弗劳恩霍夫IKTS（陶瓷技术与系统研究所）主要从事先进陶瓷的研究，范围涵盖从基础研究到整个陶瓷领域的应用。作为科研和技术服务机构，IKTS致力于开发现代高性能陶瓷材料、定制工业生产工艺，创建原型组件和系统。9月1日，该机构宣布其科研团队开发了一种多材料喷射系统，可同时打印金属、陶瓷等多种材料，以此创建具有组合属性或功能的产品。 多材料喷射系统，可同时打印金属、陶瓷等多种材料 该系统基于其早期开发的热塑性粘合剂喷射工艺，能够对包含多种材料的零件进行增材制造，被称之为多材料喷射或MMJ，该过程可以将不同材料及其各种不同的特性（如导热、导电、绝缘）组合到一个产品中。目前，研究人员一次可以处理多达四种材料，生产具有专门定义属性的高度集成的多功能组件，这为各种应用打开了大门。 首先，要将需要打印的陶瓷或金属粉末均匀分布在热塑性粘合剂中，然后将浆料装入微计量系统（MDS），并在大约100摄氏度的温度下熔化，形成可以以极小液滴形式喷射的物质。IKTS的研究人员还开发了相应的软件程序，确保在制造过程中液滴的精确定位。微计量系统在计算机控制下以高精度运行，液滴逐一精确沉积，打印速度可以达到每秒1000滴以及60毫米。 微计量系统（MDS） 所喷射的液滴尺寸在300-1000μm之间，可形成高度为100-200μm之间的沉积层，当前可以制造的零件最大尺寸为20×20×18厘米。该工艺的关键因素在于金属或陶瓷浆料的定制配方，正确确定剂量是确保3D打印的最终产品在随后的熔炉烧结过程中形成所需性能和功能的关键。 每秒以高达1000滴的速度进行高精度材料沉积 IKTS新的多材料喷射成型系统可用于制造高度复杂的零件，如卫星推进发动机中的陶瓷点火系统。卫星发动机燃烧室温度极高，陶瓷的耐热能力使其成为理想的材料选择，MMJ工艺可用于生产直接集成在发动机内的点火系统。该点火系统将导电和绝缘区域结合在一个非常坚固的部件中。在这种情况下，MMJ工艺需要三个定量给料系统：一个用于在炉内热处理过程中分解的支撑材料，另一个用于导电组件，第三个用于电绝缘组件。 凭借其高精度和灵活性，MMJ系统不仅适用于制造多功能组件，还适用于更多的应用，来满足零件对于不同零件对于强度、导热率和导电率等性能的需求。同时，该系统还可以用来制造硬质合金零件的毛坯件，由于配料系统具有极高的精度，毛坯的轮廓已经非常接近最终产品的轮廓。因此，与常规方法相比，它们只需要很少的后续研磨，这对于用户来说具有极大的吸引力。 金瓷结合：Xjet研发多材料一体打印 同样基于材料喷射技术，Xjet是业内最具代表性的陶瓷、金属材料3D打印厂商。通过将材料的纳米颗粒分散在油墨中，选择性地沉积液滴实现材料成型，经过必要的烧结处理后形成最终零件。采用该技术成型的零件具有其他3D打印工艺难以实现的特征尺寸、表面光洁度和制造精度。 3D打印技术参考曾在去年介绍该公司也在开发将两种材料一体成型的方法。当时，这种一体成型的结构强度非常弱，需要经过完整的后处理。在Xjet纳米颗粒喷射成型工艺中，对生坯打印件进行加热可以去除粘结剂并实现材料最终成型，然而金瓷结合的零件就是在该步骤中存在挑战。 金属-陶瓷一体结构 金属和陶瓷具有不同的烧结温度，如何开发能够成功烧结两种材料的熔炉烧结工艺？一种材料的较高温度要求是否会损坏另一种材料？这是Xjet正在解决的问题，对于Fraunhofer IKTS来说，也是如此。 烧结完成的金属-陶瓷一体结构 如今大多数金属和陶瓷3D打印采用粉末烧结或其他工艺，都难以实现有效的多材料一体成型，而材料喷射技术则正可以弥补这一不足。遗憾的是，截至目前，我们还没能看到Xjet更具体的进展。 基于粉末床SLM技术的多金属混合3D打印 SLM技术如何实现多种材料一体成型？成型后粉末不会混合而污染吗？比利时初创公司Aerosint采用一种新的粉末沉积技术来取代传统的SLS/SLM铺粉方式，实现了两种不同粉末的同时打印。 与大多数材料沉积技术不同，该技术并没有使用复杂的驱动喷嘴，而是通过旋转的转鼓，在构建区域内选择性地沉积粉末材料，达到在需要的位置构建物体的目的。与传统SLM或SLS技术的主要区别也是在于铺送粉技术的不同，其他过程基本类似。 Aerosint多材料粉末沉积设备和技术原理 2020年3月，Aerosint公布了采用多金属粉末材料沉积技术打印的双金属零件—由316L不锈钢和CuCrZr（铜铬锆）混合嵌套、内含1.7mm通道的圆盘组件。该组件直径为55mm，高6.9mm，设置层厚为40微米，打印时间5小时40分钟。 基于粉末床熔融技术的多材料金属打印清粉过程 Aerosint多金属材料打印的零件 多金属的打印同样为功能部件的直接制造提供了可能。未来，将传感器等电子部件直接集成进入装备的预定位置正在成为科研人员努力的目标。 END 从技术的发展情况来看，基于材料喷射/沉积的工艺是目前实现多材料混合3D打印的主要形式，无论是多种树脂成型的polyjet技术、陶瓷/金属复合成型3D打印，还是基于金属粉末的lens或其他材料沉积技术。 而多材料混合3D打印不仅仅是将多种材料简单的复合起来。更为重要的是，与单一材料3D打印相比，它可以一次制造拥有多种功能或物理属性的产品，而不需要再把各种部件组装起来，这将掀起一场前所未有的革命。 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博交流和资料下载群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.现在及未来，那些将受益于陶瓷3D打印的行业 2.基于粉末床激光熔融技术实现多金属混合3D打印 3.欧洲8国21家机构携手推进多材料、多工艺协同金属3D打印 4.全球最大多材料混合增材制造系统发布，可打印金属和树脂

Optomec是美国知名的增材制造系统供应商，凭借Aerosol Jet技术，已成为电子3D打印领域的主要参与者之一。该公司还凭借基于DED的LENS 3D打印系统在金属增材制造领域占有重要地位，该技术可生产致密的金属零件并能用于金属零件维修。 在最近的一次客户调查中该公司表示，使用其金属增材制造技术进行翻新和维修的涡轮叶片数量已经超过1000万个。所有领先的燃气轮机原始设备制造商都为航空航天部门的飞机发动机和能源部门的发电装备安装了Optomec 3D打印系统，其客户数量达100多个，其中不乏GE、西门子、霍尼韦尔、三星、洛克希德等公司。 燃气轮机大型叶片 Optomec的激光熔覆技术被业内广泛采用，已获得15个国家/地区的航空维护运营批准。其基于定向能量沉积（DED）的增材制造工艺，可用于压缩机和涡轮叶片、整体叶盘、叶片和各种发动机部件的直接生产和维修。在这些领域，增材制造技术使设计效率得以提高，但也提高了成本，可用来修理那些从零开始制造但成本很高的零件。 客户经常使用Optomec的系统来修理涡轮叶片的尖端，密封件和磨损表面、压缩机叶片、保护罩和其他高价值组件。该公司基于DED的系统具有许多优势，包括适当的视觉和自适应控制软件，卓越的受控惰性气氛，总包维修过程配方以及可释放高生产率的自动化解决方案。 Optomec激光沉积制造过程 今年五月，Optomec宣布，其公司LENS定向能量沉积系统在增材制造和铝合金修复方面取得突破。该公司表示，这项创新技术可用于沉积任何种类的铝合金材料，包括其专门为提高增材制造加工性能而开发的铝合金。 此外，该公司表示，其机械的投资回报率超过180％。去年11月，该公司已经安装了500台工业3D打印机，超过200台是LENS工艺，其中GE公司就拥有20多台。 航空航天供应商正在寻求SLM工艺以外的高精度3D打印技术 一直以来，激光粉末床熔融技术在航空航天领域获得了相比其他增材制造技术更多的应用，但随着需求的增加，一些航空航天供应商还在寻求大型零件的增材制造技术。 近日，华中科技大学铸锻铣一体化金属3D打印技术被列入“中国限制出口技术目录”。相比于锻件传统制造方法流程长、工序复杂，需要多台大型设备、制造成本高，污染排放量大的特点，微铸锻铣复合增材制造流程短，只需通过一台设备就可以完成金属丝材到锻件的制造，同时可满足大型复杂高端零件的制造。目前，该技术已经应用于飞机挂架、舰船螺旋桨、汽车翼子板模具、燃机过渡段、高铁辙叉等项目的研发制造，重点服务于航空航天、核电工业、船舶海工、高速铁路等支柱产业。 锻铣一体化金属3D打印技术原理 微铸锻铣复合制造技术由于突破了增材技术无法制造锻件的瓶颈，一经问世便获得了GE、空客、商飞、西飞、成飞等大型企业的高度关注，并展开了相关合作。 无独有偶，国外增材制造技术供应商Prodways也推出了基于电弧的快速增材锻造（RAF）系统，在大型零件直接制造方面具有优势。Prodways RAF快速增材锻造技术成功的原因之一是其闭环监控系统，制造过程需要很少的人工监督，而且可以自动调整生产参数，从而确保最佳的质量和可重复性。对采用RAF工艺打印的不同零件进行的冶金测试表明，与典型的金属3D打印工艺相比，RAF工艺具有极好的均质性和无气孔性。 在RAF系统上制造的3D打印钛合金结构与机加效果 Prodways指出，使用该系统可以在几个小时内制造出大型3D打印零件。航空业公司也指出，这项技术可以用于制造飞机上将近50％的钛合金零件，并节省多达50％的零件成本。2019年，欧洲导弹开发商和制造商MBDA已经选择Prodways快速增材锻造（RAF）系统来3D打印大型钛航空零件，MBDA希望将此类组件的成本和交货时间降低25％。 挪威公司Norsk Titanium AS则采用等离子沉积技术实现大尺寸零件的增材制造，并致力于满足航空航天领域的严格要求。2015年，他们获得了欧洲TRL8认证，这是一种评估关键技术元素成熟度的方法，得到了美国国防部、美国宇航局、欧洲宇航局和许多其他航天机构的承认。（对于TRL的评估主要检查项目的概念、技术要求、经过验证的技术能力，并根据分值将其评为1到9个等级，其中9级代表技术最成熟。TRL8预示着产品不存在问题，可以投入验证。） Norsk等离子体沉积过程 Norsk开发的直接金属沉积技术，采用金属粉末或金属丝通过等离子体沉积成形，尺寸和材料完整性由控制系统管理。与所有增材制造技术一样，该过程从要打印的零件设计图开始，通过控制系统被编程产生该部件的沉积坐标，然而它可以每小时几公斤的工业速度生产零件，并用于大型结构的直接制造。 目前，Norsk已经为波音787设计了4个零部件，并获得787零件认证，而且已经用于这些部件的批量生产。采用Norsk的工艺，可以为每架波音787节省200到300万美元的成本。 END 对于SLM技术来说，虽然产品质量和尺寸控制极佳，但制造尺寸有限而且速度非常缓慢，远不能满足航空航天等领域对于大型零件的制造需求。无论是Optomec激光能量沉积、Norsk等离子沉积，还是Prodways快速增材锻造以及我国铸锻铣一体化金属3D打印技术，都为大尺寸复杂金属零件的直接制造提供了可能，也为更广泛的金属3D打印应用开辟了道路。 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博交流和资料下载群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.两吨材料，数年时间，百万美元，3D打印如何为787客机完成认证工作 2.民航领域可用3D打印材料、工艺和案例，及民航专家的适航认证启示 3.您的下一航班将使用3D打印的引擎部件 4.航天二院科技大讲堂—卢秉恒院士“航天增材制造”

铂力特近日发布2020年半年度报告，截止2020年6月30日，上半年公司实现营业收入6444万元，同比下滑39.72%；营业利润-1618.90万元，较上年同期下降 179.50%；实现归属于上市公司股东的净利润-928万元，较上年同期-233万元亏损增大。 铂力特历年营业总收入 收入下滑主要系受2020年上半年新冠肺炎疫情影响，虽积极采取措施应对，但客户延期复工，业务开展及订单受到一定程度影响所致。 报告指出，铂力特公司坚持以客户为中心，市场为导向，以研发创新为公司发展的驱动力。公司在研发上持续保持高投入，不断进行技术积累并保持持续的科研创新能力，2020 年上半年公司研发投入占营业收入比例达到39.38%（比例扩大系总收入降低影响）。公司紧跟制造业智能化、无人化的发展趋势，对增材制造设备、增材制造工艺、增材制造材料等进行研究开发，为公司加快健全产业链配套能力打下坚实基础。 铂力特研发人员情况 报告期内，铂力特获得ISO 14001:2015环境管理体系和ISO 45001:2018职业安全健康管理体系认证。同时承担了科技助力经济2020重点专项《高稳定性粉末床激光选区熔化增材制造工艺与装备项目》，针对航空航天发动机耐1100℃以上高温合金复杂构件增材制造需求，研发提高粉末床温度、降低热应力的技术措施和成形过程实时监控技术，突破1100℃以上高温合金激光选区熔化工艺；提升激光选区熔化设备的运动稳定性，实现耐1100℃以上高温合金复杂构件增材制造，推动增材制造技术在航天领域中的应用。 在研项目包括800mm大尺寸SLM设备研制、大型金属结构电弧增材制造设备研制、等离子（PAW）增材制造技术、堆内构件整体式反射层结构样件试制、多光设备激光重叠区域扫描路径优化等10余项。 风险因素 由于近年来增材制造新技术不断取得突破，报告书同时指出，公司在增材制造领域具有深厚的技术积累，并紧跟国际先进技术的发展趋势，但若公司未能持续保持技术先进性和不断开发新的更高品质的产品，可能面临公司竞争力下降，后继发展乏力的风险。 在经营方面，虽然航空航天领域是铂力特的主要客户来源，但由于增材制造技术在该领域的整体制造体系中占比还较为有限，若该领域增材制造应用成长速度不及预期，或由于公司产品质量、行业竞争等因素流失主要客户，将对公司的经营发展产生不利影响。同时，增材制造装备关键核心器件由于严重依赖进口，若发生出口贸易禁用、管制等因素，也将对公司的生产经营产生不利影响。 此外，由于目前我国尚未建立起涵盖设计、材料、工艺设备、产品性能、认证检测等在内的完整的增材制造标准体系，行业标准的缺失，一定程度上制约了增材制造技术成果的累积、固化和推广应用，未能架起技术和产业衔接的桥梁，减缓了产业发展进程。因此，如果增材制造应用领域市场的成长速度和所需发展周期不及预期，将对公司未来业务的发展和盈利能力的增长速度带来一定的影响。 注：本文内容源于铂力特2020年半年度报告，原文已上传。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博交流和资料下载群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.从数据看全球领先的3D打印公司的研发概况 2.上半年欧美3D打印企业营收普遍下降，唯SLM Solutions逆势增长 3.3D Systems、Stratasys营收下降近30％，开始大幅裁员 4.3D打印趋势报告2020：行业亮点与市场趋势

近几年，桌面金属3D打印技术的发展有些奇怪，凶猛的时候如惊涛骇浪，被圈内圈外的人广泛关注；但大多数时候，却又如一颗小石子扔进了湖水，只是溅起一点水花。时至今日，基于该技术的创业公司仍非常少，预想中的爆发似乎并未到来。 基于桌面的金属3D打印技术，最为知名的公司当属Desktop Metal，其推出的DM STUDIO系统第一批产品就卖给了谷歌，后续还应用到教育、消费品、汽车、能源以及重工业等行业。然而对于这些公司采用桌面金属3D打印技术开发了哪些应用，与SLM技术对比有哪些优势和不足，一直以来鲜有报道，本期3D打印技术参考对这些问题进行揭示。 Desktop MetalSTUDIO金属桌面3D打印系统 像大多数3D打印技术一样，桌面金属3D打印技术既可以用来做原型验证，也可以用来制造最终用途部件，这在实际生产中均有涉及。石油和天然气燃烧领域的产品专家John Zink Hamworthy Combustion近些年来将多种金属3D打印技术引入生产线，在产品正式生产前，所有设计都必须制作原型并进行测试，该阶段又必须用到金属打印。即便该公司拥有多种类型的金属打印机，但金属桌面打印机的运行成本比SLM打印机更低。自2019年安装Studio系统以来，该公司已经开发了很多增值应用。虽然这些原型中的大多数将继续通过铸造或机械加工来生产，但也不乏一些具有特殊结构的零件只能通过金属打印来制造。 Desktop MetalSTUDIO打印完等待脱脂和烧结的零件 该公司新近开发的燃油雾化器就是这样一款只能通过金属打印来制造的产品。最初的燃油雾化器是一个很小但相当简单的钢制部件，燃料和蒸汽在内部腔室混合，并通过圆形钻孔通道排出。这样的部件可以用调节比来描述燃烧效率，调节比越高表示燃烧效率更高。在最初的设计中，当船舶在港口或缓慢行驶时，机加工的雾化器在低负荷时的调节比为15:1。现有的燃油雾化器性能低于johnzink公司的预期，这促使他们通过改进设计来提高效率，而实现这些设计改进和效率提高意味着从机械加工转向另一种制造技术：金属3D打印。 为了提高雾化器的燃油效率，johnzink的团队首先提出了三种不同的设计方案，这些方案使用Desktop Metal的桌面金属打印机制作原型，并在现场进行测试，最成功的原型将被进一步优化改进。研究小组最终将雾化器与其底座合并，以消除接头处泄漏的危险，并借助计算流体动力学（CFD）模拟进行设计，以精细化通道。最终重新设计的雾化器采用了空气箔状的翅片，减少了零件材料使用量，而如果没有3D打印，这种几何形状将无法制造。 雾化器原有设计（左）与新设计（右） 燃料雾化器最终通过SLM技术生产，但结合金属FDM技术，John Zink更快地完成了最终设计，同时节省了开发时间和成本。使用SLM技术生产燃料雾化器需要8天，成本为1200美元；相比之下，金属FDM技术可以在5天内完成生产，成本仅为300美元。但是由于SLM技术可以一次性生产更大批量，因此使用该技术用于最终生产。 桌面金属打印与SLM技术对比分析 当然，基于3D打印技术的新设计主要目的在于提高燃油效率。实际上，采用3D打印制造的燃油雾化器的调节比为25：1，与原始机加工零件相比，燃油效率提高了67％；新设计还将每小时油耗从120公斤降低到38公斤。该公司估计，新的燃油雾化器每年可为每艘油轮节省90000美元至160000美元的燃料成本。 John Zink还发现了许多其他有价值的金属FDM技术的应用，如1967年就在生产的加力燃烧室组件和为美国海军3D打印的安全切断装置。金属FDM技术使公司能够以低成本有效地生产这些替换零件，同时避免了铸造或其他加工费用导致的生产延误。 美海军安全切断装置和手柄 除了为客户创造更加优质的产品，John Zink还作为科赫工业集团（Koch Industries）增材制造技术的领导者，来帮助向整个组织内部宣传和解释这项技术。更多像燃油雾化器这样的产品论证了3D打印技术的优势和创造更加优质产品的可能性，让其他组织部门思考该如何使用它。 分割线 除了能源行业的用户外，以福特为代表的汽车公司也在使用DM的studio系统进行原型设计，而且DM的打印机已经成为福特公司未来工厂的一部分。 福特公司也采用金属FDM技术进行原型制造 除进行原型制造外，桌面金属3D打印技术也被用来制造最终用途部件，如定制工具、夹具等。阿尔法精密集团（APG）以及联华电子公司（umc）也都采用该技术来生产冲压夹具、螺纹检验夹具以及装配工具等。由17-4不锈钢打印的零件拥有精确的细节和光滑的表面质量，不仅能够在极短时间内完成生产，还大大节省了成本，并减少了生产车间的停工时间。 APG采用桌面金属戴眼镜生产的装配线螺丝刀工具 除在汽车、能源以及其他工业领域的应用外，DM公司的桌面金属打印技术在教育和消费品领域也有覆盖。缅因大学借其办公室友好型的特点和价格优势推动3D打印技术的普及；奢侈品时尚品牌Jade Group则用其进行功能原型和各种工具的制造。 总之，以Desktop Metal为代表的桌面金属打印技术已经拓展至多个行业，无论是功能原型也好，最终用途部件也罢，相对于传统的激光增材制造和机加工，桌面金属打印确实具有更友好的工作环境以及低廉的设备成本。随着材料越来越丰富，相信国内同类技术的公司也可以开发更多的应用。 本期上传：金属桌面3D打印技术应用电子书。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.现场看懂Desktop Metal桌面机材料供给原理及工作过程 2.Desktop Metal金属桌面打印机---DM STUDIO解析 3.Desktop Metal 打印材料及产品总结 4.金属打印批量化竞争：SLM无支撑智能系统PK HP与Desktop Metal

材料学是对口腔修复学影响最大的学科之一，口腔应用材料学的发展，对口腔修复质量的提高具有不可取代的作用。 义齿制作用的金属材料可以分为贵金属、半贵金属和非贵金属三大类，其中非贵金属性价比较高，而且随着牙科材料的不断研发和改进，很多非贵金属的生物安全性和可靠性都在提升，其中钴铬合金、纯钛和钛合金是目前最常见的牙科非金属种类，也是牙科最常用的3D打印金属种类。那这三种金属在性能上有何区别？ 01 不同牙科金属力学性能对比 牙科金属材料的力学性能至关重要，因为制作出的义齿修复体需要在强度、硬度、塑性和回弹性方面满足相应的要求，才能安全可靠的应用在口腔修复领域。 为了更准确对比三种金属材料的性能，减少成型工艺对最终成型材料力学性能的影响。本研究选用目前市场上三种金属材料，统一采用激光选区熔化成型工艺，最后再对比成型后的性能。 力学测试件的成型照片 不同牙科金属材料成型后的力学性能对比 从以上对比表格可以看出，纯钛及钛合金的密度仅为钴铬合金的一半，属于轻量化的牙科金属；低密度的牙科修复体能够减少口内异物感；此外，钛及钛合金的导热性仅为钴铬合金的六分之一，因此, 牙科钛修复体具有保护牙髓、避免冷热刺激的作用。此外，TC4钛合金弹性模量与人体硬组织最接近，屈服强度又高，可发生的弹性变形要远超钴铬合金，在临床上就变现出良好的回弹性。 纯钛及钛合金都是常见的轻量化牙科金属材料，纯钛虽然具有较高的延伸率，可塑性较强，但是纯钛的强度和硬度较低，口内长期使用容易变形，固位力下降明显。而TC4钛合金相比纯钛，具有较高强度和硬度的同时，兼具弹性和塑性，更匹配口腔临床使用的要求，耐久性更好。 02 不同牙科金属耐腐蚀性能对比 金属材料长期处于口腔环境中，难以避免会有金属离子析出。因此牙科金属材料需要具有一定的耐腐蚀性，尽可能减少金属离子析出，减少安全健康隐患。 本文还通过实测数据结合国内外研究文献数据的方法，对比了三种材料的耐腐蚀性。 其中重庆医科大学的文献《口腔用生物金属材料的耐蚀性能》根据不同材料的金属离子析出范围，将金属材料分成了三类，如表2所示，纯钛、TC4钛合金和钴铬合金都属于较少溶出量种类，7天溶出离子总量都低于9μg/cm2。 不同金属材料浸泡溶出离子总量 本文研究人员对3D打印的钛合金进行了耐腐蚀性实测，测试结果表明：在37℃、7天释放到指定溶液中的总金属离子为5.6μg/cm2，具有较好的耐腐蚀性，达到了贵金属的耐腐蚀性水平。3D打印技术参考在查阅资料时发现，中山大学孙逸仙纪念医院口腔科的研究指出3D打印的钴铬合金比铸造的钴铬合金耐蚀性更优；另有研究发现3D打印的纯钛比钛合金具有更好的耐腐蚀性。 03 不同牙科金属生物相容性对比 与生物相容性相关的因素主要包括材料对人体应无毒性、无刺激性、无致癌性和致畸变等作用。在体内正常代谢作用下，应保持稳定状态，无生物退变性，其代谢或降解产物对人体无害，且易被代谢。 本文还通过实测数据结合国内外研究文献数据的方法，对比了三种材料的生物相容性。 其中文献《口腔金属材料安全性、相容性以及功能性的评价》研究显示钛金属及其合金材料耐磨损性能强、细胞相容性好、耐腐蚀性能强，是首选的应用材料，其次是贵金属合金材料和钴铬合金材料。 文献《钴铬合金与钛合金修复材料的细胞相容性研究》表明钴铬合金对HGF细胞具有一定的细胞毒性，而钛合金细胞相容性良好。 有关3D打印纯钛的生物相容性以及钛合金耐腐蚀性和生物相容性的研究 从上表的文献结果汇总也可以发现，钛合金材料在经过3D打印成型后具有较好的生物安全性。 04 结语 医用材料对于生物性能的要求极高，生物相容性是医用材料应用于人体后与机体之间发生相互作用，医用材料与人体机体对相互作用的反应能力能够保持相对稳定而不会相互排斥。 传统工艺制作的纯钛、钛合金以及钴铬合金已经是应用非常成熟的生物医学材料，在复杂及个性化医疗器械加工与制造过程中，也逐渐开始运用金属3D打印技术。两种工艺所制造的试件都具有良好的生物安全性，且在某些条件下，3D打印试件的性能更优于传统铸轧。3D打印技术不会改变材料的生物安全性，利用该技术的优势，纯钛、钛合金以及钴铬合金将在牙科及骨科等个性化医疗领域将会有更好的应用前景。如果非要说那种材料更好，只能说，没有最好，只有更好。 注：本文主要内容来自优材科技，3D打印技术参考整理补充，请审慎参考。本期上传：1.钛及钛合金3D打印医用产品的生物安全性2.3D打印纯钛与钛合金的腐蚀性能研究欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.3D打印在口腔种植领域的应用效果如何？ 2.隐形牙套3D打印过程及相关工艺 3.3D打印医疗植入物的应用现状及国内研究团体 4.现在及未来，那些将受益于陶瓷3D打印的行业

惠普公司自2016年正式商业化其增材制造技术以来，已推出了多款聚合物3D打印系统以及基于粘结剂喷射的金属3D打印技术。惠普对于占领未来12万亿美元制造业领域的下一个高地，开启了全速前进模式。 01 剑指3D打印 在惠普、Desktop Metal、Carbon进入3D打印领域以前，传统3D打印行业面临成本高、技术成熟度低和人才短缺问题。许多工业3D打印机在速度和效率方面仍然落后于传统设备，而且将该技术真正投入生产还面临巨大投资，这些都是影响3D打印普及应用的重要影响因素。后期，以惠普为代表的新势力推出了一系列革新3D打印技术的新工艺，从打印速度、成本以及零件质量方面共同推动3D打印进入了一个全新的生产模式。 惠普多射流熔融技术（MJF）基于塑料粉末通过墨水和加热实现熔融成型，借助该技术，惠普推出了聚合物粉末床3D打印的新标准。作为明星产品，多射流熔融技术极大挤占了传统SLS技术的市场，并号称具有更一致的机械性能、更快的处理速度和更高的精度。 在比较MJF和SLS零件的成本时，在线制造市场Xometry发现，使用MJF技术生产的零件成本比SLS技术低30％。由于惠普MJF打印机能够同时打印多个零件，因此随着零件体积的增加，这种差异也会增加。 02 迈向聚合物3D打印工业化 惠普从一开始就致力于功能原型设计和批量生产，MJF技术在多方面都具有革命性的意义。该公司于2016年底推出的首个HP Jet Fusion 4200 3D打印系统已成为粉末床技术类别中最好的小批量生产机器之一。4200系统由打印机、冷却站和两个构建单元（打印缸）组成，旨在最大程度简化打印和后处理步骤。 打印缸可置换目前已成为SLS及MJF技术的标准配置，当打印完成之后，可以直接将其送至后处理站进行冷却和清洁，同时打印机更换新粉缸继续打印，从而提高工作效率。 HP Multi Jet Fusion 4200 由于专注于生产和质量，该系统在市场上受到好评。3D Hubs《2018年第2季度数字制造趋势报告》根据打印机的质量评级，将惠普4200打印机排名第2，而该机在当年生产的零件数量方面排名第一。 在应用方面，4200系统从功能原型到工具，再到短期使用的最终用途零件生产，可用于多种用途。 惠普通过与齿科品牌SmileDirectClub合作，为后者安装了49套MJF系统，每天可生产50000多个牙模。2018年，惠普在中国建立3D打印批量化定制中心，当年中国境内的MJF打印机就已经达到50台。此外，惠普还在美国、西班牙和新加坡等地均建有先进制造中心。   进入全彩色3D打印领域 在没有彩色3D打印的情况下，工艺人员往往需要花几个小时甚至更长时间对SLA或其他工艺打印的样品进行上色，制造商自然很想拥有能够负担的起的彩色3D打印机。然而事实却是，全彩色3D打印在业内极其昂贵。   惠普全彩3D打印 在4200打印机发布后，惠普在2018年推出了全彩色3D打印机系列Jet Fusion 300 /500。该产品补充了其现有工业3D打印机的产品系列，并为中小型产品开发商提供了低成本选择。 与此同时，惠普基于全新工艺的全彩3D打印机，又与Stratasys和3D Systems的现有产品展开了直接竞争。 推动3D打印实现批量制造 据报道，2018年基于MJF技术生产的零件已经达到1000万个，而惠普希望将3D打印的批量生产提升到更高水平。 在过去几年中，采用3D打印进行批量生产已成为行业发展的重要趋势之一。而且随着应用数量的增加，开发能够适应产量不断增长的新解决方案已经势在必行。 在同类型技术领域，当前的激光烧结方案与惠普MJF技术相比还是有些差距，后者通常具有更高的吞吐量。2019年对于惠普来说又是重要的一年，其推出了以生产为重点的新5200系列MJF 3D打印机。 面向生产应用的HP Jet Fusion 5200系列 500/300系列3D打印机以功能原型为目标，4200系列则以小批量生产为目标，5200系列则为其实现制造业的雄心再往前迈进了一步—以堪比注塑成型的精度和可重复性进行批量生产。 5200系列最显著的进步是生产率提高了40％，并为高温材料的3D打印开辟了可能性。目前，已有多家公司购入该系列打印机用于生产，其行业涉及风力发电、体育运动等领域。新系统大大扩展了惠普的增材制造业务能力，使其客户能够在生产中真正实现数字制造。 03 创新3D打印材料 惠普的3D打印技术已逐步从原型设计和小批量生产转向批量增材制造。尽管硬件在这一进步中起着重要作用，但如果不进行新材料开发，要充分利用MJF技术也将会是极其困难的。 MJF技术于2016年首次推出时仅能打印PA12，目前，惠普逐渐将其材料组合扩展到包括更多种类的热塑性塑料，如PA11、玻璃微珠复合PA12以及柔性TPU材料。此外，惠普还为其最新的5200系列专门开发了聚丙烯（PP）材料。 采用MJF技术打印的聚丙烯零件 聚丙烯是一种多功能、耐用且耐化学腐蚀的热塑性塑料，由惠普与巴斯夫合作开发。采用MJF技术3D打印的聚丙烯可媲美注塑成型的效果，基于这些特性，该材料特别适合用于汽车、工业、消费品和医疗领域。 实现材料高度可重复使用 在聚合物粉末床工艺中，每一层粉末都会经受高温照射，这会造成材料化学结构的变化，同时也使得烧结特性难以预测。然而在一次成型过程中，并不是所有粉末都会变成零件，总有一些粉末会被重复多次使用，可化学结构的变化也导致材料注定无法100％完全可用。这对于使用该工艺的用户来说不仅造成了材料浪费，还会带来成本负担，更何况现阶段材料仍然非常昂贵。 克服此问题的唯一方法是将新旧粉末混合使用。在SLS工艺中，只能回收大约30-50％的粉末（也有厂商重复使用70%），而使用MJF技术最多可重复使用80％的粉末。惠普称这种高水平的粉末可重复使用性是通过材料创新实现的。惠普PA12材料在长时间高温暴露过程中可减轻分子结构变化，被称为中低反应性材料，其重复使用率达到80％而不会降低质量。 惠普还计划进一步扩大材料种类，提供更广泛的热塑性塑料系列，包括具有阻燃特性的热塑性塑料、弹性体、聚酰胺、商品塑料和高性能材料等。而惠普Multi Jet Fusion开放平台将是这一进展的关键，该平台邀请化学公司在材料开发方面进行合作，以加速材料创新。 04 新领域：金属3D打印 惠普进入聚合物3D打印领域的时间虽然不长，但已经搅动了整个市场。而通过推出用于批量化制造的Metal jet金属3D打印技术，则进一步改变了业内的竞争格局，更推动了产业发展。 Metal Jet 3D打印技术于2018年推出，通过有选择的在粉末床上喷射粘结剂并最终实现零件成型。惠普引入该技术的独特优势在于其创新的打印头和粘结剂技术。 惠普Metal Jet 金属3D打印系统 虽然粘结剂喷射技术本身就很快，但惠普仍然对打印头进行了改进使其更快。Metal Jet系统配备6个打印头，每个打印头有5280个喷嘴。惠普称，如此多的喷嘴可以为打印机带来更高的生产率和可靠性。 此外，惠普利用其在墨水技术方面的专业知识，开发了一种创新的粘结剂，可以使烧结过程更快、成本更低。在金属注射成型过程中，通常需要烧掉10％以上重量的粘结剂，而新技术的比例不到1％，一个数量级的降低使烧结过程更简单、速度更快、成本更低。 Metal Jet技术原理 通过将这些先进技术相结合，惠普希望将金属3D打印实现与传统技术相当的经济性和生产效率。同时，粘结剂喷射成型技术可能不仅有助于实现金属3D打印的批量化生产，还可能实现环境保护、经济性等可持续发展的价值主张。 大众汽车使用Metal Jet技术3D打印定制的变速杆…

关键词：高度可重复，价格比PA12便宜，性能相近。 聚丙烯简称PP，是一种性能优良的半结晶聚合物，具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，是世界上生产量第二大的商品塑料，在机械、汽车、电子电器、医疗器械、建筑、化工容器等众多领域具有广泛应用。 PP的优异性能决定了它会是理想的选择性激光烧结材料，尤其是其低廉的价格，使其在SLS领域极具市场价值。然而现实却是尼龙材料一直占据了聚合物工业3D打印的主导地位，我们在主流SLS设备及服务生产商的材料清单中根本找不到PP的身影。 01 聚丙烯激光烧结工艺存在的问题 在选择性激光烧结技术中，针对半结晶聚合物粉末，烧结窗口是一个极其重要的参数，烧结窗口宽窄即为熔体到固体的结晶相变过程的长短，决定了材料本身对预热温度的敏感性。烧结窗口越宽，对预热温度敏感性越低，意味着发生翘曲和收缩变形的概率就越小；反之，烧结窗口越窄，发生翘曲和收缩变形概率就越大。 烧结窗口窄是半结晶聚合物一大特性，进一步而言，烧结翘曲和形变收缩容易造成烧结具有复杂结构的不同制件或者同一制件的不同结构部位时容易产生应力不均，导致烧结制件性能下降。PP就是这样一种烧结窗口极窄的半结晶聚合物，有研究介绍PA12新粉的烧结窗口可以达到24℃[1]，而PP原料粉不到15℃[2]。 PP和PA12的DSC曲线显示出两种粉末的烧结窗口差异 这意味着PP分子链从熔融状态进入结晶状态的时间很短，大部分分子链来不及实现从无序到有序排列，当温度降低到固化温度时，取向排列被强制终止，造成烧结件的翘曲和体枳收缩较大，从而造成打印失败。 具有较宽的烧结窗口是表征高分子聚合物粉末在SLS性能方面最重要的参数之一，对烧结成型具有极为重要的指导意义，因此对PP粉末进行改性，拓宽烧结窗口也成为各方努力的方向。 02 EOS基于激光烧结的改性PP粉末 2017月，德国3D打印材料生产商Advanc3d Materials推出了AdSint PP flex，一种用于激光烧结的聚丙烯3D打印粉末。据介绍，该材料有“卓越的可塑性、高伸长率（29％）、低吸湿性和耐用性”。其回收率可达80-100％，与尼龙相比具有重要的成本优势。重要的是，该材料在多款SLS设备上打印成功。该公司在2018年被巴斯夫收购，后者推出了用于激光烧结的Ultrasint® PP nat 01。 巴斯夫PP粉末打印的产品 2018年，eos推出了PP 1101，官网可以查询到其抗拉强度为27MPa，在与PA12的对比中可以看到，聚丙烯的打印件具有更好的耐腐蚀性。 2020年1月，万华化学推出WANFAB® PP700N改性聚丙烯粉末。据称，该材料具有球形度高、粒径适中和粒径分布窄的特点，可有效解决翘曲变形问题，打印精度高；制品断裂伸长率可达20%，韧性较好。此外，特殊的助剂组合使得PP粉末具有出色的热稳定性，可多次回收使用，大大降低打印成本。 不同厂家出品的PP粉末打印性能 此外，在笔者查询资料的过程中发现，国内有单位利用高温诱导结晶法，成功将PP粉的烧结窗口拓宽至50.3摄氏度，同时优化了颗粒大小、形貌和熔体粘度，使之更加适用于SLS领域。 可以肯定的是，PP粉末确实引起了世界领先的化工公司以及3D打印制造商的兴趣，该材料的高重复使用性能在一定程度上能够缓解对尼龙材料的过度依赖。然而需要注意的是，截至目前仍然难以查询到PP粉末激光烧结的应用案例，即便是EOS在国内也没有过销售，在国外虽有用于汽车行业，但案例却不能公开。目前市售的改性激光烧结用PP的真实打印稳定性还需要更多时间去证明。 03 基于工业FDM的颗粒料聚丙烯 实际上不仅是采用激光烧结在打印聚丙烯时存在问题，采用FDM工艺也并不是那么容易。由于PP的收缩率较高，在打印过程中需要对原有打印设备做特殊改造，如底板温度、环境温度、喷嘴温度、底板材质等都需要根据PP特性做相应调整。因此，基于FDM技术的PP材料工业化应用并不简单。 近日，大幅面、高速3D打印机制造商Titan Robotics与巴西石油公司Braskem共同宣布推出了适用于工业3D打印的新型聚丙烯树脂。两家公司通过对新材料进行改性、调整结晶性，使其在打印过程中具有更强的层间结合力和较低的变形量，克服了传统PP在3D打印过程中遇到的挑战。 颗粒料PP打印过程 值得注意的是，Braskem曾与EOS子公司Advanced Laser Materials合作，并在此基础上推出了其首款PP材料。Braskem与Titan Robotics的合作则在2019年开始，目的即为解决聚丙烯在进行大型零件3D打印过程中遇到的挑战。Titan Robotics的Atlas-H系列打印机可以每分钟30,000mm的速度进行打印，这为PP材料在汽车、存储、化学和天然气领域的广泛工业3D打印应用提供了可能。 04 惠普基于MJF技术的PP粉末 今年6月，惠普联合巴斯夫推出了基于多射流熔融技术的新型高可重复使用的聚丙烯3D打印粉末。这种通用性强、且耐化学腐蚀的材料已通过惠普3D打印系统的认证，可在性能和成本之间实现平衡。 采用惠普MJF技术打印的PP材料车门除霜器通风口 惠普将聚丙烯PP材料视为其MJF 3D打印技术发展的新里程碑，因为PP的成本要比目前最常用的材料PA12低很多，最高可节省30%的花费，并且性能优异。为解决普遍存在的打印翘曲变形问题，惠普花费了大量精力来研究MJF技术与PP材料的适配性，通过与巴斯夫的合作，推出的新型PP粉末具有与注塑成型零件相同的性能，且可重复利用。 采用惠普MJF技术打印的PP材料风道 目前，聚丙烯已成为惠普公司产品组合中价格最低的材料。惠普通过跨界合作成功打印了汽车部件以及专业家电和工业机械零件，未来可能会涉足医疗、外包装等行业的应用。 05 结语 总结来说，业界看中PP的原因主要有三点：相比PA更低的成本、高重复利用性以及相近的工程特性。传统聚合物粉末材料的再开发与新型聚合物粉末材料的研发都依赖于粉末材料的制备工艺，这也是当前SLS成型领域的研究重点。PP作为传统通用型高分子聚合物，在SLS领域具有极高的应用潜力。 本期参考（已上传）： 激光选区烧结尼龙 12 的热氧老化机理及其微观结构、性能的研究 注：本文内容应审慎参考，谢绝转载至微信以外平台。欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.EOS与惠普的批量化制造技术之争：LaserProFusion与MJF 2.惠普多射流熔融技术与激光烧结技术谁优谁劣，该如何选择 3.惠普：粘结剂喷射技术用于 TPU 3D打印与SLS对比 4.HP与Stratasys : 全彩3D打印 , 谁更具优势

在日趋成熟的3D打印行业中，材料开发和认证正在不断取得进步，市场规模持续稳定增长。AMFG发布的《2020年增材制造前景报告》指出，预计今年增材制造材料市场规模将突破20亿美元大关，聚合物和金属领域都将实现强劲增长；工业增材制造设备和材料综合数据信息提供平台Senvol Database 在2020年提供的材料信息数量达到了2245种，相比去年的1700种增长了约30％。 在应用方面，聚合物仍然是领先的3D打印材料，占整个市场的82%。全球知名的3D打印服务商Sculpteo的年度3D打印状况报告也有类似的信息披露，超过80%的受访公司使用聚合物3D打印材料。 Wohlers 2020采纳Senvol Database的数据指出，截至2020年预计有1095种不同类型的聚合物材料可用于3D打印，其中45%为光敏树脂，基于挤出工艺的材料数量占比38%。 2017-2020年3D打印材料种类数量变化 金属3D打印材料市场发展也非常迅猛，据估计2019年金属粉末的消费量已达到5.2亿美元，其中最大的用户群体是3D打印服务商。基于金属粉末床熔融技术的材料种类最为多样化，目前有不少于800种的粉末种类和牌号。其中，钢、镍和钛基合金是最常用的金属3D打印材料，铝合金的使用量也在不断增长。 传统制造领域对金属3D打印的需求在持续增长，40%的公司希望将标准合金用于其3D打印应用，31%的用户则选择使用高性能合金。对于高性能聚合物和标准塑料的使用要求则略低，这两组数字分别是35%和17%。 材料成本和种类仍然是3D打印应用进一步发展的主要限制因素。安永的调查数据显示，所有被调研企业中有90%认为高昂的材料成本阻碍了采用3D打印或进一步扩大使用范围。尽管近年材料价格已经有所下降，但3D打印材料的价格仍然是传统材料价格的数倍。 采用3D打印的主要限制因素（来源：安永） 塑造3D打印材料市场的3大趋势 1. 开放的材料开发模式 索尔维全球产品与应用经理指出，“即便是竞争对手，我们也期望彼此能够在整个价值链上进行更多合作，如果能够融入EOS和Stratasys这样的非开源系统，无疑会增加3D打印材料的多样性。” 虽然这些合作取得了一些进展，但3D打印材料的开发仍比人们预期的要慢。其主要原因是当前非常多的3D打印材料受到专利保护，3D打印机制造商往往会为自己的设备开发专用材料，这限制了客户使用第三方材料的机会；另一方面，这种操作不利于材料的多样性开发。 专利保护通常会造成材料价格高昂和新材料创新速度的减慢。克服这些限制的一个解决方案是开放其材料体系，这种模式能够鼓励主要的材料生产商与3D打印机制造商合作开发新材料。 被供应商绑定的意愿调查（来源：Essentium） 这种方式有两个主要好处，它不仅有助于扩大最终用户的材料选择，还将加快材料的开发进程。事实上，99%的制造业高管认为，开放的生态系统对于大规模推进3D打印非常重要（Trends in 3D Printing at Scale，Essentium，2020）。 目前看来，3D打印设备商也正逐渐接受开放材料的模式，惠普、Ultimaker、Origin、Essentium和Prodways等便是业内典型的例子。在未来几年内，预计会有越来越多的公司采用这一战略，从而推动3D打印材料市场更具活力。 2. 全球材料公司正在进入市场 在见证了3D打印行业的快速增长之后，许多大型化学公司和金属粉末生产商已经进入3D打印市场，材料公司在增材制造价值链中的地位越来越高。2020年3D打印材料市场将继续深度整合，一些大公司将在战略上收购一些3D打印企业，特别是服务提供商（案例：巴斯夫收购Advanc3DMaterials和Sculpteo，前者为3D打印材料公司，后者则为知名的3D打印服务商），而另一些公司则将重组部门以进推动增材制造业务的发展。 较为知名的3D打印材料提供商（来源：AMFG） 赢创、3M、igus和山特维克等传统材料制造公司正在推出越来越多的3D打印材料，这为OEM创造了机会，后者将帮助他们实现新材料的稳定生产。随着新材料的不断开发和对新材料生产设备的投资，许多合作伙伴关系不断涌现，这些合作将为材料生产公司开拓新的市场并扩大其材料的覆盖范围。 3. 对高性能聚合物的需求不断增长 虽然PLA、ABS等普通材料仍然占据聚合物市场的主要地位，但终端用户对能够承受恶劣环境和耐高温、高强度的功能性材料的需求越来越多。实际上，35％的公司对3D打印高性能聚合物有迫切的需求。 为了响应这一趋势，许多先进材料的化学公司如威格斯、索尔维和赢创等开发了多种高性能热塑性塑料，如PEI、PEEK和PEKK以及复合材料等。 2017-2020年高聚物3D打印材料种类数量变化 高性能热塑性塑料的开发对于工业3D打印技术的发展至关重要。它们将加快该技术在医疗和航空航天等关键行业中从打印原型到实现高级应用的过渡。 END Wohlers Report 2020指出，全球增材制造材料市场规模在2019年已达19亿美元，而未来五年这一市场有望突破45亿美元。在这一巨大市场增长的驱使下，材料供应商尤其是巨型化学公司和金属材料生产商，越来越多地参与该行业，除了开发新材料外，它们还为3D打印技术的产业化做出了巨大贡献。而促进技术更加广泛的使用和进步，则需要多方位的通力合作，为材料的多样性做出努力。 本期上传：1.安永2019全球3D打印报告2.ESSENTIUM增材制造规模化生产利益相关者调查欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.2019年3D打印材料市场的演变：趋势和机遇（聚合物篇） 2.2019年3D打印材料市场的演变：趋势和机遇（陶瓷金属篇） 3.材料、速度及后处理给增材制造生产带来的挑战 4.民航领域可用3D打印材料、工艺和案例，及民航专家的适航认证启示

2019年，美机械工程师协会电子制冷委员会（ASME K-16）和电气与电子工程师协会（IEEE）组织了一项大学生散热器设计挑战赛，获得通用电气的支持和赞助。排名前六的团队最终采用GE Concept Laser M2打印机来验证设计，由铝合金制造的散热器在受控条件下进行测试，以查看实际性能是否与仿真相当。 这一设计挑战赛使工科学生团队在考虑理论热源和实际尺寸的情况下设计可3D打印的散热器，旨在提高高性能电子设备的散热能力。比赛的评判标准为实际的散热效果、总制造成本以及生产所需要的原材料质量。 此前，3D打印技术参考曾对排名前列的设计进行过详细介绍。最终，来自普渡大学的设计性能好于预期，成本也低于最初预期，甚至最大限度地减少了材料的使用量，获得最终冠军。 普渡大学散热器结构 普渡大学团队的设计灵感来自于鲨鱼皮，它具有非常独特的表面纹理，其表面数以百万计的细小穗状突起（称为细齿）在减少阻力方面都发挥了作用，因此鲨鱼的游泳阻力很小。鉴于流体动力学定律适用于液体和气体，普渡大学的工程师在其散热器翅片上增加了类似细齿的形状，可以达到减少压力差（压降）和促进空气混合的效果。 工程师们还在散热器的正面和背面增加了涡流发生器。这些“旋流器”在设计主体中有意产生湍流，从而使空气之间的热传递最大化。最后，为了排出散热器中的热空气，设计人员在两个涡流发生器之间安装了“呼吸器”，它类似于人类肺中的气囊，能够从周围环境吸收冷空气，并通过穿孔的斜面将热空气排出。 普渡大学设计的散热器工作原理 在整体形状和材料分布方面，设计团队通过拓扑优化确定了散热器的设计尺寸和最佳的材料分布。散热器的一侧为平缓倾斜的“L”形，另一侧为凸出的“d”形，这使得气流回流并再循环，从而在散热器上停留更多时间。 该团队冷却技术研究中心的博士生Serdar Ozguc表示：“当今电子组件面临巨大的散热挑战，计算机和电话的尺寸越来越小，但消耗的电能越来越多。这些CPU产生的热量会影响性能，安全有效地散发才能保证产品的正常运行。拓扑优化的结果往往非常复杂而令人震惊，传统方法难以制造，而采用增材制造则可以轻松实现。” 一些先进的3D打印散热器结构 事实上，金属3D打印技术确实为散热器的设计优化和制造带来了更高自由度，3D打印用于散热器或热交换器的制造满足了产品趋向紧凑型、高效性、模块化、多材料的发展趋势，特别适合于异形、结构一体化、薄壁、薄型翅片、微通道、十分复杂形状、点阵结构的加工，3D打印具有传统制造技术不具备的优势。 目前，从汽车、航空航天、能源到电子行业等都在尝试使用3D打印技术来提高热交换效率，而可用于散热器制造的3D打印材料主要有不锈钢、铝和铜。不过，该领域的关注焦点更多是先进结构的设计，这将是提高散热效率和体现3D打印技术优势的重点。 注：更多设计作品可查看延伸阅读。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博交流和资料下载群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.由GE赞助的增材制造设计挑战赛有哪些先进结构 2.GE9X发动机：多材料金属3D打印航空应用的集大成者 3.GE喷嘴真相：3D打印制造的仅是喷嘴头，但效益空前巨大 4.HRL使用高强7A77铝合金探索先进设计和创新应用

上周，3D打印龙头企业3D Systems和Stratasys纷纷发布2020年第二季度和上半年财务业绩。由于受到新冠疫情的持续影响，两家企业营收出现大规模下滑，均计划裁员并减少研发投入。 3D Systems Q2收入同期下降28.7％，计划裁员20% 3D Systems第二季度净收入为1.121亿美元，比2019年第二季度报告的1.573亿美元减少了28％。在2020年上半年，该公司的总收入为2.468亿美元，与2019年上半年的3.093亿美元相比下降了20％。 3D Systems收入来源于两方面：产品和服务。其中，产品包括3D打印机、软件和材料，二季度产生了6140万美元的收入；服务包括公司的医疗保健解决方案以及一般按需制造项目，二季度共收入5050万美元。整个2020年上半年，3D Systems的产品部分营收1.403亿美元，相比去年上半年的1.861亿美元，减少了24％；服务部分也从2019年上半年的1.231亿美元减少至1.064亿美元，下降了13.5％。 3D Systems二季度及上半年应收 在此情况下，3D Systems已经开始减少其运营费用，以应对病毒持续流行引起的需求下降。该公司的总运营成本从2019年第二季度的9240万美元下降到2020年第二季度的6900万美元，其中研发费用下降18.3%至1700万美元。下一步，3D Systems将进行重组，以专注于其医疗保健和垂直行业，与公司新战略不符的业务部门可能会被剥离。该公司希望将其运营成本降低1亿美元，作为重组计划的一部分，3D Systems将裁员20％，希望明年实现盈利。 3D Systems通过重组以期在未来18个月内节省1亿美元 季报发布之后，3D Systems股价下跌11％，从7.06美元跌至6.12美元的低点。该公司临时宣布了一项股票发行计划，价值约1.5亿美元。同时，3D Systems打算将销售所得款项用于偿还其长期债务。 Stratasys Q2营收减少28%，但同时完成了几笔大合同 Stratasys在今年6月宣布，为减少疫情的影响，将在全球范围内裁员10%以“精简”业务，即便必须支付约600万美元的遣散费，但此举以及其他降低成本的政策预计将为公司每年节省约3000万美元的运营费用。 Stratasys二季度收入为1.176亿美元，相比去年同期1.632亿美元营收减少28%。2020年上半年，该公司整体收入为2.505亿美元，与2019年上半年的3.185亿美元相比下降了21%。 Stratasys二季度及上半年应收 Stratasys的收入也来源于产品和服务。产品部门包括3D打印机和材料，占其收入的大部分，二季度收入7380万美元，相比去年同期1.103亿美元下降了33％；整个上半年产品部门总收入为1.57亿美元，相比去年同期2.15亿美元下降了26％。Stratasys的服务部门是指按需制造和咨询产品，二季度收入4,370万美元，相比去年同期的5280万美元下降了17％；整个上半年，Stratasys服务收入从2019年上半年的3.184亿美元下降至2.505亿美元。 虽如此，Stratasys对业务和行业的发展方向仍然保持乐观，二季度该公司完成了几笔大合同。意大利包装机械制造商Marchesini Group SpA安装了10台Stratasys FDM 3D打印机以及两台PolyJet多材料3D打印机；航空航天公司BAE Systems也将Stratasys纳入了其“未来工厂”计划的一部分，从而增加了F900打印机的产品组合。此外，通用汽车在本月新增17台Stratasys FDM打印机。 通用汽车投追加17台STRATASYS 3D打印机 END 由于美国疫情持续流行，客户对新设备和生产制造的需求大为降低，收入的减少无法避免，降低成本不得不成为3D打印企业业务发展的重点。但不得不说，瘦死的骆驼比马大，两家公司的营收仍然是目前国内公司所无法企及的。除3D Systems和Stratasys外，HP的营收也受到极大影响。 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博交流和资料下载群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.从数据看全球领先的3D打印公司的研发概况 2.零件质量、标准、设计及数据处理能力如何影响3D打印落地应用 3.主流汽车制造商正在如何使用增材制造技术 4.点播：Materialise如何运用增材思维优化设计