近日皇家墨尔本理工大学和科罗拉多矿业大学等科研院所的研究人员提出了一种表征增材制造疲劳试验数据适用性的方法。该方法考虑了增材制造的特定过程，设计和材料方面。可用于确定报告数据与特定场景的相关性，并为增材制造疲劳研究人员提供有效报告所需文件指导。使用公开的粉末床熔融Ti-6Al-4V疲劳数据证明了所提出的方法，深入了解了报告数据的总体质量，检查了大量（N>30）数据集，以了解设计和工艺变量的影响如何影响疲劳响应。相关研究成果以“Fatigue test data applicability for additive manufacture: A method for quantifying the uncertainty of AM fatigue data”为题，发表于材料科学TOP期刊《Materials & Design》。   已经公布的疲劳数据对疲劳限制系统的设计至关重要，因为它减少了对昂贵且耗时的定制疲劳测试的需求。这一公布的数据尤其与新兴材料和制造技术(如增材制造)的特征有关。当疲劳数据没有充分记录时，由于疲劳响应的不确定性，其对设计的实用性可能会受到限制。材料的疲劳响应主要受载荷和环境、材料和微观结构、部件几何形状和几何缺陷的影响。这些因素的贡献可概括如下： 载荷和环境：改变疲劳载荷条件会导致其他类似材料和制造条件下的疲劳响应发生变化。例如，低周疲劳响应主要由裂纹扩展主导，而块状材料特性在很大程度上主导了观察到的疲劳强度。高周疲劳，主要是裂纹萌生，其中表面缺陷影响更大。 材料和显微组织影响疲劳响应：这一影响在粉末床熔化(PBF)中非常明显，与其他制造方法(如铸造)相比，PBF具有快速凝固(因此具有明显的微观结构)。例如电子束增材制造中较高的相对加工温度，残余应力被降低。热处理通常用于消除部件中的残余应力，这也会导致更粗糙的显微组织。热等静压(HIP)由于高温和等静压的结合，通过消除内部气孔改善疲劳响应。 部件的几何形状和表面缺陷：可能会引起应力集中，进而降低部件的疲劳寿命。大多情况下增材制造样品中存在大量可能影响零部件几何形状的制造变量。表面粗糙度已被证明是影响粉末床熔融Ti-6Al-4V疲劳寿命的最不利因素。例如，层高影响表面粗糙度和内部缺陷的形成，进而影响疲劳寿命。目前已经提出了一些方法来表征和评估疲劳试验数据的适用性，这些方法是针对传统材料和制造方法定义的，没有考虑增材制造的疲劳相关方面。因此这项研究提出了一种表征已报道的增材制造疲劳试验数据适用性的方法。该方法考虑了增材制造的具体流程、设计和材料方面。它可用于确定报告数据与特定场景的相关性，并为增材制造疲劳研究人员提供指导，说明有效报告需要哪些文档。利用公开的粉末床熔融Ti-6Al-4V疲劳数据对该方法进行了验证。这项研究提供了对报告数据的总体质量的见解，检查了大量数据，以了解设计和工艺变量如何影响疲劳响应，并确定了未来研究的机会。 表1 根据ASTM E468-18为金属材料的疲劳报告选定的疲劳文件标准 表2 增材制造文件标准选自ASTM F2971-21标准，用于报告增材制造公司制备的试验样品的数据  图1 基于35个增材制造疲劳数据的每个组合文档标准的满意率 图2 疲劳、增材制造和组合文档标准的适用性指数 图3 显示粉末床熔融试件疲劳数据S-N图 图4 这项研究中分析的所有增材制造疲劳数据的算术平均粗糙度Ra与最大应力Ra的对比 增材制造的使用在高价值商业应用中变得越来越普遍，包括疲劳限制组件。然而为了自信地采用这些安全、关键、高价值应用报告的增材制造疲劳测试数据，强大的支持文档是必不可少的。这项研究提出的增材制造疲劳试验报告适用性指标代表了现有方法在量化疲劳试验数据对增材制造适用性方面的重大进步。这些指标可以用来评价已发表的增材制造疲劳试验数据的质量，帮助设计人员识别高适用性的数据，并识别低适用性的领域，这些领域可能是进一步研究的目标。该研究还强调了高度相关的增材制造合金(Ti-6Al-4V)文件的不足，强调了对增材制造疲劳数据进行严格评估的必要性。最后这项研究中使用的粉末床熔融Ti-6Al-4V大型数据集为增材制造疲劳反应中可能发生的变异性提供了有价值的见解，特别是与制造，抛光和热等静压样品有关。这些数据为未来研究感兴趣的独立变量提供了宝贵的资源。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.增材制造：拓扑优化与梯度点阵结构提升零部件附加值 2.沈航：面向金属增材制造的拓扑优化设计研究进展 3.整体化、轻量化与批量化 | 铂力特展示航空航天金属3D打印潜力与趋势 4.「3D打印态」钛合金具有均匀且不间断的柱状晶，获得良好的抗蠕变和抗疲劳性

8月29-31日，久违的Formnext + PM South China深圳国际增材制造、粉末冶金与先进陶瓷展览会与大家再次相约深圳国际会展中心6号馆。2023年展会数字再度刷新，展览面积达20000㎡，超过300家展商亮相，另有80+同期议题与观众共享行业新知，是行业人员近距离接触市场资讯，获取商业新机遇的最佳平台。 观众开放时间 2023年8月29号（周二） 9:00 - 17:00 2023年8月30号（周三） 9:00 - 17:00 2023年8月31号（周四） 9:00 - 15:30 展馆地址：深圳市宝安区福海街道展城路1号 观众须登记入场 应公安安全要求，所有进入展馆区域人员必须遵守以下「展览会入场相关要求」： 1. 所有出席展览会的观众必须提前实名预约登记，并必须携带本人身份证／旅行证件原件到现场进行核对；2. 「参观证件」仅限登记者本人使用，不得转让或给予他人使用。 【仅需两步，完成观众预登记】 如何到达展馆1.地铁：搭乘12号线或20号线到达国展地铁站C1/C2口，步行210米抵达6号馆；如由其它地铁线转乘，请留意换乘指示。2. 出租车/自驾：导航至深圳国际会展中心（宝安区福海街道展城路1号），请提前与司机沟通，6号馆靠近南登录大厅。 深圳宝安国际机场3号航站楼出发 - 约45分钟 深圳北站出发 - 约1小时20分钟 福永码头出发 - 约40分钟 深圳湾口岸出发 - 约40分钟 知名展商一览 增材制造行业企业： 惠普、铂力特、华曙高科技、Stratasys、汉邦科技、易加三维、镭明激光、中航迈特、容智三维、易制科技、光韵达、威拉里、一胜百、中体新材、联泰科技、威斯坦、迅实科技、纵维立方、Phrozen、铼赛智能、金石三维、升华三维、远铸智能、阿密斯、Oqton、FLOW-3D、非白三维、十维科技、赢创特种化学、万华化学、巴斯夫、诺思贝瑞、中科三维、共享智能等。 粉末冶金 安泰，恒普，悦安，昶丰，星特烁，龙鼎，美扬，萌达，鑫信，铸金，象上，金川，天通吉成，凌起茂业，空气化工，晶瑞，广州有研，瑞科，黛丝，中研，慧金，骅骝，迪富爱科，瑞德尔，科尼乐，力友，如昂，马拉松，吉唯信，复纳，研瑞，智胜，笙歌，天诗，汇嘉，海得实，钢研纳克，钢谷智能，力博科，精钜，斯瑞，凡图，融金，思高特等。 先进陶瓷 北方华创、华美、卡贝尼、东方锆业、中材氮化物、五矿铍业、夏阳、诺一、泰晟、塞拉米克、英冠、宜兴国泰、智胜、叁星飞荣、西丽、翎羽、3DCERAM、饶稷、久压久、竣工、鑫信、何氏、中环、费舍罗、瑞德尔、泰络、鑫陶、湖南金炉、建宇、科瑞、恒宇、艾普诺、锡斌、瑞科等。 同期技术论坛和研讨活动本届展会亮点云集，新活动不断加入，专业峰会和研讨会预计超80场次，行业前沿企业和您一起聚焦增材制造技术，分享最新应用案例，共促行业深度发展。01新品发布会 02会议论坛   行业大咖齐聚深入畅谈行业的发展趋势与技术前瞻增添智造新纪元信息触角 8月29-31日 Formnext+PM South China 2023！ 把握最后机会 即刻扫码预登记 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.8月，传统工艺&增材制造：现场碰撞！ 2.铂力特将携最新工业批产解决方案亮相2023深圳Formnext 3.粘结剂喷射金属3D打印│知名汽车品牌均在挖掘其应用潜力 4.最新突破：粘结剂喷射完成攻克钛、铜、铝3D打印制造

导读：只有在稳定的制造条件下，金属注射成型或采用粘结剂喷射3D打印工艺(如粘结剂喷射)生产的烧结零件才能达到一致的高质量。然而，烧结炉中的不均匀和瞬态温度是难以控制的重要变化因素。 在开发和生产部件时，必须找到相对最佳的设计或制造条件，特别是在价格压力和质量要求的背景下。由于时间、资金的限制，在这些领域达到绝对的最佳状态是不可能的，只能缓慢持续改进过程。对于粘结剂喷射3D打印技术成形的零件，通常首先需要将零件进行脱脂，在该过程中大部分的粘结剂会被去除。 然而，烧结炉内的瞬态和不均匀状态会对烧结件产生影响。特别是，烧结零件内的温度梯度是各种问题产生的原因。因此，随着烧结零件尺寸的增加，这些问题变得更加复杂。同时，不均匀的热输入还会造成粘结剂降解不均匀的后果。烧结炉的高质量烧结只能通过在受控条件下稳定的制造工艺来实现，从成型开始，到烧结结束。   对于粘结剂喷射3D打印来说，在工业烧结过程中，单个烧结部件的温度随着时间的推移而变化，并根据它们在炉中的位置而变化。这意味着在烧结过程中，每个烧结部件都暴露在单独的瞬态温度环境中。 在烧结阶段开始时，部件由于放置的位置不同，温度相差可超过30℃。同时，中间的零件比靠近炉膛加热的零件晚20分钟以上达到所需的烧结温度。这证明，即使在烧结过程中保持炉温，也会导致每个烧结部分的瞬态、不均匀的温度环境。  炉温刚刚达到1400℃时(左)和保温时间结束时(右)的烧结件温度 仿真计算的结果显示，在3.5小时后，炉内各处应达到1400°C的目标温度，然后在炉内保温1.5小时。然而，计算显示出不同的结果：烧结部件之间的温度分布明显是不均匀的，当炉温刚刚达到1400°C，温度差异100°C，结束的时候保持时间共计5小时后，温度差异仍高达34°C。在这个例子中，辐射热源在1400°C，在真空烧结的情况下，决定变量是炉内所有区域、置物架和烧结部件之间的热辐射，以及模型中所表示的所有部件内部的热传导。计算表明，在加热开始时，面向受热体的烧结部件暴露在高达3500w /m2的高热流中，而放置在炉中央的烧结部件几乎没有接收到热量。热量从炉管散发出来，被炉壁、炉门内侧、炉架和烧结件吸收。发射或吸收的问题产生于辐射能交换的表面的温差。 在加热阶段结束时，炉内某一段的烧结部件的温度。左边边界是炉中心，右边边界是炉侧的加热管 仿真定义了两个特征阶段：第一阶段是加热阶段，在该阶段，样品的导热系数由钢颗粒的热传导和它们之间的辐射的温度依赖效应决定；第二阶段是等温烧结阶段，导热系数由同样的效应决定。考虑到粉末颗粒在烧结过程中形成越来越致密的结构时，热传导量的增加。在烧结过程中，从烧结开始到烧结完成，导热系数随密度的增加而增加，从40%到100%呈线性变化。在保温阶段，仍有相当大的热量交换，这是由于炉内永久存在的温度梯度。 烧结炉内的温度分布在任何时候都是不均匀的。考虑到这一点，应该提出有关工艺改进的问题，以便在烧结过程中更接近稳态和均匀温度。然而，开发、测试和实现可使炉温更均匀的替代加热概念当然是有风险的、耗时的和成本高的。  粘结剂降解过程中生坯的瞬态局部应变   在重力作用下蠕变和基底上自由滑动会产生瞬态局部收缩  对于注射成型和粘结剂喷射3D打印零件的热脱脂过程中，粘结剂不均匀分解和由此产生的不均匀瞬态应变和应力，可能会使零件中出现缺陷。例如，不均匀、单侧暴露在高温下下的生坯部分会面临特殊风险，会导致生坯部分的特征性伸长；在重力作用下蠕变和基底上自由滑动会产生瞬态局部收缩。  实际上，烧结变形，已经成为一些从事粘结剂喷射3D打印技术开发的企业面临的主要难题。金属粘结剂喷射技术对材料、粘结剂以及打印工艺（包括粘结剂的喷射量、粉末中的压力分布、沉积时间等）、烧结制度、零件设计等等有着重要的依赖关系，技术含量并不比SLM低。与此同时，该技术所制备的零部件存在两个主要缺点：一个是在烧结过程中零件的非各向同性收缩问题；另一个是由于零件重量与烧结制度匹配不佳所带来的潜在变形问题，这会限制所能成型的最大零件尺寸。此外，还有一个不可忽视的因素是设备成本问题，后工艺阶段的脱脂烧结炉，比3D打印机贵的多。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.粉末床熔融和粘结剂喷射金属3D打印零件热处理及烧结面临的挑战 2.金属粘结剂喷射3D打印：在尝试使用该技术时须考虑整个工艺链 3.粘结剂喷射金属3D打印│知名汽车品牌均在挖掘其应用潜力 4.最新突破：粘结剂喷射完成攻克钛、铜、铝3D打印制造

导读：“打印故障率甚至要远低于进口的价值百万级别工业级FDM（工业级千分之五的水平）。正是由于这样的打印表现，使产品得到了很多大型3D打印服务商的认可。”   对3D打印行业来说，TCT亚洲展（亚洲3D打印、增材制造展览会）一直扮演着重要引领的角色。其Slogan也从最早的“设计灵感制造创意”，到“设计制造一体化”，再到当下的“构建3D打印与增材思维”，TCT一直是推动3D打印技术应用的重要组成力量。2023年9月12日-14日，第9届TCT亚洲展将在国家会展中心（虹桥）举办，作为此次展会的参展商和赞助合作伙伴，Raise3D复志科技此次的展台搭建体现出该公司对于从原型到生产的全新理解——Raise the Production！ 作为穿越疫情三年之后的首届展会，Raise3D将把过去三年沉淀的各项应用，以极高的浓度在本届TCT上为观众展示，观众将在展台上看到后现代主义的拼接——一个运动快闪店、一个超级“打印农场”、一个汽车4S车店。 7×24小时连续工作 打造超级3D打印农场 由12台配置HyperSpeed高速套件的Pro3和Pro3 Plus带来的3D打印农场矩阵，将展示高速、高精度和连续生产的能力，将颠覆对于FDM/FFF技术的固有认知。 展会首日（9月12日）更有合作伙伴关于3D打印服务、人工智能和自动化生产的精彩的演讲！     Raise3D复志科技CTO李健喆表示：“Pro3系列在目前生产服务商和大型的工厂集群客户都有极好的应用示范，作为FDM类型打印机，其核心连续生产指标——打印故障率甚至要远低于进口的价值百万级别工业级FDM（工业级千分之五的水平）。正是由于这样的打印表现，使产品得到了很多大型3D打印服务商的认可。” 面向可持续的未来 新能源汽车改装和售后 这次我们还在展台里面塞进一个新能源汽车售后展区，一个汽车改装展区，展示了面对不同的制件，Raise3D打印设备在汽车改装领域展现出的多种应用能力。对于售后服务或者是汽车改装店来说，目前新能源的4S越来越集中在中央商圈，Raise3D打印机能高速地打印出客户需要做的改装件或者需要维修更换的零件，未来将有机会像眼镜一样实现立等可取的效果。以下为改装样件展示：  此外，Raise3D还推出全新工业级3D打印机RMF500，非常适合汽车行业的试制以及后市场。Raise3D CTO李健喆表示，“2023新款的RMF500搭载了HyperFFF™技术，也很有可能是全球第一款把主动消振的高速3D打印技术加到工业级产品的设备。”  设计制造一体化 运动品牌快闪店 Raise3D复志科技展台内还开设了一个运动快闪店，3D打印的碳纤维单车、3D打印鞋等都可以在一览无余，此外还准备了刚刚全新发售的2款运动鞋，可以在现场试穿，并在展会现场直接扫码下单，快递到家。 匹克态极910板鞋鞋面采用FDM熔融堆积3D打印技术，轻盈、透气、100%可回收再利用。鞋面线条灵感来自赛博朋克美学中的神经义体贯穿整个鞋身，将复古的构型全部突破重构。 匹克态极910 3D打印板鞋   匹克音爆2.0 3D打印「音浪系列」篮球鞋灵感源自战斗机划过海面激起的浪花，鞋面布满精细的3D打印海浪纹理，仿佛将汹涌的海浪凝固在鞋面上，赋予了鞋子动感十足的外观，每一步都如同冲浪者踩在汹涌海浪之上。 匹克音爆2.0 3D打印鞋 ▲Raise3D如何助力匹克运动鞋生产转型？ 全新设备、全新工艺，全新机型，9月12日 上午10:00 即将发布。 扫描下方二维码，提前预约参观，免现场50元门票费。更多精彩活动，请莅临TCT 2023 Raise3D复志科技J24展台！ 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.国际赛车车队将3D打印应用到赛车运动中的多种方式 2.America Makes再资助近1200万美元用于3D打印材料开发和数据收集 3.联泰科技光固化3D打印技术助力我国电子制造企业升级 4.汉邦科技将携最新金属增材制造解决方案亮相2023深圳Formnext

热交换器在多种应用中不可或缺。一般来说，热交换器用于在流体之间传递热量（通常是运动流体），以消除组件在工作过程中产生的过多热量。特别是在航空航天应用中，发动机的大部分冷却是由位于发动机和机舱之间的空气-油热交换器提供的，热交换器可以冷却运行中发动机的机油，从而尽可能优化发动机的容量。因此，该器件必须能够在高温、严重腐蚀和磨损的条件下运行，适用于在海洋大气、动态振动和长时间运行的地区停顿时间较长的飞机。 热交换器传统开发和制造面临挑战  由于结构复杂，航空航天热交换器传统上通过钎焊或扩散接合组装薄板的漫长流程生产而来。钎焊使用熔点低于所连接基材的填充金属，可产生牢固的粘合并提高耐腐蚀性等性能，但它并不完全适合具有多个接头的大型部件，并且需要高技能和经验丰富的操作员才能达到最佳结果。创新的扩散接合可以使金属部件之间更好、更容易的结合，从而形成高性能的紧凑型热交换器。特别是，该过程包括施加高温和高压来粘合板材，而不会熔化或使形状变形。然而，该过程需要专门的设备和较长的处理时间。此外，连接的成功依赖于表面处理和表面之间的紧密接触，限制了复杂几何形状的应用范围。多年来，航空航天业取得了巨大的技术进步，如今热交换器的组件制造效率更高，以最大限度减少浪费。然而，新的、更高效的热交换器的开发仍在继续。最重要的是通过影响尺寸等来减少组件的最终重量，同时热效率方面的性能必须达到高水平。因此，热交换器的设计和制造过程中有几个主要目标，从工程和生产成本的角度来看，这些目标都具有挑战。 航空发动机中的油热交换器 如今，航空航天领域使用的所有组件都对制造和使用寿命提出了要求，以满足最严格的环境规则，迫使这些行业对热交换器有了新的愿景，希望通过复杂设计提升热交换效率，但通过传统制造技术却实现复杂系统的制造。此外，这项新规定引发了对新型制造技术的考虑，因此也考虑了具有高密度/强度比的材料。 由3D打印制造的热交换器 热交换器的设计通常是最大化零件表面积和最小化零件内压降之间的复杂平衡。通常，热交换器可以通过多种方式进行分类，例如传递机制、过程性质、流体流动和紧凑性。紧凑型热交换器的特点是每单位体积具有大量的热交换表面，通过最小化组件的总体积来最大化传热是紧凑型热交换器设计的基础。由于体积相对较小、重量轻且热效率高，这些紧凑型热交换器已在航空航天领域得到广泛应用。 拓扑优化与晶格结构受重视 科学界仍在探索新的设计工具和制造方法，以解决热交换器的现有局限性，并最大限度提高热效率，同时实现组件的极度紧凑和轻量化。热交换器的许多细节最终不是由性能要求驱动，而是由制造能力驱动。因此，了解节距、翅片高度和翅片厚度等变量的影响对于重复生产轻质、高性能的热交换器至关重要。过去，大量关于翅片形状与热效率之间相关性的研究推动了新热交换器的设计。传统上，所使用的翅片类型是金属板材成型或弯曲工艺的结果，并且其几何形状必须允许在最终部件上轻松连接。这减少了用于生成新的、功能更强大的热交换器的可能的几何形状组合。 Sintavia 3D打印制造的大尺寸热交换器   现代工业已达到一定的技术进步水平，可以保证克服上述限制。特别是，设计阶段的拓扑优化和生产阶段的增材制造这两种新技术的结合，扩大了热交换器的生产空间，增加了可能的类别，并且在一些限制下，可能有助于提高性能用于航空航天和其他应用。 拓扑优化是一种数学技术，它使用可变的设计参数和约束条件来生成形状，以保证一个或多个目标函数的最大化或最小化。具体来说，在满足约束条件的情况下，通过调整工程参数的值来达到目标函数的最大值或最小值，这就是优化的实现。这种有用的工具与先进的计算建模软件和增材制造技术相结合，可以创建具有优化表面和低重量的热交换器设计。 使用优化模型和增材制造生产的新型热交换器 对最大化散热和性能的日益增长的需求是热交换器设计的新愿景。例如，晶格结构的使用被证明是增强传热从而提高热交换器效率的一种可能方法。晶格结构是一种由支柱组成的结构，以周期性排列的拓扑顺序排列，重复一次或多次。网格结构保证了显著的机械阻力，从而形成高效的负载支撑系统，并且还为横流热交换提供了制造的可能性。由于冷流体通过孔道传播的横流，来自热流体的热量通过传导和对流通过网状结构局部消散。晶格结构的空区域中的高热传导和对流以及低流动阻力的结合导致了高效的热交换。传统上，晶格结构是使用传统制造技术生产的，这在架构数量上有很多限制。另一方面，现代增材制造技术的引入扩大了可以创建的可能几何形状。 带有晶格结构的3D打印热交换器   目前，对空心结构使用的研究正在进行中，与晶格结构的结合可以显著提高热效率。这些通过增材制造制造的新型空心壁热交换器具有巨大的工业发展潜力，但传热、损失和结构类型之间的关系仍需要正确评估。尽管如此，通过增材制造晶格结构和薄壁特征的一些限制仍然是科学研究仍在努力应对的挑战。最小和最大倾斜度、厚度和精度的限制并不总能保证实现复杂结构的制造。 热交换器的增材制造 增材制造是一种现代制造工艺，为创造具有复杂几何形状的新产品提供了极大的灵活性和机会。近几十年来，增材制造开始对传统制造技术难以制造的产品且原材料浪费非常严重的工业领域产生了巨大影响。此外，增材制造的引入使得拓扑优化等技术的实施成为可能，从而通过减轻组件的重量来提高性能。因此，在航空航天领域使用这些工艺制造组件增加了创新机会，并提供了制造热交换器的新方法。 GE9X上的3D打印热交换器 如今，增材制造工艺多达几十种，但能够制造热交换器的3D打印工艺需要仔细甄别。直接能量沉积（DED）技术能够生产大型部件，但产品的最终表面和尺寸精度较差，使得该工艺不适合生产薄型特征的热交换器。超声波增材制造 (UAM)利用超声波摩擦来连接薄金属板，然后通过减材工艺对该层进行加工以创建所需的几何形状，目前有许多研究正在证明该技术制造热交换器的能力。粉末床熔融技术是迄今为止大规模生产金属零件时使用最广泛的增材制造方法，该工艺制造了当前最常见的3D打印热交换器。 赛峰金属3D打印的新型高性能热交换器 为航空发动机等行业设计更为高效的热交换器因3D打印技术的成熟而变得可能。本文为热交换器增材制造的第一篇内容，下篇将介绍3D打印制造热交换器的挑战及材料选择。注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.3D打印 | 赛峰集团推出新型航空发动机热交换器HIPEX 2.90万欧元3D打印热交换器订单！ 3.高导热、高强度——用于热交换器3D打印的「双两百」铝合金问世 4.增材制造高性能换热器的应用设计

氧化物弥散强化 (ODS)合金的特征在于纳米级氧化物颗粒均匀分散在金属基体中，通过Hall-Petch或Orowan机制阻碍位错运动，从而提高在大温度范围内的机械性能。此类材料应行业应用需求而开发，例如燃气轮机需要材料在高温下具有高强度和抗蠕变性，核反应需要材料具有抵抗高能中子气体冲击的能力。纳米级氧化物颗粒使材料具有了难以置信的性能优势，在核工业、涡轮机械、航空等领域具有重大应用价值，然而为极端环境研发氧化物弥散强化合金具有挑战性且成本高昂。 ODS材料的增材制造：a)用于核聚变 托卡马克型反应堆 b) 涡轮机械应用c)太空飞机d)涡轮风扇发动机。用于通过增材制造的ODS材料的定制粉末原料制造和表征：e) 具有优化流变特性的复合粉末；f）用纳米级氧化物纳米颗粒均匀分散的微米级金属颗粒的示意图g) 气体雾化反应合成制造的粉末颗粒的截面SEM图像 传统的粉末冶金氧化物弥散强化零件制造工艺涉及多个工艺步骤，包括通过机械合金化工艺制造复合粉末、通过不同烧结技术进行固结、后续热处理和最终减材成形。基于粉末的增材制造是一种很有前途的ODS材料生产路线，因为它允许直接从定制的粉末材料中进行近净形，从而显著缩短ODS合金的制造路线。然而就如同最初并没有专门的材料用于增材制造，ODS合金还没有针对增材制造的特征过程进行优化，因此无法充分利用这种制造技术的潜力。然而3D打印却还有一项重要应用，那就是开发新材料。NASA在今年4月新推出的GRX-810，就是一款借助热力学建模和3D打印开发的氧化物弥散强化合金，它可以承受超过1000℃的温度，更具延展性，比现有最先进的合金寿命长1000倍以上。 传统制造路线与ODS合金增材制造路线的比较。传统的制造路线包括机械合金化的复合粉末制造工艺，然后是罐装和随后的热等静压和粉末冶金固结工艺。固结后，需要对零件进行热处理和减材成型。增材制造路线使用复合粉末原料，包括成形和后续热处理 ODS合金的机械性能 ODS合金的机械性能受固溶硬化机制控制，固溶硬化主要由基体合金的化学成分决定，以及由氧化物纳米粒子在基体合金中的分散引起的弥散硬化，特别是在晶界附近。ODS合金中的弥散硬化归因于Orowan机制，该机制描述了通过形成前进位错线的位错环来绕过不可切割纳米颗粒的机制。因此，弥散体硬化的有效性主要取决于周围金属基质内嵌入纳米颗粒的数量密度、尺寸分布和相干性。通过降低位错攀爬过程旁路机制的驱动力，需要优先相干纳米粒子，分散的纳米颗粒的强度贡献则可以通过方程式估计。 氧化物弥散强化合金中Orowan机制的示意图 位于晶界上的分散氧化物纳米颗粒能够钉扎晶界，并能有效抑制位错蠕变和扩散蠕变。它被认为是高温环境下低应变率下多晶高温合金的主要变形机制，因此对于长时间在高温下使用的材料退化起决定性作用。分散的氧化物纳米粒子对上述机制的抑制对于细晶粒微结构变得更加重要，因为金属增材制造的重要特征就是产生细晶粒。长时间在高温环境中稳定的晶界结构能有效抑制再结晶过程，这可能要归功于氧化物纳米颗粒簇的极低界面能以及氧化物在金属基质中的低溶解度及其高熔点。因此，与未增强的合金相比，ODS合金的特点是在室温和高温条件下都具有更高的强度，并表现出优异的抗蠕变性。 a) 双离子辐照RAF钢的TEM图像，显示由辐照时产生的氦气形成的空腔（用红色箭头表示）b) 在 750 °C 下退火100小时后，根据APT测量重建He植入的 14YWT ODS钢纳米级氧化物颗粒在金属基体中的均匀分散可以提高机械性能，并增强合金对高能中子辐射的抵抗力。嵌入的纳米级氧化物与周围金属基体的界面充当辐射诱导晶格缺陷的有效陷阱，能有效抑制宏观降解效应。 ODS合金的基质材料 通过分散纳米级氧化物颗粒进行分散强化的概念可以应用于所有晶体结构材料。因此，这一概念可用于增强各种金属材料的机械和辐照性能，例如铁素体和奥氏体钢、镍基合金、基于镁的轻金属等结构材料、铝和钛以及基于钨和钼的难熔合金。然而，特殊合金的机械性能，如耐磨钴合金、基于铜的高导电材料，甚至先进的高熵材料等也受益于分散在其基体中的纳米颗粒。 钢基ODS合金 钢材是最常用的结构材料，其具有从高强度到耐腐蚀和耐高温等级的众多性能，广泛应用于工程领域。如今许多商用ODS合金是基于低活化铁素体/马氏体的钢材料。这些钢的特点是具有不含易活化的合金元素，除此之外，奥氏体钢种在结构应用中也越来越受到关注。 镍基ODS合金 镍基高温合金广泛用于航空航天领域，由于其卓越的高温强度和蠕变特性，它们也是内燃机中的重要材料。纳米级氧化物颗粒对镍基高温合金的额外强化旨在提高机械性能，例如高温条件下的强度和抗蠕变性。出于这个原因，市售的镍基合金，例如In625和Hastelloy X被认为是氧化物弥散强化镍基合金的基体合金。此外，γ'-强化镍基合金（如In718) 以及含有γ' 形成剂的钛和铝因其卓越的高温性能而被使用。 金属间ODS合金 金属间合金在高温环境下比传统的镍基合金具有更高的比强度和出色的抗氧化性，因此引起了航空航天应用的极大兴趣。特别是，基于钛 (γ-TiAl) 和铁 (FeAl) 的铝化物以及基于钼 (Mo-Si) 和钒 (V-Si) 的硅化物被认为是替代现代内燃机镍基高温合金的重要材料。与镍基合金相比，纳米级氧化物颗粒在金属间化合物基质中的分散旨在进一步提高高温环境中的机械性能。各种纳米级氧化物粒子的分散，导致更高的硬度、室温和高温强度。此外，纳米级弥散体的加入促进了晶粒结构的显著细化，这种结构在高温下是稳定的。铁和钛铝化物中的大量铝会促进结构复杂的氧化物化合物，金属间合金仍然是当前研究的主要部分。然而，迄今为止，还没有基于金属间合金的商用氧化物弥散强化合金。 ODS合金的增材制造 在增材制造中，金属部件采用逐层工艺制造，通常使用金属粉末或线材原料。今天，可以使用许多不同的3D打印工艺来制造金属和复合材料。然而，微米级金属颗粒和纳米级氧化物颗粒的简单混合通常导致氧化物颗粒的不均匀分布，并导致在ODS合金内的不均匀分散。因此，制造具有均匀分布的金属和陶瓷成分的合适复合粉末对于通过3D打印工艺成功制造ODS合金至关重要。 因此，很多学者专门研究了制造粉末复合材料的技术，从而允许通过增材制造工艺可靠的制造ODS合金，这些复合粉末制造技术包括固体基、液体基和气体基工艺。  ODS合金的增材制造工艺 对于典型的基于激光、电子束或电弧的熔化增材制造，复合粉末颗粒与高能辐射的相互作用、纳米颗粒在熔池中的行为以及纳米颗粒与凝固前沿的相互作用，决定了金属基体合金中纳米粒子的最终分布和尺寸。 基于粉末床的工艺可能是目前提出的基于熔融的增材制造工艺中最适合制造ODS合金的工艺技术，与基于送粉的DED工艺相比，它通过利用更小的光束直径，从而最大限度地减少熔化阶段分散的纳米颗粒的粗化和浮选。但是，尽管使用常见的PBF工艺，但发现凝固后的纳米粒子尺寸较宽。在这种情况下，显然需要更多的模拟研究来理清对高动态熔池中纳米粒子行为的影响因素，目前尚缺乏研究。   含氧气氛中AM过程氧化物纳米粒子的形成机制，包括熔池表面氧分子（双红球）的解离和氧原子（单红球）在熔池中的溶解，与溶解的钇原子反应（绿色球体）在熔池中形成氧化钇（绿色和红色球体相互附着）。氧化钇分散在凝固的金属基质中 AM凝固过程中纳米粒子与枝晶相互作用的说明性描述，枝晶结构内吞没的纳米粒子和枝晶臂之间截留的纳米粒子（绿色球体），右：纳米粒子团聚体（蓝色球体）被推到枝晶尖端的前面；左树突内部有纳米颗粒（红色球体）被吞没的树突横截面 为了指导模拟方法，需要更深入的微观结构表征，以便明确识别纳米粒子化学成分和纳米粒子在分散的金属基质中的分配。原子探针层析成像 (APT) 是一种合适的工具，但似乎仅对于足够小 (>100nm) 且以高数密度存在的特征才可靠。因此，使用高分辨率透射电子显微镜进行的补充检查是有益的，可以表征不同长度尺度上的纳米粒子分布，还可以提供有关基质和嵌入纳米粒子相干性的信息。直接观察纳米颗粒的运动和团聚趋势，将直接影响ODS合金的机械性能。为了证明增材制造的ODS合金的潜力，需要在广泛的温度范围内进行深入的机械表征，包括静态和动态表征（如蠕变检查），这将允许将增材制造的ODS材料与传统制造的对应材料进行基准测试。 研究发现，与传统生产的ODS合金相比，增材制造的ODS合金的机械性能较差，但比非增强材料有更好的性能，尤其是在高温环境中。因此，氧化物弥散强化材料将是一类非常有前途增材制造材料，尤其对于极端使用环境下。 推荐文献：https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2022.101049 欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.沈航：面向金属增材制造的拓扑优化设计研究进展 2.突破：NASA开发出一种新型超高性能3D打印合金，耐温1093℃ 3.粘结剂喷射+CNC+智能分层，3DEO已发货超130万个3D打印零件 4.电弧等能量沉积3D打印技术正受到学术界和应用界的广泛重视

结构拓扑优化设计以寻求材料最优分布形式与最佳承力路径为目的，在符合结构材料力学特性的前提下，实现结构的轻量化设计。然而拓扑结构往往比较复杂，传统制造技术难以实现精准、快速制造。金属增材制造技术可实现复杂零件的快速制造，极大地拓宽了设计空间。 增材制造技术前沿注意到，来自沈阳航空航天大学机电工程学院和中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所的研究人员发表了《面向金属增材制造的拓扑优化设计研究进展》一文，综述了面向金属增材制造技术的结构拓扑优化设计研究进展，从优化拓扑算法的角度，归纳了基于单元网格与边界演化的拓扑优化方法在改善结构连续性与可制造性方面的有效措施；从金属增材制造约束的角度，总结了考虑几何约束、成形约束、材料性能约束的拓扑优化方法，并结合金属增材制造与拓扑优化技术的发展趋势进行了展望。   面向金属增材制造的拓扑优化设计随着我国航空航天事业的持续发展，航空结构件需满足轻质高效、长航时、高机动性等要求，因此，进一步降低结构质量系数是结构优化设计领域面临的一项严峻挑战。传统轻量化设计大多是基于经典结构的等效替换，例如通过新工艺、新材料等精益改善和挖掘结构潜能，现已趋近“天花板”。 拓扑优化技术作为结构优化设计的重要分支，通过定义材料属性、载荷工况与约束条件，寻求给定设计域内材料的最优分布形式，是结构轻量化设计、获得高性能创新构型的有效设计方法，现已被广泛应用到航空航天、汽车制造等领域中。例如，应用填充微观点阵结构的卫星支架多尺度拓扑优化设计，使卫星支架减重17%，动态响应减少25%；考虑切口、保持传统钣金轮廓的涡轮发动机支架的拓扑优化设计，使发动机支架减重25%；考虑增材制造工艺、扩大设计空间的拓扑优化设计，使发动机支架减重66%，最大位移减少约50%；由30多个单独部件组成的稳定器前翼梁支架，应用拓扑优化一体化设计，成功实现前翼梁支架减重30%，显著改善结构性能，提升加工效率。  金属增材制造技术   然而拓扑构型通常较为复杂，受制于传统制造工艺限制，设计人员往往需要简化最优拓扑构型，这导致拓扑优化的结构优势不能充分体现。增材制造技术使用高能束热源，采用“自下而上”材料逐层熔化沉积的叠加方式，无需模具，可实现复杂拓扑构型的快速“自由制造”，解决了结构优化存在的“制造决定设计”的问题，极大地拓宽了设计空间。但金属增材制造技术并不是完全“自由制造”技术，仍存在特有的制造约束，如当拓扑构型最小尺寸小于设备精度时，则会出现打印失败现象；受制于设备成形腔与结构热变形限制，增材制造大型构件时，需进行分块与连接处理；增材制造零件有时会沿构建方向出现20%~40%的强度损失；对于粉末床增材制造技术，在制造含有封闭孔洞的拓扑结构时会出现内部粉末与支撑难以去除等问题。因此，在拓扑优化设计中考虑增材制造约束，发展面向金属增材制造的拓扑优化设计方法具有重要意义。 金属增材制造技术虽有效解决了复杂拓扑结构可制造性差的问题，但仍存在某些制造约束，如当结构最小尺寸小于束斑直径时，零件实际打印轮廓会超出设计轮廓；激光选区熔化技术所能制造的零件几何尺寸受限；当悬垂角度选择不当时，会产生零件装配孔材料塌陷、支撑结构断裂等现象；采用粉末床增材制造技术时，制造的含有封闭孔洞的结构存在内部粉末与支撑无法去除等问题。因此，在拓扑优化设计中需同时考虑结构几何约束、成形约束、材料性能约束等多种增材制造约束，从产品拓扑优化设计源头改善制造工艺局限性，以实现结构设计制造的一体化。   增材制造打印失效 ：（a）装配孔材料塌陷；（b）支撑结构断裂；（c）内部支撑无法去除 拓扑优化设计可以依据材料属性、约束条件及载荷工况，在给定设计区域内寻求材料最佳分布形式与最优承力路径，实现高性能轻量化设计。金属增材制造技术基于高能束热源，采用快速熔化与逐层叠加的成形方式，可实现复杂拓扑构型的快速原型制造与实体自由制造。将拓扑优化设计与金属增材制造结合，归纳了基于单元网格与边界演化的拓扑优化方法在改善结构连续性与可制造性方面的有效措施，总结了考虑金属增材制造几何尺寸约束、成形约束及材料性能约束的拓扑优化方法，为学者们进一步研究面向金属增材制造的拓扑优化设计提供了参考。   考虑最小尺寸约束的拓扑优化：（a）节点设计变量与投影函数 ；（b）鲁棒公式 ；（c）空间梯度算子 ；（d）骨架提取与最小特征优化 MBB 梁自支撑优化：a）悬垂投影约束；b）优化悬垂角度与打印方向；c）多边形特征孔；d）非线性虚拟温度场   考虑连通性约束的拓扑优化：a）虚拟温度场；b）最短连接隧道；c）边约束；d）应力最小化   考虑材料各向异性的拓扑优化：a）强度各向异性 ；b）量化增材制造工艺参数   拓扑优化设计存在设计变量巨大、计算效率较低、求解困难、弱收敛等不足，现有拓扑优化算法往往难以输出可直接应用于增材制造的结构性能最优解，学者们往往基于最优拓扑构型进行二次简化设计，损失了结构性能。因此，结合并行计算技术，开展设计变量较少、收敛性较好的算法研究以输出可直接应用于增材制造的最优拓扑结构具有重要现实意义。 宏观拓扑优化与微观点阵结构研究日趋完善，将宏观拓扑优化设计与微观点阵结构有效融合，建立多尺度结构之间的高度衔接性，充分利用拓扑优化的高性能构型及增材制造提供的广阔设计空间，追求高性能的轻量化设计具有广阔发展前景。 考虑金属增材制造约束的拓扑优化方法采用较为理想的材料模型，与金属增材制造技术实际打印过程存在一定的差异，因此，通过建立多元工艺参数下的材料各向异性精准拓扑模型，量化金属增材制造设备工艺参数，模拟金属增材制造加工过程及预测零件翘曲变形与开裂，可有效减少残余应力与变形，改善成形精度与表面质量。 面向金属增材制造的拓扑优化往往是基于单一材料的优化，将多材料、拓扑优化及金属增材制造有效结合，研究功能梯度材料的拓扑优化设计与金属增材制造技术，实现材料、结构、工艺、性能一体化设计，是追求高性能、多功能、轻量化的又一突破点。 该文收录于《中国激光》2023年第12期。刘博宇, 王向明, 杨光, 邢本东. 面向金属增材制造的拓扑优化设计研究进展[J]. 中国激光, 2023, 50(12): 1202301.本文已获取作者及期刊特别授权，如有转载，请联系授权方。《中国激光》由中国科学院上海光学精密机械研究所和中国光学学会主办，创刊于1974年，是国内唯一一本全面报道激光技术领域最新研究成果的专业学报类期刊，被EI、ESCI、AJ、CA、INSPEC、Scopus、CSCD等检索系统收录。在光学领域唯一连续2次获得全国“百强科技期刊”，多次获得“百种中国杰出学术期刊”称号。2019年入选“中国科技期刊卓越行动计划”。2021年获得了“第五届中国出版政府奖”期刊提名奖。面向国家重大发展需求，《中国激光》于2021年推出“前沿激光制造”专题刊，以强化国家战略科技力量，推动制造强国战略目标加速实现。“前沿激光制造”专题刊聚焦国内外激光制造领域的优秀成果，以前瞻视角为站位，以激光制造领域的战略性支撑技术为出发点，通过快速报道领域内的动态与发展趋势，推动激光制造领域的产学研创新发展。专题刊收稿范围包括：激光增材制造、激光微纳制造、激光成形制造、激光表面加工。欢迎各位老师持续关注。    欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.增材制造：拓扑优化与梯度点阵结构提升零部件附加值 2.案例剖析 | 拓扑优化与点阵填充实现轻量化的秘诀 3.整体化、轻量化与批量化 | 铂力特展示航空航天金属3D打印潜力与趋势 4.直接和间接3D打印部件，大量轻量化技术和材料——奔驰下一代电动汽车制造思路

8月16日，3D打印技术参考注意到，America Makes新发起了两项新的资助计划，总计近1200万美元分配给增材制造项目。资金来自美国国防部和美国空军，资金将重点用于开发用于3D打印的金属合金和材料数据。 第一项资助计划针对增材制造粉末合金开发。该项目征集通过空军研究实验室 (AFRL) 提供总计600万美元，用于资助高温难熔合金（360万美元）和高温镍基高温合金（240万美元）开发。 目前用于增材制造的金属合金是基于传统制造路线开发的成分。确定的高价值材料包括高温耐火合金和镍基高温合金。该项目致力于开发、成熟和扩展用于高温应用的新型高价值AM材料。更高层次的目标包括开发和改进制造技术和工艺，以降低成本，提高材料性能，增强工业能力，以满足作战人员的需求。鉴于国内增材制造供应链的现状以及美国政府对扩大增材制造技术利用以满足各种能力需求的兴趣，我们利用投资机会加速增材制造合金的开发和资格认证，以增强制造业竞争力，这是及时和合理的。专为增材制造开发的高温合金理论上在性能、成本、可制造性和进度方面具有优势。 项目在申请时要求使用量化指标来明确对美国防部和AFRL的影响，这些量化指标应证实特定应用性能的改进。这些实例可包括但不限于使用温度、高温机械性能、环境降解率和机制或其他与应用相关的标准。此外，对该项目呼吁的回应可能会选择强调其他可衡量的改进，如成本、材料可用性（实现材料采购，增加供应商或供应来源的数量）、生产力、交付周期和产量。 第二项资助计划针对增材制造材料数据的获取。该项目通过美国防部副部长办公室、研究和工程制造技术办公室以及空军研究实验室 (AFRL) 提供总计575万美元，用于资助获取铝合金材料数据（287.5万美元）和镍基高温合金材料数据（287.5 万美元）。 America Makes认识到除了Ti-6Al-4V之外还有其他材料可以使增材制造行业受益。该项目旨在增加基于统计的、与工业相关的增材制造材料数据的数量和类型。此外，该项目呼吁通过要求与小企业合作，鼓励将这些知识、实践和数据扩散到AM供应链的更广泛领域。 文件指出，增材制造对美国制造业具有重大意义，因为该技术可以缩短交货时间、大规模定制、降低能源使用、制造复杂形状和按需生产零件，为新采购和遗留系统提供益处。 America Makes旨在促进和加速创新、经济高效、节能的增材制造技术的开发和部署，以满足国防和商业需求。被提议的项目在提议项目开始时应适用于技术准备等级(TRL) 4-7和制造准备等级(MRL) 4-7。 MRL 4表示在实验室环境中生产的技术能力。技术应该成熟到TRL 4，表明技术已经准备好进入技术开发阶段。此时，已经可以进行投资，例如制造技术开发，确保可制造性、可生产性和质量的流程到位，并足以进行技术演示。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.401页下载！America Makes发布增材制造标准化路线图3.0 2.美国近期已发布1810万美元增材制造项目，中美资助焦点不同 3.施乐出售增材制造部门，3D打印行业仍存进入风险？ 4.高性能大型金属构件增材制造技术汇总

3D打印技术参考注意到，定向能量沉积3D打印技术在近年来悄悄发展了起来，学术研究相比以前大为增多，行业应用尤其突出。接下来，以几个事实予以佐证： 2023年4月19日，首都航天机械有限公司发文指出，公司电弧增材制造技术获评中国航天科技集团2022年度十大技术突破（公开信息）。 以3D打印技术制造整枚火箭著称的Relativity，其所开发的Stargate工业机器人3D打印机，其末端执行器采用了电弧和激光沉积技术；依赖该技术制造的Terran 1火箭于3月23日发射，首次向全世界展示了其全3D打印的火箭可以承受最恶劣的轨道发射条件。 美国宇航局已经采用激光定向能量沉积技术制造并测试了大尺寸的推力室，并且正在资助用于空间应用的电弧增材制造技术。 波音公司于2021年与从事电弧增材制造技术开发的AML3D签订了制造合同；2023年3月，美国海军开始与该公司展开合作，并于本月宣布延长合作。 北航王华明教授团队采用激光能量沉积技术，制造了某战斗机主承力框以及C919飞机机头处的钛合金整体窗框（皆为公开案例）。 国内西北工业大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、南京航空航天大学等单位也开展了定向能量沉积3D打印技术的研究。其中，西工大官方新闻指出（点击），其开展的高性能铝合金电弧增材制造材料和制造技术基础研究为我国空间站梦天舱和长五B的研制提供了重要技术；南京航空航天大学发文指出（点击），该校开发的飞船防热承载结构精密激光焊接与高效增材制造技术，已应用于我国新一代货运飞船的研发。弗劳恩霍夫激光技术研究所则开发了将电弧和激光沉积融合在一起的混合金属3D打印技术，能够提高焊接速度、获得更优的表面质量并推动电弧金属3D打印的应用。   总的来说，定向能量沉积是指以激光、电子束、电弧等为能量源的材料沉积技术，是高性能、大尺寸金属构件重要的3D打印技术。作为目前最成熟的金属增材技术之一，定向能量沉积3D打印技术因其在特定位置沉积、关键结构修复、合金设计、双金属/多材料结构、复杂形状三维打印等方面具有的独特优势，已被航空航天、国防军工、重工机械、汽车制造等应用领域视为高复杂度、大尺寸、低成本金属结构的高效高性能先进解决方案。 行业关注度显著增长 3D打印技术参考注意到，关于定向能量沉积尤其是电弧增材制造的学术研究和应用，近年来显著增多。然而，该技术在行业内的重视程度显然仍不如传统的粉末床熔融3D打印技术，对于该技术可以成型哪些材料，有哪些特有的优势和局限性，当前的发展现状等，还未得到系统梳理。 在受控电弧智能增材工信部重点实验室的指导下，格智空中讲堂携手Formnext + PM South China，将于8月深圳共同举办定向能量沉积增材制造行业国际盛会“第一届国际定向能量沉积增材制造前沿技术及应用高峰论坛”。 本次论坛聚焦激光、电弧、等离子、电子束、冷喷、搅拌摩擦等各类前沿、新兴定向能量沉积增材技术；依托格智前沿技术融合和资源优势及Formnext + PM South China的增材行业及终端应用行业影响力定向邀请来自世界各地的国际资深专家、顶尖研究人员、和来自航空航天、国防军工、重工机械制造、船舶制造等产业优秀行业应用代表以及前沿技术厂商等共聚一堂。旨在为行业提供前沿技术分享、创新应用案例交流、市场信息交流、风险挑战应对的战略导向型优质平台，赋能DED技术快速产业落地，引领DED行业高质量持续发展。   会议时间 2023年8月30日 举办地点 深圳国际会展中心6号馆 会议室C 指导单位 受控电弧智能增材工信部重点实验室 主办单位 格智学院 广州光亚法兰克福展览有限公司 本次高峰论坛对高校以及研究所、行业观众免费注册。扫描下方二维码可快速提交参会资料。 本次高峰论坛设立了会议群，提交报名注册后可以添加主办方进群，可获取更多会议资料和信息。 总的来说，中国航空航天、舰船、轨道交通等新兴战略领域发展迅速，对金属构件的性能、精度、制造效率的需求不断提升。采用高性能大型轻量化整体构件替代传统的铆接、焊接结构拼合件，不仅可减轻装备重量，还能提高性能参数与服役寿命。金属增材制造技术以零件的三维数字模型为基础，通常使用激光、电子束、电弧等热源，将金属丝材、粉材熔融再结晶，运动机构按照既定路径将熔融金属逐渐累加直至成形最终金属零件。因脱离了模具、锻压及加工设备尺寸的限制，金属增材制造正逐渐成为新一代大型高强轻质合金结构件的重要制造手段。   欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.视频：ORNL使用3组机器人，电弧3D打印大尺寸金属零件 2.激光+电弧混合增材制造新工艺 | 哈工大团队取得重要研究进展 3.电弧增材制造获评中国航天科技集团2022年度十大技术突破 4.西工大「高强韧铝合金增材制造」为梦天舱、长五B研制提供了重要技术

  8月14日，施乐控股公司宣布已将旗下从事3D打印技术开发的Elem Additive Solutions出售给一家名为ADDiTEC的美国公司，后者从事金属增材制造解决方案和应用开发。此次出售是施乐将其战略重点和创新投资重点放在核心能力和产品（包括印刷、IT）之上的调整。这不得不让我们思考，增材制造行业是否仍然难以盈利，是否仍存在进入风险。 3D打印技术参考注意到，作为施乐的竞争对手，惠普的3D打印业务则取得了巨大成功。本文内容，将列巨一系列数字和案例，来说明本行业存在的巨大机会与风险。 2019年2月，施乐收购液态金属3D打印技术的发明者Vader Systems，新成立的团队被命名为Elem Additive。多年来，施乐一直努力将这项技术商业化并将其推向市场。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。这一努力取得成功的重要标志是，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——这无疑是施乐3D打印技术取得重大商业价值的重要里程碑。 施乐首席执行官表示，“自近四年前该组织成立以来，Elem Additive团队取得了巨大的成功。”然而，2022年9月底，施乐3D打印部门就被曝出裁员，“Xerox缩减了Elem Additive的业务，现在只专注于支持当前的安装。”仅一年之后，施乐旗下3D打印业务被完全出售。 因此，施乐的商业化努力是否取得了成功？答案不言而喻。 盈利仍难，风险犹在，潜力无限 3D打印行业发展至今，其仍然是存在风险的行业。另一例证便是昔日的行业巨头Stratasys目前正处于被争相收购的漩涡。  除此之外，3D打印技术参考此前曾总结了全球知名工业级3D打印企业2022财年收入情况，几乎所有知名企业都在亏损，数额通常在数百至数千万美元，甚至数亿美元；仅有有限的几家企业实现了盈利。如此规模的大企业尚且如此，业内其他从业者的经营状况可想而知。 该行业的发展情况还可通过市场规模的对比展现出真实情况。由Wohlers Associates发布的《Wohlers Report 2023》显示，增材制造行业2022年的市场规模达到180亿美元，但相比于数十万亿美元的全球制造业相比，实在是九牛一毛。  总市值截止到北京时间4月3日 一大批企业需要靠不断融资获得企业发展的资金支持，虽然催生出了若干个巨无霸企业，但在其实现盈利的路上仍看到不断裁员和缩减业务（3D Systems、Stratasys、Desktop Metal等均发生过）；一些企业则需要不断的获得补助才能维持生存。需要指出的是，很多企业拥有技术，却商业化成功仍然存在困难，如昔日的Exone；很多企业则距离技术成功只差一步，但因无法继续获得资金而破产。 目前，技术的应用仍然具有很大局限，企业的盈利仍旧存在困难，即便是行业的领导者也会面临发展的困境而不得不考虑被收购。但同时，本行业的从业者也在不断努力加速向传统行业渗透这项技术。 近十年来，增材制造行业一直保持强劲的增长，一大批公司因努力研发而改变了众多行业，并受益于技术获得了大量融资和盈利，从而取得了商业化的成功。从数据上看，国内三家科创板上市的企业都有不错的表现：铂力特2022财年营收9.18亿元，较上年度同期增长66.32%，同比扭亏为盈；华曙高科2022财年全年净利润0.99亿元，超卓航科净利润0.59亿元。 国际范围内，对3D打印技术的认可已经成为行业共识，并不断有积极政策支持该行业的发展。在国内，黄奇帆表示，今后二三十年，万亿美元级别市场的“五大件”已初现雏形，其中之一便是3D打印。 总的来说，3D打印行业仍然是一个充满风险却又潜力无限的行业。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请点击转载须知。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.备受消费巨头青睐，3D打印在视觉营销等广告领域大放异彩 2.赢创专访—深度探讨增材制造聚合物材料市场的现在与未来 3.调查研究：金属增材制造技术的曲折认知增长之路 4.8月，传统工艺&增材制造：现场碰撞！