铜及铜合金是一类有重要应用的关键材料。由于具有优良的导热、导电、延展、耐腐蚀等特性，铜在航空航天、武器装备某些应用场合是必选材料。在增材制造中，铜材料应用较晚，但近年来呈现快速发展趋势，尤其国防军工领域铜合金增材制造应用不断取得重要进展，更促进了铜材料增材制造的发展。近两年增材制造行业能够明显感受到铜合金需求的增长，不断有新用户着手开发铜合金增材制造应用，材料也从早期易于成型的铸造锡青铜转向纯铜和各类高强高导铜。有研究报告称，2019-2027年期间，全球铜增材制造市场将以51%的年复合增长率增长。尽管当前铜合金打印还存在诸多工艺和材料问题，但可以预见，铜在金属增材制造中将占有一席之地。 2020年按市场分布的铜粉出货量占比（公斤）（来源：SmarTech） 目前许多国外知名增材制造厂家已经将铜材料纳入到自己的产品目录当中。比较有代表性的是EOS在2020年公布了纯Cu和CuCrZr的数据手册，2021年又推出两类材料的AMCM（EOS旗下子公司，生产定制设备，Additive Manufacturing Customized Machine）版本。SLM Solutions陆续上线CuSn10、CuCrZr产品数据，2019年该公司推出兼顾强度和导电导热性的CuNi2SiCr产品，可用于模具和电气领域，成为增材制造铜合金材料中一项重磅产品。材料厂家TLS Technik、m4p、Sandvik、Makin等公司都公布有自己的增材制造铜合金产品。目前增材制造用铜及铜合金材料集中于纯Cu、CuSn10、CuCrZr和CuNi2SiCr，虽然CuNiSn、CuCr、CuCrNb、CuAlFeNi等材料也有相关增材制造研究与应用，但应用程度还不及前四类产品。有研粉末新材料股份有限公司（简称“有研粉材”，股票代码 688456）是国内最大的铜粉供应商，年销售各类铜及铜合金粉末超3万吨，旗下子公司北京康普锡威在国内较早开展了增材制造用铜及铜合金粉末的研究与应用，目前已形成较全系列的增材制造专用铜及铜合金粉末产品，包括纯Cu、CuSn10、CuCrZr、CuNi2SiCr、CuAlFeNi等，在航空航天、模具、电气等领域取得了重要应用。 1、纯Cu 相对于铜合金，纯Cu的优势是其导电和导热性，因为各类铜合金在铜中添加元素后必然会损失导电导热。由于纯铜在常规1064nm波长即所谓红光波长下吸收率较低，不易实现致密，因此纯Cu打印一直是一个难题。目前的解决方法一是利用短波长激光，如TRUMPF的515nm绿光激光设备，另一个是提高功率，如EOS的AMCM设备搭载了1Kw激光器用于纯铜打印。无论是哪种类型设备打印，想要获得高致密度或者说高导电导热纯铜制件都需要原料粉末保持高纯净度的同时还具有更易实现致密化的粉末特性，如粒径分布合理，流动性好，松装密度高等特点。就纯铜粉末制备而言，保持材料高纯度同时保持高球形度是追求目标。 2、CuSn10 CuSn10作为一种铸造锡青铜易于成型，很多涉及铜材料的模型或工艺品打印选用CuSn10材料。CuSn10合金强度较高，耐磨和耐腐蚀性能优良，可以用于制造叶片、齿轮等耐磨零件，但其导电导热性能不高，因此对于有导电或导热要求一般不选用CuSn10。CuSn10属于目前增材制造铜合金材料中的常规产品。 3、CuCrZr 火箭发动机是铜合金的典型应用场景。发动机内衬及相关零部件材料要求极高，一方面由于燃烧室燃烧温度极高（超过3000℃），另一方面高温高压及高速燃气对材料有很强的侵蚀。CuCr合金是一种典型的沉淀强化型铜合金，而Zr元素的加入可以促进Cr相析出，改善析出相分布，同时Zr与Cu形成的铜锆化合物可起到沉淀强化的作用，因此CuCrZr合金力学性能优异，可以用于火箭发动机零部件制造。近年来国内航天单位围绕火箭发动机推力室零件的增材制造开展了较多研究和开发工作，CuCrZr是当前可选材料。值得一提的是，火箭发动机零件用铜合金材料仍在不断更新迭代之中，CuZr、CuCr、CuAgZr、CuCrNb等材料陆续都有应用研究，尤其是美国NASA正在进行增材制造验证的GRcop-42（Cu-4Cr-2Nb at%），有望将火箭发动机燃烧室材料提升至新的等级。 4、CuNi2SiCr SLM Solutions公司于2019年推出CuNi2SiCr铜合金材料产品，该材料是一种可热处理硬化合金，具有高强度以及电导率和导热率的平衡组合，同时合金中包括镍和硅成分，具有很高的耐腐蚀性和耐磨性。CuNi2SiCr本身不是一个新成分，该材料对应美标C18000合金，SLM Solutions公司率先将该材料用于增材制造并开展了材料鉴定和参数验证工作，为增材制造铜合金家族增加了一项重要成员。CuNi2SiCr热处理后的强度明显高于CuCrZr等材料，同时还能保持一定的导热率和导电率，已经能够满足部分模具制造要求和导电件要求，因此在模具和电气领域将有重要应用。 END 相对于如钛、铝、高温合金等产品，铜及铜合金的增材制造还不成熟。EOS自2019年为材料产品引入类似技术储备水平（TRL，Technology Readiness Level）的概念，目前两类铜材料标记为3级，属于验证通过水平，而IN718、AlSi10Mg等产品一般为7-9级。现阶段增材制造已经从模型验证逐渐转向产品制造，增材制造材料将进入根据应用选择或设计材料的阶段，铜及铜合金材料的更新迭代体现更为明显。可以预见随着工艺和材料的不断进步，铜材料的增材制造应用将会提升至一个新的水平。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.铝和钛：航空航天增材制造的绝佳选择 2.Inconel 718：用于增材制造的主力材料 3.延伸率32.4%，无须热等静压，一种专有的铜合金3D打印技术 4.纯铜3D打印工艺的发展：从SLM、3DP、FDM到DLP

随着人类探索深空的脚步不断延伸，航空航天等高性能构件需要在更极端的条件下服役。为了获得更优更强的整体性能、更优更好的行业解决方案，航空航天构件发展向大型化、一体化、复杂化迈进。 金属3D打印实现了相关材料制件的高性能、高精度、复杂结构等成形要求，成形产品在表面特性、几何特性、机械特性等关键指标均处于行业先进水平，具有“大（成形尺寸大）”、“优（优化设计）”、“特（新材料和特殊结构）”、“精（高精度）”的特点。而这些特点在本次航展期间表现的淋漓尽致。本期，3D打印技术参考揭秘展会期间，铂力特所展出的大尺寸3D打印航空航天金属零部件背后的制造密码。 1.支架缩比件 材料：铝合金 尺寸：φ940mm×60mm 重量：36kg 机时：36h 设备：W2520A 技术说明：针对支架尺寸大、轻量化、减振等需求，采用电弧增材制造技术一体打印支架优化结构，并结合减材加工保证产品精度。该支架缩比件直径940mm，在实际生产中，铂力特可打印出直径数米的支架。 该结构具有大幅面的薄壁筋结构，打印时易产生变形，导致尺寸加工余量不足；而且工艺上，成形路径复杂，易产生未熔合，弧坑、裂纹等缺陷，导致性能降低或不达标。针对这些问题，工艺人员提出了具体的解决措施：1.利用基材的尺寸对零件进行刚性约束；2.对零件基材进行适当预热，减少温度梯度；3.对零件结构进行分区，合理规划打印方式减少应力叠加产生的变形；4.打印策略优化，通过分块，分区扫描策略优化。通过以上措施，有效控制了整体变形情况。 2. 发动机集成件 材料：高温合金 尺寸：820mm×820mm×400mm 重量：567kg（零件+基材），27kg（零件） 设备：BLT-S800 机时：175h 技术说明：该产品以航空发动机为基本构型载体，融合增材制造高柔性设计优势与增材工艺适应性原则，通过整体化设计，集成了典型轻量化特征、空间多尺度结构、异性曲面及流道等复杂特征，并实现了大尺寸部件与局部灵活可动性特征的整体制备。 该产品充分体现了增材制造产品的创新性设计理念及BLT大尺寸复杂多特征部件的加工工艺能力，展现了金属3D打印在航空航天领域的集成化、轻量化创新性设计及工程应用方面的突出优势。 3.长征五号缩比模型 材料：钛合金 尺寸：400mm×400mm×1400mm 重量：55Kg（零件+基材）12Kg（零件） 设备：BLT-S500 机时：150h 为庆祝长征五号顺利升空，铂力特以长征五号为灵感，对其外形做相关优化设计，利用BLT-S500一次性打印成功。 技术说明：该模型是在长征五号外轮廓基础上重新设计的优化结构零件，将典型的优化设计结构集合在同一个零件上，具有大尺寸、薄壁等特征。零件总高度1400mm，表面由格栅框架和连续曲面构成，内部附有异形管路，外部带有不同特征舵翼结构。 该零件一体化打印成形，整个零件高1400mm，重量仅有12kg，充分体现了铂力特拥有大尺寸高精度结构突出的实现能力。 4. 动舵面（局部） 材料：高温合金 尺寸：690mm×110mm×48mm 重量：12.5kg 设备：BLT-S600 技术说明：采用SLM工艺整体制造，内部采用点阵结构填充，零件减重的同时满足强度的要求。 5.石油钻探岩密探头 材料：不锈钢 尺寸：Φ90mm×812mm 重量：20.534kg 机时：327h 设备：BLT-S511 技术说明：岩性密度探头尺寸较长且结构不规则，采用增材制造SLM工艺可将探头一次成形，大幅降低后续加工量和加工难度。加工方式的升级，至少可节约60%以上的加工周期以及20%的加工成本。仪器产能可提高60%-70%，探头表面硬度可提高5%-6%，显著提高产品功能和经济效益。 6. 钛合金框 材料：钛合金 尺寸：1200mm×800mm×150mm 重量：45kg 机时：120h 设备：LSF-XA-BLT-VI-003 技术说明：零件为复杂框板结构，基于激光送粉成形技术成形。相比于传统制造工艺，激光送粉打印技术可实现零件生产周期短、生产成本低、材料利用率高等优点。且各项力学性能均符合锻件指标，可达到使用标准，对提升我国高端装备制造技术水平和国际竞争力具有重要战略意义和社会经济效益。 然而，激光同轴送粉打印柜板类大尺寸钛合金并非容易，其存在两个主要难点：其一，打印过程中产生的内应力大，导致零件变形，甚至开裂。其二，打印过程中，非平衡凝固组织的控制及内部冶金缺陷的控制。 针对以上情况，铂力特通过优化激光的扫描策略进行一级打印模型的处理，可实现降低打印过程产生的内应力，降低变形开裂的风险；然后通过优化打印的工艺参数，可控制凝固组织的晶粒形态一级内部的冶金缺陷，结合特定的热处理制度，最终可获得综合力学性能与锻件相当的钛合金零件。 7. 创新设计树 材料：钛合金 尺寸：400mm×400mm×1100mm 重量：2kg 机时：192h 设备：BLT-S500 技术说明：该产品基于功能优先的3D打印优化设计，充分展示了3D打印在集成设计方面的优势：功能优先、集成设计、仿生设计、减重能力、极限结构成形能力等，在航空、航天、汽车等领域的应用有广泛的应用前景。 END 在往期文章中，我们已经证明3D打印技术在我国运载火箭、航天器产品的制造过程中发挥的重要作用，以及航天科技集团旗下多个单位为实践该技术所付出的努力与取得的成果。作为国内仅有的科创板增材制造企业，铂力特是我国航空航天领域强有力的金属3D打印机制造商与服务提供商。 在探索3D打印应用范围广度的同时，铂力特也在探索零件成形尺寸的极限，力求为大尺寸零件提供金属增材制造解决方案。所生产的BLT-S500、BLT-S600等大型SLM设备解决了我国大型航空航天精密复杂构件的生产制造瓶颈问题；BLT-S310型号设备也通过了空中客车公司认证，成为空客A330机型增材制造项目主要设备；2021年，铂力特更是推出了十激光器大幅面金属3D打印机BLT-S800，为支持航天制造提供了更多的可能性。 未来，3D打印技术将更快的推动航空航天产业的发展与进步。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址：延伸阅读： 1.突出3D打印对航天制造的重要性：卢秉恒院士出席中国航天先进制造技术与装备发展论坛 2.“铂”之重器——铂力特推出十激光器BLT-S800 金属3D打印机 3.波音的采购合同——成为大尺寸金属3D打印制造商迈入航空航天领域的第一步 4.铝和钛：航空航天增材制造的绝佳选择

导读：3D打印技术作为现代工业4.0发展的代表之一，让传统制造业的“智能化”又上了一个新的高度。在齿科细分领域，3D打印智能制造满足了齿科产品高度定制化的属性，一种高效、灵活的数字化生产服务模式油然而生。 随着口腔产业数字化深入，处于信息加工环节的齿科技工厂往往最先面临转型挑战。但目前来看，业界对数字化的理解和实践进程仍然参差不齐。 当前，美国整体口腔市场规模约占全球口腔市场规模的55%，义齿行业的数字化进程走在最前沿，已从对齿科3D打印应用的摸索，逐步进入到了快速规模化的阶段。 ▲2015-2030（估计）年美国及国内齿科护理服务市场规模（十亿美元） 美国技工厂经历了硬件的可行性筛选阶段，对于3D打印已有深度理解，选择变得更为理性，以诊所需求、高还原、多应用、可靠性、高效率等多维度导向，开始从单一应用向数字化流程变革转变。 据2021年上半年口腔医疗企业财报，义齿加工龙头企业“现代牙科”表现十分亮眼，上半年公司全球总收入约14.5亿-14.9亿港元，同比增长约61.7-66.1%，净利实现了500%的涨幅，数字化浪潮下的黄金发展机遇可见一斑。 Microdental laboratory，就是现代牙科在北美市场的技工厂之一，经过多年的摸索，产品不断开发与迭代，从曾经的3D打印“小白”，逐渐成为了如今精通齿科数字化的专家。 2020年，新冠疫情危机与数字化机遇共存。追寻Microdental laboratory在这之中的发展轨迹，解码其与中国3D打印行业独角兽企业黑格科技的“化学反应”，探究数字化转型道道难关如何突破。 1. 角色转换，找准定位 Microdental laboratory目前拥有夜磨牙垫、数字矫治器、颌垫、数字化全口义齿、种植模型等成熟的数字化业务，经过一步步的摸索和验证，摸清了3D打印各项技术工艺，对市面上的设备、材料厂商做了深入的研究。 如今，Microdental laboratory已与刚接触3D打印时不同，只关注打印精度、效率、材料、便捷性等产品属性，而是从业务需求出发，逐渐明白什么才是最适合自己的，找准“增长密码”。 • 高精度、高细节还原度，齿科未来升级风向 一直以来，齿科行业的质检难关就在于原始数据的精确度。最大化还原患者口腔环境和设计结果，才是提高货品质量的根本。尤其是今天，临床患者的个性化需求更加多元，对Microdental laboratory的柔性制造能力、出品还原度提出了更高要求。 •更大比重转数字化量产，已成全局规划考验 随着业务的扩张，Microdental laboratory不仅需要提升现有应用的生产效率，还期望实现拓展其他多应用线的批量生产。如今，“批量化”已经不是增加几十台、几百台打印设备，投资更多的人员和物理空间就能实现，而需要解决材料、后处理、市场需求协同性成长问题。关键难题在于：从生产平台、生产管理系统、到整个工作流的运作，是否能够支撑更多细分应用的量产需求？ •精度、效率双向均衡，技术升级成必然 Microdental laboratory曾使用美国本土市占率较高的3D打印机，以透氧膜来改善反复剥离的效率低问题。 然而，打印速度只是生产过程中的一个环节，酷炫的技术并没有带来整体效率的提升，货件的精度、细节度也无法达到满意的效果。 2020年，黑格科技推出大幅面、高精度DLP打印机——A2D 4K，正迎合了Microdental laboratory兼备精细化质量与高产能的需求。 A2D 4K打印机具有±26.8um极致精度，像素点逾800w，细节还原度达到微米级，打印成品表面细腻，这使All-on-6导板等多种复杂应用的落地成为可能。 ▲1k打印机与4k打印机的细节度对比 同时，206 X 116MM的超大幅面，满版打印数量更多，实现了高精度和高吞吐量之间的平衡。Microdental laboratory认为：“在材料及系统稳定性方面，黑格科技的解决方案更有优势，成品质量可靠，缩短了制作周期，确保客户的整体交付时效性，帮助我们率先实现了数字化小批量到大规模的量产转型。” ▲A2D 4K打印牙模矩阵 2. 危中“求变”，强势破局 2020年正值美国新冠疫情肆虐，口腔医疗行业受创严重，行业遭遇系统性洗牌，人力、技术、资本通通遭遇瓶颈，齿科技工厂面临市场利润萎缩的生存难题。 此时，Microdental laboratory也遭遇了前所未有的危机，短短几个月内陆续有员工感染、隔离，反复的停工停产，生产节奏被迫打乱；同时，在美国政府派发疫情失业补贴的背景下，新员工的招聘变得尤为艰难。 随着在岗的生产人员越来越少，货件出品的压力越发增大，加剧了业务运作的不稳定性，但存量的市场竞争并没有因为疫情而停下。 对Microdental laboratory而言：明天和意外，不知道哪个会先来。 此时，Microdental laboratory选择使用A2D 4K搭配自动化生产HiVE模组，成为了危机中的突破口。 ▲Microdental laboratory的A2D 4K+HiVE生产系统 A2D 4K+HiVE自动化生产系统，具有夜间无人化生产功能，可实现7*24小时不间断生产，1台A2D 4K能达3台A2D 4K的工作量，确保工作流高效稳定。 以往，Microdental laboratory员工需要在凌晨4-5点上班，生产牙模以推进下一步工序，加急件的情况下，甚至需要在前一天夜晚安排人员值守打印。利用HiVE模组夜间无人化生产，可将更多工作前置，员工下班前，根据业务量调整夜晚自动打印时间段，无需人工值守，第二天即可轻松验收。 Microdental laboratory倚靠确定性强的自动化系统，让数据流程取代人工的重复、低效性工作，不仅实现对医疗品质的精益求精，更是一种行之有效的系统管理方式。 在增强生产抗风险能力的同时，危机也能转化为转机。当市场大范围生产节奏停滞的情况下，Microdental laboratory的自动化系统依旧能够稳定量产输出，实现逆向超越竞品。 3. 洞察未来，乘势而赢 齿科数字化的赛道，拼到最后大程度拼的是系统组织能力。 对于Microdental laboratory来说，积极求变，不断满足医生端的日新月异的诊疗需求，才能保持领先，不仅限于业务层面，更是对赛道趋势变化的思考。 如今，黑格A2D4K+HiVE自动化系统已帮助Microdental laboratory实现3D打印的量产过渡，未来还能够平滑进行升级，承接更多应用，确保业务的可拓展性。 此外，黑格科技强大的生态系统，从材料、生产、技术到运维服务全链条的闭环解决方案能力，也是取得Microdental laboratory信任的重要原因。Microdental laboratory可依据黑格产品链条生态迭代升级，实现业务扩张转型，无需耗费重新试错的精力和成本，确保自己始终处于齿科技术的前沿。 ▲黑格科技数字化齿科全链条生态 齿科数字化浪潮已至，转型升级路上，道道难关道道过，齿科企业若不能及时跟上步伐，将意味着被超越，被边缘化，甚至被淘汰。 目前在北美市场，现代牙科旗下两家义齿技工厂已配备了6台A2D…

9月23日，《Nature》官网发布了上海交通大学医学院附属第九人民医院戴尅戎院士王金武教授团队的生物3D打印项目专访。该团队长期致力于医学3D打印研究，包括3D打印术前模型、手术导板、植入物以及生物打印关节假体。他们的工作旨在改善中国估计1.4 亿关节疾病患者和每年约70万例关节置换手术的医疗效果。 戴尅戎院士与王金武教授 传统关节假体可能在10年内发生松动、断裂和感染等，从而导致假体失效和翻修手术。“生物3D打印在创造具有生理结构功能并能自我修复的组织器官方面，已经成为了一个极富有临床转化前景的工具，” 王金武教授介绍说， “然而目前也存在很大的挑战：除了高精度打印的要求外，还需制备优良特性的生物墨水以及构建生物活性微环境。”王金武教授牵头的科技部国家重点研发计划-生物3D打印项目包括了血管化仿生人工关节的研究，并准备进一步开展相关的临床试验和转化应用。该国家项目汇聚了来自全国各地的生物材料、打印设备和临床医学等研究方向的专家，涉及全国16个研究所的5个调查组。3D打印生物关节的兴起戴尅戎院士团队在2003年获得中国第一张个性化人工关节假体注册证，此后，新的个性化关节植入物迭代研究开始向更高的耐用性和生物活性方向发展，其中面临着血管化的难题——无血管长入导致细胞凋亡，是传统组织工程生物型关节假体失效的常见原因之一。王金武教授团队2021年在《Advanced Functional Materials》发表了一项研究表明，使用聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)、甲基丙烯酸明胶(GelMA)制造热响应性水凝胶支架，该支架在体温环境下收缩，无需复杂操作流程即可有效触发微尺度脉管系统的产生，最小直径可达50微米，确保了氧气和营养物质交换。 3D生物打印的关节实现血管化 类似的研究成果得益于该团队持续开发用于支持再生组织和器官的生物反应器。体内生物反应器可以在更大程度上模拟体内组织和器官环境，特别是在血管化关节方面。随着打印技术的发展、材料科学的整合和细胞生物学的推动，该团队致力于探索理想的生物3D打印支架，并优化细胞的微环境以促进血管生长。 3D生物打印的关节实现血管化 克服医疗植入挑战 在医学转化与临床应用方面，上海九院成立了中国第一个3D打印接诊中心，研究人员多方面自主构建并实现了世界领先的技术平台，包括数字仿生模型的建模软件、适用于不同组织的生物墨水、生物打印骨与软骨细胞存活维持系统等。 戴尅戎院士王金武教授团队在2018年牵头制定并发表了涵盖3D打印医疗器械的设计、制造和使用的专家共识。然而，临床转化的最后一公里不仅牵涉到创新技术应用的风险，还会受到尚未及时更新的医疗器械注册法规的阻碍。在2019年，该团队获得了注册人制度下第一张隶属上海交通大学的科研型企业转化的3D打印医疗器械注册证，由此成立上海交大创新器械注册中心以服务科研转化。 生物3D打印中心开发的机器人 为未来制定蓝图 通过政府、大学、医院和行业之间的协同合作，王金武教授团队正在构建一个由3D打印个性化医疗数据驱动的云平台，预计将为至少25000例患者提供服务。 除了生物打印机和原位打印机器人的研制外，该团队还开展实时细胞活动监测、支持细胞发育的细胞存活维持系统以及用于体外药物筛选的生物打印组织模型的研究，这些研发得到了国家重大科技基础设施（上海）的支持，该中心作为大型高端医疗设备关键技术转化的综合研究机构，可同时容纳100个研究小组进行药物和设备的研发。 该3D生物打印机配备了针对不同组织类型的喷嘴 临床转化型科学研究虽由创新驱动，但须符合伦理和临床安全要求，该团队已牵头制定了包括生物打印医疗器械在内的多项医学3D打印的相关标准，可作为安全和功效管理的国际参考，此外标准制定还须面向未来，以符合快速的技术创新要求。 国家医学转化中心 专家介绍 王金武，主任医师，医学博士，主任医师，教授，博导。现任上海交通大学医学院附属第九人民医院骨科主任医师，上海交通大学生物医学工程学院教授，教育部数字医学临床转化教育部工程中心副主任，民政部智能控制与康复技术重点实验室副主任，转化医学国家重大科技基础设施（上海）创新医疗器械注册研究与临床转化服务中心主任，转化医学国家重大科技基础设施（上海）-数字医学与生物3D打印实验室主任，上海市卫计委骨与关节康复医学科重点学科带头人，上海交通大学康复辅具创新中心主任，十三五科技部国家重点研发计划首席科学家，上海市优秀技术带头人，中华医学会上海数字医学专科分会候任主委。先后承担了包括科技部重点研发计划（生物3D打印）、科技部“863”（高精度3D打印装备制造）与“973”（多级微纳骨修复生物材料）子课题、国家自然基金在内的国家级课题7项，省部级课题16项；同时领衔民政部3D打印康复辅具标准研究课题和上海市人民政府康复辅具产业发展策略研究课题各一项，参编专著20部（主编1部，副主编5部），在上海交大设立数字医学与3D打印前沿医工交叉转化研究生课程，第一作者发表包括SCI论文70余篇（其中Nature与Science旗下子刊共3篇）。 在戴尅戎院士的指导与支持下，率先申请到国内第一个3D打印医疗器械注册证，也是注册人制度下科研机构申请到的国内首张医疗器械注册证。 专长：复杂的肩关节周围骨折的微创治疗；肩关节镜下肩袖损伤与肩关节不稳的微创治疗；肩肘关节置换；3D打印康复辅具与骨关节内植物3D打印的临床转化，通过显微外科和定制式人工关节技术进行肩关节肿瘤的保肢治疗。 注：本文内容来自nature官网、九院3D打印中心王金武团队。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.生物医疗领域使用陶瓷3D打印面临的挑战 2.3D打印技术成医疗爆点，今后会如何发展？ 3.苏州纳米所在生物3D打印用于脊髓损伤修复研究方面获重要进展 4.3D生物打印的革命：会跳动的心脏，会呼吸的肺和会生长的骨

本文核心数据：3D打印产业规模、3D打印设备销售额、3D打印机销量、3D打印服务销售额、3D打印材料销售额、全球各国3D打印产业规模、全球主要3D打印企业出货量占比等。 1、市场规模：全球市场规模超120亿美元 Wohlers Associates是权威的全球3D产业研究机构，通过总结全球261家服务提供商、系统制造商和材料生产商的数据，《Wohlers Report 2021》指出，2020年全球3D打印市场规模达到127.58亿美元，相比2019年增长7.5%，低于此前21.2%的增长率。 主要是因为2020年全球范围内众多公司受到疫情影响，裁员、削减支出更是普遍，其中以业内最大的两家公司Stratasys和3D Systems最为典型。2020年，两家公司在整个行业所占比重为8.5%，而2019和2018年分别是10.7%和13.8%，呈现逐年下降的趋势，这也意味着，业内其他设备制造商正在崛起。 2、全球3D打印细分市场：服务成3D打印行业主要推动力 设备市场需求较稳定 ——3D打印产业结构：3D打印设备及服务占据主要市场 据《Wohlers Report 2021》数据，2020年，全球3D打印产业结构中，来自3D打印服务的收入约74.54亿美元，占比达59.29%，同比增长了20.3%;全球3D打印设备实现销售额30.14亿美元，占比达23.97%，与2019年的30.13亿美元基本持平;全球3D打印材料销售额为21.05亿美元，相比2019年的19.16亿美元，增长9.9%。 ——3D打印服务市场：3D打印服务及产品收入逐年上涨 据Wohlers Associates报告，2017-2020年全球3D打印服务市场规模不断增长。2020年3D打印服务市场规模约为74.54亿美元，比2019年的68.23亿美元增长了9.2%，该细分市场在2019年增长20.3%，2018年增长35.0%。同时，这一数值相当于整个市场规模的58.4%，也意味着服务已经成为行业发展的重要推动力量。其中，排除类似Stratasys或3D Systems等设备商的服务收入后，由专业服务提供商产生的收入为52.77亿美元，占服务总收入的71%。 据Wohlers Associates报告，2017-2020年全球3D打印产品市场规模不断增长，2020年，全球3D打印产业结构中，来自增材制造产品的收入是53.03亿美元，同比增长了5.1%。 ——3D打印设备市场需求稳定，仍有较大增长空间 根据《Wholers Report 2021》数据显示，2020年全球3D打印设备市场销售规模达到30.14亿美元，与2019年的30.13亿美元基本持平，主要系2020年全球在新冠疫情冲击下，销售渠道收到影响，全球打印设备市场规模增速有所减缓，随着疫情好转，全球经济稳步复苏，未来3D打印设备市场将快速增长。 近年来，金属3D打印机的工业应用增长迅速，根据Wohlers Associates发布的《Wohlers Report 2021》数据，2015-2019年全球3D金属打印机和桌面型打印机数量不断增长，2020年受疫情影响，有小幅下降。2020年销售了大约2169台金属打印机，同比下降6.8%。 近年来，3D打印设备制造商的数量增长迅速。2020年，全球有228家制造商生产和销售工业3D打印系统(价格高于5000美元)，与2019年相比，增加了15家，自2012年以来，工业系统制造商的数量增长了近7倍;2020年有37家公司的工业3D打印系统销量超过了100套。 228个系统制造商分布在世界各地，对比Wohlers报告2020和2021版，美国制造商数量保持47家不变，排名第一;德国增加2家到27家，排名第二;中国制造商的数量则减少7家下降至25家，排名第三。 ——3D打印材料市场规模快速增长 打印材料类型逐渐丰富 据wholers数据，2020年全球3D打印材料市场规模估计为21.05亿美元，包括工业和桌面系统的材料，不限于金属和高分子粉末、液态树脂、丝材和粒料等，该市场相比2019年的19.16亿美元增长9.9%。 其中，光敏聚合物的市场为6.349亿美元，相比2019年增加了3.8%;用于粉末床的热塑性聚合物市场为6.292亿美元，比2019年增长16.7%，这包括用于激光和高温粘结剂喷射成型工艺的粉末。两组数据对比发现，使用最多的3D打印材料可能将在未来几年内发生变化，高分子粉末即将超越光敏树脂成为最受欢迎的3D打印材料。 热塑性塑料丝材的销售额达到4.141亿美元，相比2019年的3.943亿美元，增长了5.0%;金属3D打印材料的收入增长了15.2%，达到约3.834亿美元，高于2019年的3.327亿美元。 3、全球3D打印市场竞争格局集中 中美占据主要市场 ——美国与中国市场规模占比合计接近50% 从图中可以看出，2019年美国3D打印产业规模占全球比重34.4%，中国为10.8%。作为3D打印起步较晚的中国，近几年，抓紧自主创新和研发，虽然和国外的技术还有一定差距，但也一步步朝着精细化和专业发展。当然，国内巨大的市场潜能，也吸引了不少国外3D打印行业巨头的目光和投资，进一步推动了中国3D打印产业的发展。 注：截止2021年7月5日，相关官方机构未披露2020年数据，因此上述3D打印产业区域结构情况仅结合2019年数据分析，仅供参考。 ——3D打印头部企业集中在美国 中国企业逐步抢占市场 在产品出货量方面，2019年全球工业3D打印企业一共销售了超过2.2万台工业3D打印系统(售价高于5000美元)，比2018年增长了14.7%。并且列出了工业级设备出货量排行榜，可知美国Stratasys公司的出货量占据榜首，来自中国大陆的联泰科技(Uniontech)、先临三维(Shining 3D)，来自中国台湾的XYZprinting入选。 注：截止2021年7月5日，相关官方机构未公布2020年数据，因此上述3D打印企业出货量情况仅结合2019年数据分析，仅供参考。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.2020年全球3D打印市场规模（设备、材料、服务）发展情况 2.2020年3D打印10大应用、研究和重要事件 3.3D打印助力后疫情时代，梳理全球企业资源图谱，解析百亿美金市场现状 4.2021 TCT 3D打印展精品展品（二）：性能高，结构复杂，功能强大

近日，HP证实通过其核心的MJF多射流熔融3D打印技术累计生产的零件数量超过1亿件。该技术自推出以来，一直保持强劲的需求。惠普公司个性化和3D打印业务总裁 Didier Deltort表示，“过去 18 个月的经济、政治和医疗现状是该行业的分水岭。世界各地的公司希望更快地将新产品推向市场、提高供应链弹性并采用新的商业模式，3D打印技术的优势正在逐渐显现。” 汽车3D打印推动行业向前发展 汽车制造是众多正在经历数字化转型的领域之一，该行业正快速转向电气化、连通性、供应链本地化和供应商整合化。惠普正与全球数十家汽车制造商、供应商和生产合作伙伴，一同致力于采用MJF技术进行原型设计和最终零部件生产。 惠普MJF技术业务全球负责人表示，“汽车制造商在扩大3D打印技术的使用范围，该技术在制造传统工具、快速迭代功能原型、设计全新的个性化组件以及扩大全功能最终零件的短期生产方面不断发挥重要作用。客户正在利用MJF技术所提供的工业级能力——效率、可重复性、零件质量、成本效益等——来抓住这些不断增长的机会。” HP MJF技术生产的大型汽车零件 惠普与领先汽车制造商合作的亮点包括： 福特汽车：高度个性化的消费者体验市场正在增长，惠普将为2022款福特Maveric卡车和新的福特FITS开放式配件平台展示各种概念验证3D打印配件。惠普和福特还开创了可持续性合作伙伴关系，促进材料重复使用并生产汽车零件。 通用汽车：生产了多种MJF最终零件，包括凯迪拉克V系列的HVAC管道、Corvette C8的冷却管道，以及用于设计迭代、原型设计和服务的其他零件。 日产：制造商SOLIZE和HP以及日产合作，为日产的传统零部件计划按需生产已停产的替换零部件。 Nissan：制造商SOLIZE和HP以及Nissan合作，按需生产Nissan已停产零件。 大众汽车：第一家使用HP Metal Jet金属粘结剂喷射技术生产全功能最终用途结构部件的汽车制造商。采用该技术为 T-Roc Cabriolet 生产的A柱结构件已通过碰撞测试认证，重量比传统部件轻近50%。 大众汽车的 HP Metal Jet 应用路线图 惠普金属3D打印业务全球负责人Ramon Pastor表示，“大众等领先汽车制造商正在利用惠普的3D打印解决方案，将传统制造和规模生产转变为大规模生产，HP Metal Jet技术可以帮助客户解锁创新设计，最终更高效地生产性能更好的零件。” MJF解决方案的最新里程碑和突破性应用 生产合作伙伴：领先的服务机构继续投资HP MJF设备以扩大其生产能力。服务商Forecast 3D利用34台HP MJF打印机，为Syng 的三声道扬声器制造关键组件；Custom Color计划购置30多台HP MJF打印机。Avid、JawsTec和 Weerg也在不断扩展以满足客户需求，数十台HP Jet Fusion 5200 3D打印机将用于生产新产品。 惠普3DaaS服务：该服务能够为客户自动补给惠普3D耗材，简化费用查询和使用情况时的步骤，并提供可靠的远程和现场支持服务。自2019年推出后，通过释放资本灵活性和提高业务敏捷性，帮助客户扩展到大规模生产。该服务在疫情流行期间被证明非常有益，并且越来越多地被客户采用。 MJF技术3D打印工厂 Cobra 高尔夫：Cobra Golf使用HP MJF和Metal Jet技术，是第一家将高性能3D打印高尔夫球杆商业化的运动器材制造商。 现代汽车集团：支持韩国射箭协会，使用HP MJF技术生产了高度个性化的3D打印握把，帮助韩国男子、女子和混合队在7月23日举行的2020年东京奥运会上夺得金牌。 以面成型的3D打印工艺为批量化生产提供了可能 惠普MJF和Metal Jet金属3D打印工艺，归根结底属于以面成型的3D打印技术。从目前来看，此类工艺打印速度快、设备成本低、无需额外支撑，同时允许允许大尺寸、多材料打印，这些因素适应于批量生产的特点。这契合惠普意图借助3D打印技术3D打印颠覆全球价值12万亿美元制造业市场的目标。 据惠普与市场调查机构3dbpmResearch于今年6月发布的报告，自多射流熔融技术（MJF）推出以来，已交付的零件数量超过了6000万个。而短短三个多月过去，这一数量已经突破了1亿。 对于金属3D打印技术，3D打印技术参考认为激光粉末床熔融工艺当前尚无法与粘结剂喷射技术相比，即便前者工艺所配备的激光数量在增多、尺寸也在增大，但工艺本身的限制因素导致了其在成本和速度方面仍然不敌后者。今年6月，惠普宣布其Metal Jet数字制造方案已面向全球部分地区客户交付，预计于2022年初进入中国市场；全新的Metal Jet技术能够以高于其他3D打印技术数十倍的工作效率及明显低于其他粘结剂喷射成型系统的成本，生产功能性终端机械零件。 基于以上因素，粘结剂喷射3D打印技术成为投资者在3D打印领域投资的热门技术。IDTechEx预测到2025年将会有37000台粘结剂喷射设备。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.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 2.惠普Metal Jet金属粘结剂喷射3D打印机计划明年进入中国市场 3.ExOne服务中心已交付超200万件粘结剂喷射金属3D打印零件 4.基于粘结剂喷射和SLM的金属3D打印性能对比分析

2020年12月，Desktop Metal通过与空白支票公司Trine Acquisition Corp.合并的方式实现上市。自此之后的仅仅8个多月，该公司疯狂收购，多种3D打印领域领先企业纷纷被其收入囊中，包括：DLP系统和材料生产商Envision TEC、树脂材料供应商Adaptive 3D、多材料选择性激光熔融工艺开发商Aerosint、粘结剂喷射工艺的领导者Exone，以及为高科技工业、能源和航空航天领域提供增材制造液压元件的先驱Aidro。 本期，3D打印技术参考将分别介绍这些疯狂收购行为，而在此之前，我们先来了解空白支票公司的基本情况。 Trine Acquisition Corp.是一家怎样的公司 根据公开资料，Trine Acquisition Corp.是一家由福特汽车和谷歌母公司Alphabet Inc.支持的空白支票公司。所谓空白支票公司，又称特殊目的的收购公司，英译为Special Purpose Acquisition Company，简称SPAC。它是一个由共同基金、对冲基金等募集资金而组建上市的“空壳公司”，这家“空壳公司”只有现金，没有任何其他业务。发起人将其在纳斯达克或纽交所上市，以投资单元形式发行普通股与认股期权组合给市场投资者从而募集资金。“空壳公司”上市后的主要任务就是寻找一家有着高成长发展前景的非上市公司与其合并，使其获得融资并上市。 如果找到合适的目标企业，在进行一系列尽职调查之后，SPAC全体股东将会投票决定是否要与之合并。如果多数股东同意合并，那么该企业将获得SPAC投资者存入托管账户中的资金，而SPAC的投资者也将获得合并后公司的一部分股权作为回报。 2020年12月，Desktop Metal与Trine Acquisition Corp.合并上市 很明显，Desktop Metal便是被Trine Acquisition Corp.所选中的公司。通过合并，前者原有股东持有合并后公司约74%的股份。而Desktop Metal的IPO恰逢其时，因为纽约证券交易所对具有增长潜力的科技公司股票表现出强烈的兴趣。 也许是因为具有“特殊目的收购”以及强大的市场扩张基因，上市后的Desktop Metal继续保持一贯的大胆作风，收购行为让业内人士往往大跌眼镜。 2021年1月，3亿美元收购EnvisionTEC进入DLP 3D打印市场 2021年1月，Desktop Metal宣布已签署了一项价值3亿美元的最终协议，以收购DLP系统和材料生产商EnvisionTEC。这笔现金（1.5亿美元）加股票交易使EnvisionTEC成为Desktop Metal的全资子公司。此次收购是Desktop Metal首次进军DLP市场，并使其能够进入不断增长的牙科、珠宝和生物制造行业。这一消息公布后，其股价上涨了7%。 Desktop Metal首席执行官强调了该公司收购背后的几个原因。EnvisionTEC作为“DLP工艺的原始创新者”，拥有全区域光聚合物3D打印市场中最强大的知识产权组合，提供超过190种合格材料，并在汽车、航空航天、医疗设备、珠宝和生物制造等广泛行业拥有5,000多家客户。此外，EnvisionTEC还是牙科领域的领导者，目前有超过1000名牙科客户使用其打印机制造该细分市场的预生产和最终使用部件。 Envision TEC还是牙科领域的领导者 Desktop Metal对EnvisionTEC推出的DLP 8K Xtreme机器印象深刻，其声称该系统比Formlabs的3L和HP的MJF 5200都快很多。在该公司获得专利的Projection Array技术支持下，8K有效地使用“闭环”打印过程来创建具有“理想品质”的部件。EnvisionTEC的大幅面打印机具有71升的巨大构建体积，它将为用户提供比其竞争对手“显著更好的性价比”。此外，EnvisionTEC还可以利用Desktop Metal的SPJ单通道粘结剂喷射技术来增强现有技术水平。 Envision TEC推出的粘结剂喷射3D打印系统 此次收购使Desktop Metal的全球分销网络扩大了一倍以上，增加了医疗、牙科和珠宝等市场的垂直重点合作伙伴，并将其地理销售能力提高到全球68个国家/地区。在收购完成后的2021年第一季度，Desktop Metal收入达到1100万美元，相比去年同期增长234%，与连续季度相比增长了35%。Desktop Metal的快速增长在很大程度上归功于其EnvisionTEC子公司产生的收入，以及在此期间其牙科客户群65%的大幅增长。 2021年5月，收购3D打印弹性体解决方案的领导者Adaptive 3D Adaptive 3D是3D打印弹性体领域的领导者。其产品通过无味、高韧性、耐应变、抗撕裂、生物相容性橡胶和类橡胶材料的增材制造，实现批量最终用途零件的生产。Adaptive3D的解决方案专为高产量制造而设计，同时保持低生产成本和卓越的材料性能。该公司为医疗保健、工业、运输以及石油和天然气市场的广泛客户群提供服务。 Adaptive 3D推出的弹性3D打印材料 对Adaptive 3D的收购推进了Desktop Metal的垂直整合战略，通过扩大材料组合实现聚合物增材制造解决方案的大批量应用。Desktop Metal创始人兼首席执行官介绍，弹性体和橡胶材料是增材制造2.0的重量级应用。Adaptive 3D拥有世界上最好的光弹性体树脂，将Adaptive 3D获得专利的优质弹性材料与先前收购的Envision TEC的DLP打印机（如Xtreme 8K）相结合，可使新的增材制造解决方案在吞吐量、经济性和零件质量方面处于行业领先地位，从而加速大批量、最终用途弹性零件和产品的应用。 Adaptive 3D是3D打印弹性体领域的领导者 3D打印技术参考认为，Desktop Metal对DLP工艺及材料领导者的收购，直接指向同类型企业Carbon以及Formlabs。 2021年7月，收购多材料粉末床熔融工艺的领导者Aerosint Aerosint是多材料金属粉末床熔融技术的领导者，该公司发明了一种独特的选择性粉末沉积装置，能够同时3D打印多种材料，提高了粉末使用效率，进一步降低了运营成本并提高了吞吐量。 Desktop Metal创始人兼首席执行官表示：“这项交易推进了我们拥有差异化打印技术的战略，这些技术支持大规模扩展增材制造2.0的产品组合。”当前，3D打印主要集中于制造单金属零部件，而未来，人们将更多倾向于直接打印完整的产品，这些产品可能由多种材料组成，多材料3D打印是增材制造的下一个前沿领域。 Aerosint第一台商用双金属L-PBF打印机 Aerosint公司的技术可与聚合物、金属和陶瓷兼容，能够在打印过程中对材料进行全区域打印控制，并且可以扩展至激光粉末床熔融、激光烧结以及粘结剂喷射工艺中。Aerosint作为同类产品中唯一的高通量、多材料3D打印机开发商，与传统的粉末床打印工艺相比，该技术减少了浪费和交付时间，并允许用户局部优化零件的机械性能，它具有开启新的增材制造应用的潜力。使用选择性粉末沉积，可以调整组件的化学和物理质量，提高它们的耐磨性、减振性和导热性或导电性。…

9月2日，光韵达发布消息称其军工业务迅猛增长，全资子公司通宇航空斩获3.37亿元航空采购大单，其中3D打印相关业务达3646.9万元，是公司迄今为止单笔金额最大的订单。基于对航空航天及军工业务未来发展前景的看好，光韵达于2019年收购通宇航空51%的股权，并在2020年完成了剩余49%股权的收购，使通宇航空成为其全资子公司。 通宇航空成立于2013年，业务主要聚焦于航空飞行器零部件开发制造，涵盖航空精密零部件数控加工，工装、模具设计制造，工业级3D打印，航空导管、钣金成型制造等，产品广泛应用于多型号军用飞机、无人机、运输机、导弹、国内民机及波音、空客各类转包的客机、运输机，已获得装备承制单位资格。同时，通宇航空已成为成飞集团核心供应商。 据光韵达2021年半年度报告指出，通宇航空已入驻新都成飞航空产业园，是其航空零部件和3D打印零部件供应商。凭借成熟的生产加工技术、严格的产品质量把控、快捷高效的服务，通宇航空得到客户的高度认可，属于客户优先考虑的外协供应商。 我国新一代军机普遍使用3D打印技术（前瞻网整理），其中歼20由成飞公司生产 与此同时，通宇航空具有相关资质认证或经营许可，已取得国军标质量管理体系认证证书、AS9100D版质量管理体系认证证书、三级保密资格证书、装备承制单位注册证书，能承接航空、军工类业务；技术方面，公司拥有多名核心技术人员，根据客户提供的图纸和数模，数控加工编程方法装夹工艺，技术上具有优势；在航空3D打印技术上，公司已掌握各类金属、非金属等航空零部件的3D打印技术，并通过了成飞集团的装机评审，技术在同行业中处于前列。 因此次合作，通宇航空上半年净利润同比增长超过150%，使光韵达航空航天类业务迅猛增长，成为公司最亮眼的业务，预计全年可以顺利完成承诺的业绩目标，未来将持续保持高速增长。 某型号战斗机的3D打印零件（图文无关），来源：2021增材制造材料创新发展论坛直播 根据国家十四五规划，要求到2027年实现百年建军目标，2035年基本实现国防和军队现代化，军工行业迎来了重要的历史发展机遇。通宇航空紧抓市场机遇，围绕客户需求布局新产品、研发新工艺，从最初的工装业务逐步拓展到具备机加工零件产品、导管、飞机蒙皮类产品；在3D打印应用上，继2021年一季度完成了3D打印航空零部件装机评审后，又不断的开发了多种3D打印航空零部件，未来将大幅提升3D打印航空零部件的业绩。在产能扩张上，公司不断加大投入扩大规模提升产能，全面满足客户需求，通宇航空已入驻成飞产业园，后续公司还将在成都地区建设航空制造基地，进一步扩大规模，提升综合竞争实力。未来军工业务发展前景明确，公司已做好充分准备抓住市场机遇，力争实现跨越式的增长。 翼龙无人机上面的3D打印应用（图文无关），来源：2021增材制造材料创新发展论坛直播 报告指出，在航空制造领域，通宇航空是成飞集团航空零部件和3D打印零部件的优质供应商，得到客户的高度认可。伴随国家国防开支的增长及成飞集团的成长，通宇航空今年订单充足，营业收入及净利润均快速增长。2021年上半年实现营业收入6,415.16万元，同比增长123.61%，净利润2,963.68万元，同比增长152.12%，随着公司对其产能的不断投入，以及3D打印航空零部件的放量，未来通宇航空公司将持续保持快速的增长，获得可观的经济效益。 2018年、2019年及2020年1-2月，通宇航空来自于成飞集团的销售收入占营业收入的比重分别为95.32%、82.96%、96.79%，对成飞集团存在重大依赖，这是由于目前国内军品生产实行合格供应商名录管理制度，终端客户均具有较强的粘性和稳定性，是军工行业的主要特性之一。能够绑定如此优质客户资源，将成为该公司持续发展的根本保障。 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.与航空航天用户绑定，3D打印服务商获发展契机 2.波音的采购合同——成为大尺寸金属3D打印制造商迈入航空航天领域的第一步 3.从上市公司铂力特半年度财报，看金属增材制造行业的发展现状 4.2020年全球3D打印市场规模（设备、材料、服务）发展情况

齿科作为3D打印技术最成熟的细分市场应用之一，在不知不觉中走入我们的日常生活。鉴于每位患者的差异特性，齿科医疗的个性化定制需求与3D打印的技术特点完美匹配。从早期的DLP技术通过价廉物美的特点敲开齿科市场的大门，到如今简单易用的椅旁方案被牙医、正畸医生和口腔外科医生广泛接受，3D打印正在帮助齿科行业完成从数字化生产到智能化生产的转变，并深入渗透到种植牙、隐形正畸、手术导板等多个应用点。 3D打印在齿科行业最为常见的应用包括牙模、正畸、金属牙冠牙桥、金属支架、手术导板等。无论是采用光敏树脂固化还是金属粉末熔融，都需要针对模型进行数据准备，包括文件导入和修复、模型识别和摆放、面向生产的模型优化、支撑排版、切片等步骤。Oqton系统是一款基于人工智能的全自动数据准备产品，可大大降低增材制造技术的使用门槛并提高批量化生产效率。 数据导入和修复 Oqton系统支持多种数据格式的导入，并可对模型进行自动修复，无需人工干预。系统还支持模型多次修改后上传，并自动记录各个版本。用户可在系统中查看每个版本的模型，方便后期追溯。 模型识别和摆放 当模型导入后，系统会基于机器学习数据自动识别模型类别，并可根据识别后的模型类别自动适配工艺路线，达到真正的自动化。模型识别可将不同齿科模型分为牙模、牙冠、牙桥、支架、导板等。针对多颗一体的牙冠牙桥，还可根据颗数进行细分，细分结果可用于后期统计每版的平均打印牙冠数量。 根据模型类别自动适配的工艺路线中包含了针对该类模型的摆放、支撑、切片等工艺参数。系统首先通过机器学习算法根据过往相似齿科模型推荐摆放方式，用户也可选择更适合自己的推荐摆放角度或者自定义摆放，系统将学习用户的摆放习惯不断优化，并生成更适合该用户的摆放方式。系统提供的推荐摆放角度是根据不同类别模型的特征和加工要求给出的，例如针对齿科支架，系统会采用人工智能算法识别出花纹面和佩戴面，并将花纹面朝下摆放。牙冠牙桥也会采用类似算法考虑边缘线进行摆放。 面向生产的模型优化 齿科的初始模型数据一般来自口扫，口扫数据经过处理并根据不同要求进行设计，设计后的模型文件将用于生产。在传统的数据准备流程中，设计人员不仅负责模型设计还要考虑实际打印工艺进行模型优化和编辑，这个过程往往费时费力。如果设计人员水平有限，打印模型可能因为错误过多而无法被直接用于打印。 Oqton系统根据不同应用场景，提供了相应的模型自动优化功能，以保证模型可打印、产品更易用。 针对椅旁方案中最常见的牙模模型，系统会根据牙龈线位置和牙模形状自动切平底部，避免因为设计问题导致底部不平造成的打印缺陷。此外，系统还可对牙模进行镂空和打标签。与市面上其他软件的镂空功能不同，Oqton作为一个面向实际生产和应用设计的系统，提供了考虑牙模使用时受力情况的镂空功能，在节省材料的同时兼顾强度和耐用度。 打标签也是正畸等齿科应用不可或缺的功能之一。Oqton平台可根据患者名称、病例编号、排版序号等信息自定义标签内容，小批量生产也可自动打标。排版序号、病例编号等信息同时用于生产任务的追溯报告，保证溯源、方便分拣。 不仅针对单一增材制造方式，Oqton平台还根据增减材加工方式提供了自动机加工补偿，用户可在同一个平台上进行不同生产方式的模型优化，由此减少了用户的学习和使用成本，有助于生产智能化在齿科的推广和落地。  支撑排版 Oqton平台提供了多种适用于齿科方案的支撑方案，包括锥形、块状、晶格复合支撑等，在保证打印强度的同时尽可能减少支撑用料。 在金属打印中，支撑对零件成型起到关键作用。太少的支撑会导致零件变形，太多的支撑又会增加后处理的成本。针对牙冠牙桥，平台可自动添加支撑并生成打印任务，减少了人工成本。针对支架，平台借助人工智能识别分类，会优先自动添加在加强杆上，在保证支撑数量的情况下减少对零件表面的影响。 齿科方案中常用的另一类技术是DLP和LCD，针对手术导板等应用，Oqton平台提供了简单易去除的支撑方案。锥形点支撑可以减少零件和支撑的接触面积，与基板的接触部分可额外添加接触平面，降低倒挂式设备的失败风险。 系统还可自动生成排版，同时考虑摆放要求，无需额外的人工干预。如针对正畸，可将模型沿着刮刀方向进行排版，尽可能减少刮刀移动距离，减少生产中不必要的耗时。结合Oqton平台提供的生产管理功能，齿科生产型应用可实现全自动数据准备和生产。 此外，还可根据实际打印情况选择不同的摆放精度，并在基于模型形状摆放的技术上，提供了多层摆放方案，进一步提高了排版使用率。系统还可根据优先同一订单、同类模型一版等规则优化排版，使得自动排版结果更符合实际生产需求。 切片与打印 当数据准备完成后，还需根据实际生产的设备生成设备可读的工作文件。目前市面上进驻齿科市场的设备品牌繁多，一家诊所或加工中心往往拥有不同品牌和生产方式的设备。Oqton系统支持多种金属、树脂3D打印设备，同时也可生成齿科CNC设备所用的gcode，帮助用户在同一系统中完成不同的生产数据处理。 Oqton系统不仅提供数据准备和生成切片的功能，还可支持多款设备的打印文件传输，用户将受益于设备物联网的连接，无需移步即可操控设备进行打印，并可通过邮件短信等及时了解打印进展，合理安排工作。  总结 在数字化、自动化逐渐普及的今天，各行各业的生产智能化势不可挡。3D打印在齿科行业的应用点日益增多，Oqton系统精准定位生产环节痛点，提供简单易用的全自动方案，帮助已受益于数字化的齿科市场，轻松迈入智能化生产的时代。 想了解更多关于Oqton平台如何助力齿科市场，尽请关注2021 Formnext South China展位。 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.工艺人员会失业吗？开启金属3D打印，并没有你想得那么难 2.提前布局MES，迎接增材制造批量化生产的时代 3.有没有一款3D打印数据处理软件，能满足齿科加工的所有需求？ 4.牙科 | 3D打印纯钛、TC4、钴铬合金的性能对比

8月，铂力特发布了其2021年半年度报告，披露了公司目前的营收水平及经营活动。特别的，该报告还涉及金属增材制造行业当前的发展情况。本期，我们重点关注上市公司视角下的国内金属增材制造相关的材料、工艺、设备及应用方面的发展水平。 铂力特半年度营收数据 本报告期内，铂力特实现营业收入14,353.44万元，较上年同期增加7,909.44万元，增幅122.74%。主要系公司产能扩大及市场推广力度加大，同时受疫情的影响减少，3D打印定制化产品和3D打印自研设备的营业收入普遍实现增长所致。 本报告期内，实现归属于上市公司股东的净利润及扣除非经常性损益的净利润分别为-7,885.42万元、-8,886.07万元，分别较上年同期下降6,956.79 万元、6,806.89 万元。主要系公司2020年度11月授予限制性股票的股份支付费用所致。 本报告期内，实现经营活动产生的现金流量净额-7,182.94万元，较上年同期下降 8,589.96万元。主要系公司扩大经营规模及采购原材料支付款项增加所致。 本报告期内，研发投入总额4,989.92万元，占营业收入的比例34.76%，研发投入总额较上年同期增长96.64%，但由于营业收入较上年同期大幅增长，导致研发投入占营业收入的比例下降4.62个百分点。 国内外行业发展总体情况及国内发展现状 近年来，3D打印技术受到国际社会的广泛关注，3D打印技术已成为美国增长最快的工业之一。造就如此现状的原因正是西方发达国家在3D打印技术上投入大量的人力、物力和财力，研发出更加丰富的打印原料，促使这一技术日趋成熟，精度不断提高，而且成本越来越低。随着这一技术在国外的大热，我国也开始重视3D打印技术的研发，并在不断研发中取得了可喜的成就。伴随着3D打印技术的快速成长和3D打印技术在各个行业领域的渗透，该技术进入到了产业化阶段。 国内总体发展现状 目前国家以及各地方对3D打印相当重视，未来3D打印行业将会出现大规模产业化的趋势，且竞争将更加激烈。中国增材制造技术在经历了初期产业链分离、原材料不成熟、技术标准不统一与不完善、以及成本昂贵等问题后，在增材制造技术方面与国际持平，增材制造装备甚至某些方面性能优于国外水平，但依然面临增材制造专用粉末材料不成体系，增材制造标准缺乏，增材制造装备及产品应用推广难度大等问题。 总体来说，我国增材制造产业化存在规模小、应用程度不高的问题。推动3D打印在工业领域的规模化应用，要从提升创新能力、推进行业应用、打造产业集聚区、深化国际合作等多方面功夫，强化专用材料、工艺、装备等产业链短板。 材料现状 目前常用的增材制造金属粉末材料基本实现国产化，但缺乏增材制造工艺适应性验证，以及零部件应用考核，因此需要大量试验累积数据，来促进应用推广。但是新型、高品质粉末材料如耐更高温度高温合金粉末、轻质高强铝合金、镁合金等还依赖进口，甚至某些先进材料国外对我国进行技术封锁、禁运等。因此，自主创新、独立研发依旧是增材制造技术发展的核心。 装备现状 增材制造装备方面，目前国内外可成形尺寸主要在1000mm以下。但随着航空航天领域对大尺寸精密构件的需求，国内外均在致力于大尺寸、多激光激光选区熔化成形装备及工艺技术研究。但随着航空航天领域对大尺寸精密构件的需求，国内外均在致力于大尺寸、多激光激光选区熔化成形装备及工艺技术研究。 国外，德国EOS公司的3D打印机在欧洲市场的占有率超过40%，EOS AMCM M4K 的成形尺寸为450×450×1000mm，是M-400-4的升级版本，Z轴成形尺寸提升1倍。其采用4激光系统，单个激光器功率可达400W，由此实现4激光高效的工业化成形应用。荷兰Additive Industries MetalFAB-600成形尺寸为 600×600×1000mm，使用10个激光器，成形效率达到1000cc/h。德国激光选区熔化Solutions公司专注于选择性激光烧结技术，这一技术上有着多项专利，居于领先地位。SLM Solutions的SLM-NXGXII600 ，配备12个1千瓦的激光器和一个600×600×600mm的成型舱室。NXGXII600 比 SLM280单激光设备快20倍，此设备主要用于大尺寸零件的批量化生产。 因此，大尺寸、多激光的高效增材制造装备是未来的发展趋势。 总体上，国内已实现装备整机层面国产化，与国外同类型装备对比，成形尺寸、精度等优于国外装备，但是整体稳定性还有不足，专业软件、激光器、振镜等核心器件等实现国产，但性能与国外一流供应商还存在差距，需要进行长时间考核、迭代提升，因此仍未完全实现国产化替代。需要集整国内行业力量进行创新研发，提升国产装备研制能力。 铂力特在报告期内开展了2个型号大尺寸成形装备效率提升研制，BLT-S1000已达到稳定生产状态。大尺寸多光束激光选区熔化装备BLT-S800，其成型尺寸为800×800×600mm。在报告期内，完成了四光束装备BLT-S800稳定性优化、批量化生产研制任务，该型号装备已对外发售；并针对大工业生产效率不足问题，进行更多激光协同扫描控制技术研究，目前实现10激光协同扫描，10光设备效率相较6光设备可提升30%以上，大幅提升打印效率。在SLM工艺技术方面，突破1米以上航空飞机大尺寸、薄壁、复杂钛合金结构件成形技术，性能优于锻件，持续进行工艺优化，提升成形精度控制；突破航空航天发动机用新型高温合金、钛铝合金成形工艺技术，成形组织致密，无缩孔、可见裂纹等缺陷；突破颗粒增强高强铝合金成形工艺技术，成形组织致密，无缩孔、可见裂纹等缺陷，性能高于 500MPa。突破铜合金、镁合金等新型材料成形工艺。激光立体成形（LSF）技术以逐层扫描堆积为原理，具有成形效率高、成形尺寸大、无需模具、成形精度较精密等特点，在大尺寸复杂构件快速制造领域优势显著。公司自主研发 BLT-C400、BLT-C600 和 BLT-C1000 设备，成形效果优良，已经过长时运行稳定性考核验证。 除铂力特公司开发大尺寸粉末床金属3D打印设备外，3D打印技术参考注意到国内市场范围内还有多家厂商于今年推出相关产品：如苏州西帝摩基于6激光+可移动式扫描系统的XDM2000实现了2000×2000mm的成型幅面；华曙高科推出了8激光、成型尺寸为720×420×420mm的FS721M；易加三维推出了基于4激光、成型尺寸为655*655*800mm的EP-M650。 增材制造工艺与检测 增材制造工艺技术方面，结构优化设计需要针对增材制造特征开展结构优化，实现构件一体化、轻量化等目的；工艺优化涉及成形过程仿真模拟、增材制造成形机理、金属材料物理化学特性以及热加工技术等多项技术；零部件检测涉及材料组织力学性能分析，无损检测技术分析等，因此增材制造行业具有一定技术门槛，但其良好的行业前景以及技术基础，确保其极具发展潜力。 END 随着信息技术的蓬勃发展，新业态悄然兴起，为提高增材制造全流程标准化管控水平，公司在生产经营过程进一步融合数字化技术、自动化智能化生产技术等，报告期通过国家级两化融合评定。科研项目方面，通过 2018 年行业质量共性技术推广项目验收，公司在金属增材制造工艺、技术研究成果获得专家认可。 未来必是挑战与机遇并存，只有不断的创新改革，不断突破核心关键技术，保持技术领先性，快速推进产业化规模，并推广以及拓展应用市场，促进增材制造产业快速发展，才能在未来快速产业化浪潮中保持领先地位，并带动整个产业良性发展。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.3D打印助力后疫情时代，梳理全球企业资源图谱，解析百亿美金市场现状 2.《Wohlers Report 2021》：全球3D打印市场规模（设备、材料、服务）发展情况 3.工信部装备工业发展中心：我国增材制造从业人员现状分析 4.Formnext深圳国际展百余3D打印品牌参展、百余论坛、百余新品发布