液态金属打印是一种新型但有前途的增材制造技术。该工艺的特点是，材料以线材形式送入，并在微铸造工艺中逐滴施加。 液态金属打印工艺属于金属基增材制造工艺，其中通过重复应用材料逐层构建组件。与大多数基于焊接的工艺相比，液态金属打印不需要高能量光源来熔化材料，因为材料是被熔化并逐滴施加的。这些组件是通过在构造方向上应用材料并结合高精度工作台来构建的。   液态金属打印功能原理示意图（来自弗劳恩霍夫 IGCV）  利用液态金属3D打印技术，可以实现液滴直径在500-750微米之间的近净形状生产，施用量高达400立方厘米/小时。该工艺的主要优点可概括如下： 生产时间短，订单率高； 生产过程中热负荷低； 与粉末和激光工艺相比，原材料成本更低（基于线材）。 采用液态金属3D打印技术加工铝合金，可以为航空航天、交通、能源等行业释放新的潜力。2022年，3D打印技术参考注意到，美国海军将基于液态金属3D打印的增材制造设备安装在了战舰上。 在一个名为“AluWireLMP”的项目中，Frauhofer IGCV（弗劳恩霍夫浇铸、复合材料和加工技术研究所）与项目合作伙伴 GROB-Werke GmbH & Co. KG（明德尔海姆）和 Gutmann Aluminium Draht GmbH（魏森堡）一起，致力于建立和鉴定新型工业相关的铝合金打印技术。为此，Frauhofer IGCV配备了格劳博GMP3000，作为首个用于液态金属3D打印的系统。 重点是通过确定和评估断裂伸长率、屈服点或拉伸强度以及密度和尺寸精度等部件特性来系统优化含镁铝合金的工艺参数和工艺资格。 液态金属打印的AlSi12测试样本，液滴产生和环境条件发生变化 该项目的目标是使用液态金属3D打印技术优化加工AlSi10Mg。为了接近和探索可加工的材料范围，当前研究的重点是AlSi12合金。研究人员将使用测试样本检查液滴驱动和环境条件对部件和工艺性能的影响。 面向应用的组件，由AlSi12打印，具有经过再加工的功能表面 目前，使用液态金属打印技术，可以制造密度超过98%的AlSi12组件。基于数字化建造模型，在没有支撑结构的情况下，在大约120分钟内制作出了面向应用的演示组件。 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.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 2.工艺综述：近十种铝合金3D打印工艺汇总，阐述技术特点及应用方向 3.上海交大采用国产装备开展铝合金蓝色激光定向能量沉积研究 4.科技讲台 | 纳米陶瓷铝合金的进一步研究，将带来轻量化材料的新一轮变革

香港城市大学吕坚院士研究组实现了4D增减材复合制造形状记忆陶瓷。2023年7月30日，相关研究工作以“4D additive–subtractive manufacturing of shape memory ceramics”为题发表在国际著名期刊Advanced Materials上。该论文的第一作者是香港城市大学刘果博士，通讯作者是吕坚院士。    陶瓷等高温结构材料的发展因其极高的熔点和构建复杂结构的难度而受到限制。弹性体衍生陶瓷的四维 (4D) 打印在陶瓷的几何灵活性上取得突破。然而，陶瓷 4D 打印系统的应用受限于耗时繁琐的形状转变（变形）和材料转变（变质）独立分步的工艺过程、低精度的4D变形机制/3D结构特征/2D表面质量、及低热性能的SiOC基陶瓷。此外，现有4D打印技术制备的陶瓷材料的形状不能发生变化，而现有形状记忆陶瓷的研究受限于低材料普适性、低几何灵活性、小结构尺寸、及低形状记忆功能灵活性。 为了解决上述诸多难题，该研究提出了4D增减材复合制造形状记忆陶瓷的新范式，该范式实现了一步式变形变质4D打印陶瓷，兼具高2D/3D/4D精度、高效率、及大尺寸；研发了具有初始/反向、整体/局部多模式形状记忆功能的宏观尺寸形状记忆陶瓷；提升了所打印复杂网格轻质结构SiOC基陶瓷材料的火焰烧蚀性能。该研究有望拓展高温结构材料在航空航天、3C电子、生物医疗、和艺术等领域的应用。 研究基础 2018年8月，香港城市大学吕坚院士研究组全球首创陶瓷4D打印技术(Guo Liu, Yan Zhao, Ge Wu, Jian Lu. Origami and 4D printing of elastomer-derived ceramic structures, Science Advances. 4, 8, eaat0641, 2018)，该技术结合了3D打印，自变形组装，和弹性体衍生陶瓷（Elastomer-derived ceramics，EDCs），在大尺寸陶瓷结构的形状复杂程度，机械强度，制造成本，和适应复杂环境能力上实现了突破。该工作被欧盟委员会列为《面向未来的100项颠覆性技术创新》中4D打印案例之一，其中100项颠覆性技术绝大部分由欧美团队领先，该研究成果为4D打印技术入选的4个案例中唯一中国具有自主知识产权的工作（P. Warnke et al., 100 Radical Innovaation Breakthroughs for the future, 2019）。该工作获颁国家工业和信息化部的科学技术成果登记证书（登记号：3392019Y0014），其评价报告指出“该技术拥有自主知识产权，陶瓷‘4D’打印概念属国际首创，相关技术具有创新性和超前性，有重要的学术和技术价值”。该工作被《人民日报》(头版)、《参考消息》、New Scientist、美联社等国内外知名媒体广泛报道，入选“2019未来科技智能制造十大事件”。     研究亮点1：4D增减材复合制造陶瓷  受中国传统陶艺启发，利用陶瓷前驱体材料的易加工性，集成了陶瓷4D打印系统与减材制造、异质工程、表面工程等技术，提出了4D增减材复合制造陶瓷的新概念。    突破了先前4D打印陶瓷技术的局限性，探究了基于非接触式激励的一步式变形变质4D打印陶瓷机制。 验证了批量化高速高精4D打印陶瓷的可行性，有望将单个样品的制备控制在一分钟内。 突破了陶瓷打印领域高3D结构精度与大尺寸不可兼得的难题，十厘米级陶瓷最小特征尺寸可达十微米级。   研究亮点2：4D打印大尺寸形状记忆陶瓷 研发了4D打印形状记忆陶瓷技术，实现了整体/局部、初始/反向多模式形状记忆功能，建立了智能化控材控形控性策略。 填补了大尺寸形状记忆陶瓷、4D打印形状记忆陶瓷两项研究国际空白。 通过4D打印全陶瓷叶盘模型验证了高4D变形精度、大尺寸、复杂结构形状记忆陶瓷材料制备的可行性。   研究亮点3：2D/3D/4D前驱体抛光 研发了基于高能束或机械研磨的2D/3D/4D前驱体抛光技术，化陶瓷抛光为前驱体抛光，化曲面抛光为平面抛光，并利用前驱体在陶瓷化过程伴随的收缩效应，改善了3D/4D打印领域普遍存在的台阶效应，为高2D表面质量、复杂形状陶瓷材料的制备提供了新思路。在全陶瓷叶盘模型示范中，通过机械研磨和激光抛光，曲面陶瓷叶片的表面粗糙度分别降低了65%和37%，有助于延长叶片的使用寿命。 研究亮点4：复杂网格轻质结构陶瓷材料热性能 针对SiOC非晶陶瓷材料高温应用受限的痛点，探究了原子层沉积（ALD）技术对3D/4D打印复杂网格轻质结构SiOC基陶瓷材料火焰烧蚀性能的提升作用机制，拓展了复杂结构SiOC基陶瓷材料的高温应用前景。 该工作利用ALD技术在3D/4D打印复杂网格结构SiOC基陶瓷材料的表面制备Al2O3涂层。作用机制分为以下四个方面： 第一：Al2O3为六方致密结构，可有效阻隔外界氧气往基体内部扩散，避免SiOC氧化； 第二：当SiOC用于航空发动机关键构件，会发生水氧腐蚀现象，原理是SiOC会与氧气发生，形成SiO2，而SiO2会与发动机燃料燃烧形成的水蒸气发生反应，形成Si(OH)2挥发物。而Al2O3比SiOC具备更高的耐水氧腐蚀性能； 第三：Al2O3会与SiO2反应形成莫来石（3Al2O3·2SiO2），莫来石具备高熔化温度（1910℃）和低导热系数（≤0.35 W/(m·℃)），可作为热障涂层； 第四：ALD技术可以确保Al2O3涂层在3D/4D打印陶瓷表面的全方位均匀覆盖，在打印结构的外表面和网格内部丝材表面上都均匀形成了富Al2O3层，其对复杂结构SiOC材料的全方位保护是物理气相沉积（PVD）等传统技术很难实现的。  因此，该研究的3D/4D 可打印复杂结构SiOC基陶瓷也表现出异常的高火焰烧蚀性能。Al2O3沉积的纳晶-非晶双相（NCADP）陶瓷网格的火焰烧蚀性能明显高于未受原子层沉积的对应物。在1400 ℃的火焰烧蚀试验（1分钟）中，Al2O3沉积的AlON–SiOC NCADP陶瓷网格表现出的热稳定性，是典型热障涂层（TBC）增强的IN718合金块材的6倍。所制备的陶瓷网格的平均密度为1.2-1.9 g…

近日，3D打印技术参考注意到，联泰科技成功中标中华人民共和国第二届职业技能大赛-世赛选拔项目增材制造赛项设备实施支持单位，这是联泰科技在职教领域的又一建树。  联泰科技中标第二届职业技能大赛通知 中华人民共和国职业技能大赛是经国务院批准、人力资源社会保障部主办的综合性国家职业技能赛事，是全国规格最高、规模最大、影响最广的综合性国家职业技能赛事比赛。大赛是为充分发挥职业技能竞赛在促进技能人才培养、推动职业技能培训和弘扬工匠精神的重要作用，营造劳动光荣、技能宝贵、创造伟大的社会风气，更好服务就业创业和经济高质量发展。 联泰科技作为国内3D打印行业的深耕者，多次对全国各项各级大赛增材制造赛项进行设备支持与技术培训，拥有丰富的助赛经验。在2022年，全方位保障了各省职业技能大赛省级选拔赛、轻工大赛数字化设计与制作赛项以及2022一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛的顺利举办，为各项大赛提供了专业的3D打印设备AME系列、打印软件、独创的3D打印工艺包以及全方位技术与服务支持，收获了各主办方和参赛选手的一致好评。 作为本次增材制造赛项中唯一指定的光固化打印设备提供商，联泰科技将提供16台光固化3D打印设备 AME RH2500，并组建专业赛项服务小组给予现场支持，为赛事提供软件+硬件+服务的全方位服务，确保参赛者良好发挥并取得优异的成绩。 联泰科技光固化3D打印设备AME RH2500 上海联泰科技股份有限公司成立于2000年，是国内最早从事3D打印技术应用的企业之一，参与并见证了中国3D打印产业的主要发展进程，在国内3D打印技术领域具有广泛的行业影响力和品牌知名度。自发展以来，联泰科技深谙产教结合、以赛促教、校企合作的重要性，一直密切关注增材制造在教育行业的应用与推广，在教育及各大职业技能赛事中始终发挥着重要作用。在未来，联泰科技将以专业的知识和成熟的助赛经验持续赋能各项增材制造赛事，为我国技能人才的培养以及工匠精神的弘扬添砖加瓦，为祖国增材制造的产业发展贡献出自身的力量。 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.唯一指定：铂力特中标全国第二届职业技能大赛-世赛选拔-增材制造赛项SLM打印机提供商 2.聚焦中国航空航天增材制造 ▏众多大咖分享一线3D打印技术应用现状 3.8月，传统工艺&增材制造：现场碰撞！ 4.2023 TCT亚洲3D打印展预约全面启动，看透技术、材料、应用与市场现状

面对工业、医疗、消费品等领域规模化的智造需求，2023年8月，德迪智能正式推出全新一代三激光金属增材制造系统——DLM-500T，为行业客户提供更专业、提质、降本、增效的增材制造解决方案。该设备采用自主化光路控制系统，集成度高，可实现多变、自由的工艺控制策略，具有全程实时数据监控和故障分级自诊断功能，尤其适合于模具行业使用。 德迪智能表示，新推出的DLM-500T尤其适合于模具行业应用，能够制造出微米级的精细花纹和连续曲面；抛光细节优秀、止滑效果可控；上千组0.1mm直径均匀排气孔，腔内的各位置溶胶流速均匀、脱模轻松，鞋材成型效果优秀，表面无麻点气泡，对比传统铸造钢，3D打印模具的寿命显著提升。 DLM-500T打印的鞋模 DLM-500T打印的鞋模 DLM-500T打印的鞋模 该公司表示，采用DLM-500T设备，一天内可完成结构强度良好、表面纹路细腻的3D打印鞋模制造，综合打印成本已经降至约千元/公斤。对比传统加工方式，整套鞋模交付周期缩短50%+，综合产能提升300%+，而且可实现更复杂、轻量化、无支撑、微米级通气孔的超临界发泡鞋模制造。 优化升级，模块紧凑化设计德迪智能于2021年首次推出专业级金属3D打印设备——DLM-280（单激光），该公司表示，截止目前该设备已面向行业客户销售百余台！ 新推出的DLM-500T实现了功能结构模块的紧凑化设计；同时，该设备在运动速度、精度、环境等技术构架上提升显著。仅需6㎡的普通车间，客户就可实现单机的快速投产！  多光配置，兼顾效率与精度  为了实现高效成型，DLM-500T配置3组优质激光源，最高激光精度≤±0.1mm，全幅面光斑尺寸差异小。在不增加场地面积的基础上，实现降本增效的利润最大化，贴合客户批量化生产的需求。 △DLM-280单激光参数 VS DLM-500T三激光参数 △DLM-280单激光打印画面 VS DLM-500T三激光打印画面 小身材大尺寸，大幅面稳定打印 优化升级后的DLM-500T全机尺寸≤2225×1500×2320mm（不含粉罐），净成型尺寸为500×300×350mm，成型体积对比第一代设备增大30%。 该设备配备自研APRO工控系统，充分满足客户优化工艺参数、溯源生产过程、布局物联网智能工厂的个性需求。德迪智能可根据产品定义，为客户提供钛合金、高温合金、铝合金、钴铬合金、不锈钢、模具钢等多金属材料的定制化工艺包。  全新优化的风场设计，多层风场+风墙设计，保证风场从右往左均匀分布，有效提升大幅面多激光打印一致性，实现高质量的周期性持久打印。 DLM-500T采用激光光程可变的动态变焦系统，通过精度最高可达25μm的多激光校正扫描系统，保持全生产过程中光斑尺寸的一致性。从焦距、光斑尺寸、协同变焦等方面保障产品成型质量。 全方位保障，24小时不间断生产 （1）标配高质量永久滤芯 针对规模化智能制造，DLM-500T标配可循环使用的永久滤芯。延长设备寿命的同时，客户无需三月/次更换滤芯，可有效减少设备停机对产品质量的影响，从根本上解决更换滤芯时的爆炸风险、危废处理的环保问题！ （2）标配开源APRO工控系统 APRO工控系统具有三维可视化、全程实时数据监控、故障分级自诊断（包括：铺粉质量、打印质量、光路稳定、风场状态）等功能，支持断电自动保护和通电续接打印。 该公司表示，未来将持续输出精益生产经验，迭代设备与技术创新，面向专业级、规模化客户推出更高效的四激光金属打印系统、铝合金材料工艺包和无支撑打印技术。 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.聚焦中国航空航天增材制造 ▏众多大咖分享一线3D打印技术应用现状 2.8月，传统工艺&增材制造：现场碰撞！ 3.3D打印后处理 | 决定零件能否使用的最后关卡（全干货） 4.2023 TCT亚洲3D打印展预约全面启动，看透技术、材料、应用与市场现状

导读：对于SLM金属3D打印技术来说，提升效率的手段有哪些？增加激光数量、优化工艺、增加铺粉速度等等，SLM 3D打印技术还有多少潜力可挖？ 在保障产品质量的前提下，“成本”与“效率”是增材制造技术向产业化方向推进的主旋律。3D打印技术参考注意到，华曙高科研发团队历时数月攻关，经过充分的实验验证，圆满完成代号“奥林匹克”项目攻关——在保证高质量的前提下，进行多项设备及工艺优化，成功将某大尺寸火箭发动机收扩段零件金属3D打印效率提升超3倍，让“更高、更快、更强”的奥林匹克精神融入技术创新实践中。   该火箭发动机收扩段直径约600mm，高度约780mm，材质为IN718，华曙高科研发团队对影响成形效率的因素展开分析，归纳出20余条影响要素，并按重要级进行了分类。此次效率提升着重于光学系统、打印工艺、扫描策略、铺粉工艺、电子电气控制等方面，通过多项优化，成功将该火箭发动机收扩段成型用时由之前327小时缩短为96.5小时，生产效率提升338%。 此项研究成果对华曙高科提升金属增材制造解决方案效益有极其重要的意义。华曙高科认为，SLM技术仍有很大潜力待挖掘。未来将以此为例，对SLM技术潜力和创新应用进行深入研究与挖掘，进一步释放其创新活力和发展空间，以获得更广阔的增量市场。 为确保大尺寸工件质量与效益兼具，华曙高科采用多激光搭接技术，自主研发快速搭接算法，有效解决了多个激光之间的激光一致性、扫描振镜搭接校准、搭接稳定性、多激光扫描任务分配等问题；采用先进扫描策略，通过针对性的优化参数，实现激光、振镜的耦合控制，在保障内部冶金质量的同时，较大提升效率，相比优化前，可以节省约39%的延时用时。 多激光拼接位置效果一致振镜单线扫描形成的单道熔池 激光出光打印过程中会产生烟尘，下风向激光穿过烟尘时易造成散射，能量耗散，从而导致球化、未熔合等冶金缺陷。在多激光扫描系统中必须充分考虑上风向烟尘的影响。华曙高科通过优化大幅面风场设计，既可实现同时出光避烟打印，又减少了各激光等待时间，从而提高效率。 由于该零件带复杂内流道冷却结构，需实现低的表面粗糙度从而减少流阻，华曙高科研发团队通过优化相关参数，实现高表面质量。 为了多个激光器能够同时出光扫描，兼顾避烟，减少等待，华曙高科研发团队优化控制系统，极大减少设备等待和非工作时间，使多个激光器持续保持最大效益的出光状态，从而大大提高效率。 END 根据AMPower 2023全球工业增材制造市场报告，自2022年开始，激光粉末床熔融3D打印的一个直观的发展趋势是超过600mm加工尺寸的大型工件生产需求上升。与此同时，这些较大尺寸零件由于项目时间紧张，必须提升打印效率以节约制造时间。华曙高科积极响应市场需求，进行一系列创新技术探索，不断向大尺寸、高效率、高精度的方向努力。 提效增益，智能制造，华曙高科对技术始终不渝上下求索。未来，华曙高科将始终坚持创新与产业化的理念，为各行业用户提供更多降本、增效、提质的增材制造解决方案。 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.在线研讨：聚焦SLA 3D打印技术的最新发展、材料和应用 2.华曙高科增材制造研发制造总部项目正式启动 3.8月，传统工艺&增材制造：现场碰撞！ 4.唯一指定：铂力特中标全国第二届职业技能大赛-世赛选拔-增材制造赛项SLM打印机提供商

立体光固化成型技术 (SLA) 是率先商用的3D打印技术，由3D Systems的联合创始人兼首席技术官Chuck Hull于20世纪80年代发明。该技术使用紫外激光精确固化光聚合物，将其从流体转变为固体。部件直接由CAD数据逐层构建，可用来制作原型、熔模铸造模型、工具和最终用途部件。 数十年来，3D Systems始终致力于SLA技术和材料的创新研发和应用，2023年8月22日14:00--15：00，3D Systems将举办SLA技术分享研讨会，讲解最新的SLA技术特性、材料和应用。 SLA生产级3D打印机具有高吞吐量和超过1米的零件制造能力，具有极高的零部件分辨率并能打印多种材料。这也使其成为当前应用最多的3D打印技术之一，包括最为严苛的快速制造应用。 Chuck Hull是SLA 3D打印技术的发明者，也是有史以来第一家3D打印公司3D Systems的创始人。3D Systems一直致力于推动独创的3D打印技术，使其实现更快的速度、创新和可靠性。 在过去的30年中，3D Systems已发布了21种不同的SLA打印机，每种打印机都比以前的版本进行了重大改进，从而为用户提供了卓越的部件质量。用户不必牺牲速度或特征细节，因为在每一层使用两种激光光斑大小 — 从而提供优良的表面质量、细微特征清晰度和吞吐量。   通过与客户的密切合作，3D Systems已支持超过80种SLA 3D打印材料，并且不断根据应用需求进行优化。在现有的产品组合中可以找到用户需求的材料以匹配属性。  最新推出的开拓性的阻燃性材料Accura® AMX Tough FR V0 Black，为 SLA提供了增强的部件质量和分辨率，而在之前这只有通过选择性激光烧结技术 (SLS)和熔融沉积成型 (FDM) 技术才能实现。这种新的阻燃材料达到UL 94 V0 等级，凭借其弯曲模量加上接近 35% 的卓越断裂伸长率，在市场上处于独特的地位。这些特性与长期稳定性相结合，使全新 Tough FR V0 Black 材料非常适合打印电路板挡板、半导体设备、电气外壳、盖子、挂钩、支架以及火车和公共汽车的阻燃部件等应用。 使用 Accura AMX Tough FR V0 Black 生产的部件具有阻燃性，并通过 UL 94 V0 测试标准。这种高性能、快速打印的材料能够大批量或大规模生产可用于生产的部件 3D Systems的SLA 3D打印机既能打印具有丰富细节的精细部件，也能打印1.5米的大型部件，同时确保高标准的分辨率和准确度。即便是大型部件也能达到较高的精准度，基本不存在部件收缩或变形的现象。 SLA 3D打印工艺制造的部件的质量十分出色，可提供几乎最平滑的表面质量，因而这一技术适合于多种应用： 1）通用 • 用于外观和概念验证模型的设计验证模型• 功能原型以及用于构型和拟合测试的模型• 风洞测试模型• 高清晰度、透明的产品和组件• 复杂装配件• 发动机罩内部组件• 大规模定制2）模具和模型 • 熔模铸造模型• 金属铸件损耗模型• 定制装配夹具和固定装置• 工具、腔型模具和冲压模具• 浇注型聚氨酯/真空铸造母模3）生物应用 • 手术工具/导向器•…

近日，牛津大学等著名科研机构联合发文报道钽支架增材制造：加工、微观结构和工艺引起的缺陷。通过激光粉末床熔融工艺成功制备了高密度多孔钽支架，最终微观结构包含等轴、柱状和细晶粒，重点研究了钽激光粉末床熔融过程中工艺诱导缺陷的形成机理，研究表明通过临界参数条件激光粉末床熔融加工的钽具有更多工艺缺陷。相关研究成果发表于中科院一区TOP顶刊《International Journal of Refractory Metals and Hard Materials》。 www.sciencedirect.com/science/article/pii/S026343682300032X 由于其高强度、高延展性、高耐蚀性和生物相容性，难熔金属被广泛用作制造医疗器械、骨科或承重植入物的生物材料。钽于1802年由瑞典的安德斯·古斯塔夫·埃克伯格首次发现，其作为生物材料的临床应用可以追溯到1940年代。利用板、箔、金属丝和带形式的钽医疗设备来准确地进行神经缝合，修复颅骨缺损，抑制术后粘连并确保止血，而不会对周围组织产生不利影响。 各种体内和体外研究证实了钽植入物优异的骨结合性，优异的生物相容性，高强度和良好的耐腐蚀性。与最常用的手术级生物材料（如Ti-6Al-4V）相比，可以在钽表面显着观察到人骨细胞的粘附，增殖和分化。尽管与目前使用的金属生物材料相比，钽具有出色的生物学性能和众多优势，但其作为生物材料的应用受到限制，特别是由于其高密度和高成本，特别是在制造大型植入物方面。 研究发现通过激光粉末床熔融方法加工固体和多孔钽的研究，但仍有一些关键问题需要深入了解和系统研究。极高的冷却速率加上金属激光粉末床熔融过程中的非平衡凝固导致了各种工艺引起的缺陷。研究人员目前已经揭示了Ti-6Al-4V植入物激光粉末床熔融过程中其他缺陷的形成，包括微凹和微凹。这些缺陷严重降低了金属植入物的机械和生物医学行为。然而目前很少有人关注评估通常在增材制造的固体和多孔钽部件上形成的工艺诱导缺陷的原因、分布、发生和形成机制。因此这项研究主要采用软件设计了钽的实心多孔支架，并采用激光粉末床熔融技术进行制备，对微观组织结构、激光粉末床熔融工艺引起的缺陷进行研究。   图1. 计算机辅助设计晶胞和孔密度各多孔支架。 图2. 激光粉末床熔融制备的固体和多孔钽试样，测量方向和尺寸 。 图3. 光学显微照片比较激光粉末床熔融制备的Ta多孔支架之间的不匹配，指示测量的支柱厚度。 图4. 通过激光粉末床熔融制备的试样设计与平均测量的支柱厚度，指示测量的支柱厚度的误差线。 图5. 激光粉末床熔融制备的多孔钽试样的SEM-EDX光谱（a）钽和氧的多个长峰和短峰，分别含有约99.5%和0.5%（b）99.6%Ta和0.4%（c）元素映射，显示钽和（c）氧的分布。 图6. 激光粉末床熔融制备的S-Ta1试样的FESEM显微照片揭示（a）由部分熔合Ta粉（b）柱状和等轴晶粒脱落，凝固诱导微裂纹和部分熔融Ta粉（c）等轴晶粒（d）细晶粒而导致的各种微凹的微观结构。图7. LPBF在低能量和高能量条件下加工的Ta固体和多孔支架的维氏硬度具有相应的误差线 相关研究结果表明，纯钽的增材制造已被提出以了解多孔支架的微观结构，并评估生物医学应用过程引起的缺陷。得出以下具体结论： 1.成功研究了钽样块和多孔支架的加工性能、微观结构、缺陷的形成机理、微观结构缺陷的类型、几何分布以及尺寸精度。  2.评估了许多不需要的微特征，例如凝固诱导的微孔、孔诱导和凝固诱导的微裂纹，以及部分熔融钽粉末脱落引起的微凹和微凹槽。3.通过边界参数设置加工的固体和多孔钽试样上，工艺引起的缺陷更致密且更普遍。然而通过填充参数条件加工的试样中凝固诱导的微孔占主导地位。  4.通过填充参数设置处理的Ta多孔支架具有最大的显微硬度，而在通过临界参数设置处理的固体Ta中观察到较低的硬度值。  5.为研究Ta在激光粉末床熔融过程中形成的缺陷，生成机理以及孔隙度的体积分布而进行的数值模拟与实验结果吻合。这表明该模型可以预测和合理化过程引起的孔隙率，并深入了解过程改进。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： 1.62页成果下载：ASTM发布由NASA支持的增材制造现场监控技术战略指南 2.面向增材制造控形与控性的多尺度力学设计 3.3D打印，半年连发8篇Science/Nature正刊！ 4.大连理工：激光-电弧混合增材制造超600Mpa高强度铝合金

在骨科植入物的制造上，电子束3D打印技术相比激光3D打印技术有着固有优势，且前者有着更早的发展历程。然而，长时间以来电子束3D打印设备都依赖进口，这给国产骨科植入物的制造带来诸多问题。 近日，3D打印技术参考注意到，我国首个采用国产电子束3D打印设备取得三类医疗器械注册证的骨科植入假体产品已经诞生。 2023年7月20日，西安赛隆增材技术股份有限公司（以下简称“西安赛隆”）合作伙伴——武汉迈瑞科技有限公司（以下简称“迈瑞骨科”）采用西安赛隆电子束3D打印设备研发的钛合金髋臼杯系统正式通过国家药品监督管理局（NMPA）审批 ，注册证编号：国械注册20233131002。该产品是我国首个采用国产电子束3D打印设备取得三类医疗器械注册证的骨科植入假体产品，标志着国产电子束3D打印骨科植入物建立起自主可控、自主创新的研发、生产体系。   3D打印髋臼杯系统注册证  从立项到取证仅耗时2年 2021年，西安赛隆与迈瑞骨科开始在电子束3D打印骨科植入物方面开展合作。西安赛隆充分发挥电子束3D打印全产业链的优势，提供了包含原料支持、设备操作、软件支持、扫描策略及工艺优化在内的全方位一站式服务，并协助迈瑞骨科开展原料、装备及工艺的验证，样件的尺寸精度、力学性能、化学成分、孔结构特性均符合相关国家、行业标准的要求。该电子束3D打印髋臼杯的孔结构具有100%三维连通、高孔隙率、高摩擦系数以及低粉末残留的特点，具有优异的骨长入效果，保证假体植入后的初期稳定性。  本次获得取证的的3D打印髋臼杯产品  项目从立项到取证仅耗时2年，体现了西安赛隆电子束3D打印设备的成熟稳定以及技术团队的专业高效。 国产技术不断突破 电子束3D打印技术具有能量密度高、生产效率快、成形应力低、真空环境无污染等特点，在骨科植入物的制造上无需后续热处理及线切割，且可以进行堆叠打印，特别适合骨科植入物低成本、批量化的快速制造。由于设备的高技术门槛以及电子枪等核心元器件、软件没有商业化产品，国内外具备商业化电子束3D打印设备制造能力的企业较少。我国电子束3D打印骨科植入物领域打印设备依赖进口，设备售价高、使用维护成本大、产品开发周期长且材料工艺包单一。 作为国内最早开展电子束3D打印设备开发的企业，西安赛隆先后突破了核心元器件、扫描路径规划、工艺以及软件的技术壁垒，推出国内首台自主知识产权的商业化电子束3D打印设备。此外，结合公司自主知识产权的等离子旋转电极雾化制粉设备，实现了高熔点金属钽、高活性锆铌合金等高品质医用球形金属粉末的制备及电子束3D打印的工艺开发，并完成百余例临床试验。  西安赛隆Y150系列（左）和T200（右）医用电子束3D打印设备 2023年，公司在国际上率先开发出了大功率、高精度、长寿命的低成本间热式电子枪，针对骨科植入物的制造需求，推出了搭载不同功率间热式电子枪的系列化医用电子束3D打印设备，设备在电子枪功率、成形精度、阴极寿命及成本等方面均达到国际领先水平，可实现多种医用金属材料骨科植入物的高精度、低成本、批量快速制造。 T200型电子束3D打印设备打印的满板钛合金髋臼杯 除了迈瑞骨科外，还有7家医疗领域客户正借助西安赛隆的电子束3D打印粉末原料、设备、工艺全产业链优势进行骨科植入物产品的开发及三类医疗器械注册工作，材料包含钛合金、金属钽、锆铌合金，产品覆盖了标准化及个性化髋关节、膝关节、脊柱、颌面等全部骨科应用场景。未来，西安赛隆将以用户需求为导向，继续精进产品与技术，为医疗客户提供更加完善、更有力的技术支持和电子束3D打印全流程服务，助力中国医疗器械企业创新升级，推动国产骨科植入物迈向新高度。 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.光固化3D打印 | 铼赛智能获ISO 13485医疗器械质量认证 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.Science最新：3D打印有机硅弹性体，制造出高性能生物结构 4.戏剧快要收场：Nano退出，Stratasys有望携手3D Systems，DM怕是谈了场寂寞

增材制造技术通过逐渐累加材料而非去除碎屑的方法制造零部件，因而与铣削、车削及火花电蚀等传统的材料切除工艺具有本质区别。从物品的三维CAD呈现出发，零件几乎可以说是“逐层叠加”到一组二维分层上。随后，这些分层在各自的顶部进行连续熔合，从而再现出三维物品。 通过增材制造技术，可以生产出传统制造技术无法实现的极其精确的几何形状零件，还能打印出具有集成功能特征的高度复杂的组件。通过增材制造，可以降低材料浪费率，有利于整体制造工艺。激光选区熔化 (SLM) 和激光金属熔覆 (LMD)，是过去20年里达到工业规模的成熟水平的两种激光增材制造工艺。（ 本文内容由DeburringTec去毛刺技术原创，已获得授权） △ 广义增材制造的技术内涵与分类   △  增材制造类型。根据硬件、材料要求和产品用途，增材制造可能包含多个工艺。图源：AUTODESK 采用3D打印制造的零件打印完从粉床中取来时，很少能直接做为最终产品使用，且低质量的表面可能会使其不适合某些工业用途。增材制造零件几乎无一例外都要经过磨削到精加工的后处理，以提高机械性能、精度以及表面质量。使用3D打印制作原型时这不是一个很大的问题，但随着技术向终端制造工艺过渡，规模化和自动化的后处理已成为建立增材制造生产线的关键瓶颈之一。    采用SLM技术打印完未经处理的零件表面效果 虽然改进金属粉末质量、优化成形方向和工艺参数能在一定程度上改善增材制造零件的表面质量，但是仍然无法完全解决增材制造零件表面粗糙的问题。这也是后处理所面临的共性挑战——表面质量。 从理论上讲，增材制造可以完全自由地创建复杂形状，但在实际生产过程中，对表面质量的要求往往需要对设计进行约束。如果需要进行表面加工，则对结构的限制就与过去一样；如果使用喷丸处理，则需要对薄和细长的结构进行限制。此外，表面质量问题还会导致应力集中，进而萌生裂纹，大大降低零件的抗疲劳性和断裂韧性，从而为零件的使用带来风险。另外，表面质量成本昂贵，可达到增材制造（AM）组件的60%，这无疑抑制了增材制造的研发热情。 △ 3D打印高性能植入性材料   目前增材制造主要的后处理方式包括光整加工和机械加工，如粉末清除、去应力退火、线切割、支撑去除、CNC、磨削、机械抛光、精加工以及热等静压等等。这些步骤中有些仍然需要手工操作，而且对于关键任务还需要熟练的操作人员。基于以下三个目标： 通过优化制造参数，降低增材制造零件的变化性和整体表面粗糙度，使大规模精加工变得更有效、更快速 改进大规模表面精加工技术，以适应零件复杂性的增加 降低后处理成本 因此，表面处理，是决定3D打印零件能否使用的最后关卡。 增材制造后处理方案大全 为了实施上述目标，现在有各种各样的表面处理方式可供选择，并且在不断增加。但是，在多数情况下，没有单一的解决方案能实现最终的复杂零件表面处理。在对公差和表面提出更高要求的应用中，磨削可以是增材制造的有效选择，但与精密抛光技术相比，难以获得更高的表面质量。 因此，对于增材制造表面改进和抛光有多种选择，通过不同处理方式的智能组合可以带来最佳结果。对于不同行业，尤其是前沿制造领域的增材制造，根据零部件的属性不同，选用的后处理工艺也不尽相同。 ①手工抛光：手工抛光质量严重依赖于操作者的经验水平，可重复性及一致性差，人力与时间成本高，并且抛光过程中产生的粉尘危害人体健康。 ②喷砂：表面质量更均匀。 ③离心研磨：一些机器使用离心力来增加介质施加在零件上的力，去除粗糙凸起物以实现更有效的工艺。更容易地一次处理数批零件。它们还可以配备自动介质/零件分离装置。 △ 离心圆盘精细机 图源：Belair ④振动抛光：这些机器价格相对便宜，但是形状和大小却多种多样。它们还可以配备零件进料系统和内部零件分离功能，以进一步实现后处理的自动化。 ⑤拖曳抛光：实现去毛刺和抛光。也有多种尺寸可供选择，并且具有极快的时间周期。 ⑥电解抛光：靠化学试剂的化学浸蚀作用对小型增材制造镂空结构或阵列结构零件表面松动易脱落的球化层的去除效果显著。化学抛光主要迅速去除表面粘附的金属球形粉末，电化学抛光在此基础上进一步降低表面粗糙度。 △ 干式电解抛光 图源：A3DM Technologies/GPA Innova ⑦ 等离子抛光：工件与抛光液中通电脱离的金属离子吸附在增材表面，工件凸起处电流冲击高而去除快，电流流动，凹凸不断变化，粗糙表面逐渐被整平。活化工件表面去除表面分子污染层，交叉链接表面化学物质。 ⑧数控磨削抛光：数控磨削抛光对具有复杂内曲面、多孔结构零件的加工可达性差，一般主要用于零件外表面的清洁抛光、去除氧化层等。 ⑨自适应磨削：是通过调整接触头的形状来确定磨抛加工接触面的形状，使磨抛加工实现以接触面为磨抛作业面的加工过程，提高了磨抛加工的效率。 　△ 经后处理的零件表面效果 ⑩ 超声清洗：通过超声清洗去除影响零件功能的污染物，是为染色/电镀操作准备表面的有效方法。这些清洁系统甚至可以配置在清洁、干燥和染色室中，从而加快后处理的最后几个步骤。 ⑪激光清除：激光抛光是利用高能激光束使零件表面材料重新融化来降低表面粗糙度的一种新式抛光方法。 ⑫磨粒流加工：利用磨料介质中磨粒的微切削作用去除工件表面的微观粗糙峰，以磨粒流加工技术的高加工可为克服航空增材制造复杂零件表面光整加工难题提供了一条新途径。 △ 电解质等离子抛光效果 图源：深圳市晟启科技有限公司 SLM 激光选区熔化（SLM）是3D打印技术的一种，它打破传统的刀具、夹具和模具的限制，可根据零件三维数模，利用金属粉末（粒径30μm）直接获得任意复杂形状的实体零件，解决了传统制造技术难以解决的多孔、镂空、点阵等轻量化复杂结构零件的加工制造问题，特别适用于制造具有复杂内腔结构的难加工钛合金、高温合金等零件。 △ 3D金属打印汽车零部件 图源：广州雷佳增材科技有限公司 同时，该技术具有精度高、表面质量优异等特点，成型特定的材料能够达到近乎100%的致密度。制造的零件只需进行简单的喷砂或抛光即可直接使用。可使成形的零件具有很高的尺寸精度（可达0.1mm）以及优异的表面质量（粗糙度Ra可达30~50μm）。由于材料及切削加工的节省，其制造成本可降低20%~40%，生产周期也将缩短80%。 △ A为CNC 支架义齿；B 为SLM支架义齿，两组排牙方式相同 图源：南方医科大学附属口腔医院 激光选区熔化成形技术为解决我国航空、航天、船舶、汽车、能源、化工、医疗等广大制造业领域的复杂结构件减重设计及制造问题提供了一种新的解决途径。 SLM后处理 尽管激光选区熔化成形技术几乎能够完成任意形状零件的精密制造，但其后处理的细微精度仍是精细化加工的一道难题。因为其加工的零部件表面（包括内部通道）包含AM工艺残留的粉末，初始粗糙度比较高。选择合适的表面处理系统对于组件的使用寿命和系统的整体效率至关重要。 平滑AM组件内外表面的一种方法是批量抛光。在精加工过程中，将工件浸入装有特殊加工介质的圆形工作碗中。另外，在该过程中添加了专用化合物。工作碗的振动使介质和工件以螺旋运动的方式在工作碗周围移动。介质对工件的持续“摩擦”会产生磨削/平滑效果，从而产生所需的表面质量。 △ 批量加工可有效地平滑随形冷却流道表面积 Politecnico Milano的机械和化学工程部门与Rösler Italiana S.r.l.一起评估了用于平滑AM组件的内外表面的各种处理方法（包括批量涂饰），这个过程涉及到了对不同形状和不同直径的随形冷却流道(3、5、7.5和10毫米)的零件进行质量修整、喷丸和化学支撑质量修整。三个表面处理方法的结果惊人的相似：工件表面最光滑，如相对较低的表面粗糙度读数所示，并显示出典型的化学加速精加工优势。化学支撑质量精加工方法的Ra值为0.7 µm，表面粗糙度值最低，循环时间最短。结果还表明，在垂直和水平流道中，最终粗糙度值大致相同。 △ 各向同性刻蚀轮廓包络抛光原理图 △ 钛的刻蚀轮廓包络抛光过程的轮廓与形貌演变 以钛（TA2）的超精密抛光为例，研究人员通过对电解液和击穿电压等参数的优化，实现了材料表面的各向同性刻蚀。抛光后表面粗糙度Ra值从64.1nm迅速降低到1.23nm，高效率获得了纳米级表面。 △ 各种金属材料的抛光效果图 使用人工完成原型甚至几十个零件时可能还具有成本效益，但如果生产数百甚至上千个零件时，3D打印对后处理自动化的需求就变得极为迫切。 增材制造高强度材料激光抛光 增材制造的金属部件通常具有非常粗糙的表面，从而要采用后续加工来消除，以满足金属打印部件的最终需求。由于采用传统的后续加工工艺存在耗时、需要高技能工人和自动化程度受到限制，造成传统的后续加工工艺对自由成型部件的应用受到极大的限制。 激光抛光是一种产能高、无接触和可以完全实现自动化的一种工艺，且可以使3D打印的金属部件表面获得令人满意的效果，尤其对于形状复杂且薄壁的增材制造的金属零件。 △  激光3D打印的AISI H11样品进行激光抛光的实物图…

经过数月的争取、妥协和对抗之后，围绕Stratasys、3D Systems、Nano Dimension以及Desktop Metal的年度收购大戏迎来了新的重要节点——Nano Dimension宣布退出、3D Systems设定完成尽职调查和合并协议讨论的目标日期。 3D打印技术参考注意到，Stratasys、3D Systems、Nano Dimension三家公司于7月27-28日共同宣布了关于收购事宜的最新进展。     Nano Dimension首席执行官兼董事长Yoav Stern表示，“我们一直努力与Stratasys构建友好交易，明确重点为两家公司的股东创造价值。我们保证Stratasys股东可立即获得每股25美元的全现金交易，比Stratasys股东目前可用的任何其他替代方案更好，但这个想法被Stratasys董事会持续拒绝，该董事会意图操纵并阻止股东就我们的要约做出自己的决定。”3D打印技术参考注意到，这两家公司在此期间经历了多次口水战。“Stratasys的大多数投资者已明确向我们表明，尽管我们提出了每股25美元全现金的出价，但股东权利计划（“毒丸”）的潜在悬而未决使得出售其股票风险太大。Stratasys董事会的立场明确，毒丸计划将继续存在，并将继续阻止股东有机会投标其股票。此外，由于 Stratasys法官的要求，以色列法院对毒丸计划的及时宣告性判决要到今年秋末、Nano的特别收购要约到期很久之后才会做出。最后，更换Stratasys大部分董事会成员是不可能的。考虑到所有这些，我们打算“退出”Stratasys收购。我们将继续实施我们的替代性积极并购计划。”很明显，Nano根本不受Stratasys待见，即便它是名副其实的现金王，但最终落寞退场。 3D Systems则于7月27日宣布将于2023年8月4日完成与Stratasys的尽职调查和合并协议讨论的目标日期。这将标志着3D Systems的最新收购要约将产生优于与 Desktop Metal合并协议的提案以来的努力达到顶峰。3D Systems表示，随着8 月4日的努力结束，预计Stratasys将能够终止与Desktop Metal的协议，3D Systems将支付Stratasys与Desktop Metal的分手费。3D Systems最终提案为，每股Stratasys股票将转换为7.50美元现金和合并后公司的1.5444股股票，相当于约44%的新合并公司股份加上约5.4亿美元的现金，总价值20亿美元。自7月17日以来，两个管理团队及其各自的顾问交换了尽职调查材料，并举行了多次会议，讨论协同效应、内部预测以及以其他方式确认合并的吸引力。3D Systems表示，这些交流和会议仍在进行中，并提高了最初预测，有信心能够实现至少1.1亿美元的“高度可实现”成本协同效应，而之前的估计为1亿美元。 Stratasys面对最新的进展，对Nano Dimension确实没有可表示的，毕竟本来就看不对眼。对3D Systems的新闻稿的回应则显得有些矫情，其表示仍在等待 3D Systems的互惠信息，包括他们对潜在负收入协同效应的评估和详细的成本协同分析。“虽然3D Systems提供了一些成本协同分析，但它只是高水平的分析，并且缺乏能够证实其成本协同声明的关键细节。对于拟议合并对价的大部分以3D Systems普通股形式出现的交易，Stratasys董事会需要了解这些关键细节，以做出负责任且明智的决定。”对于所谓的8月4日的目标日期，Stratasys 坚称，事情可能不会以如此仓促的速度发展。“如果3D Systems认真考虑与Stratasys合并，那么前进的道路就在于合作和透明度，而不是歪曲的公开声明。”Desktop Metal一直以来对其他两位“追求者“和事件本身都没有回应。 这场大戏真的像极了几位具有不同背景的男士在追求一位颇有实力的女士。Nano Dimension就像是一位年轻暴发户，3D Systems如同一位很有底蕴的中年实力派，而Desktop Metal则似一位颇具修养的青年才俊。Stratasys很早就不待见Nano，面对追求（2022年以收购12.2%的股份）更是发起了自我保护机制；对Desktop Metal和3D Systems则是一直徘徊，毕竟都是美国公司，但明明已经选定了DM现在又跟3DS拉拉扯扯，Desktop Metal最终怕是谈了个寂寞。 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.未来汽车业，3D打印能否成为“潜力股”？ 2.激光烧结(SLS)3D打印光源技术的发展——实现高速、高精度的关键 3.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 4.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