3D打印落地应用，是一个综合性的大问题，我们没有办法在一篇文章中探讨太多。在此前的文章中，我们已经探讨了材料、打印速度以及后处理给增材制造带来的挑战，本期，我们将从零件质量、标准、设计及数据处理能力三个方面继续探讨3D打印大规模落地应用面临的问题，以及解决当前问题取得的进展。 过程监控技术可以解决部件质量追溯问题Velo3D技术合作副总裁表示，3D打印零件的性能一致性是该技术面临的一个重要问题。 传统的数控加工、注塑或铸造已经非常成熟，3D打印为零件制造提供了一种新方法，但这项技术存在传统制造所没有的新缺陷，零件质量会因制造批次不同而存在差异。对于金属3D打印来说，零件内部的粉末夹杂、微裂纹和未熔合缺陷，使制造的不稳定性尤其突出。 零件质量变化的关键来源之一是材料问题。对于一些至关重要的应用，如飞机部件或医疗设备等，对零件的性能和精度有很高的要求，材料也必须100%不受污染。然而因存储或处理不当或原料质量问题而产生的杂质会影响零件的最终性能，还有可能导致打印失败。确保材料质量需要标准化的测试方法和工具，目前业内还没有统一和普遍认可的标准。为了克服这些问题，3D打印的从业者以及一些高校实验室，正在努力开发相关标准。 过程监控技术可以解决部件质量追溯问题（点击阅读） 影响零件质量变化的另一个挑战在于3D打印设备缺乏先进的过程控制能力。为了尽量减少零件质量的不稳定，3D打印机需要从开环控制转换为闭环控制，从而在打印过程中发现问题并自动调整系统以解决问题。闭环控制可以通过在3D打印机中嵌入传感器和摄像头来实现，而且用户可以实时监控制造过程。闭环以及实时反馈系统可保持对制造过程的控制，可制造出具有一致几何形状、表面光洁度和材料性能的零件。 不过，通过闭环系统实现对质量的控制，仍然是一项相对较新且有难度的技术，绝大多数的厂商目前仍只能实现监控而无法实现自适应反馈。截至2019年，这种智能型的3D打印机也只有很少的厂商可以真正实现。 标准，已得到重视，正在完善如果业内拥有明确且被普遍理解和接受的标准，那么对所有的行业从业者都大有好处。有了标准，企业就可以把相同的产品进行横向对比，做出更加科学的决策。 在制造业中，标准至关重要，它们概述了交付优质产品必须满足的数据要求。原材料、打印机，设备操作员和工程师，供应商以及制造过程本身都需要标准以及根据这些标准进行资格认证，这些是制造出复合质量要求零件的保证。 SAE规划了最早的增材制造标准 尽管3D打印已经发展了30多年，但制造业直到最近几年才开始将其视为一种生产方法，3D打印行业才刚刚开始制定与生产相关的和整个行业的标准。欧瑞康增材制造首席工程师Matthew Donovan介绍，3D打印可以一种新的方式制造零件，这确实伟大，但如果无法证明零件的质量，那么则会引起质疑。标准能够使行业玩家跨领域生产和销售零件，并最终得以应用。 截至目前，缺乏3D打印标准仍然是阻碍该技术被广泛采用的主要瓶颈之一。但是，在这方面已经有了很多发展，一些标准开发组织如ISO和ASTM，已经建立了致力于增材制造的标准开发委员会。截至2018年，这两个组织已经批准了28个标准，未来几年还将发布更多。 ASTM / ISO增材制造标准框架（点击阅读） 行业合作关系也极大地促进了标准的制定。欧瑞康和波音之间的合作促进了增材制造在航空航天和国防领域使用，并实现了钛合金粉末3D打印材料和工艺的标准化。2019年，ASTM与奥本大学、NASA、EWI以及英国制造技术中心（MTC）合作建立了卓越增材制造中心（AM CoE），致力于搭建研发和标准化之间的桥梁，填补关键行业的标准空白。2019年9月，ASTM宣布了第二轮融资旨在支持AM CoE的标准化项目，解决快速增长的增材制造行业技术标准化的需求。尽管标准制定是一个耗时的过程，但最终会帮助制造商更快、更轻松地开发和使用3D打印工艺。 设计和数据处理，化繁为简能够提高效率设计和数据处理能力也是行业发展面临的问题，一直以来，业内企业多将重点放在开发出效率更高的设备，对于智能化的软件解决方案则重视不足。 3D打印并不像媒体宣传的那样按一下按钮就可以制造物体，工业3D打印更需要大量的设计以及数据准备工作。由于长期以来，计算机辅助设计和计算机辅助工程软件在很大程度上不能满足3D打印的要求，使得设计过程变得复杂。例如，传统的CAD软件在设计梯度材料、晶格结构或可控孔隙率结构方面存在困难。此外，3D打印设计流程涉及多个步骤，而且需要使用更多其他软件，这通常使设计陷入困境。 3D打印涉及到的软件 Autodesk制造生产行业战略和业务发展总监介绍，3D打印的零件设计和数据处理过程通常需要在多个软件间流转，用户需要使用CAD工具完成设计并将零件转换为STL格式，然后将其导入数据处理软件中，经处理后才导入设备。实际上在这个过程中可能要评估打印的安全性、结构和质量优化空间，支撑添加以及模拟分析，这些步骤需要前后交叉、反复进行，且会使用到不同的软件及多种文件格式，整个工作流程可以说非常繁复而且相互脱节。 设计和数据处理过程可以说耗时且容易出错，往往需要一个团队去分别完成各项工作。业界也正在试图以多种方式减少模型的准备工作，一些设计软件公司如Autodesk 、PTC和DassaultSystèmes正在将特定的3D打印功能融合到传统的CAD程序中。PTC宣布推出的Creo 3D计算机辅助设计平台，引入了实时仿真新功能，扩展增强现实和增材制造设计功能，以及众多关键生产增强功能，可使工程师们在一个环境内，充分利用创新设计和制造能力。 3Dxpert从设计到制造提供完整流程解决方案 一些3D打印机制造商也开发了自己的软件解决方案来简化模型准备工作。Stratasys以及3D Systems分别开发了为减少多次数据传输和转换的GrabCAD和3Dxpert软件。 目前虽然在增材制造设计和数据处理方面取得了一些进步，但仍有发展空间。为设计人员提供在CAD环境中修改3D模型的能力，并在不需要繁琐的数据转换的情况下快速迭代这些模型，这将成为降低增材制造使用门槛和提高效率的关键。 END 本期，我们从3D打印零件的质量、标准以及设计和数据处理方面分析了目前3D打印技术大规模落地应用存在的问题，以及本行业为此所做的努力和取得的进展。总的来说，进展有目共睹，但要实现更好的应用，技术的发展还需要更加智能化、相关的标准更加明确化、3D打印相关操作更加简洁化。 注：本文内容来自3D打印技术参考，谢绝转载至微信以外平台。 欢迎转发 联系笔者：2396747576;技术交流和资料下载群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.材料、速度及后处理给增材制造生产带来的挑战 2.【增材制造】将标准一网打尽

长期以来，市场对于金属3D打印装备最直接也最关心的莫过于其售价，然后才是设备质量、功能等关键指标，这也间接反映出金属3D打印下游应用市场对金属3D打印行业本身还缺乏深入了解与思考。我们且不讨论产业链中存在的信息壁垒与沟通障碍问题，单就国内市场对于价格的敏感程度，结合金属3D打印装备的研发成本与供应关系，来分析未来SLM金属3D打印装备的市场价格变动与未来的变化趋势。 EOS金属打印机组成 本次讨论只集中在上供粉方式单激光SLM装备标配型号（最简单的配置）价格变动趋势分析，对于其他形式的金属3D打印装备的未来发展变化暂不做讨论。 事实上，一台金属3D打印装备的市场售价不仅仅包括装备硬件，还包括研发投入均摊、运营维护、宣传推广、采购等综合成本费用，最后外加利润空间形成最终的市场终端售价。 SLM金属3D打印装备硬件成本 要想分析并判断一台/套SLM装备的市场价格走向，首先必须了解的是整套装备的硬件组成：   （1）机械模块：桁架，外观钣金，成形缸模组，铺粉模组，收粉板块，各管路，连接件，标准件等。 （2）电气模块：PLC及电气元件，传感器或监控元件，线束等。 （3）光学模块：激光器及光纤，准直镜，扫描振镜，场镜等。 （4）循环过滤模块：风机及滤芯等。 （5）软件控制模块：工控软件，数据处理及路径规划软件。 SLM solutions金属打印机 下面我们对各模块分别分析： 1、机械模块：机械模块应该是整套装备的骨架，类似与人的骨骼架构，是决定整套装备布局与外观质量的核心模块。所以，在很多拥有成熟金属3D打印装备研发体系的机构里面，优秀的机械结构设计工程师最终都会转变为另一个核心角色，即系统设计工程师，就是对整套装备的整体布局、装配质量负责。但是令人遗憾的是，该职位似乎并没有引起国内金属3D打印装备研发企业的重视。不过，随着研发的深入及体系制度的建立、健全和完善，这一职位必不可少。初期，项目经理似乎兼任了这一角色。 我们回归到硬件分析范畴讨论装备的价格趋势。机械模块的价格主要是根据机械设计时选用的材料与技术要求而定。选材方面主要涉及到的是钢材质桁架或是铝型材桁架，技术要求主要是针对机加工供应商加工质量的一种甄别。金属3D打印装备的机加工零配件的采购并不是大批量一次性采购，而只能是小批的几件或者是几十件，有的甚至只是单件采购，因此机加工供应商不会将加工的定价下探到价格极限，这也就造成了机械模块的价格浮动性空间有限，但是机加工已经是很成熟的传统金属加工领域，价格相对不高，所以机械模块选材与机加工的价格总和控制在5-8W之间。 GF+金属3D打印系统 2、电气模块：在机械设计模块无缺陷的前提下，电气模块类似于人体各部分的器官及神经系统，对于设备稳定性运行起到非常关键的作用。电气主要的构成硬件是PLC及各伺服控制元件、各类型传感器等，彼此之间的通讯经过协议信号传递并控制伺服电机运动。不同品牌的电气元件之间的通讯在遵循通用标准的基础上又有各自的标准，因此要想设备各个电气元件之间实现无缝通讯连接，最好的方式就是全部采用统一品牌，但是这样硬件成本会增加不少，因此常用方式是各个主要电气控制元件采用相同的知名品牌。如此电气模块的硬件成本控制在15-20W。3、光学模块：装备最核心的精密模块，类似于人体的眼睛。对于一般成形尺寸（300mm左右）的装备而言，目前市场上选用的大部分是IPG 500W连续光纤激光器，价格在6-10W，外加准直和聚焦系统，总体价格控制在25W左右。SLM500 四激光、四振镜系统4、循环过滤模块：这一部分主要的价格构成无外乎是机械加工部件与风机、滤芯。机械加工部件划归到机械模块硬件成本上，风机与滤芯的整体报价与采用的循环过滤等级成正比，循环过滤等级越高，系统越复杂，则整体硬件的成本相对越高，但是也不会过于高昂，整体成本控制在3-5W之间已经不低了。5、软件模块：这部分的成本存在两个极端，一是自己有软件工程师，所有软件项目全部自己编写并装机运行，成本相对较低；另一是根据自己装备特点及工艺要求向软件制作公司外协定制，后期自己维护与升级，外协定制成本非常高，均摊到每一台设备上也是一笔不小的开支。 DMG MORI软件控制模块 6、其他辅助成本：这部分成本包括了诸多智能化与自动化等功能，例如粉末自动筛分循环系统，熔池在线监测控制系统，激光输出功率在线监测系统等智能化与自动化的辅助设施。 装备质量差异很多做金属打印或者是对金属打印了解过的人似乎走进了一个误区：组装一台金属3D打印装备很简单，找几个人就可以设计出来。这句话看似说的潇洒，实则不然。专业的机械设计工程师对于结构并不复杂的金属3D打印装备但就设计而言确实不难，但是评估与验证一台装备的实用性不是设计出来就完事的，它需要同时满足外观质量、装配质量、高效与稳定性、安全性、环保性等诸多严苛的要求，另外还要满足人性化、自动化与智能化的匹配程度。因此，一台装备从开发到上市需要经历的考验与验证流程，没有亲身经历过的人很难想象究竟会是怎么一回事儿，甚至很多国内专业3D打印机构在装备开发过程中也是云里雾里，没有一套完整的产品开发流程与产品校验规则，这也造成了国内金属3D打印装备与国外装备一直存在不小差距，从根本上还是缺乏“精益”精神。 装备差异化的具体表现除了装备本身在结构设计时采用的创新设计与附加智能化或者自动化功能外，这属于“显性差异”。最大差异就是对细节的把控程度，这个很难用肉眼观测，属于“隐性差异”。隐性差异主要源自于两方面，一是装备开发人员自身的素质及对技术的要求程度，二是企业自身的企业文化要求。隐性差异对于装备开发而言可以说是企业的核心竞争力，同样功能的装备，为什么有的品牌具备实用性而有的品牌却只是套骨架？核心就在于产品的开发流程与产品校验规则，以及两者之间存在的隐性差异。 所以未来，3D打印企业在管理上具备成熟的流程与方法后，企业内的“隐性差异”一定是其未来的核心竞争力。可喜的是，国内一些设备商已经注意到了这一问题。 未来装备市场价格走向 市场价格一定是受供求关系影响的，从金属3D打印与下游终端应用市场供求分析，目前金属3D打印市场发展趋势是装备需求依然在增长，但是需求比较强烈的是大尺寸装备（400mm以上），一般尺寸（300mm左右）装备增势变缓，说明金属3D打印装备的发展趋势倾向于大尺寸化，一般尺寸（300mm左右）装备趋近于亚饱和状态。而定制化产品的市场需求则增势明显，尤其是面向高性能的大尺寸定制化产品需求愈加强烈。 从上游供应商与金属3D打印方面分析，首先需要明确的是金属3D打印属于新兴产业，相对于传统行业而言，规模依然较小，再结合金属3D打印自身的行业特点，其面向的不是成规模大批量量产的市场需求，因此也就导致了金属3D打印装备数量的限制性，而上游供应商不会因有限数量的装备而大幅度降低供应价格。 金属3D打印工厂 目前终端应用市场的表现，我们可以得出一个大致的发展趋势：大尺寸装备（400mm以上）的市场价格依然处于高位，存在大幅下探的空间。而一般尺寸（不大于300mm）的装备，国内市场竞争激烈，甚至趋近于白热化，价格下探空间已经见底或即将触及底部，不会再有大的波动。 这里需要指出的是，目前国内的金属3D打印装备其核心配件如激光器、振镜等严重依赖国外品牌，这也导致了价格大幅下降的可能性不大。国产配件堪当大用的时候，金属3D打印装备价格还会继续走低，届时，国外品牌装备价格也会下降。 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： 1.3D打印对汽车制造的内外驱动力及当今汽车增材制造市场 2.基于粉末床激光熔融技术实现多金属混合3D打印 3.多光束下的3D打印系统（二）：激光对齐校准将严重影响大尺寸零件的打印质量 4.西空智造推出国产金属3D打印在线监控系统

近日，来自国外的市场分析人员研究了2020年国际领先的几家3D打印公司的研发支出情况。分析这些3D打印机制造商的研发水平非常重要，这将有助于了解该行业的发展速度，以及为什么有更多的公司进入到这个行业。与上一年相比，一些公司在2019年全年大幅增加了研发支出，但有些公司削减了支出。 国外公司研发投入情况分析 下面的表格列出了八家公司公开的最近三年的研发投入、雇员数量以及每位员工的平均研发费用。这些公司可以分为两类，分别是以GE和HP为代表的传统行业企业，另一类是以Stratasys和3D Systems为代表的专门从事3D打印业务的公司。 相关公司的研发投入情况 从以上数据可以得出一些结论 1.3D打印是一个致力于研发的行业，五家“纯”3D打印公司三年内的平均研发支出为1.79亿美元。 2. “纯”3D打印机制造商属于工程/设计密集型企业，他们人均每年的研发支出达到79500美元，不过这并不包括GE和HP。 3. 与2018年相比，生物3D打印公司Organovo由于财务状况导致研发投入缩水26%，但由于研发人员数量少，其人均研发支出达到22万美金，远远领先其他公司。 4.由于货币波动（欧元兑美元）的原因，雷尼绍的研发支出统计数额也出现了一些波动。两大3D打印公司Stratasys和3D Systems在2019年也减少了研发投入，但量级仍然相当庞大。 5. GE和HP并非是专门从事3D打印的公司，即便他们宣称将大部分研发支出用于3D打印。这两家公司在3D打印领域的市场份额合计为15％（惠普6％，通用电气为9％），并将继续在这个领域发展自己的影响力，该表格中这两家公司的巨大数字并能不代表行业整体水平。 此外，可以预见的是，2020年国外众多的3D打印公司由于新冠疫情的影响增加了对医疗设备和药品等特定应用的研发投入。 不过，该表仅反映了大型商用3D打印机制造商的研发投入，一些软件和材料开发商以及私营3D打印机制造商如EOS、Desktop Metal、Markforged和Carbon等，也都拥有较大的研发预算，这些资金往往来自本国和地方政府，以及汽车、消费品和军工领域的生产巨头。 国内公司研发投入情况分析 国内方面，笔者查询了铂力特和先临三维2018年的招股书和2019年年报。铂力特的报告显示，2018年其研发总投入为2561万元、研发人员116人，2019年研发投入4203万、研发人员154人，总投入增加64%，人均年研发费用增长至约27万。先临三维所涉及的3D打印业务比铂力特要复合的多，包括扫描仪、金属和非金属以及生物3D打印等，截至2019年底，其研发人员数量为252名，研发总投入超过1.28亿，较去年同期增加35.85%。 从数据上看，先临三维2019年的人均研发支出比铂力特高约88%，但由于先临三维在旗下多家企业为部分占股，且其期初研发人员数量达389人，人均年研发费用的计算方式有待商榷。另，报告同时披露了易加三维维基于激光工艺的3D打印装备开发及升级总研发支出金额为2804万，笔者从其他渠道了解到该公司研发技术人员约100人，其人均研发费用超过了铂力特。 国内公司研发投入统计（仅供参考） 国内其他专门从事3D打印业务的公司由于多未上市，研发投入方面未能查询到数据。 光韵达自2013年开始进入3D打印领域，然而该技术仅是其极小的业务板块。2019年该公司研发总投入为6660万，在其年报中可以找到多个3D打印相关的装备与应用研发项目，累计总投入未统计。 银禧科技则在2019年初宣布终止其“3D打印一体化产业互联网服务平台研发与产业创新团队”项目，公告称是由于国内3D打印市场尚未成熟，3D打印在民用领域发展较慢。但该公司在3D打印材料方面的产品研发及制造仍在持续进行，后续更将加大研发力度。2019年该公司总研发投入8609万，3D打印相关投入并未找到准确的金额。 总结 实际上多年来，相当多国际领先的3D打印企业如Stratasys、3D Systems、Voxeljet、Exone等都未能盈利，但这些企业的研发投入无不是逐年增加，因此可以看出3D打印技术被投资人看重并具有可观的未来发展前景。 与此同时，一些企业如Materialise和铂力特等正在开始盈利，这些现象都说明3D打印行业正在向着更好的方向发展。但大多数企业持续的亏损也意味着3D打印确实也有着很多问题（如批量化和自动化）需要去克服和解决。试想，3D打印行业是否仍然是一个正处于研发阶段或发展初期阶段的行业呢？ 本期上传：铂力特、先临三维2019年年报；Materialise、Stratasys、3D Systems等公司近四年净利润及收益数据。 欢迎转发 联系微信：2396747576;硕博交流和资料下载群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.西门子微课：增材制造的工业化应用 2.3D打印趋势报告2020：行业亮点与市场趋势 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.从TCT看国内3D打印行业正在以何种方式发展

受疫情影响，2020年TCT亚洲展比以往来的稍晚了一些，人流量也削减了不少，展位数和面积也相对有所降低，所有的表象似乎与人们的内心期盼或多或少存在着些许差异。熟悉的面孔，熟悉的展商，只是换了个位置，继续在这个时间段发布各自的新产品、新概念。 TCT亚洲展从2015年开始到现在已经是第6个年头，展览规模也从刚开始的非金属打印或教育性质逐渐演变为成规模的工业级集设计-制造-市场一体化的一站式国际化展示平台。可以说，TCT见证了这几年中国乃至全世界3D打印快速发展的历程，由此也说明了3D打印是一个充满朝气与活力的阳光产业。不过，今天我们不去过分吹捧这个行业的发展史和它未来的发展潜力，只是带着“评判思维”的理性思考，透过现象看本质，客观地说说此次TCT展带给人们的些许思考。 01 金属打印备受瞩目 金属3D打印可以说是近两年TCT上最备受瞩目的领域，超半数以上的展商涉足金属打印，涉足形式无外乎三种核心模式：设备商（含代理商），设备+加工服务商，加工服务商。 3D打印装备是整个3D打印行业的主载体。就此而言，此次TCT展给人最直接的感受就是“大尺寸”，以往人们倚重的200-300mm尺寸范围内的装备俨然不再是人们关注的焦点，似乎在人们内心深处已经把一家厂商能够做出200-300mm尺寸范围的装备当做是家常事一般，“大尺寸”才是衡量这家企业是否具有核心能力的指标。 的确，“大尺寸”已经成为当下金属3D打印领域最时尚的产品，从刚开始的400mm，到现在的500mm、600mm、800mm，甚至是1000mm，尺寸不断刷新的背后真的完全是市场需求驱动的行为吗？笔者认为并不完全是。市场需求的放大在一定程度上驱使着设备厂商开始研发新型大尺寸装备，但是新需求诞生的新概念初期会逐渐演变成一种潮流，一种趋势，在需求体量并不大的情况下，这种风潮趋势会迫使着各个设备厂商随势而为，竞相追逐，事实上并没有经过严格的质量把控就推向市场，因此这也就造成了展会上一种非常被动的局面：装备只展示不演示。即便是有信心演示的厂商似乎也存在着或多或少不理想的情况。 金属3D打印展品（来源：EOS） 当然，一款产品并不能要求它尽善尽美后再推向市场，那样时间成本太高，对于成本非常敏感的企业来说是一种负担。因此，企业为实现产品迭代和维持运营而销售初级产品和基本的产品质量之间需要寻找到平衡点，在能够满足用户基本使用质量的情况下推向市场即是最佳的运营策略。这种方式被国内设备商大量采用，但是对于用户而言，在极高的设备成本面前应当仔细甄别。 不同于国内设备厂商的运营理念，以德国为代表的国外设备商似乎更趋向于质量的严格把控，在质量不满足使用指标的情况下，还是会以牺牲时间来消除和完善产品本身存在的缺陷。这种对待技术的严谨态度也是我们国人需要虚心学习的。 不过，面对国内各大设备商的顺势崛起，国外设备商似乎也感受到了前所未有的压力。之前只是捯饬一下展台，摆摆样件就能轻松收获客户的优势已经不再明显，如今也纷纷将装备搬到现场作为硬核宣传资料，他们的内心开始“害怕了”吗？ SLM Solutions展台 装备尺寸的大型化让大型结构件的整体成形变成了现实，不过对于新材料、新应用的催化作用究竟有多大，我们目前还不清楚。3D打印专用材料及新应用的开发与探索依然是步履艰难、成果难现。这也是人们对此次TCT易产生视觉疲劳的最直接原因。但是，增材设计思维的运用则更多的集成到了打印产品之中，也是观念与思维方式的转变，这或许足够说明3D打印的潜在价值已经逐步得到了市场的认可。 金属3D打印展品（来源：左图华曙高科，右图EOS） 可是更令人欣慰的是在细分领域，我们也看到了国内做出的努力和成果。国产数据处理软件、国产振镜以及国产在线监测智能控制系统等细分产品的研制成功，也进一步推动了装备国产化的进程。未雨绸缪，3D打印设备的国产化或许将会是下一轮竞争的新赛道，我们期盼这一天早些到来。 02 国内玩家面临巨大竞争但保持创新活力 TCT展会期间首场新发布会，Carbon即官宣“3D打印技术实现工业量产不再是传说”。作为快速3D打印领域的重要技术，Carbon的进入无疑会给本土清锋时代和塑成科技带来正面竞争。同为明星技术，Carbon已发展成为业内独角兽企业，拥有众多大牌合作企业，而国内同类技术在应用方面的影响力与Carbon相比要小的多。 Carbon新闻发布会现场 实际上除了Carbon，国内企业日后还将面临惠普及Desktop Metal在金属批量化3D打印技术方面带来的挑战。这两家公司实际上早已进入中国，HP基于MJF技术的高分子粉末3D打印技术已大规模走进中国工厂，给整个激光烧结领域带来了一场冲击；而DM在去年TCT展会期间就展示了其桌面金属3D打印技术。相对应的，国内在类似技术领域的武汉易制和升华三维等企业，其实力与国外品牌相比也存在竞争压力。 不过，即便有差距，本土企业也一直保持着高效的创新能力。以高性能聚合物FDM技术和Polyjet树脂喷射技术为代表Stratasys公司，不知会否感到压力。近年来，国内远铸智能、一迈智能等企业的高性能聚合物材料和打印机已经远销海外；而赛纳三维也已推出了多款体素级的全彩色树脂3D打印机。 赛纳三维3D打印全彩色产品 总的来说，国内在多种同类技术领域已经取得了非常大的进步，但与国外明星企业相比，仍旧需要更多的发展时间和空间，已足以形成正面竞争。 03 消费级3D打印开始追求精致主题 不同于金属打印，非金属打印的发展可以说是消费级和工业级趋于并行架势。消费级设备商不再是单纯追求数量上的优势，开始更多的注重工业设计、用户体验、产品质量和使用成本等，这是时间积累换来的结果，也是市场催生导致的思维升级。“精致”是消费级追求的永恒主题。 面对个人消费终端，基数如此庞大的客户群，消费级产品或许更加注重的应该是商业模式的创新应用。本次TCT上我们也非常欣喜的看到了这一转变，线上直播与淘宝云展的大胆尝试就是新商业模式最直接的探索尝试。互联网作为一项赋能工具，3D打印O2O模式（Online To Offline）的探索带给个人消费端最直接的触及体验，这也让进驻到TCT淘宝云展平台的厂商，得到了产品的不间断曝光。在之前，我们说过：流量产生价值，创造利润。3D打印O2O模式的淘宝云展优化了供应链，也将会真正发挥3D打印个性化定制的技术特点，实现个人消费端与工厂端直接互联，充分发挥出大众创新设计的潜力，实现个人消费级设备商的最大价值，这才是3D打印真正发挥的社会价值。最后在应用方面，本届展会邀请了来自汽车、医疗和航空航天三大行业的应用专家，就增材制造技术的应用发展和实际应用中存在的挑战进行了分享。从中可以看出，3D打印正在以更快的速度应用到设计和生产一线，且在应用广度和应用深度上有了质的提升。与此同时，3D打印的实际应用仍然存在非常多的问题，包括标准、材料、工艺、后处理等，需要研究机构与应用端的共同努力，从基础研究上推动增材制造技术的发展。注：本内容由Myron原创，3D打印技术参考稍作补充。欢迎转发 联系微信：2396747576;硕博交流和资料下载群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.西门子微课：增材制造的工业化应用 2.最新研究：生物3D打印的人类心脏实现泵血功能！ 3.3D打印趋势报告2020：行业亮点与市场趋势 4.华西医院5年完成200多例3D打印植入手术，揭示行业发展痛点

我们在此前的文章中曾经介绍，3D打印虽然能够节省材料，但它同样会造成大量的材料浪费。以SLM技术为例，这些材料浪费主要来源于支撑结构、废件、被循环系统带走的金属粉末以及粉末筛分过程产生的损失。而如果要采用金属3D打印技术直接制造火箭，其产生的材料浪费无疑会相当可观，而且，能否使用多次循环的粉末用于火箭关键部件制造，目前来说也没有明确的结论。 削减成本，一直是火箭发射市场关注的焦点。美航空航天增材制造企业Relativity Space的目标是通过3D打印来制造整枚火箭，该公司拥有自己的3D打印工厂，并开发有大型金属3D打印机，能够在数周内完成火箭制造。然而面对经济性和3D打印造成的材料浪费，该公司也在寻求实现材料循环经济。 Relativity Space 3D打印的Aeon1发动机，约由100个零件组成 3D打印材料的可回收性和再利用性是企业降低成本、实现可持续发展的重要因素。对于金属3D打印来说，粉末材料的价格往往非常高昂，材料的浪费难以被忽视。 在这种背景下，粉末制造商6K的工艺可谓极具吸引力。该公司使用一种被称为微波等离子体的制粉工艺（UniMelt），采用CNC铣削和磨削废料以及3D打印支撑结构、不合格的零件为原料来生产粉末，并能够将多次循环使用的粉末优化为合格产品。其制粉效率也远超气雾化法，这为增材制造应用端提供了一种新的方式来管理项目成本和控制供应链，同时还可以促进增材制造向循环经济发展。 6K促进增材制造向循环经济发展 日前，Relativity Space宣布与6K建立战略合作，共同开发经济、可持续的材料用于火箭3D打印。该合作将建立闭环供应链，届时，Relativity生产过程中产生的废料将通过6K转化为优质粉末，并重新部署到Relativity工厂。两家公司还将共同开发用于火箭制造和太空应用的新材料。 在上个月，6K公司实现了首批两套金属粉末生产系统落地运行，其每年可生产100吨粉末。这两套系统专门用于生产航空航天领域所使用的镍基和钛合金粉末。通过利用6K的周期性粉末循环生产技术，Relativity Space能够有效地重复利用粉末废料来生产3D打印零件，从而改善自身的可持续性实践。该公司已于今年2月引入了更大的金属3D打印设备，用以生产Terran 1火箭。 6K使用Onyx In718打印的火箭喷嘴 为创建可持续的3D打印粉末闭环供应链，两家公司制定了从概念验证到零件打印结束的三阶段发展规划。该规划将证明使用6K的UniMelt工艺能够将Relativity的金属废料转化为优质的3D打印粉末，同时确保粉末符合Relativity（和航天工业）的生产标准。从长远来看，使用6K的技术将使Relativity Space实现对金属粉末供应链的把控。 6K和Relativity Space都将此次合作视为将航天工业和增材制造技术推向更可持续发展未来的重要探索。6K独特的工艺可以减少甚至消除材料浪费，并制造出高质量粉末，这对于整个增材制造行业来说，将是真正的循环经济。 往期上传内容：6K公司工艺与产品详解PDF；粉体特性及杂质对打印质量的影响；粉末循环使用的寿命问题、航天用高品质粉末、材料形态对制件性能的影响等 欢迎转发 联系微信：2396747576;硕博交流和资料下载群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.从SLM低产出率，看支撑结构和废件的使用潜力 2.金属3D打印工艺链对TC4粉末性能的影响 3.粉末可回收性因素对金属增材制造的影响 4.激光粉末床熔融技术的安全性：危害和行动建议

增材制造技术与其他数字化生产技术一起被誉为推动第三次工业革命的重要力量，它将数字技术、工厂的可重复性和工匠的设计自由结合在一起，解放了设计师的创造能力，彻底改变了传统的生产和制作模式。 随着工业4.0发展浪潮的不断前进，3D打印技术已被运用于消费电子、工业器械、汽车、航空、医疗、建筑、科研等诸多领域，并逐步向个人和家庭应用不断延伸。 接下来，我们通过3D打印巨头Stratasys革命性的技术创新，来了解高端3D打印给设计和制造带来了哪些改变。 设计-包装 得益于3D打印对制作过程的优化，它为产品设计和包装行业提供了革命性的创新和节能突破。 从手机包装到智能音箱，从耳机到香水瓶，Stratasys以全彩PolyJet技术逼真还原不同表面的质感和精致的细节。 •零件名称：耳机包装 •使用机型：J7/J8/J5 系列 •材料使用：模型重量 860g 支撑材料 657g •打印时长：耗时 42 小时 37 分钟 设计-手办 设计师借助3D打印可以轻松制作动画场景、人物形象等，无需额外的手工打磨。 对手办制作公司而言，将传统产品进行科技化升级，可极大降低开发周期和制作成本。 •零件名称：Stratasys 大家庭 •使用机型：J850 •材料使用：模型重量 1,117g支撑材料 813g •打印时长：耗时 17 小时 26 分钟 医学模型 在医疗领域，3D打印同样能为人类做出巨大贡献。 无论是手术方案模型的预演，还是医疗器械原型的制作，3D打印技术都为医学诊疗提供了更充分的准备时间和更高的临床效率。同时，在医疗教育与培训领域，它也同样大放异彩。 •零件名称：联合成像的体素大脑 •使用机型：J7/J8/J5 系列 •材料使用：模型重量 1024g 支撑材料 312g •打印时长：耗时 13 小时 37 分钟 工程设计 与传统开发流程相比，因为有了3D打印的加入，只需花很少的时间就能将创意从设计工作室搬到生产车间。 各种工具、夹具、治具和可用零件的原型制作、测试及生产都可以较快速度和较高效率完成，常见的多运用于汽车行业。 •样件名称：Nylon12CF 踏板车 •使用机型：Fortus 900 制造生产 想要解决大规模生产难题，避免昂贵且耗时的加工和生产是关键所在。 利用 3D 打印，可实现更快的迭代、决策制定和对市场变化的反应。很多航天航空的专业治具和可飞行零件如今都能通过3D打印技术加速从创意投入生产的全过程。 •样件名称：BMW MINI 侧窗 •使用机型：J8/J7/J5系列 •材料使用：模型重量 71g 支撑材料 68g •打印时长：耗时 1 小时 56 分钟 在7月8-10日TCT亚洲3D打印展期间，Stratasys将携带以上展品与观众见面。同时，两款适合办公环境的3D打印机—J55 全彩3D打印机和F370 工业级打印机也将予以展示。 J55…

设计灵活、节省材料、适于小批量生产，这些因素仅仅是一些公司采用增材制造的部分原因。但是要在生产中充分使用该技术，仍然需要解决一些问题。 本期，我们从材料、生产速度以及后处理三个方面，分析3D打印在实际生产过程中面临的紧迫挑战。 01 材料标准和性能不一致 从理论上讲，无论是机械、生物还是电子，3D打印都能够生产高度复杂和功能性的零件。但要做到这一点，就要有足够的材料选择。 材料的可用性是3D打印行业的一个重要挑战，与传统制造数十年的材料开发历史相比，3D打印材料的开发才刚刚开始。在行业发展的最初几年，工业3D打印发展的重点是原型制作，对材料性能的重视本身就很少。但随着将该技术开始转化为生产解决方案，材料开发过程大大加快。 高性能3D打印聚合物和复合材料在近几年发展相当迅速，一些大型化学公司和专业的3D打印制造商，已经开发出了与金属相当强度的碳纤维增强聚合物以及阻燃复合材料等新材料。金属材料的开发则需要更长的时间，但进展也是有目共睹的。 相比过去，3D打印材料的种类已经丰富了很多 3D打印材料的种类确实是得到了飞速发展，但不得不面临的一个现实问题是材料性能的不一致与不稳定性，基本上每个厂家都会有一个材料标准。目前，业内缺乏一个可靠的、统一的材料数据库，可以给出经验证的打印参数和机械性能，而不是每家一组不同的数据。 实现一致且可重复的3D打印过程非常有挑战性，这是很多传统制造商不愿意使用这项技术的重要原因。开发3D打印材料数据库已经成为行业发展不得不面临的现实问题，目前ISO和ASTM等一些标准制定机构已经发布了关于镍、钛和不锈钢等金属粉末的规范。 使用Stratasys的ULTEM 9085 3D打印的飞机零件 其他机构则建立了增材制造材料和工艺信息数据库，如America Makes与Stratasys以及美国国家航空研究所合作，于今年早些时候发布了基于FDM的ULTEM™9085 I型材料特性数据库，该数据库将有助于进一步将经认证的聚合物材料用于飞机内饰件。 总之，材料标准的确立，将是满足制造商对3D打印性能和可靠性期望的关键。 02 生产速度慢 当前，即便是工业3D打印机，在速度和效率方面也普遍落后于传统机械设备，这对于汽车和消费品等需要大规模批量生产推动的行业非常不利。在这些行业中，产品需要在尽可能短的时间内制造和交付，才能保持生产效率。 福特公司增材制造技术负责人提到，汽车行业的生产规模与航空航天和医疗有很大不同，前者必须研究如何能够在几分钟甚至几秒钟内完成零件生产，采取任何必要的措施来提高生产速度对于汽车行业来说至关重要。 汽车行业增材制造市场鬼规模预测 实际上，目前大多数瞄准生产应用的3D打印机制造商都在寻找提高3D打印速度的方法。有些公司开发了模块化系统来提高生产量，有的则致力于对现有技术进行不断革新。在此，我们举两个例子进行说明。 SLS技术领域通常采用增加激光器数量的方式来提高生产速度，但德国EOS推出的Laser ProFusion技术对整个光源模块进行了系统性开发。通过改造，新设备配备了多达100万个二极管激光器，可实现多点同时烧结，可大大加快打印时间。EOS高分子系统与材料业务高级副总裁表示，传统注塑成型技术持续面临的挑战是模具制造占据了相当一部分的成本，并且只有当生产规模达到几千个或更多时才具有经济可行性。但LaserProFusion技术无需开模即可制造简单和复杂的零件，且生产效率非常高，每台机器的年产量超过10万件，每个零部件的成本也非常可观。 EOS LaserProFusion技术将配备多达一百万个二极管激光器实现更快打印 在传统的金属SLM技术方面也有一些显著的发展。澳大利亚Aurora labs推出的多层并行打印（MCP™) 技术可以实现一次铺粉、同一位置打印多层以及在同一时间、不同位置实现不同层厚同时打印的效果。 多层并行打印技术 该技术的推出打破了传统SLM技术只有通过增加激光器数量来提高速度的改良极限，可以实现金属打印速度的极大飞跃。在2018年的Formnext展会上，该公司已经可以同时打印30层，而日前公布的数据显示，该公司的PMP1 3D打印机的打印速度可以达到350公斤/天，与去年报告的速度相比提高了2000%。 提高生产速度并非易事，这需要大量的技术创新。截至2019年，EOS和Aurora Labs的技术仍处于开发阶段，但至少让我们看到了技术发展的前景。 03 后处理效率低 采用3D打印制造的零件，几乎无一例外都需要某种类型的后处理，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。 对于金属3D打印技术来说，需要非常多的后处理步骤来确保质量，如粉末清除、去应力退火、线切割、支撑去除，CNC和其他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。 空客仿生隔断结构手动清粉 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。 自动化的解决方案可以通过一致的后打印功能提高生产效率，不过目前也只有少数的集中特定的方案帮助实现自动化后处理，如DyeMansion公司的自动清洁系统、AMT公司的表面平滑解决方案以及PostProcess Technologies的支撑去除和表面处理系统。然而，不可否认，这些系统主要是为聚合物3D打印的零件而设计。 DyeMansion自动清洁系统 在金属3D打印方面，仍然采用传统制造的后处理技术。为了使这些技术进一步自动化，一些公司也开始实施机器人解决方案，可以帮助更换材料并进行零件处理。去年EOS和Digital Metal都推出了全自动生产的概念，其采用机器人进行大多数的操作过程，如安装打印基板、清粉取件以及后处理等等，目标是取代是所有手工工作，以促进连续和规模化的生产。 尽管这种发展令人鼓舞，但该领域的创新步伐还是比较缓慢。未来，先进的后处理解决方案的数量肯定会增加，从而适应不断增长的增材制造产业的发展。 04 结语 本文从生产速度、材料以及后处理方面揭示了当前增材制造行业取得的成果和存在的问题，基本算是行业整体的现状。这些因素的存在限制了增材制造技术的发展速度，但从一系列新诞生的技术和标准来看，这些挑战正在慢慢得到克服，而挑战，就是机会。 注：本文内容来自“3D打印技术参考”，谢绝转载至微信以外平台。欢迎转发 联系微信：2396747576;硕博交流和资料下载群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.SLS的演变：新技术、新材料和新应用 2.利用高性能复合材料和金属3D打印解决更多制造挑战

从每年的行业分析报告可以了解到，增材制造市场在近几年经历了快速增长，这背后离不开行业从业者的积极推动。如同大多数的先进技术一样，由于市场的发展太过迅猛，行业的增长速度远快于从业人员的成长速度，这个问题导致了严重的人才缺口。 职业平台i-amdigital董事长兼创始人Nick Pearce曾表示“增材制造人才缺口的问题在未来三到五年内将持续加重。而这段时间之后，通过大学或专业院校培养的具有正规学历的毕业生以及专业机构培训的技术人员将陆续出现以帮助填补人才缺口。” 增材制造人才所需要的技能 增材制造行业到底需要怎样的人才？他们需要具备哪些技能，而且要到达怎样的程度才算优秀。i-amdigital调研了多位增材制造企业，汇总了他们共同的需求点，并发表了名为《关于未来增材制造人才技能》的报告。接下来，我们介绍其主要内容。 硬技能 熟知传统制造工艺 增材制造并不是一项孤立的技术，而是需要跟传统制造工艺相融合。对传统制造知识有广泛涉猎的专业人员能够更好地理解不同工艺、材料和技术之间的相互关系，从而有助于为增材行业带来更多的创新和技术优化。 熟知增材制造工艺 从业人员如果能熟知不同增材制造工艺的技术原理和优缺点，能够帮客户选择合适的技术，在客户面前更有专业自信，以及能及时屏蔽竞争技术。 增材制造应用知识 基于增材制造的先进应用案例已经被广泛宣传，这也造成很多业外人士误以为该技术无所不能。作为增材制造技术的从业者，需要引导客户理解技术的潜力和限制，科学管理管理客户的期望。拥有丰富的增材制造应用知识，从业人员能够更好地支持用户，让用户的想法成功落地。这有助于增材制造技术被更多的传统行业认可并采用。 面向增材制造的设计知识 为了使增材制造更有效益，从业人员应该懂得面向增材制造的设计方法。企业对具有面向增材制造设计能力的人才需求越来越大，而三维设计又是增材制造最核心的技能之一。如果行业能够引入既了解增材制造工艺，又了解传统工艺，同时又懂设计的专业人士，他们将是增材制造行业能够向前发展的强力推动因素。 销售知识 理想的增材制造从业人员还需要具备一些销售知识，使他们能够最大限度地发挥增材制造在客户中的潜力。他们需要了解增材制造的商业价值，其如何降低成本和提高生产效率，还有如何优化产品和创造新的商业模式以抢占更多的市场份额。学习销售知识能够帮助从业人员更好地说服客户或本公司为什么应该在某些流程中使用增材制造技术。如果增材制造技术没有改善成本效益，那么对于企业来说没有什么任何实用意义。 行业垂直领域的知识和经验 具有某个行业或者垂直领域(如汽车、航空、医疗等)的经验能帮助从业人员了解增材制造在传统行业中的定位。这些行业的从业者了解相关法规、材料应用、供应链和该行业的发展趋势，他们知道在哪些环节使用增材制造最合适。 跨学科知识整合的能力 将上述的知识和技能完美整合，说起来容易做起来难，根据笔者的经验，能够做到这个程度的一般需要5年以上在业内历练。想要建立一个高质量高效的增材制造生产工艺，就需要懂得如何面向增材制造设计，如何选择材料和如何打印。 将增材制造导入到传统制造行业中，需要结合设计、增材应用以及实用性分析的知识。帮助传统行业的公司分析出增材制造用于何处，如何改变既有的流程，以及如何提高生产效率和降低成本。 扩大增材制造的应用面，则需要结合应用知识和销售知识。做出动人的商业案例和展示品，向本公司管理层和客户展现增材制造技术的价值，以及利用面向增材制造设计的知识进行二次设计或者原创设计创造新的产品，开创新的商业模式。 软技能 一个理想的增材制造专业推广者不仅需要上述的硬技能，也需要很多关键的软技能来帮助他们获得成功。 复杂问题的解决能力 增材制造技术可应用在很多的行业、公司和传统的生产过程中，复杂程度相对较高，通常需要考虑很多因素来制定解决方案。因此从业人员需要具备分析和解决复杂问题的能力。 批判性思维 增材制造技术跟传统制造技术相比，在精度、材料性能和表面粗糙度等综合能力上还存在着差距。因此在传统工艺的标准下，增材制造经常被推到其能力的上限，甚至无法满足传统的标准。增材制造想要突围，批判性思维是一个关键。 从业人员需要带着这种批判性思维，大胆假设，尝试打破原有过程的循环，然后小心求证，革新和试验新技术、设计、工艺和材料。 创造力 从发现新应用，使用增材技术打印新零件，再到发明新的打印材料，都需要创造力。 人际沟通能力 为了取得增材技术发展的突破，人际沟通能力对于说服公司内部人员或客户使用增材技术是至关重要的。 积极学习 新技术和新应用每天都在涌现，如果不主动学习，就很容易被淘汰。 根据笔者的经验，像上述这种既要懂技术又要懂商务的岗位，在3D打印设备厂家或者代理商那里通常是应用工程师或者技术型的销售顾问，而在企业用户端则可能是跟3D打印相关的项目经理。 笔者本人也是一个有多年经验的应用工程师，由于这是一个偏向市场前端的技术支持岗位，所以仅专注于技术是不够的，还需要经常跟客户接触。在开始的5年内会花很多时间在工艺的学习和技术的磨练上，可是之后如果能补上一些销售技能和推广技巧则能够上升一个台阶，有利于升迁或者转型成为技术型销售顾问。 欢迎转发联系笔者：2396747576;技术交流和资料下载群：867355738；网址：延伸阅读： 1.未来3D打印会有高收入吗 2.薪资调查2019：随着市场的发展，3D打印行业的工资水平下降了？

正如我们在《国外3D打印企业在对抗病毒方面的作用强于国内》中所介绍的，病毒危机给国外3D打印企业带来了一次绝佳的表现机会，它在紧急响应物资短缺问题上的作用被有目共睹。这场危机不仅揭示了3D打印可以提供帮助，还有一些关键问题被行业从业者重新认识。 3D打印确可作为批量生产技术目前的危机已经证明，3D打印确实可以用于批量制造。 由于供应链的中断，疫情地区面临严重的医疗资源短缺，3D打印已成为紧急生产所需零件的宝贵资源。迄今为止，该技术已被用于生产护目镜、防护面罩、呼吸阀等多种医疗部件，以及多种备件、模具等工业产品。 3D打印批量制造鼻咽拭子 令人振奋的不仅是企业间的协作精神，更多的是3D打印所生产零件的规模数量。Formlabs使用250多台3D打印机每天可生产多达15万支鼻咽拭子，Carbon每周的生产规模也超过了100万支。 这些案例说明3D打印不仅适合小批量生产，使用粉末床熔融技术以及无数台打印机同时制造所体现的集群效应，可以在相对较短的时间内生产出数以千计的3D打印部件。 这是3D打印向批量制造解决方案过渡的一个重要指标，随着行业的发展，3D打印将继续证明其在更多应用中的可行性。 完全转向增材制造并不可行虽然我们对3D打印为制造业带来的机遇感到兴奋，但值得注意的是，它并不是一个能够取代所有其他制造技术的解决方案。 以医疗设备为例，目前所需的各种医疗设备不可能全部采用这项技术。有些复杂设备，需要结合传统技术和专业知识才能成功制造。此外，在某些医学应用中使用3D打印会引起对生物相容性和零件消毒能力的关注。零件消毒过程涉及高温高压，这是很多3D打印材料都无法承受的。 因此，医疗领域必须开发专门医用的3D打印材料。这也是为什么在该领域开发3D打印产品时，需要与医疗审查等部门合作的原因，目的就是确保用于生产的材料和工艺能够满足医疗用途和标准要求。 3D打印当前情势下的批量制造更多是一种权宜之计，疫情之后，各国可能会重新考虑本国的供应链体系 由于传统供应链的中断，3D打印对于一些目前难以采购的零件来说是一种合适的权宜之计。然而，这并不意味着3D打印将取代用于制造这些零件的传统技术。 不过，虽然传统工艺仍然是大批量应用的理想选择，但看到3D打印作为一种高度灵活的按需制造解决方案正在逐步攻城略地，也是足以让业内从业人员感到高兴的。 标准化和认证是采用3D打印的重大挑战3D打印行业目前面临的一个重要问题是缺乏标准，这使得最终落地应用变得极为困难，尤其是在医疗保健领域。 世界各地有如此众多的公司和3D打印从业者提供支持，仍然有许多挑战需要解决。在没有材料指南的情况下，如何为合适的产品选择合适的材料？在紧急情况下如何执行质量控制和标准操作？如何加快认证流程？ 实际上，如果真的把3D打印作为一项解决方案，这些问题只不过是冰山一角。 到目前为止，美国在国家层面做出了很多努力来应对这些挑战。美国食品药品监督管理局（FDA）和国际标准组织ASTM在病毒流行期间为医疗设备和产品的3D打印提供了免费资源；FDA、美退伍军人事务部（VA）、美国国立卫生研究院和America Makes（原名为国家增材制造创新研究所）建立了病毒响应公私合作伙伴关系，以共享知识并将医疗保健组织与3D打印服务提供商联系起来。他们还提供了名为NIH 3D Print Exchange的模型设计共享平台，这些文件均已经过临床使用审查。 NIH 3D Print Exchange模型设计共享平台 尽管这些努力令人鼓舞，但如果想将更多的3D打印产品引入重症监护病房和医院，甚至更广泛地引入其他行业，从业者就需要快速跟踪标准和认证流程的开发。 Materialise正为3D打印的连接器推进欧美监管注册流程 行业合作伙伴关系一直是增材制造的强大运作机制，标准制定也不例外。对于3D打印行业来说，目前不失为加速合作以开发必要标准的良好机会，这不仅有助于抗击病毒，还将促进该行业的发展。 将3D打印设计用于医疗产品制造，面临知识产权挑战3D打印在病毒流行期间发挥作用的同时，围绕专利法和知识产权法，产生了新的挑战。 3D打印在重要医疗产品的生产中可以发挥重要作用，但是对3D打印医疗产品感兴趣的各方可能不会意识到所涉及的各种法律风险。虽然许多3D打印产品免专利，但有些产品虽供不应求且被批量打印，但却是受到知识产权所保护的。 对于提供3D打印产品的任何企业，尤其是单纯的想贡献自己一点力量的公司，都应该注意防范法律风险，尤其是在这次危机期间。 对于专利权公司，如果在保护知识产权与提供支持之间寻求平衡，可以只提供为抵御当前危机所明确定义的产品的临时或有限使用许可证。此类许可证还应明确规定产品责任，而且危机一旦结束，就需要对非一次性产品采取措施。 如果知识产权涵盖了最终产品而没有涵盖设计文件，那么定义如何使用和共享设计的条款就至关重要。就当前情况，知识产权所有者和参与3D打印的人员都必须意识到知识产权的创建、保护和侵权的方式。 END 3D打印行业正在迅速转变，其发展将有更多的变化。当前的危机不仅展示了3D打印多么有用，更体现出，3D打印技术的运用比以往任何时候都更加现实。这也是为什么当国内3D打印企业慷慨为国外疫情贡献力量时，法律人士呼吁风险的原因所在。 从国际范围来看，3D打印重新成为了媒体关注的焦点，只不过这次已经不再是关于它的炒作。3D打印开始成为主流圈子中公认的可行制造技术，这将使更多的组织重新考虑他们对该技术的需求，从而对企业和社会产生真正的深远影响。那么，国内3D打印行业呢？ 欢迎转发联系笔者：2396747576;技术交流和资料下载群：867355738；网址：延伸阅读： 1.国外3D打印企业在对抗病毒方面的作用强于国内 2.国内对3D打印医疗器械的生产、应用有哪些严格要求和限制

增材制造在航空航天领域应用的主要驱动力在于减轻重量，运营商愿意为提高燃油经济所带来的运营成本降低付出代价。人们对增材制造的零件密度、孔隙率和晶粒结构的最初质疑正在得到克服，该技术也已经被越来越多的用于生产认证部件。 采用SLM技术打印完未经处理的零件表面效果 然而增材制造技术还存在一个尚未解决的挑战——表面光洁度。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，对表面光洁度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。 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。因此，对增材制造零件进行后处理加工是必要的，目前主要的后处理方式包括光整加工和机械加工。 经后处理的零件表面效果 光整加工方法主要是手工抛光、喷砂或数控磨削抛光。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。而喷砂和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。 对于具有高表面质量要求的航空复杂结构件（0.8μm<R a< 1.6μm，无表面松散残留物和高使役性能要求），增材制造成形后的光整加工面临巨大挑战。除上述手段外，还有自适应磨削、激光抛光、化学和电化学抛光，以及磨粒流加工等。 增材制造复杂结构件光整加工方法比较 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。国外有研究人员采用具有球状柔性磨头的自适应磨削方法对增材制造钛合金自由曲面进 行了抛光，通过粗抛和精抛去除了增材制造表面的缺陷层，最终表面粗糙度Ra达到10nm以下。 自适应磨削加工原理 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。目前激光抛光后的零件表面粗糙度Ra在2~3μm。因激光抛光设备较为昂贵，目前在实际工程中未能得到广泛应用。 激光抛光加工原理 化学和电化学抛光是靠化学试剂的化学浸蚀作用对样品表面凹凸不平区域的选择性溶解作用消除磨痕、浸蚀整平，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。采用化学抛光与电化学抛光相结合的方法对多孔结构支架抛光，抛光后的支架的表面粗糙度Ra可由抛光前的6~12μm降至0.2~1μm，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。 电解抛光的医疗植入物 磨粒流加工技术，是使用一种可流动的半固态黏弹性磨料介质，在一定压力下往复地流过被加工区域，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，以达到对这些区域加工的目的。该技术适用于具有复杂内部型腔、自由曲面以及不规则形状零件的抛光、去毛刺、倒圆角等，能加工几乎所有的金属材料。磨粒流加工技术的高加工可达性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。 增材制造复杂结构件磨粒流抛光效果 增材制造复杂结构件磨粒流抛光表面粗糙度 粉末床激光熔融技术在所有金属增材制造工艺中，能够实现最佳的表面质量，除上述光整加工手段外，对于零部件的关键位置有时还需要进行机加工处理。这两种后处理手段在模具中的应用非常广泛。 通过定向能量沉积技术制造的零件表面有很多可见的焊道，波纹宽度达到几毫米，则必须通过机械加工来达到所需要的尺寸精度和表面光洁度要求。 由定向能量沉积技术制造的零件必须经过机加才能使用 目前，零件后处理技术正在成为增材制造发展的瓶颈，传统的手工后处理技术很容易导致零件损坏或尺寸不一现象。通过对目前增材制造零件光整加工方法的对比分析可以看到，大部分研究工作还处于改善表面粗糙度层面的阶段，为了满足光整加工后零件的精度要求，增材制造复杂结构件的抛光技术应向着精准可控的方向发展。 注：增材制造复杂结构件表面光整加工，更详细的分析内容已上传 欢迎转发联系笔者：2396747576;技术交流和资料下载群：867355738；网址：延伸阅读： 1.3D打印零件如何实现更好的组装和连接 2.SLM无支撑制造的可能性和局限性 3.激光粉末床熔融技术的安全性：危害和行动建议 4.考虑极限特征约束的增材制造设计方法