导读：基于HAPP技术的超快速、连续光固化LAKE 3D打印系统的成型尺寸与Carbon的L1非常接近，两家公司是市场上的直接竞争对手，尤其在消费品领域。与Carbon的另一相似之处是销售方式，Azul 3D并不向客户出售设备，而是只出租。目前，价格约为每年5万美元，包括最低树脂订单。Azul 3D相关负责人表示，他们希望鼓励生产，而不是原型设计。 使用光线将液态树脂逐层固化为固体的立体光刻过程通常比较慢，制造稍大尺寸的零件常常需要几个小时。此外，各层之间的结合往往比较脆弱，成品结构易碎。因此，3D打印并没有取代传统的制造过程，而是和一些非常特殊的用途联系起来。美国伊利诺伊州埃文斯顿西北大学工程学教授Chad Mirkin表示：“在很大程度上，3D打印主要局限于原型设计，因为它速度慢、产量低、产品结构不稳定。” 连续液体界面制造”（CLIP）技术的诞生使生产速度提高了100倍。这项技术的发明者Carbon公司采用一种半渗透窗，可以将氧气注入液体树脂，从而形成一种能防止固化的区域。在该区域上方，光线将树脂固化成固体。机械臂缓慢地将不断增长的固体从树脂中拉出，使其他材料得以固化和黏附，这种技术无需一系列层合界面，因此产品更加坚固。但，Carbon公司有未能解决的问题。 “高面积快速打印”（HARP）的技术 Carbon公司真正使光固化3D打印技术用于最终零件生产，并且与福特汽车公司、阿迪达斯体育用品公司和里德尔体育公司达成协议，分别为它们生产汽车零件、运动鞋底和橄榄球头盔——但其固化过程会释放出大量热量，这可能导致打印的零件翘曲和破裂。为了散热，打印的成品尺寸实际上被限制为25cm×25cm×41cm。 Mirkin表示：“Carbon公司证实了3D打印可被用于制造业，而且他们在许多行业做得都非常好，但是他们还没有找到快速打印大型物体的方法。” 2019年末，Mirkin的团队开发了一项名为“大面积快速打印”（HARP）的新技术，该技术使液体冷却剂在一桶液态树脂下面循环。冷却剂是一种氟化油，在打印时会直接从正在打印的物体上吸走热量，从而使它们在短短几个小时内就可以达到成年人的尺寸。Mirkin将使用多台投影仪发出的光进行打印的方法称为“平铺”（tiling）工艺，其打印尺寸可以达到约1m×1m×4m。将来，其他投影仪可使HARP 能够制造更大的物品。从理论上讲，平铺工艺消除了尺寸限制。 基于HARP技术的LAKE 3D打印机 HARP系统的打印速度和打印规模都是罕见的，可以在不牺牲分辨率的情况下非常快速地生成非常大的对象。其打印规模是行业领先者的20倍，速度是100倍，吞吐量达到2000倍，它可以在三个小时内完成300 x 300 x 1200mm的零件构建。基于该技术所开发的LAKE 3D打印机在60小时内为医护人员打印了5000个面罩，这意味着每6分钟，就能够从打印机上取下8个面罩并开始下一轮打印。HARP技术能够提供面向大规模生产的吞吐量，其技术甚至可以与注塑成型相媲美。 为了使HARP商业化，Mirkin和同事成立了Azul 3D公司，此前该公司预计在2021年年底前开始销售打印机。根据最新消息，化工巨头杜邦已成为该公司的客户之一，Azul 3D已向其提供LAKE系列3D打印机。该系列产品的成型尺寸为254 x 304 x 609mm（10x12x24英寸），分辨率为0.072mm，打印速度高达每小时300mm。 杜邦旗下电子与成像公司将采用该技术用于电子材料领域。Azul 3D开放了DLP通常无法使用的材料，这也是杜邦对该技术感兴趣的部分原因，这些专有的树脂可以实现大规模生产，彻底改变工业和消费领域使用3D打印的方式。Azul 3D还为杜邦开发了一种定制树脂，可以生产传统技术无法实现的复杂结构。 Azul3D的专有树脂材料 杜邦电子与成像公司服务于芯片封装、电路板、显示器、数字和柔版印刷、电子和工业精加工以及半导体行业。与Azul 3D合作的目标是将下一代3D打印方法（如HARP技术）引入电子材料领域。目前在该领域，已有大量3D打印应用，从卫星、天线到电路结构、电路板和传感器。因此，杜邦和Azul 3D的合作，可能会允许这些类型的产品以更高的速度进行微调和按需制造。 杜邦电子与影像公司产品 2021年12月，Azul 3D的首席执行官明确指出，LAKE系列的成型尺寸与Carbon的L1非常接近，这表明两家公司将是市场上的直接竞争对手，尤其在消费品领域。与Carbon的另一相似之处是销售方式，Azul 3D并不向客户出售设备，而是只出租设备，目前，价格约为每年5万美元，包括最低树脂订单。Azul 3D相关负责人表示，他们希望鼓励生产，而不是原型设计。 Azul 3D表示，与杜邦的合作非常富有成效。向杜邦这样的化工巨头输送3D打印机进一步验证了Azul 3D的技术和材料能力。LAKE打印机是Azul 3D将在未来几年推出的一系列打印机中的第一款，称为SEA的下一代打印机将提供四倍的打印面积，允许制造商打印更大的零件或产品，其尺寸可能达到一米以上。 2020年，Azul 3D备受全球范围投资者的青睐，完成了第二和第三阶段的种子轮融资，使其融资总额超过2000万美元（约1．37亿元人民币），投资者包括 Stratasys Direct Manufacturing 前首席执行官、3D Systems前主席以及ExOne当时的首席执行官。Mirkin希望HARP能改变3D打印的商业模式。“几乎所有的3D打印公司都必须从他们的硬件上获得可观的收入，因为他们根本没有使用足够的树脂来使此项技术具有良好的商业模式。”他表示，“借助HARP，该公司不需要仅依靠销售硬件来获得收入，因为他们还可以通过销售生产大量零件所需的树脂来赚钱。这样，由于初始硬件成本几乎变得无关紧要，所以HARP降低了进入门槛。” 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流QQ2群：838951316；网址： 延伸阅读： 1.以面成型：让液态树脂、高分子粉末和金属材料3D打印的速度和规模呈百倍增长 2.面区域金属3D打印的真实过程，及200万个激光点是如何实现的 3.案例丨施耐德电气：利用中国3D打印机制作备品备件，助力缩短加工周期 4.3D打印如何提高注塑模具的竞争力和附加值？

齿科数字化和专业3D扫描已成为先临三维两大核心业务，并且已成为高精度3D数字化细分应用领域的领导者。2021年11月，新三板创新层公司先临三维发布定向发行说明书，募集资金总额不超过4.6亿元并于近日成功定增。3月31日，先临三维2022春季新品发布会成功举办，发布会以“扫描扩界，精彩可见”为主题，发布两款产品： 面向工业级用户的天远品牌FreeScan UE Pro多功能激光手持三维扫描仪面向专业级用户的全新系列Transcan C可变分辨率彩色3D扫描仪 “精”-计量水平，精益求精 工业级设备可提供可靠的工业测量结果，天远FreeScan UE Pro 多功能激光手持三维扫描仪作为天远FreeScan UE系列的新成员，在保持FreeScan UE高精度、稳定的重复性精度以及轻量化设计的同时，其独特优势在于： 三种扫描模式1. 高速扫描，26条交叉激光线，210万点/秒的扫描速度，快速获取样件的整体数据； 2. 精细扫描，5条平行激光线，加上高分辨率相机，完整抓取工件细小特征； 3. 深孔扫描，1条单线激光线，获取深孔数据，获取深度达深孔直径的3倍左右。 - 高速扫描 -- 扫描细节数据 -- 深孔扫描 -内置双目摄影测量系统 无需布置编码点，快速锁定大场景目标框架空间位置，实现大体积物体三维扫描全局精度控制。 摄影测量- 路亚艇(长6.38米，宽2.46米)三维扫描数据 -由此，FreeScan UE Pro实现了一扫俱全，小大由之，小到空气开关外壳装配孔，大到飞机，均可帮助客户快速获取准确、完整的高精度三维数据，为用户提供可适用于不同尺寸扫描场景的应用方案。 FreeScan UE Pro研发经理表示，“在工业级三维扫描应用中，我们拥有天远FreeScan系列、OKIO系列等高精度三维扫描仪以及DigiMetric®摄影测量系统，能够为客户提供针对不同应用需求的三维扫描技术支持。同时，我们发现，在一些应用场景中，客户需要将这些功能融合于一台设备，来高效地完成作业，基于此，我们研发了FreeScan UE Pro，支持多功能使用 。同时在设计中，我们采用的是双目摄影测量的方式，无需编码点，减少了客户的准备时间，帮助客户提高工作效率，享受良好的应用体验。” “彩”-彩色纹理，须眉毕现 专业级设备可准确还原彩色三维数据。Transcan C可变分辨率彩色3D扫描仪是由先临三维基于高精度3D数字化技术研发的一款主打“可变分辨率”的彩色3D扫描仪。高品质彩色三维数据，可用于产品设计、虚拟展示、数据存档等多个应用领域。其独特优势在于： • 1200万像素彩色专业相机，高度还原物体色彩纹理信息 •可调节扫描范围，灵活切换扫描范围，匹配不同物体扫描需求 •可变混合分辨率，高中低三种模式自由选择,重现物体精致细节 Transcan C产品经理表示，“2021年是‘元宇宙’元年，这也预示着下一阶段互联网将走向3D图形化，但想要拥有极高的沉浸式体验，就需要构建一个无限逼近现实世界的虚拟场景。专业级的三维扫描作为这一应用的底层技术，也需要不断升级，以获取更好的实物彩色三维数据。基于此，先临三维研发Transcan C，拥有1200万像素彩色专业相机，能够帮助用户获取更好的色彩纹理信息。在研发过程中，研发人员为了提升设备的易用性，设计了多范围自由切换和可变混合分辨率，帮助客户能够更加灵活、高效地应用。”先临三维专注3D数字化技术10余年，致力于高精度3D数字化技术的普及化应用。不管是工业级还是专业级设备，先临三维不断丰富自身产品线的同时，始终将“为用户创造价值“放在首位。这两款产品，是先临三维基于客户实际使用需求设计研发，满足了不同领域用户对于三维扫描仪功能特征以及应用场景的多样化需求。 先临三维也将持续升级设备，完善产品线，以稳定高性能的设备+全球本地化服务+细分领域的深入推广，让更多的客户能够更好地使用高精度3D数字化技术！ 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流QQ2群：838951316；网址： 延伸阅读： 1.干货分享：工业级三维扫描仪，拍照式or手持式应该如何选择 2.3D扫描+3D打印，重点分析骨科微创精准矫正手术“私人定制”案例 3.产品推介 | “足帮帮”3D脚型扫描仪，从采集到应用，只需要一个它 4.先临三维重磅推出高精度光固化3D打印机，助力原型设计和柔性生产

3D打印技术参考注意到，中国日报海外版3月21日发表了一篇题为《3D printing speeds up production of missiles》的文章，介绍了中国最大的导弹制造商——中国航天科工集团利用3D 打印加速巡航导弹设计和生产的事例。这可能是国家期刊为数不多的以英文版介绍中国兵器的新制造技术。 文章以导弹燃气舵的制造展开，航天科工三院高级技术人员表示，采用传统技术制造一个燃气（方向）舵往往需要数十名技术人员和工人花费一到两个月才能完成，且涉及铸造和焊接等一系列工序。3D打印技术参考查询发现，燃气舵位于导弹尾部发动机之后，通过改变发动机燃气流产生改变导弹飞行姿态的侧向控制力。然而，该部件只是导弹上面的一个小部件，因此可以想象，以传统方式制造一整枚巡航导弹需要多少人力和时间。 导弹燃气舵 如今不同的是，该院通过采用3D打印技术，几个工人一周内就能造出一个方向舵。相关负责人指出，3D打印技术因此节省了大量劳动力、时间和成本，在产品重量和精度控制方面，也比机械加工要好得多。以往采用机械加工手段制造的方向舵表面粗糙，需要工人使用机器和大量时间来打磨，在此过程中，很大一部分金属被切掉和浪费。相比之下，3D 打印的零件表面非常光滑，仅带有少量的加工余量——这意味着零件几乎可以直接安装在导弹上。 “多亏了3D打印技术，我们的生产效率和质量有了很大的提高。” 该院增材制造技术创新中心一焦姓工程师表示，在制造大型导弹部件时，3D打印使原材料的利用率提高了数十倍，而且产品具有更高的结构强度和更好的合格率。他表示，航天科工三院是中国航天工业3D打印技术的最大用户，技术人员正在利用该技术制造许多巡航导弹部件，如发动机和机身面板。 与此同时，增材制造技术中心与该院武器装备设计部门合作，将3D打印技术直接引入到新型导弹的设计中。“设计师可以考虑哪些组件适合‘打印’，这项技术可以给工程师更多的想象和创新空间，让他们能够设计出传统方法难以制造但3D打印容易制造的先进、复杂的组件，毫不夸张地说，3D打印技术将彻底改变导弹的设计工作。” 国庆阅兵期间的武器装备 国防工业军事观察员吴培鑫表示，未来很可能会将3D打印机带到战场，让士兵可以根据需要在现场打印和组装导弹。美国和澳大利亚的地面部队已经展示了使用SPEE3D和Markforged等的特定于战场的技术和系统。 随着我国国防战略全面转型，航空航天装备升级换代节奏有望加快，航空航天零部件制造正处上升期。随着国家“十四五”规划重点内容将围绕新一代航空装备、精确打击武器、无人装备及信息化装备为重点，新一代航空航天装备及精确打击武器将进入批量装备阶段。 国庆阅兵期间的武器装备 在导弹研发和制造方面，3D打印独特的轻量化制造特点能够提升导弹的使用效益。根据解放军报信息，3D打印导弹与传统制造方法相比，不仅能够降低成本，还能极大缩短导弹零部件的设计和更新时间。有资料显示，国内外都正在研究将3D打印用于巡航导弹等高超声速武器所使用的超燃冲压发动机关键零部件的制造。3D打印技术还能够解除弹头制造中的各种限制，可以改善导弹的热力学性能并尝试之前无法使用的设计。雷神、洛克希德•马丁等公司早在2016年就已尝试通过3D打印寻找新的导弹部件制造方法，根据公开资料信息，导弹弹头减重1KG，可增加12至15km的射程。因此认为3D打印对导弹性能具有明显提升，在该领域需求有望持续提升。 3D打印用于巡航导弹高超声速武器所使用的超燃冲压发动机关键零部件制造 根据国防部信息，2021年上半年全军基础训练强度明显增大，弹药消耗大幅增加，采购量也有望持续上升。去年8月，我国导弹武器系统研制、生产单位和空天防御事业发展的领军单位——中国航天科工集团二院第二总体设计部发布消息称，实现了某型飞行器产品复杂结构的3D打印集成制造，并指出这是3D打印技术在航天领域飞行器研制中的重要里程碑，进一步提升了飞行器轻量化水平，为未来新一代飞行器发展提供了有力支撑。 中国航天科工集团二院二部实现某型飞行器产品复杂结构3D打印集成制造。图片来源：中国航天科工集团二院二部 二部专家介绍，航天飞行器产品结构零部件多，生产周期长、成本高。此前，一套复杂结构产品的部件常常由数十个零件组成，每个零件都要建立三维模型并设计“个性化”的工艺流程，随后在数字机床上逐一进行生产加工，生产周期往往按月计算。同时，由于“车铣刨磨”等传统机加工艺的限制，要让飞行器“瘦身减肥”很困难，直接影响飞行器的性能提升。有时候，结构设计师为了减少几克的重量也是煞费苦心。如今，通过3D打印技术实现面向增材制造的一体化结构设计与制造，可使复杂部件的零件数大幅减少，通过一体化三维建模后导入3D打印机中直接成型，一台打印机可实现多个零件的同时打印，制造时间从几个月缩短到十余天。同时，随着零件数量的减少，部件装配环节也更简化, 结构可靠性和装配效率大幅提升。 航天科工三院增材制造技术创新中心的工程师还表示，3D打印技术在该院无人机生产方面也具有巨大潜力。3D打印技术参考在2021年增材制造材料创新发展论坛获悉，我国翼龙无人机上面就有多个3D打印的零件应用。 翼龙无人机上面就有多个3D打印的零件应用 随着需求量的增加，以及军民融合改革的深入推进，一些制造需求将进一步释放到上游民营企业。3D打印技术参考曾经撰文指出，2025年服务于中国航空航天等领域的金属3D打印装备将超六百台。在以技术革新追求大规模生产前，3D打印通常仅在产量较低时具有经济性，因此适合定制化、设计快速迭代的小批量制造。伴随着设备、材料、服务供应商技术不断突破，3D打印开始逐步在大规模生产上具有经济性，具有大规模生产能力的“增材制造2.0”将使3D打印迎来一个高速发展的十年。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流QQ2群：838951316；网址： 延伸阅读： 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.2025年服务于中国航空航天等领域的金属3D打印装备将超六百台 3.武器准备专题四：我国新一代军机普遍使用3D打印技术 4.兵器：3D打印助力巡航导弹等高超声速武器制造

孔隙一直被认为是金属3D打印的不利因素，这种缺陷不仅会导致致密度降低，还可能成为循环载荷条件下的裂纹萌生点，因此对疲劳寿命产生不利影响。然而，NASA喷气推进实验室（JPL）的研究团队展示了最新的研究成果，将孔隙这一不利因素充分利用，使其对3D打印的零件起到积极作用。研究分别给出了激光粉末床熔融工艺下AlSi10Mg、316L不锈钢、Inconel625和Ti6Al4V不同工艺条件下的孔隙率水平，并描述了预测多孔材料特性的模型。 按照NASA JPL团队的描述，多孔材料并非一无所用，在轻质结构、毛细管结构、通气或过滤器组件以及医疗植入物和组织工程中，材料孔隙率是必要的特征。多孔材料的另一个主要应用是两相热流体控制装置，如热管和蒸汽室。在许多应用中，多孔材料的设计是需要控制三个要素：有效孔隙半径、渗透率和孔隙率。 NASA JPL团队3D打印的具有多孔特征的试样 对于热流体应用，如果需要较大的毛细管压力差，则有效孔隙半径应较小。轴向液体流动阻力是渗透率的函数，渗透性决定了穿过显微结构的液体压降，因此决定了液体传输能力。孔隙率有助于提高导热系数、屈服应力并减轻重量。这些多孔特性以非线性方式关联，设计人员必须始终在这些竞争因素之间进行平衡，以获得应用组件的最佳设计。 JPL 团队已经提交了多项专利，其中包含这项技术的应用。研究团队还展示了采用该技术制造的3D打印实心多孔金属NASA/JPL杯垫的正反面，它可以吸走杯子下面的水分。 NASA JPL团队3D打印的具有多孔特征的杯垫 多孔材料制造最常用的方法是“烧结粉末”技术，颗粒混合物被压实并烧结在一起。然而，这种工艺制造的零件内部结构较为随机，会使零件的流体热行为不均匀。此外，几乎不可能制造出由固体和多孔材料组成的整体件。这限制了多孔材料的使用，并给包括多孔结构的设计带来了困难。原则上，SLM金属3D打印技术的使用可以克服这些问题，因为它可以完全控制多孔材料的整体结构。 目前已有许多使用SLM技术制造多孔材料的研究。报道最多的方法是通过设计和打印具有最高激光分辨率的多孔结构，这种方法通常是通过开发具有定义的晶格结构来实现的。使用这种方法制造的多孔结构已成功制造，并已被证明可实现100μm或更大的孔半径 。该技术存在两个限制：（1）孔径受到设备分辨率的限制；（2）需要构建整个多孔结构零件的模型。 采用结构设计实现的多孔结构 另一种3D打印多孔材料的方法是调整激光参数，使粉末材料不被完全熔化。使用优化的激光参数，已经证明可以生产有效孔径小于10μm的多孔材料。此外，该方法不需要对多孔部分进行详细的CAD设计，显著降低了计算成本。尽管与前一种方法相比有优势，但后一种方法产生的多孔特性和激光参数之间的关系在以往研究中并未明确。目前还没有全面的参数优化研究来了解激光参数和多孔性能之间的关系，并改进微结构的制造和设计。 通过工艺控制实现的多孔特征零件（来自KIT） JPL 团队的研究工作就在于系统解释了这些多孔结构与激光参数之间的关系。根据实验数据，有一系列的能量密度可用于为每种材料构建多孔特征。该能量密度范围存在上限和下限，在此范围之外，粉末材料要么过度熔化（导致所有孔隙率丧失），要么熔化不足（无法形成连续结构）。 通过SLM制造的AlSi10Mg、不锈钢、In625和Ti6Al4V多孔材料的实验和分析研究 为了建立能量密度和所需孔隙率水平之间的相关性，研究团队绘制了总孔隙率、激光功率和能量密度之间的关系图。研究表明，决定孔隙率的关键参数不仅仅是能量密度，还有激光功率。孔隙率在相同的能量密度下是可变的，特别是当激光功率较低时。例如，当激光功率为57-228W且能量密度相同时，AlSi10Mg的孔隙率在 26.9-12.2%之间变化。对于Inconel625和Ti6Al4V，在相同能量密度下，当激光功率小于150W时，孔隙率也是可变的。另一方面，当激光功率较高时，孔隙率几乎是恒定值。例如，当激光功率在228-342W、能量密度为20J/mm3时，孔隙率约为10% 。在其他材料中，当激光功率在相同能量密度下超过阈值时，孔隙率是恒定的。这表明当激光功率低于每种材料的阈值时，实际应用于粉末的激光功率可能不是设定值。较低的激光功率可能容易受到熔化热扰动的影响。为了减少构建误差，希望激光功率高于图中的阈值。换句话说，当激光功率超过阈值时，相同的能量密度可能会产生相同的孔隙率。 最后，使用本研究的技术已开发出了实际应用，并已成功用于两相热控制装置的制造。通过增加对如何制造和控制多孔材料的理解，可以提高使用3D打印技术制造新型多功能零件的能力。 注：研究原文已上传QQ群。 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流QQ2群：838951316；网址： 延伸阅读： 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.3D打印研究成果下载：花费5年、1720万欧元，提交5500个样本，专注于缺陷和工艺分析 3.爆款集结！中国3D打印机大厂纵维立方春季发布多款新品 4.3D打印复杂结构热交换器并将其一分为二

由于金属3D打印过程的复杂性，航空航天部门对采用这种工艺制造的零件的安全性长期存在质疑。用户往往对3D打印零件的机械行为、使用性能及其后续的变化缺乏足够的理解，同时对3D打印过程中的缺陷产生、微观结构表征以及零件热处理等经验不足。 3D打印技术参考获悉，为消除航空航天领域3D打印技术的使用障碍，法国IRT Saint Exupéry研究所于2016年联合20家单位共同发起了一项名为ANDDURO的项目，旨在确定加工条件（机器、参数、热后处理等）与材料质量之间的联系，共同建立一个与金属增材制造相关的、综合多重因素的，且包括机械性能、微观结构和工艺参数之间关系的数据库。项目总预算1720万欧元——私营部门出资27%，公共部门出资73%，历时59个月完成。 这个庞大的参与团队包括粉末制造商、零件制造商、专门从事零件后处理的合作伙伴和工业最终用户以及学术单位，其中就包括空客、欧瑞康、赛峰、利勃海尔等这些大力投资增材制造的公司。通过对过程典型缺陷进行表征，研究缺陷对机械性能的影响，确定缺陷检测所需的控制手段和条件，评估材料在寿命条件下的稳定性，建立涵盖多个主题的知识库和确定的执行方法。 ANDDURO项目专注于研究航空工业中使用的3种主要合金：铝合金、钛合金和镍基高温合金，支持对粉末床熔融（包括电子束熔化和激光熔化）条件下的材料和工艺进行认证。 项目实施航空航天领域的参与人员多达15家，但各家的水平实际上参差不齐。为提高每个行业成员对技术的认知水平，项目对所有的制造步骤进行了确认和控制，以最大程度减少不确定性，并在项目进行中保持连贯。项目成员可以获得大量的资源，包括13 台工业3D打印机，用于膨胀和热处理的各种熔炉和烘箱，以及热等静压设备；其他必备的仪器还包括X射线显微断层扫描仪、金相制备装置、显微镜、热分析装置、硬度计以及机械试验机等等，分别对材料的显微组织及机械性能进行研究。  项目围绕缺陷的危害性和相关验收标准的确定等主题实施详尽而稳健的研究计划，或开发适合3D打印工艺所产生的微观结构的优化热处理工艺；实施长期等温老化测试（长达10000小时，近14个月），评估粉末床熔融3D打印制造的金属合金的微观结构和机械性能的稳定性；确定和探索金属增材制造的未来发展，如研究更多的材料或提高技术生产率。 项目成果由100多个不同平台制造的5500多个样本形成的数据最终实现结构化，与原材料、样本、最终部件及其机械特性相关的数据完全可追溯。3D打印技术参考发现，为了让更多的人都更好地了解粉末床金属增材制造的潜力和挑战——ANDDURO团队选择了46个可交付成果中的11个来共享给从业者。以下为主要的研究成果： 在表征方面 确定了金相制备方法，包括特定的化学和电化学腐蚀条件，揭示了粉末床熔融3D打印零件的微观结构。还对透射电镜试样的制备方法进行了研究，特别是铝合金； 确定了粉末床熔融3D打印零件的微观结构表征方法，如光学显微图像、扫描电子显微图像（SEM）、透射（TEM）或电子背散射衍射（EBD ）等等； 确定了粉末表征方法； 确定了无损检测方法，包括X射线显微断层扫描，无论是在这些表征的能力和局限性方面，还是在生成数据的开发和调度方面。在机械测试之前、期间和之后在试样上使用这种方法，不仅可以更好地识别增材制造造成的结构损坏模式，还可以跟踪热处理后的缺陷比例和形态演变； 确定了使用膨胀计或差热分析的热分析方法。 在材料方面 确定了工艺参数、制造条件、工件几何形状对微观结构和宏观力学性能的影响； 对粉末床熔融3D打印的合金进行热机械处理。这项工作促进了创新的热处理和热机械处理（时间、温度、压力和冷却循环）的发展，可以直接在工业环境中使用； 识别和量化了在长期热老化过程中3D打印合金的微观结构和机械性能（应力和抗疲劳性）的演变； 建立了控制缺陷产生的方法（尺寸和位置）。这些受控缺陷对3D打印材料的机械性能会造成影响，研究成果给出了允许的临界缺陷尺寸和工业尺寸标准。 在流程方面 在电子束熔融和激光束熔融设备上完全控制与制造相关的数字链； 处理和管理不同类型和粒度的粉末，涉及与制造周期所有阶段（粉末制备、机器、清粉、回收、储存等）操作员安全相关的技术需求和要求； 为了更好地控制粉末床激光熔融制造的过程，设计了一个实验台，大大提高了此类制造设备的设计、现场控制以及完整操作方面的技能。 共17份文件，已上传QQ群（838951316），文件名：ANDDURO研究成果。 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流QQ2群：838951316；网址： 延伸阅读： 1.国外3D打印从业人员如何进行职业培训和资格认证 2.爆款集结！中国3D打印机大厂纵维立方春季发布多款新品 3.3D打印复杂结构热交换器并将其一分为二 4.电子元件细微复杂结构的精确制造，增材制造做到了

施耐德电气有限公司(Schneider Electric SA )是世界500强企业之一， 成立于1836年，主要从事工业自动化等行业，业务遍及全球。 在施耐德武汉公司的生产车间，工程部和设备部的工程师们长期受供应链的约束，工作效率无法有效提升。为了不断提升产线效率与良品率，工程部需要持续优化产线夹治具和定制化的工具，而为了保持设备稳定有效运转，设备部经常需要自行设计并委外加工停产设备的零配件，这些非标零件的加工都需要依赖于外部的机加工工厂，加工周期长，成本高。 为了解决这个问题，他们尝试了很多办法，直到采用了中国RAYSHAPE公司提供的Shape 1 3D打印机，该产品的引入，不仅使得他们的工作效率得到提升，零件加工成本也有着显著降低。 施耐德电气已将RAYSHAPE的Shape 1 3D打印机整合到其业务中引入背景在正式引入RAYSHAPE 3D打印机之前，施耐德（武汉）的备品备件一直采用的是传统的CNC加工方式，这种工作模式下，工程师们从供应商那里拿到数控加工零件的周期是5天左右，如果数控零件需要调整，周期将会被再拉长5天左右，这样的操作不仅使得生产效率低下，同时成本也会很高，为了解决这个问题，他们采用了RAYSHAPE开发的专业DLP 3D打印解决方案，包括机器、材料和后处理解决方案。施耐德（武汉）一直采用的传统的CNC加工方式应用场景 在施耐德的制造车间，备件不是大批量生产的零件，所以这便是 3D打印发挥作用的地方，与其他传统制造方法相比，它是一种更快、更便宜的生产单件或短系列的系统。此外，随着行业内新型先进材料的不断开发，各公司使用增材技术的频度也日益增加。事实上，3D打印对施耐德来说尤为重要，因为它的大部分产品都需要材料具有高韧性，以及足够的尺寸精度。在使用Shape1 3D打印机后，生产周期直接缩短到3个小时以内。 施耐德（武汉）采用Shape 1打印的传感器支架施耐德（武汉）采用Shape 1打印的传感器支架施耐德（武汉）采用Shape 1打印的防护罩材料建议 为了满足材料方面的要求，RAYSHAPE建议施耐德使用Pro 10树脂。这种光敏聚合物具有86D的邵氏硬度，以及在高拉伸强度，高弯曲强度，低缺口冲击和低蠕变方面的平衡机械性能。 Shape1系列产品基于DLP技术打造，具有高速度和高可靠度的特点，除了可以帮助您以更快的效率达成设计验证，更吸引人的地方在于，该系列产品配备了高性能的光敏树脂体系，让您可以以专业级3D打印机的投入，获得工业级解决方案的零件性能，将您的应用边界由外观原型，拓展至功能原型、模具、夹治具，甚至小批量终端部件的加工，应用点更多，投资回报率更高。 施耐德使用Pro 10树脂打印的喷嘴直径为0.24mm的胶水注射喷头 DLP 3D打印的优势 更快速，Shape 1让打印时间控制在三个小时内 Shape 1是一款桌面3D打印机，能够以高达50mm /小时的速度和高精度进行打印，这意味着可以在同一时间段内创建多个高度为10厘米的工具。该机器的打印体积为 192 × 108 × 300 mm，得益于 DLP 光固化技术的全面普及，该机器可在大约三个小时内创建多个 3D 打印部件。 3D打印提升了零件加工效率，降低了加工成本 “武汉施耐德3D在5个月内打印了110个部件，是以前的两倍，帮助他们减少了80%的费用。与数控加工零件的成本相比，他们在采用3D打印第100部件时，相当于弥补了这台打印机的成本。”施耐德武汉团队表示。 工程师满意度提升，协作效率提升 在使用第三方数控加工服务时，工程师总是需要花费大量的精力，等待很长时间，这不仅减缓了解决问题的速度，也削弱了工程师对工作的热情。3D打印机的出现，使一线工程师可以在找到问题的当天就能解决，这大大提高了工程师们的满意度，工作不仅更加高效，而且更加细致，生产线管理也会变得更加轻松。 机器及软件操作便捷易上手 在使用RAYSHAPE的Shape 1 3D打印机过程中，工程师们能够通过设计和3D打印替换部件来解决之前备件不足的难题。这与CNC加工不同，3D打印为一线工程师在办公司解决这些难题提供了可行性。此外，该打印机还可以在零碎时间或者非工作时间内制造零件，因此使用起来更加便捷。 综合上述，从行业发展的角度来看，整个3D打印产业链都存在巨大的潜在发展空间，基于DLP技术的打印机打印速度快、应用场景广、打印件分辨率高、打印材料多等特性，为3D打印市场的各个方面都能带来很多好处。随着人们希望增材制造技术能有所突破，可以在传统的立体平板印刷方法中融入DLP技术，以克服其原有的局限性，并发展成为最出色的增材制造技术之一。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流QQ2群：838951316；网址： 延伸阅读： 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.开核桃、抬杠铃丨一款“高刚耐温、超精细、低蠕变”的功能性3D打印树脂 3.以面成型：让液态树脂、高分子粉末和金属材料3D打印的速度和规模呈百倍增长 4.一种新型光固化3D打印工艺装备，能够处理50倍于标准的高粘度树脂

2021年12月7日，谷神星一号商业运载火箭于酒泉卫星发射中心发射成功，星河动力(北京)空间科技有限公司（下称“星河动力航天”）成为了国内首家掌握500km一箭多星商业发射能力、首家实现连续发射成功的民营航天企业，该公司秉持“固液并举”发展战略，同步自主研制的中大型重复使用液体火箭智神星一号在两个月后也传来好消息——主动力装置苍穹50吨级液氧煤油发动机试车圆满成功，辅助动力系统300N、50N发动机单机地面热试车，这标志着该公司中大型重复使用液体运载火箭蓄势待发。 根据此前的公开信息，我们已经了解到星河动力公司已经开始使用3D打印技术，这是实现低成本和快速研制的重要因素。近期，3D打印技术参考专访了星河动力，公司研发团队首次向媒体介绍了这项技术的应用情况。 星河动力3D打印技术应用概况 星河动力可重复使用中大型液体运载火箭“智神星一号”主动力装置“苍穹”发动机内部的一些壳体类零组件的空间结构、叶片类零组件的叶型以及推力室类零组件的流道均较为复杂，使用传统的机加工艺方法难以实现，且加工周期较长、成本较高，3D打印存在明显的技术和工艺优势。借助于此，星河动力在该发动机中大量使用3D打印技术：涡轮泵3D打印件重量占比约65%，发生器3D打印件重量占比约75%，主管路90%为3D打印件，推力室3D打印部分占比约30%，阀门壳体类零件约90%均为3D打印制造。“苍穹”40吨液氧/煤油发动机星河动力小型运载火箭“谷神星一号”的四级——“边界”轨姿控动力系统，其中的集合环以及经进一步改进后的多机集合块也使用了3D打印技术，从而极大简化了管路接口，优化了机加过程。 2000N轨控发动机产品 在“边界”系列轨姿控动力系统设计之初就将3D打印方案纳入考虑，因为动力系统设计原则之一就是低成本、高效能，3D打印与动力系统的设计原则需要契合。与传统的设计思路相比，设计师不再一味追求结构简单、线条单一、易于加工的零件形式，而是以性能、强度、重量等为主要导向的优化结构，且要与3D打印成型具有良好的匹配性，因此对设计师也提出了更高的要求。通过该路径制造的产品，实现了轻量化、个性化、一体化、复杂化的总体性能提升。 然而，当前大部分设计师的设计经验主要来自传统机加，3D打印相比于传统机加在设计上需要额外考虑产品型面、弧度、角度、支撑以及打印方向等问题，初次接触3D打印的设计师设计的产品可能无法直接打印，需要反复几次，但熟练3D打印产品设计基本原则后，则能快速设计出传统机加难以加工的产品构型，与仿真软件相结合能够设计出质量轻、强度高、性能好的产品。 3D打印为星河动力火箭发动机制造解决了哪些实际问题3D打印对总装导管的优势在于克服了大直径薄壁管路无法弯曲成型的难题，新工艺使管路变向处的壁厚与直管段壁厚一致，保证了装配的可靠性。3D打印对发动机总装的另一个优势是复杂内腔的加工，如采用3D打印的控制阀座内腔可以设置复杂的通道，减少了使用控制导管带来的系统复杂性。 涡轮泵的泵轮与蜗壳在设计之初，分别进行了简单型面的机加方案与复杂型面的3D打印方案设计，后者较前者效率提高约5%。另外，涡轮盘也同样采取了机加成型与3D打印成型两种方案，机加成型需要20～25天，3D打印仅需要3～4天，大大缩短了制造周期与成本。 涡轮泵零组件涡轮泵水试件装配完成图轨姿控动力系统的多机集合块，如果按照传统方案设计会增加大量工艺孔，这些工艺孔在内部流道加工完成后需要进行焊接封堵，工艺较为复杂，采用3D打印技术能够一次成型，只需在对接面留余量机加到设计公差即可满足使用要求，提升了加工的便利性，缩短了加工周期。 轨姿控动力系统试车 大推力液体火箭发动机推力室通常采用再生冷却的方式进行燃烧室热防护工作，其制造工艺过程都极其细致和复杂，整个制造过程通常都长达数月之久，生产过程中任何一个小小的失误，都可能导致整个推力室的报废，因此推力室的造价也非常高。 发动机运行动画 3D打印等增材制造技术使制造廉价版再生冷却推力室成为可能，国外航天企业和研究机构已经通过3D打印技术对整体制造再生冷却推力室甚至火箭发动机整机进行了验证性研究。通过对支持多种金属同时打印的增材制造技术的研究和实施，达到大推力液体火箭发动机再生冷却推力室复杂型腔集成设计和一体化制造，大幅缩短推力室制造周期，同时在一定程度上可以降低推力室的制造成本，优化性能并减重，提高推力室的可靠性和寿命。 END 在大规模使用3D打印技术的过程中，星河动力公司积极与3D打印业内品牌商合作，飞而康、钢研极光、铂力特、鑫精合等对零部件的结构优化以及零件制造均给予了很大帮助，星河动力希望能够借助这项技术使产品更轻、数量更少、强度更高、可靠性更好。未来，在“苍穹”液氧/煤油火箭发动机、“边界”轨姿控等复杂系统中，星河动力将更多的采用3D打印技术。 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流QQ2群：838951316；网址： 延伸阅读： 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.专访 | 3D打印技术如何助力深蓝航天快速成功实现火箭垂直回收 3.8本3D打印行业应用报告，覆盖航空航天、汽车、生物医疗及服务等多领域 4.年度总结：2021年中国航空航天领域3D打印技术10大应用

随着技术的不断更新迭代，市场上有众多不同类别、不同品牌、不同价位的扫描仪产品，用户对于如何选择适合自己的三维扫描仪存在疑惑。本期，3D打印技术参考介绍先临三维工业级扫描仪应用专家李秀磊的见解，就如何选择工业级三维扫描仪展开探讨，并详细分析固定拍照式和手持式三维扫描仪的特点及适用领域。 工业级三维扫描仪的选择维度 李秀磊工程师师建议用户，在选购工业级三维扫描仪产品的时候，围绕以下维度去综合评估：01. 硬件指标 •扫描精度以及精度稳定性（精度和重复精度）•扫描精细度（细节）•扫描速度•使用体验（便携性、易用性）这里，容易忽视的一点：重复精度，又称精密度（即多次测量同一样件，数据测量结果的一致性/稳定性），这需要厂商拥有多年的行业积淀、过硬的技术实力以及严谨的质量管理体系。 02. 用户指标 • 数据质量要求，实际扫描的精度、精细度要求•使用场景需求，对象大小、材质以及扫描时间•预算 03. 厂商指标 •用户口碑•品牌与服务•软件升级 在用户具体选择工业三维扫描仪时，主要是参照用户指标，接下来我们将围绕这个方面展开，详细介绍如何选择拍照式或手持式三维扫描仪。 工业级三维扫描仪的特点 工业级的三维扫描仪，拍照式和手持式这两种是主流类别。首先，我们要明确一点，这两种技术的差别在于技术原理和适用场景的不同，两者之间并不存在孰好孰坏，就如同手术刀和菜刀一样，都是刀，但是适用的场景不同。 01. 拍照式：精度与精细度具有优势 拍照式和手持式三维扫描仪的点云生成原理不同，前者单幅点云即可输出，后者为多帧数据拼接融合生成点云，使得在相同的成像条件下，拍照式三维扫描仪在精度和细节具有良好表现： •计量级精度，天远OKIO系列精度水平最高可达0.005mm，重复精度稳定；•细节的还原度很好。 - OKIO系列三维扫描仪扫描细节展示 - 02. 手持式：便携性和材质适应性具有优势 由于激光光源的特性，使得手持式三维扫描仪在便携性和材质适应性方面具有优势： •扫描灵活、便捷、快速（天远FreeScan UE仅750g，轻巧易用），完整扫描一辆轿车，10分钟即可完成；•适应材质广泛，针对一些黑色、反光样件，无需喷粉，直接扫描；•高精密度（天远FreeScan UE 精度高达0.02mm，重复精度稳定）。 工业级三维扫描仪的选择要点 在实际挑选的时候，最需要关注的还是对于数据质量的要求和使用场景。 01. 精度和细节高要求，推荐拍照式 小型精密零部件，对于精度和细节要求高 高水平生产线，精度要求在0.005-0.015mm 02. 便携性、材质适应性高要求，推荐手持式 扫描样件无法拆卸、移动 扫描样件黑色、高反光，且不适喷粉 03.一般选型参考 一般情况下，我们的选型原则是： •对精度和精细度有明确高要求，选用拍照式三维扫描仪（针对黑色和高反光零件的精密测量，可以在零件表面喷粉后，进行扫描）；•对于使用便携性和材质适应性有明确要求，选用手持式三维扫描仪；•除却这两个明确的要求，那么我们推荐的选型范围如下： 04. 选型认知误区 一直以来，大家对于拍照式和手持式三维扫描仪的认知有一个误区，即大家误认为拍照式三维扫描仪扫描不够灵活、较慢，其实不然。在一些扫描场景中，比如产品方便移动的，或者是结构轮廓复杂的，甚至要求CPK批量检测的，拍照式三维扫描仪具有迅速、高效、高精度、高重复性的优势。 比如扫描一个直径8厘米左右的管道泵铝叶轮，配合自动转台，一分钟以内即可获得三维数据；   再比如配合协作机器人或多机联动，批量化检测、自动输出报告，更是具有惊人的效率。 现在，国际上先进的生产线，例如特斯拉电动汽车以及F35战斗机，其对于精度、细节均有高要求，采用拍照式三维扫描仪来进行全尺寸的三维检测，使用效率也是有目共睹。 - 特斯拉产线三维尺寸检测 - -F35产线三维尺寸检测- （图片素材分别源于：“保罗车闻”好看视频和“原创学习”公众号） 工业级三维扫描仪应用案例 01.拍照式三维扫描仪 示例一：扫描光猫下壳 示例二：扫描手机组成部件 示例三：最薄处仅0.16mm的薄壁件 示例四：直径6mm精密零件 示例五：塑胶模具，精度要求0.03mm以内 02. 手持式三维扫描仪 示例一：扫描飞机发动机管路 示例二：扫描机械铸造零部件 示例三：扫描高反光模具 END   通过此番讲解，相信大家对于“如何进行拍照式和手持式三维扫描仪的选择”有一个基本的认知： •对于中小尺寸的精密零部件，选用拍照式三维扫描仪；   •对于中大型零件，且同一设备需在多场景内使用，选用手持式三维扫描仪；   •同时，越来越多对于尺寸检测具有高要求的用户，均会配备拍照式和手持式三维扫描仪，以满足设计和生产环节中不同的三维检测要求，提升效率，并增强产品品质。 若是大家在实际选择中，仍有疑虑，可联系天远技术服务团队，进行扫描演示。天远深耕高精度3D视觉检测领域多年，拥有丰富的行业经验，可以根据您的需求，提供最合适的技术解决方案。 随着技术的不断更新迭代，市场上有众多不同类别、不同品牌、不同价位的产品，用户对于如何选择适合自己的三维扫描仪存在一些疑惑。本期，秀磊老师就来讲解一下如何选择工业级三维扫描仪，并详细分析固定拍照式和手持式三维扫描仪的特点及适用领域。…

近日，德国3D打印技术咨询公司AMPOWER发布最新市场报告与更新版的工艺技术全景图，涉及几十种工艺、数百家企业。3D打印技术参考第一时间对技术全景图进行了编译，并分析了近年来新技术的发展概况。 就金属而言，工艺种类按照材料形式分为7大类，总数量相比2019年增加3种，达到21种。对于依赖的能量类型，不局限于激光和电子束，还包括电弧、超声波、后烧结、搅拌摩擦等等类型。新增加的工艺分别为区域SLM金属3D打印、模具浆料沉积以及基于DLP的金属立体光刻技术。在3D打印技术参考此前的文章中，对这些技术均已进行过详细介绍 金属增材制造技术全景图（版权归属：Ampower，3D打印技术参考编译） 从事SLM技术的公司数量增加较为明显，多家国内公司容纳其中；从事粘结剂喷射的知名公司并不多，理光和Meta Additive是刚刚加入的新玩家，但不可否认，很多其他参与者较为低调，并未登上该榜单；而基于DLP的金属立体光刻技术，则是近几年新开发的新技术，尤其适合超精密金属3D打印，Incus和MetShape是该工艺的典型代表；区域金属3D打印、搅拌摩擦焊和金属纳米粒子喷射技术基本各被一两家公司掌握。 聚合物增材制造工艺同样以材料形式进行分类，共七大类16种，相比2020年进行了重新划分。就传统光固化技术而言，体积3D打印技术来的较为突然，一家名为XoLo的公司榜上有名，虽还未成就一定的市场，但潜力无限。该榜单对国内的一些知名企业存在遗漏，如从事DLP的Rayshape，从事材料喷射的赛纳三维以及从事连续纤维挤出的一些企业；先临三维、黑格、清锋科技等榜上有名。从事粒料挤出和面曝光工艺的公司有所增加。 聚合物增材制造技术全景图（版权归属：Ampower，3D打印技术参考编译） 实际上，除了几种当前较为罕见的工艺，国内目前对3D打印工艺种类的覆盖较为全面，且均有非常不错的顶尖产品。AMPOWER最新报告指出，增材制造市场在疫情爆发的第二年开始复苏，2021年全球金属和塑料增材制造市场价值 83.3亿欧元，同比增长超过16%。Wohlers 2022指出，2021年全球增材制造行业增长19.5%，高于2020年的7.5%，达到152亿美元；同时，2021年聚合物粉末消费量增长了43.3%，超过了光聚合物成为最常用的增材制造材料。 另据报告，截至2021年可用于3D打印的材料种类达到2486种，其中包含988种金属、1222种聚合物以及219种复合材料。材料和工艺的成熟，带动了3D打印应用的进步，2020年3D打印服务市场规模约为74.54亿美元，服务已经成为行业发展的重要推动力量。 AMPOWER是除Wohlers之外另一家专业的增材制造技术市场统计与咨询公司，在3D打印技术参考看来，前者对技术本身以及技术对市场的影响分析，前者具有更高的见解。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流QQ2群：838951316；网址： 延伸阅读： 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.2020年全球3D打印市场规模（设备、材料、服务）发展情况 3.按专利数据，3D打印已跌出2021年增长最快的20项技术，中国全球排名第四 4.行业Insights｜新能源汽车企业对3D打印技术的需求相比传统车企更为迫切

2017年，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）发表了一项研究，揭示了一种采用高功率激光光束控制技术用于金属3D打印的潜力。2022年初，一家名为Seurat的公司获得了2100万美元B+轮融资，其声称可以将超过200万点的激光聚焦在金属粉末床上，每个点的功率和持续时间完全可控，从而打造出生产级的全功能组件。后者的技术，即是来自5年前的那项研究。 这项技术被称之为区域金属打印，吸引了来自西门子能源、大众汽车、施乐和保时捷等巨头的强烈兴趣。按照Seurat的说法，新的成型工艺比现有的粉末床熔融金属3D打印快10倍；而随着技术成熟，到2025年，这个数据可以达到100倍；打印速度的提升必将带来制造成本的降低，Seurat预计采用该技术制造零件的平均成本到2025年可降至150美元/公斤，达到与铸件相当的水平，到2030年则会降至25美元/公斤。这项技术将深刻影响1万亿美元的金属制造市场。本期，3D打印技术参考介绍的重点不在这项技术如何深刻影响3D打印制造效率和成本，主要解读一束激光包含200万激光点该如何解读。 面区域打印与激光逐点打印对比 面区域打印，顾名思义，可以一次成型一个面，不过这个面并没有想象中的那么大。Seurat给出的技术文件中显示可以做到15×15mm，但实际打印的视频并没有显示出那么大，实际上仍然如此前研究中设置的2×2mm。即便如此，其对速度的提升也是空前的，传统SLM逐点扫描一次成型光斑直径那么大的尺寸，也就是100μm左右的范围，而区域打印一次可成型2×2mm，但对速度的提升也是空前的。如果能够实现15×15mm的面区域打印，这种速度的提升将达到1000倍。 一次允许200万个激光点同时烧结，实际并没有15×15mm，但依然比逐点扫描快的多 而所谓的200万激光点，实际上仍然是一束激光，其中包含了200万个激光点，它是一个约数，每个激光点的直径为10µm，恰好组成了15×15mm的区域。值得注意的是，每一个激光点都如同传统SLM那样具有极高的能量，因为其采用的脉冲激光具有更高的峰值激光功率，但只在很短的脉冲中发射，一次打印一个区域。 激光点的出现，与光处理有关。首先将零件的一个切片，按照15×15mm的区域划分，就如同贴图一般。每个区域的图像本质上以像素的形式体现，就像一张照片，在PS软件中不断放大，即可看到一个个的像素点。Seurat将每个像素点按照10μm计算，在15×15mm内就是约200（225）万个激光点。它的出现是图像对光束作用的结果。通过控制图片的灰度还可以控制每个激光点的功率，这对熔化过程就有了很好的控制，从而为良好的表面质量、无支撑打印以及梯度材料制造等创造了条件。 切片区域划分 图案化的像素点示意 该技术的重点在于光学控制过程。整个系统包括一组二极管激光器、一个非相干光束组合光学系统、一个短脉冲激光器和传输光学器件、光学可寻址光阀(OALV)、图像投影仪以及打印平面上方的其他光学器件。 具体的说，四个1007nm、高功率的激光二极管阵列（每个约1.25kW）通过一组转向镜和一个柱面透镜(L1)进行空间集束，然后通过一对透镜(L2、L3)重新成像并定向进入光束均化器。输出的平场光继续通过第二组光学器件（L4、L5）到达偏振补偿器对，然后1064nm的脉冲激光束与上述光束混合共用一路光学通道。这种水平偏振混合红外激光脉冲通过光学可寻址光阀(OALV)，由投影仪投出的470nm波长图案化光束将选择性的解决红外光束中的偏振旋转：被寻址为“开”像素的红外光以水平偏振通过光阀和随后的偏振器，而被寻址为“关”像素的红外光在光阀处经历垂直偏振旋转，并通过偏振器被引导出光学系统进入光束转储。最后，图案化的混合光束通过最后的光学器件(L6-L8)被引导到构建平面上，实现图案面成型。后续脉冲激光的引入，在研究中被描述为实现更好的熔化和表面质量等，这与二极管激光的传输及热扩散有关。需要注意的是，研究和专利及公开视频中所展示的短波脉冲激光的引入是在光阀之后。 滑动查看更多区域打印光学控制图 区域打印光学原理动画演示 ‍ 一个重要的秘密在光学可寻址光阀(OALV)上面，它负责分配每层切片的图案掩码，而每个掩码会对传输进来的激光进行偏转。具体的说，一层切片会被分割为多个2×2mm（按早期研究）的区域图，或称子掩模。因为受到短脉冲激光的限制，只有光束中心2-3mm的范围内足够均匀，所以划分的区域当时只有那么大，这也意味着每个图案的尺寸在这个范围内，最后通过100μm的重叠将这些“贴图”融为整层。每层子掩模（或贴图）的划分和位置都是重要的参数，采用程序控制，实现高精度打印。 一个切片层由多个区域化的图案组成，并通过100μm的搭接熔为一体 简单的说，首先将多束激光集束并整形为一个方形光斑，然后通过将脉冲激光与传统投影仪发出的有图案的蓝光叠加，光学寻址光阀根据蓝光重叠使激光束偏振，从而形成一个有图案的激光场，这束高能量的图案化激光实际上被切片子掩码的像素点分割成了200万个激光点，从而能够瞬间熔化整个投影区域。 区域打印原理介绍 面区域效果图 区域打印实现的是传统SLM所难以做到的大批量、低成本制造，同样包括声称能够实现这些要素的粘结剂喷射金属3D打印技术。两者的不同在于，前者在保障了低成本、高效率、大批量制造的同时，无须像后者那样经历漫长的脱脂、烧结过程，而且具有更高的性能、更高的精度和更容易的控制变形的能力。与Velo3D的无支撑金属3D打印相比，根据已公布的文件可知，Seurat能够通过控制图像的灰度进而实现对每个激光点时间和空间及能量上的控制，进而有望实现无支撑打印。Seurat的主要应用领域已被确定为汽车和消费品行业，并已经从全球最大的汽车、航空航天、能源、消费电子和工业公司获得了八份加入其商业化计划的意向书。其募集到的资金将用于制造生产级的3D打印系统，该系统能够将3D打印的成本降低到300美元/公斤——这与机械加工生产的零件相当。面区域金属3D打印将增材制造的所有优势以更低的成本和更高的效率融入到所有可能的制造领域，从而为金属制造市场贡献力量。注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流QQ2群：838951316；网址： 延伸阅读： 1.2022 TCT亚洲展现已开放观众预约参观 2.55倍速？金属「多层并行打印技术」的原理与存在的问题 3.不加支撑、多层堆叠，让金属 SLM 3D打印更灵活，并实现大规模制造 4.专题：金属3D打印企业（产品）差异化竞争的六个实例