造演变。而对于3C大厂来说，采用3D打印技术还意味着材料节省，更加符合ESG的理念。 3D打印行业的材料商、设备商以及服务商也大都加大了该领域的投入，成为新的业绩增长点。 注：本文由3D打印技术参考创作。#增材制造 #3D打印

7月2号，法马通公司正式启用了其全新的增材制造中心。 这家公司称，这是欧洲首个专门针对核能与国防领域的工业级增材制造设施。该中心于2026年5月开始投入运营，从动工到全面投产仅用了一年时间。 这个占地6000平方米的工厂，投资达2500万欧元（约合1.9亿元人民币）。工厂采用了激光粉末床熔融（LPBF）和电弧增材制造（WAAM）两种金属增材制造工艺。 笔者从该中心的视频介绍中看到了尼康SLM Solutions和EOS两个品牌的多台设备。 通过结合两种金属3D打印工艺，法马通公司能够生产重量从几公斤到几吨不等、尺寸从几毫米到5米不等的零部件，涵盖法国核反应堆主回路备件所需的所有几何形状。 法马通在2015年就开始把增材制造技术用到核燃料领域，当时的重点是制造不锈钢和镍基高温合金燃料组件。 到2021年，该公司研发出一款3D打印的不锈钢燃料组件——通道紧固件。不久之后，法马通和橡树岭国家实验室（ORNL）一同研发的燃料系统组件，被安装到美国一个商业反应堆（BWR）核电站里。 法马通用3D打印制造的ATRIUM 11上部连接板格栅 笔者还查询到，电弧增材制造技术提供商MX3D和法马通合作，借助机器人WAAM技术制造了一个全尺寸的不锈钢巨型叶轮，它的重量超过1.4吨。法马通通过该案例测试了WAAM工艺在尺寸精度、机械完整性和重复性等方面的性能。 传统制造用来生产这种叶轮将花费大量时间、材料浪费严重，而且模具成本巨大。法马通对WAAM能不能在符合核工业严格标准的基础上，提供一种更快捷、灵活的替代方案进行了评估。而现在增材制造中心已采纳该技术，意味着前期探索取得了成功。 在核能领域，产品成本和交付时间是关键因素。可在设计阶段，传统的制造工艺不能用最优的零部件优化策略。另外，严格的质量和安全要求得需要成熟的工艺工程和制造技术，同时还需要深入了解材料冶金质量。 靠着在核工业领域的专业知识，法马通已经把它3D打印技术用到从零部件设计到生产的整个流程中。 除了生产之外，该中心还把研发活动、工业流程认证能力以及法马通内部团队和合作伙伴的培训中心整合到一起，使其成为了增材制造技术在核能和国防领域更宽泛工业部署的平台。 法马通把这个中心定位成供应链安全保障以及生产基地，它可以在本地生产关键部件，这将降低对外部供应商的依赖，而这些部件还需要符合核能、国防和航空航天领域最严格的安全要求。 这家公司还说，跟传统制造方式相比，增材制造方法能够减少原材料还有能源消耗，这也是它在环境方面的优势之一。 法马通首席执行官GrégoirePonchon表示，“这座全新的增材制造中心是法马通战略目标的核心，它将会打造出领先的工业工具，用可持续的办法来支撑核能项目，满足法国及国际客户、合作伙伴还有国防领域的需求。通过增材制造技术，我们正在增强法马通的工业能力，提升战略领域的竞争力，保障关键供应链，同时加快创新。” 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考注意到，在今年6月宣布购买30台EOS金属3D打印机的Beehive Industries，在月底表示，其发动机目标年产能将提升到8000台。 Beehive是美国推进系统初创公司，主张使用金属3D打印代替传统加工技术，生产无人机以及其他航空器使用的喷气发动机。 如果这个目标实现，将意味着3D打印在航空发动机制造领域, 从辅助开发全面进入规模化量产阶段。 ➡️ 从2000台到8000台的产能大增 笔者浏览Beehive公司的官网发现，其目前仍标注着2000台的年产能。 但该公司的首席产品官Follin在2025年12月提到，“这仅仅是我们的起点。我们经过计算，在现有厂房面积内，只要增加数控机床、3D打印机以及粉末处理设备，我们就能把年产量扩大到一万台以上。” 在短短半年内，这家公司就已经接近实现这一目标，这与其近期的市场动作不无相关。 今年6月，Beehive花费超5000万美元购入30台EOS M4 ONYX金属3D打印机, 这在全球行业里都算得上超大订单。加上之前的设备，其EOS金属3D打印设备的总数量超过50台，这意味着产能将翻倍增加。 另外，这家公司最近还收购了两家机械加工企业，他们均有悠久的精密加工经验，这将大大提高该公司的制造能力。 ➡️ 3D打印发动机的大量需求 Beehive的扩张并非盲目。今年4月, 美国空军和Beehive签署了2970万美元的合同，用来完成其所开发的Frenzy8发动机的飞行器集成、飞行测试以及资质认证等。 发动机的大量需求来自相关产品的大量消耗，Frenzy 8发动机的研发正值美国空军开发“经济型大规模弹药系列”之际。 但许多传统的小型发动机依赖于精密铸造和锻造工艺，而这两种工艺都依赖于较长的模具交付周期。再加上美国铸造产能有限，这种依赖性可能意味着发动机短缺，并可能导致国防技术供应链的断裂。 Beehive的小型发动机主要由五个部分组成 Beehive 500磅推力验证机的早期燃烧室衬里原型 对于一次性飞行的导弹或无人机，3D打印能够快速补充数量。而且，全3D打印发动机的性能已得到验证，不仅能满足飞行，且可以实现多次循环使用。 今年4月公布的预算说明文件显示，美国计划在2031财年之前采购27000枚此类低成本的发动机。 ➡️ 3D打印发动机为什么能够量产 喷气推进一直是该领域最为复杂、耗时最长和成本最高的部分。3D打印用于发动机制造也并非新鲜事，但此前多是少量复杂或集成部件的制造。 对于小型喷气发动机来说，它不再需要传统方法加工涡轮零件，不需要大量经历铸造、机加、热处理和组装，而是将多个零件整合为一个整体直接成型，大量减少了加工量和制造环节。 Beehive200磅推力的发动机 以Beehive开发的200磅的发动机为例，其仅由五个金属3D打印部件构成。另一款500磅推力的演示器，由14个金属3D打印部件组成，而传统制造的设计使用了几千个部件。 Beehive500磅推力验证机在成功启动超过35次 此外，中国航发公开报道的3D打印涡喷发动机，也具有极高的集成度和极简的结构特征，这为快速高效制造提供了可能。 笔者还查询到这样一条重要信息，在2025年12月举办的中国算谷数字产业发展大会上，一家名为超级马赫的公司发布了一款全3D打印的涡喷发动机。报道指出，借助3D打印生产一台发动机的时间只需要10小时，其年规划产能也达到了2000台。 从这些数据就可以得出，只要规模化的部署金属3D打印机，8000台甚至万余台的产能完全可以实现。 另一方面还涉及到3D打印本身的效率问题。Beehive公司此次新增的设备为EOS最新款机型，容纳了当前3D打印行业几乎最先进的技术，如光束整形、更多的激光数量、更大的打印尺寸、自动启动以及作业切换，质量保证和智能控制措施。 这些新技术均为保障长时间批量稳定打印而生，能够将打印周期缩短高达30%。 可以说，3D打印正在深度改变一些领域的产品制造模式。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

在不久前，尼康SLM Solutions与博世汽车合作，3D打印了一个完整的V8发动机缸体。 这项成果不只是一项技术演示，更重要的是它的启示意义，3D打印已经从原型制作和研发阶段，进入到直接汽车零部件制造领域。 在这些应用过程中，3D打印正在和传统制造工艺形成互补。 ➡️ 与用户深度协作至关重要 笔者此前曾听到这样一件信息，某头部金属3D打印设备商为推进技术应用，派遣了一个团队常驻用户公司。这体现了在应用开发的过程中，双方深度协作的重要性。 汽车制造是一个由供应商驱动的行业。据估计，一辆成品车中约有60%到80%的零部件并非由汽车工厂直接生产，而是由为一级和二级供应商提供。 3D打印要想真正应用于汽车生产，就不能仅仅局限于OEM的研发中心，而需要在整个更广泛的生态系统中扎根发展。 正因为这样，尼康SLM Solutions和博世的合作意义就不只是他们完成的这一项目。 博世是世界领先的一级汽车供应商，其深厚的制造专长与SLM Solutions的增材制造技术和应用知识相结合，将3D打印技术从能力开发，转化为实际生产应用所必需的合作伙伴关系。 把增材制造技术用到实际生产环境里，也不只是把机器放到工厂车间那么简单。 在材料、工艺参数、增材制造设计、软件集成还有持续的应用开发方面，双方需要密切协作。3D打印设备商需要能够支撑所有这些方面，而不单单是提供一台机器。 ➡️ 无需模具，无需铸造，3D打印快速制造 3D打印在汽车制造领域的优势已被业界广泛认可，V8发动机缸体项目则把这些优势具体的体现出来。 用传统铸造工艺生产缸体，需要花费几周甚至几个月来开发和验证模具，接下来才能生产出单个零件。 设计变更需要对模具进行修改，每次迭代都会增加时间和成本。零件的几何形状也受铸造工艺可靠性的限制。 3D打印技术则突破了这些限制。从数字文件能直接制造出复杂的几何形状，既不用模具，也没有铸造工艺那样长的周期。 对于铸造工艺无法实现或者成本太高的设计，如集成冷却通道、拓扑优化结构和集成式多组件装配，3D打印可以直接实现。 对于高性能和赛车动力总成核心部件来说，3D打印带来了全新的开发路子。 减轻重量是另一直接的优势。通过运用增材制造设计原理，能依据结构分析结果，把材料精准地放到该放的地方，把不需要的部分去掉，生产出来的零部件不仅比铸造更轻，且性能更好。 铂力特展示的与比亚迪合作的项目 ➡️ 双方均贡献专业知识 尼康SLM Solutions指出，其在这类项目里担当的角色覆盖整个工作流程，包括材料开发和认证、工艺参数优化、数据准备、质量保证、应用工程支持，以及持续的服务。 对于像V8发动机缸体这类要求极高的项目而言，这样广泛的参与是极其重要的。 3D打印的V8发动机铝合金进气歧管 要一次性生产出一个大型、几何形状复杂的铝合金部件，需要针对特定合金和几何形状调整工艺参数，需要具备增材制造设计（DfAM）方面的专业知识，以确保设计针对增材制造工艺进行了优化，还需要建立质量保证体系，在整个制造过程中验证最终产品是否符合所需的标准。 博世为该项目带来了数十年的汽车制造经验，这些经验也成为3D打印可重复工业化生产的必要条件。 ➡️ 从演示版到量产版 V8发动机缸体的直接3D打印，意味着该技术已具备解决工业问题的真正实力。 实际上，3D打印正逐渐融入汽车生产环境，包括制造复杂几何结构来满足性能要求，同时还能实现量产规模。这一应用规模在几年前还被认为是不可能做到的。 对于正在考虑将3D打印纳入生产战略里的汽车制造商来说，这个项目传达的信息很清楚：技术已经成熟，采用3D打印可以直接将设计变成成品，不用铸造、不用模具，也不用传统制造工艺那样的长周期。 注：本文由3D打印技术参考创作。#汽车 #3D打印 #博世 #发动机

笔者注意到，来自香港城市大学吕坚院士团队、北科大、南科大的联合团队，于日前开发出了一种新型3D打印铝合金。 它的特殊之处在于，在常温-400℃的宽域温度范围内，该合金的极限拉伸强度，均要高于当前常见的其他3D打印铝合金以及传统铸造和锻造合金。 研究人员将其描述为，兼具高强度、高韧性、高耐温的特点。 新型铝合金具备低成本和绿色属性 该新型铝合金的化学成分为Al-7.44Si-2.34Fe-1.79Mn-1.12Ni，不包含稀土元素，使其成本较低。 研究人员指出，他们开发了一种简便且经济可行的策略，利用可回收铝合金中常见的杂质元素（Si、Fe、Ni和Mn），就可以开发出这种材料。这也使这款铝合金增加了绿色属性，使其具备了优先被3C电子行业应用的潜质。 新型铝合金性能突出 采用优化工艺的打印样品致密度可以达到99.99%，体现出优异的可打印性。 材料在高温下的组织演变会直接影响性能。研究人员对200°C、300°C和400°C条件下材料的相组成进行了研究。 发现该铝合金在低于300°C时，微观结构基本保持不变；而在400°C暴露168小时后，晶粒仅有细微变化。与之相对比的AlSi10Mg，组织结构出现了明显变化。 可以预测，这种新材料具有高温下的热稳定性，进一步的力学测试证明了这一观点。 在25°C时，其屈服强度约440MPa，极限拉伸强度约582MPa，且断裂伸长率为7.2%。这种优异的强度、延展性平衡特点，与锻造7xxx系铝合金相当，并且超过了大多数3D打印铝合金。 研究给出的该合金在宽域温度范围内的极限拉伸强度具有明显的视觉冲击力，其数据完全覆盖了助力铝合金在各温度段的强度值。 在200℃时，其极限拉伸强度约400Mpa；在300°C下为263MPa，而多数铝合金的在该温度下的强度不超过200Mpa；即使在400°C下，它的抗拉强度也能达到114Mpa，略低于其他耐热铝合金在300°C的强度。 可以看出，与此前报道的L PBF工艺3D打印的高强度铝合金及传统工艺相比，这种新开发的铝合金在室温和高温下，均表现出明显优越的机械性能。 NASA与Elementum 3D开发的3D打印铝合金喷嘴 单凭这一点，该新型铝合金的性能就已经非常突出。 研究人员还对材料的高温蠕变行为进行了研究。在400°C、25-40 Mpa的应力下进行拉伸测试，与此前报道的铝合金相比，这种耐热铝合金表现出低稳态蠕变率，展现出更优越的抗蠕变能力。 但研究同时也指出，这种新材料的抗蠕变能力可能不如某些铸造合金，如AlCuMgAgSc，但后者通常依赖昂贵的元素。相比之下，港城大研发的这种新材料在宽域温度范围内提供了可靠的性能，而且不需要后热处理，这也显示出这种新材料的独特优势。 潜在应用分析 研究还给出了这种新型铝合金的应用前景分析，通过打印的拓扑优化薄壁燃烧室壳体，证明它可以用于航空航天发动机或能源动力领域。如果你认为铝合金不能用于发动机制造，那么NASA在2023年就成功测试一款3D打印的铝合金发动机喷管。 另一个展示的部件是涡轮增压器叶轮和阀体，前者是汽车或航空发动机的典型高温选择部件，工作温度可达200-300°C以上，要求材料具有高温强度、抗蠕变和抗疲劳的性能。阀体应用则证明该材料适用于对复杂流道和轻量化有要求的工业部件。 而且，这种合金不仅性能优异，而且可打印性强、成本低。 END 铝合金作为关键的结构材料对于轻量化应用至关重要。但工业用铝合金在300-400℃的高温下耐热性和临界强度低，限制了其应用范围。这一新开发的铝合金在保持优秀的常温和高温机械性能外，兼具轻量化属性，为开发适用于热机械环境的高性能部件提供了新的选择。 实际上，研究明确说明由他们开发的先进铝合金已经实现了商业化，在海洋工程和航空航天系统等领域已经得到应用。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

对于LPBF金属3D打印技术来说，支撑结构仍然难以完全避免。这些结构主要承担三个任务：支撑粉末床中的悬垂结构、快速传导热量以及防止残余应力引起的变形。 制造完成后，支撑结构需要移除。这是一个非常耗时而且依赖人工的过程，还存在安全风险，零件的表面一致性也很难保障。 为了把支撑结构做的又好去除又能确保成功打印，几年来工艺技术人员做了大量工作。 Fraunhofer IAPT（弗劳恩霍夫应用物理与技术研究所）的研究人员在近期系统分析了66篇科学论文和商业解决方案，对支撑结构的去除工艺、易去支撑的设计方法进行了系统梳理，还从适用性和自动化程度的角度对各种方法进行了描述和评估。 规避支撑是最理想的方案，但有局限性 对于LPBF工艺来说，完全不加支撑无疑是更好的解决方案。文章梳理立了三种策略来规避支撑。 1.零件摆放优化 首先是通过零件摆放找到最适合的打印角度，使支撑体积和接触面积最小化，但同时也要考虑工具在去支撑时能否到达。但零件设计本身已经固定，通过调整打印方向来优化支撑的效果有限。 2.零件自支撑设计 进一步的改变就是在零件设计之初就考虑可打印性的问题。工艺技术人员往往会测试不同材料的可打印极限，进而制定设计指南。通过将3D打印与拓扑优化等方法结合，可以设计出免加支撑的形状。 但论文作者同时也指出，强制采用完全自支撑设计会给任务造成相当大的限制，通常会导致性能下降。因此，仍然需要其他策略来应对支撑结构。 3. 非接触式支撑 研究人员并没有直接提到使用无支撑打印工艺，而是提出了一种非接触式支撑的概念。笔者查询发现，这种支撑结构由GE航空开发。 它的巧妙之处在于支撑并不与工件连接，两者之间存在一定间隙，既能保证足够的热传递，又确保工件和支撑结构不会融合。非接触式支撑的概念最初应用于电子束粉末床熔融，如今已被用于LPBF工艺。 对于此类支撑设计，间隙距离是关键的因素，但需要使用有限元建模来正确评估热流，而且无法有效避免残余应力引起的变形。因此，此类支撑的实用性仍然不足。 4. 加热粉床 有研究人员采用红外加热粉床形成半熔化态的固结粉末，来充当支撑，虽然成功打印了长度18mm的悬臂梁，但依然无法避免残余应力引起的变形。 核心结论：完全避免支撑几乎难以实现 弗劳恩霍夫增材制造技术研究所的人员指出，虽然各种策略可以减少对支撑的需求，但由于设计限制和工艺要求，某些情况下仍必须使用。 除了悬垂之外，支撑结构对散热、缓解残余应力和变形也起着至关重要的作用。粉末床熔融工艺中复杂的热动力学特性使得支撑结构的使用成为必要，尤其对于尺寸较大、结构复杂的部件而言更是如此。 由于零件的形状通常是固定的，无法在生产过程中更改，因此支撑结构的优化仍然至关重要。 面向手动去除的支撑设计优化 既然无法避免，就要让支撑变得好拆。文章评估了20篇相关文献，发现大部分研究聚焦于优化支撑结构来方便人工去除，而非适配自动化设备。主要分为三种类型： 标准支撑优化：针对Materialise Magics等商用软件中的支撑，研究网格疏密、齿形形状等对去除的影响。通过减小接触面积可以让支撑去除变得容易，但会削弱支撑强度，需要寻找平衡点。 点阵支撑：采用TPMS晶格或桁架结构，优点是体积小、接触面少、粉末易清除，但计算量大，且难以完美贴合复杂曲面。 新型支撑与拓扑优化：通过算法生成树状或仿生支撑，理论上可以提升可拆除性，但缺乏实验验证，自动化程度也参差不齐。 自动化去除支撑 支撑去除在未来十年是否依然依赖人工？这一点没人能给出肯定的答案。采用自动化的方式去除支撑也已经发展了多年，主要有机器人凿除或CNC铣削的机械方法，以及化学方法。 机械方法是目前应用的主流，不过这种方案需要复杂的编程，而且如果支撑在零件内部，去除也同样困难。 来自拓博增材 化学方法是将零件浸入特定化学溶液中，只溶解支撑连接处，碰到零件本体时反应自动终止，目前已经有研究人员对不锈钢、In718和TC4钛合金进行了测试，具有重要应用潜力。 根据文章的描述，当前LPBF技术国内外都还主要依赖人工去除支撑，这就要求在零件设计、打印之处的工艺规划阶段，考虑到支撑去除的难易问题。 注：本文由3D打印技术参考创作。#增材制造 #3D打印