当金属3D打印迈向大尺寸制造，多激光技术与之同步发展，对零件不同部分分配不同的激光器以及更好的规划扫描路径，对于大尺寸制造来说不仅影响效率也关系到零件应力分布。经历一年多的沉淀，铂力特对工艺规划软件BLT-Build Planer进行了版本升级，进一步提高软件的剖分效率、打印效率以及使用便捷性，为用户提供提效、降本的打印路径规划方案。 匹配铂力特所有机型 在早期版本中，BLT-BP主要面向双光以下的设备，新版本软件不再受设备激光器数量的限制，覆盖了铂力特面市的全部机型，软件的兼容性迈上新的台阶。 多光分割线位置可控 在升级前分割线主要根据基材进行均分，无法自由移动，有些情况下会出现零件未得到均分、激光器打印任务分配不均匀的情况。BLT-BP V2将多光之间的分割线可视化，支持自由拖动切割线的位置，满足同一材料参数包对不同结构零件的打印需求，充分发挥多光设备的高效打印优势。 更高效，剖分时间最大幅缩短 随着金属3D打印应用的广泛和深入，零件结构的复杂度也在不断上升，切片和填充过程中需要处理的数据量也会成倍增长。同时，面对金属3D打印设备大型化，多光化的趋势，路径规划软件所承载的任务也越来越重。 BLT-BP开发团队进一步提升了大数量、大尺寸、复杂结构零件的剖分效率，基本满足单光设备在5分钟内剖分完成，多光设备在30分钟内剖分完成。 增效降本，二者兼得 帮助客户进行增效降本，是BLT-BP迭代升级的核心目标。BLT-BP软件开发团队在提升零件打印效率方面精益求精，持续提升零件的打印效率。 BLT-BP在升级之后，零件制造成本下降与设备激光器数量之间几乎呈线性关系，设备激光器数量越多，节省的成本越大，越能为客户创造可观的利润价值。 参数包管理，分级加密管理可控 BLT-BP V2支持对参数包进行分级加密处理，对于集团化公司或多地工厂联动的场景，参数包需要发送给不同生产环节使用，各使用环节可以根据管理需求，在更多场景下使用分级加密功能，来对参数包进行管理。 优化功能，满足客户多种打印需求 变层厚扫描功能可以实现同一板不同零件之间变层厚打印，以及同一零件不同高度的变层厚打印，既能保证结构实体的快速制造，又能保证精细结构的表面质量，有效提升零件的打印效率。 棋盘填充模式用来降低实际打印过程中零件的残余应力。该模式下包含有24种扫描模式，用户可以根据实际使用需求来挑选合适的扫描填充模式。 全新UI，用户体验升级 BLT-BP开发团队进行了大量的用户调研后对软件的UI界面进行了全面升级，提高用户的使用便捷性。同时，BLT-BP V2还支持多任务同时进行剖分，可以灵活调整多个任务的剖分顺序、自由取消正在剖分任务及等待剖分的任务等。 面向未来，多种功能等待解锁 在未来升级的BLT-BP版本中铂力特将会开发更多的优化功能，支持难成形结构、更多新材料成形等，敬请期待。 聚焦技术，精研应用。铂力特将持续深耕，厉兵秣马，为用户提供更智能，更高效，更便捷的软件解决方案，助力客户迈进“大·生产时代”。 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.GE增材：具有增强后处理和质量控制的金属3D打印 2.国内LPBF大尺寸金属增材制造制造装备汇总 3.2022年 | 国内外20余款重量级金属3D打印新设备看点 4.盘点：2022年值得关注的3D打印新材料、新工艺和新应用突破

3D打印技术参考注意到，已将业务拓展至粘结剂喷射金属3D打印技术领域的日本理光，于近日推出了适用于该技术的6000系列铝合金(AlSiMg)。在传统制造中，6000系铝合金因具有高强度和耐腐蚀特性而被广泛使用。 然而，6000系列铝合金更容易氧化并且对杂质的耐受性更差，这使它们成为最难烧结的铝合金之一。 理光使用BJ技术3D打印的6000系列铝合金零件 2020年，日本理光发布了采用液相烧结技术成形的4000系列铝(AlSi)，使这种材料的粘结剂喷射打印成为可能。在6000系列的开发中，理光与德国弗劳恩霍夫制造技术与先进材料研究所IFAM合作，再次利用了液相烧结工艺。 理光铝合金粘结剂喷射金属3D打印烧结流程 6000系列铝合金的在烧结过程中，理光精确控制炉内气体，并使用高度可降解的粘结剂和优化的脱脂工艺。如今，这项技术的发展已经使6000系列铝合金复杂零件的粘结剂喷射打印成形成为可能。 6000系铝合金烧结性能 在粘结剂喷射工艺中，粘结剂有选择的逐层沉积在粉末床上，从而制造出生坯。生坯随后经过脱脂和烧结过程获得致密化的金属零件，而铝合金的粘结剂喷射已被证明存在困难——表面氧化物阻碍了烧结阶段的致密化。 理光6000系列铝合金BJ3D打印零件的断层扫描图像6000系铝合金零件的微观结构（来自理光） 随着理光6000系列铝合金材料的开发，材料烧结后相对密度超过97%。烧结样品的X射线计算机断层扫描显示，表面或内部均无大孔隙。同一样品的微观结构在更高的放大倍数下也表现出烧结后有足够的致密化，样品的相对密度达到97.9%。 聚焦于热应用与轻质部件制造 理光表示，对于铝合金应用来说，重要的特性包括抗拉强度和导热性，与传统工艺所注重的特性一致。据报道，在T6热处理（6000系列铝的常见热处理）之后，样品的拉伸强度约为250MPa。通过激光闪光法测量的热导率也记录为180W/mK，相当于6000系列铝铸件。 理光表示，其6000系列是热交换器和轻型结构部件以及其他应用的理想选择。该公司计划专注于与客户的合作，以及新技术的进一步开发。 理光粘结剂喷射金属3D打印的复杂结构理光粘结剂喷射金属3D打印的复杂结构理光粘结剂喷射金属3D打印的复杂结构理光公司欧洲增材制造部经理表示：“我们相信与客户的对话和共同创造极其重要，技术开发也是如此。我们的目标是通过在英国特尔福德客户体验中心开展的活动，利用这项新开发的技术，加速与技术合作伙伴和客户的合作。” 3D打印技术参考注意到，虽然Desktop Metal与Exone在2021年均宣布突破了铝合金的粘结剂喷射3D打印制造，但两年过去，目前仍未看到关于其应用的案例报道。 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;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.「理光」欲将粘结剂喷射金属3D打印用于铝合金散热器制造 2.喷墨技术专家——理光，推出粘结剂喷射金属3D打印机 3.2020-2023，粘结剂喷射金属3D打印批量制造技术迅猛发展 4.粘结剂喷射+CNC+智能分层，3DEO已发货超130万个3D打印零件

2月24日，3D打印技术参考注意到，知名3D打印服务商Norsk Titanium宣布，该公司已为半导体市场进行了首次商业零件交付。Norsk使用其获得专利的定向能量沉积平台，为知名光刻机制造巨头ASML的光刻系统开发预制件。 此次采用3D打印技术制造的零件为80公斤的Ti64近净形预成型件，它将用于半导体晶圆生产。Norsk表示，其3D打印预制件的成功开发使其能够从“传统锻造板生产商”手中夺取市场份额。与传统制造方式生产的预制件相比，3D打印预制件减少了140公斤的原材料浪费，节省64%。 Norsk使用的快速等离子体沉积工艺（RPD）是一种经过FAA认证的OEM合格的增材制造工艺，通过使用钛丝转变为适用于结构和安全关键应用的复杂组件，可为航空航天、国防和商业客户节省大量的交货时间并节省成本。2020年，Norsk宣布向波音意大利工厂交付新的787梦幻客机组件，此项交付是Norsk不断增长的商业航空结构领域的第三位客户，也意味着Norsk获得了欧盟航空航天公司的第一笔经常性生产订单。 钛丝、氩气、等离子体电弧和过程控制是RPD工艺的核心因素，可以实现在快速打印的同时达到锻造强度，能够满足航空航天级的应用。Norsk成熟的生产能力可降低成本、减少机加工和材料消耗并缩短交货时间，旗下MERKE IV ™系统是当今商业生产中最快的钛金属打印机，它比基于粉末的增材制造设备快50-100倍，而钛的使用量则比传统锻件少25％-50％。 2015年，Norsk就获得了欧洲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，可以提供给世界一流的航空航天与国防制造商进行最终认证和机身集成。 金属增材制造能够以传统制造无法实现的方法优化产品结构。经增材制造优化后的部件采用整体设计，无需组装操作，能够生产有机的薄壁形状，还减少了最终组件的重量和体积。这些优势在半导体设备等应用中尤其有益，半导体设备的特点是在洁净环境中封装密实、快速运动的组件，其包含许多流体管道。增材制造组件旨在提供更好的性能，在一些应用中，测得的干扰力最高降低了90%。 在最近的案例中，3D Systems利用SLM直接金属打印实现了组件集成、新的冷却策略和复杂的喷嘴形状，能够高速生产可靠的半导体喷头。金属增材制造解决方案能够提供传统方法无法生产的几何形状，包括用于沉积控制的非圆柱形喷嘴几何形状、用于提取热量的更复杂的冷却通道以及用于防止泄漏的集成组件。3D打印可一次制造数千个小孔，对成本和生产时间的影响则可以忽略不计。 3D Systems金属3D打印的晶圆台热管理部件 增材制造为半导体设备和热管理工程师提供了前所未有的设计灵活性，使集成冷却通道的复杂性达到新的水平，并减少了组件数量和组装，以提供均匀的沉积并最大限度提高喷头可靠性。 总的来说，金属3D打印的多种工艺正在融入半导体产业供应链，而且这种融入将更加深入。 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;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.NASA最新：转向AI设计任务硬件，借助3D打印推动太空制造能力 2.分辨率已提升十倍，第一台商业体积3D打印机开发商获800万欧元新融资 3.Fraunhofer：微结构级仿真可实现最佳3D打印工艺参数 4.速度提升5倍，Raise3D高速3D打印套件，国内发售

在未来十年，金属3D打印将成为太空创新的最大推动力之一，而Launcher（美国）是该领域将3D打印用于火箭发动机和航天器制造的知名公司。根据2月21日的消息，Launcher已被一家名为Vast Space的公司收购。 Launcher成立于2017年，通过与Velo3D和AMCM等增材制造巨头合作开发高性能火箭发动机。3D打印技术参考曾经介绍，Launcher采用SLM技术制造了世界上最大的单体燃烧室，为小型卫星发射提供最低的推进剂消耗和发射成本，将多个部件合并为一个部件可以降低成本并实现高性能的再生冷却设计。 Vast Space是由法国加密货币亿万富翁Jed McCaleb所创立，其希望在近地轨道上建设一个人工重力的空间站，为到访的宇航员创造人工重力。根据2022年的资料，该公司的员工为20人左右。 Launcher在航天发射领域积累的经验无疑将成为Vast高风险任务的强大资产， 而前者的专业团队已有120多名成员。此次收购为Vast提供了一批成熟的人才，能够加速内部先进制造和开发能力以及航天器技术。此外，借助Launcher的Orbiter太空拖船和托管有效载荷平台，Vast计划今年进入轨道，以开发和测试其在轨空间站组件和子系统。 两家公司均未宣布收购的金额，但Launcher创始人将作为Vast总裁加入。对于被收购的原因，Launcher并没有透露太多，或许与业务量有所关联。 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;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.最新案例：包含众多先进材料3D打印组件的太空拖船项目成功实施 2.视频看懂Launcher 火箭发动机多部件采用3D打印制造 3.NASA最新：转向AI设计任务硬件，借助3D打印推动太空制造能力 4.3D打印一体化制造由AI算法设计的超复杂结构火箭发动机

2月22日，Relativity Space宣布其第一款“全”3D打印火箭Terran 1首飞时间为3月8日。笔者从去年六月一直关注其首飞日程变化，官方宣布的时间从2022年夏天，推迟到秋天，推迟到12月31日，推迟到2023年1月31日，推迟到2月28日，然后推迟到3月8日。笔者不仅抱怨，到底能不能飞？！ Terran 1有85%的零部件采用3D打印制造，其整个箭体和几乎所有发动机部件都是由直接能量沉积（内部开发的Stargate WAAM系统）以及金属粉末床熔融工艺3D打印。 Relativity Space公司发言人表示，Relativity已决定不进行静态点火测试。整个测试活动“显著降低了风险”，让公司有信心在没有第一阶段的另一场热火测试的情况下继续发射。该发言人补充说，该公司必须权衡继续发射和进行更多测试的风险，并且该公司已决定接受首次发射尝试中止的更高风险（莫名微笑）。 Relativity通过零件合并，使火箭零件数量减少了100倍 Terran 1虽然设计用于小型卫星市场，但也是Relativity正在开发的更大、完全可重复使用的Terran R火箭的技术探路者。该公司表示，该运载火箭的发射积压订单超过12亿美元，其中包括去年6月与OneWeb达成的发射该公司部分第二代卫星的协议。 本次发射以“GLHF”（祝你好运，玩得开心）命名。它是采用3D打印直接制造的最大飞行体，第一级有九个3D打印的Aeon发动机，第二级有一个Aeon Vac发动机，但火箭总体只有730个零件，目的就是要以极快的速度和极低的成本来开发和制造火箭。 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;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.Relativity Space推出第四代3D打印机，能水平打印超30米大型零件 2.NASA最新：转向AI设计任务硬件，借助3D打印推动太空制造能力 3.NASA：航空航天领域3D打印材料的可获得性、工艺复合制造及成本组成考量 4.航空航天金属3D打印的工艺种类、技术成熟度及流程差异

近日，3D打印技术参考注意到，NASA透露了其正在使用人工智能（AI）进行太空任务组件设计的尝试，AI的参与不仅显著提升了组件的性能并使整个迭代过程大为缩短。 NASA表示，其已经在使用商用人工智能软件来协助工程师设计下一代航天器硬件，且将这些组件用于了天体物理气球观测站、空间天气监测器和太空望远镜的设计和建造，甚至火星样本返回任务等。由人工智能设计的航天器和任务组件完全不同于以往基于传统经验进行的设计，而更像是来自于科幻。它们重量更轻，能承受更高的结构载荷，并且开发零件所需的时间只是人类设计部件的一小部分。 将数月的工作压缩到几天或几小时内 材料工程师将由人工智能创建的设计称之为“进化结构”。在创建进化结构之前，计算机辅助设计 (CAD) 专家首先设置新对象的“禁区”参数，例如零件连接到航天器或其他仪器的位置，螺栓和配件规格，附属硬件和电子产品等。一旦定义了这些因素，人工智能就会将这些点连接起来，在短短一两个小时内完成复杂的结构设计。 人工智能辅助设计的先进结构 NASA的工程师将AI视为设计顾问，整个设计可以在人的监督下将数月的工作压缩到几天或几小时内。在传统的机械设计中，设计师会想出一个CAD模型来满足某些要求。然后，分析师将对其进行评估，这可能需要一周的时间。这个过程不断迭代，直到设计完成。最后，另一位专家将检查设计，确保它可以进行制造。 而生成式人工智能工具压缩了这个过程，它在内部自行完成所有这些工作，提出设计、分析、评估可制造性，在短短一个小时内进行30或40次迭代，而人的设计只能在一周内进行几次迭代。 EXCITE望远镜铝合金脚手架，弯曲的交叉加强结构旨在抵抗偏心力 工程师表示，与传统组件相比，这些进化的结构最多可减轻三分之二的重量，并且可以由商业供应商进行铣削加工。基于此，NASA可以进行原型部件的设计、分析和制造，并在短短一周内获得零件。与以往的工作方式相比，它的速度要快得多。 由AI设计的结构，还需要使用NASA的标准验证软件和流程对零件进行分析，以检测潜在的故障点。NASA工程师强调，由AI生成的设计仍然需要人的检查，因为有时算法会让结构过于单薄。但在应力分析之后，工程师发现由算法生成的部件没有人工设计所具有的应力集中，压力因素几乎比专家设计的零件低十倍。因此，AI实际上降低了风险。基于此，NASA已经在大量使用人工智能设计任务组件。 AI辅助设计+3D打印——NASA定制部件的理想解决方案 尽管很难确切知道生成式AI技术将在多大程度上成为NASA设计过程的一部分，但不可否认的是，这种设计方式将从根本上改变人类创造的方式。但3D打印又将在这个过程中发挥什么作用呢？ 测量和时域天体物理研究探索者 (STAR-X) 任务的结构支架NASA的工程师表示，“如果是汽车公司，你可能只会设计一种底盘结构并大批量生产，但NASA的需求并没有那么多，大量零件还需要定制。使用树脂和金属的3D打印将开启人工智能辅助设计的未来，使更大的组件成为可能，例如结构桁架、移动或展开的复杂系统或先进的精密光学器件。这些技术可以使NASA和商业合作伙伴在轨建造更大的部件，因为这些部件无法安装在标准运载火箭中，今后甚至可以在月球或火星上直接借助3D打印来制造零件。” 合并AI、3D打印以及外太空原位资源利用将提升太空服务、装配和制造能力。根据白宫科技政策办公室的相关国家战略和实施计划， 上述制造能力是美国太空基础设施发展的关键优先事项。 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑。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.NASA借助AI开发出一种新型超高性能3D打印合金，耐温1093℃ 2.Fraunhofer：微结构级仿真可实现最佳3D打印工艺参数 3.视频：人工智能设计的超复杂结构火箭发动机3D打印过程 4.新技术使3D打印零件无损检测速度提高6倍，结果更精确

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注专注于3D打印技术硬知识分享韩国科学技术院研究人员采用非接触式脉冲激光辅助增材制造技术制备出近乎等轴的Ti-6Al-4V合金，显著降低合金各向异性，相关研究成果发表于Nature旗下《Scientific Reports》期刊。 原文链接：https://doi.org/10.1038/s41598-022-26758-y 金属增材制造(AM)是一种被广泛使用的逐层累加的制造技术，用于快速制造复杂三维结构金属零件。然而，增材制造零件的粗柱状晶结构导致微观结构具有明显择优取向，各向异性的拉伸和疲劳性能阻碍了增材制造在制造业中的广泛应用。在典型的增材制造工艺中，小熔池内会急剧形成热梯度，导致柱状晶粒沿打印方向外延生长。在各种金属AM材料中，Ti-6Al-4V因其在生物医学和航空航天工业中的应用而成为研究最多的材料。然而，由于典型的Ti-6Al-4V增材制造部件具有粗大的柱状晶，因此它们表现出各向异性的拉伸性能。将柱状晶组织改变为等轴晶可以有效消除材料的各向异性，从而表现出均一力学性能。 超声辅助AM通过向熔池提供高超声能量，可以有效解决上述问题。但是，必须将超声波换能器连接到底板底部，以有效地传递足够的能量来搅动熔池。应用这种接触式技术，必须解决实施问题，因为很难确保熔池在三维空间内的稳定振动。最近，研究人员通过强度调制激光照射在熔池内部传递局部超声能量，进行原位晶粒细化。该技术在不锈钢板上得到验证，表明强度调制激光可以同时进行表面熔化和超声波的生成。 在这项研究中，作者团队受接触式超声技术和脉冲激光对熔体影响的启发，提出一种脉冲激光辅助增材制造(PLAAM)技术，将非接触式的脉冲激光器集成到金属粉末激光定向能量沉积（DED）系统中，所提出的技术利用激光引起的冲击波和熔池内的马兰戈尼对流来为精细的等轴原始-β晶粒结构的形成创造有利环境。脉冲激光和DED激光的工作距离分别为43mm和9mm。使用粒径为45~150μm的Ti-6Al-4V工业级粉末，分别采用常规AM和PLAAM工艺制备了120层30×30×1.3mm(高×宽×厚)的零件。 脉冲激光辅助增材制造(PLAAM)：(a) PLAAM 系统的离轴配置；(b) 脉冲激光在熔池内诱发冲击波、空化和加速马兰戈尼流，为晶粒细化提供有利环境。 原始-β晶微观组织结构变化：沿打印方向的传统增材制造(a)和PLAAM(b)样品光学微观组织结构，z和x分别是打印方向和横向方向，在(a)和(b)中观察到的原始β晶的长度(c)和纵横比(d)的直方图，重叠的直方图以较深的颜色显示 常规AM(a, b)和PLAAM (c, d)样品的EBSD分析，z和(x,y)分别是打印方向和横向平面 最后，研究结果表明使用混合AM技术(PLAAM)可以对Ti-6Al-4V零件进行原位晶粒细化。该技术利用高功率密度脉冲激光为等轴原始β晶粒的生长创造良好的环境。由于该技术是非接触式的，它可以应用于任何现有的AM设备。微观结构表明，与具有较大柱状原始β晶的常规AM样品相比，PLAAM样品具有更小且更加等轴的β晶粒。使用PLAAM技术时，β相的极密度最大值从16降低到7.7，表明使用PLAAM可以将AM的Ti-6Al-4V织构减弱。等轴原始-β晶具有各向同性和高拉伸性能，该技术有望被广泛研究用于生产高质量的金属AM零件。 注：欢迎加入硕博千人交流QQ群（248112776）

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注专注于3D打印技术硬知识分享GH4099高温合金是一种典型的沉淀硬化镍基高温合金。γ′相(γ′-Ni3(Al,Ti))作为合金的主要强化相，对GH4099高温合金的强化起主要作用。此外由于W、Mo和Co元素的固溶强化，GH4099高温合金在800-900℃时表现出优异的热稳定性，广泛应用于复杂形状高温航空航天结构零件，如航空发动机燃烧室等。但传统的加工方法无法实现复杂结构零件设计加工，制约了GH4099高温合金的应用。选区激光熔化（SLM）技术可以实现复杂结构零件的整体成形，为GH4099高温合金高性能构件的设计制造提供了新的解决方案。 选区激光熔化技术具有较高的加热熔化和冷却凝固速率，可以显著减少元素偏析，抑制γ-γ′共晶相的析出，为制备具有精细微观组织和优异力学性能的合金提供快速凝固条件。SLM过程中金属粉末的快速加热和冷却，沉积时GH4099中产生的残余应力容易引起零件的变形。因此为消除残余应力，改善SLM制备GH4099高温合金的组织和力学性能，必须采用合适的热处理工艺。对于SLM制备GH4099高温合金，温度和时间是影响热处理过程中γ′相析出的重要因素。然而对SLM制备GH4099高温合金组织演变和力学性能的研究较少，热处理对γ′相析出行为的影响也未见研究。 大连理工大学材料科学与工程学院在激光选区熔化制备GH4099高温合金领域取得新突破，通过SLM和不同热处理制度制备出抗拉强度超过1200MPa (延伸率约40%)的高温合金。 原文链接: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.167813 这项研究采用SLM工艺制备了GH4099高温合金，直接打印样品的显微组织主要为外延生长的柱状晶粒，γ-γ′共晶相的形成受到抑制。固溶处理后，熔池边界和枝晶形态消失，位错密度明显降低。时效处理后在基体中析出了尺寸约为10 nm的γ′相，从而提高了拉伸性能。此外，揭示了SLM GH4099高温合金的显微组织与屈服强度之间的对应关系。讨论了不同强化机制对固溶处理和时效合金力学行为的影响。为SLM工艺制备高性能GH4099高温合金零件提供理论指导。 (a) GH4099高温合金粉末形貌和(b)尺寸分布 打印样品三维光学显微组织结构(a)沉积态样品XZ面SEM图像；(b)枝晶结构放大图；(c)胞状结构；(d) 枝晶结构的EDS线扫数据热处理合金样品的OM和SEM图：(a, b)固溶处理合金样品；(c-e)合金样品在低温下长时间时效；(f-h)中温中时间时效合金；(i-k)高温短时间时效不同合金EBSD图：(a)沉积态合金样品；(b)固溶处理合金样品；(c)长时间低温时效合金样品；(d)在中温度、中时间时效的合金；(e)短时间高温时效的合金；(f)不同合金的晶粒尺寸分布不同热处理条件下SLM制备GH4099高温合金的室温拉伸性能：(a)极限抗拉强度和屈服强度；(b)断面伸缩率和延伸率这项工作的增材制造高温合金在室温和高温下的拉伸性能与文献的比较位错强化和析出强化机制对不同合金屈服强度的贡献计算不同强化机制对GH4099高温合金屈服强度的贡献值简而言之，这项研究系统地调查了热处理对SLM制备GH4099高温合金微观组织和力学性能的影响。研究结果表明SLM制备的GH4099高温合金显微组织主要由外延生长的柱状晶组成，枝晶沿打印方向外延生长，平均枝晶臂间距约为400 nm。1110℃固溶处理后的样品未完全发生静态再结晶，γ-γ′共晶相和γ′相的析出受到抑制。随着时效时间和温度的增加，γ′相的平均尺寸逐渐增大，析出强化效果增大。800℃时效8 h的GH4099合金表现出优良的综合力学性能，室温抗拉强度和伸长率分别为1214.2 MPa和39.1%。 注：欢迎加入硕博千人交流QQ群（248112776）

2月22日，3D打印技术参考注意到，第一台商业体积3D打印机的开发商Xolo，宣布已成功完成最新的A轮融资，筹集了总计800万欧元（860万美元）的资金。这是该公司即2021年成功完成250万欧元（270万美元）种子轮融资之后，通过其xolography体积3D打印技术获得的新的里程碑。 体积3D打印带来了制造速度的革命性发展，可以在几秒内打印任何设计。这项融资由德国和奥地利的风险投资公司、美国B2B技术投资商以及为深度技术和气候技术成长阶段公司推出的德国基金DeepTech&ClimateFonds(DTCF)共同牵头。这笔资金将确保这家初创公司有能力扩大和服务更多尖端的学术和工业研发团体，并在不久的将来进入工业市场。 Xolo体积3D打印机 与使用分层打印的传统3D打印工艺不同，Xolography是一种体积打印方法，完全不需要层概念。此外，Xolo声称其新工艺的分辨率大约是没有反馈优化的计算轴向光刻的十倍，同时推出了新的打印材料。 以Xolography这一新技术为突破口，Xolo希望为3D打印开辟全新的应用领域，包括医疗技术中的器官复制和光学行业的高精度镜头制造，其他领域的应用还包括牙科和声学。Xolo推出了世界上第一台体积3D打印机，已经被研究人员使用，并且正在开发用于光学和生物材料行业的工业打印机。 Xolo体积3D打印的生物结构 Xolo体积3D打印的生物结构 Xolo体积3D打印的复杂结构 Xolo体积3D打印的透明牙套 Xolo体积3D打印的晶格结构 Xolo体积3D打印的细节特征 2020年，Nature发表了关于xolography体积3D打印技术的研究成果。这项被称为“X射线照相”的技术使用具有两种不同波长的光束先后与树脂中的光引发剂发生反应，从而在受限体积内引发局部聚合。在整个过程中，两台光束发生装置以相交位置固定放置。第一束光用来“激活”一个区域（切割光圈范围内光引发剂分子主链上的一个分子环），然后第二束光（包含切片图像）将被激活的树脂聚合、固化。随后，树脂相对于第二束光（切片图像）位置反向移动，树脂被激活区域相对已固化区域前置，连续投射的切片图像不断在新激活区域发生聚合反应，最终零件制造完成。 该过程的优势在于，相比于此前的体积3D打印装置来说，确保了曝光区域一直被限制一定区域之内（光束交叉位置）中，所有特定体素在固化光下只暴露一次。这将使零件的分辨率显著提高，通过从多个侧面激活打印区域和在容器周围旋转规定强度分布的光片，可以实现更深的打印量和更高的打印速度。 Xolo体积3D打印机结构 Xolo体积3D打印机 研究人员指出，在没有任何计算机辅助优化和反馈系统的条件下，目前的分辨率大约是以前已知的所有宏观体积3D打印工艺的10倍，而如果使用更佳的光学系统，该技术的制造精度可达到10μm以下。 在打印速度方面，“X射线照相”体积3D打印的速度比双光子聚合技术高出104-105倍，并与计算轴向光刻技术具有相同数量级。可以预见，使用瓦特级的激光源（目前为70mw）和热弛豫时间更快的光引发剂，速度将大幅提高。 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;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.今日Nature：体积3D打印再获突破，超高分辨物体仅需几秒 2.最新：体积3D打印再次登上《Science》封面 3.基于喷射的超大体积空间旋转增材制造解决方案 4.Fraunhofer：微结构级仿真可实现最佳3D打印工艺参数

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注专注于3D打印技术硬知识分享 近日，天津大学马宗青教授团队利用Zr原子偏析和丰富的晶胞边界来缓解应力/应变集中并协调晶粒变形，在枝晶间引入稳定液体回填和网状金属间Ni11Zr9相，可以抑制激光增材制造镍基高温合金热裂纹，在增材制造制备高性能镍基合金这一领域取得新突破，为具有优异机械性能无裂纹合金的激光增材制造提供一种新的合金设计途径。原文链接:https://doi.org/10.1016/j.actamat.2023.118736 金属增材制造在复杂整体组件制造、轻量化工程和材料利用方面比传统减材制造技术具有更加明显的优势。目前只有有限数量的商用合金广泛应用于这项新技术。这项技术制备零部件时，大多合金无法适应快速冷却速率和空间变化的温度梯度，最终在热应力下表现出严重的开裂现象。事实上，即使是一些具有良好可焊接性的合金，在激光增材制造过程中也表现出明显的开裂。这种裂纹主要以热裂纹为代表，通常发生在熔池凝固的末期，被认为是由元素偏析引起的。因此，合金的凝固范围扩大以形成阻碍枝晶结合的液膜，液膜与冷却收缩产生的热应力导致热裂纹的扩展。通过激光增材制造镍基高温合金一般考虑因素之一是减少枝晶间偏析成分的含量，例如Zr，Hf，Si，Mn和B。这些元素被确定为高温合金裂纹敏感性的关键元素。到目前为止，只有有限类型的镍基高温合金通过降低这种偏析成分含量实现热裂缓解。但是降低这些合金元素的含量会牺牲其强度和蠕变寿命。因此在镍基高温合金中完全忽略这些元素并不是抑制裂纹的最佳选择。考虑到应力集中和脆弱区域的存在是产生裂纹的两个必要因素，假设能够有效缓解集中在脆弱区域的残余应力，则可以防止激光增材制造中的热裂纹。在激光增材制造过程中，超快冷却速率相关的凝固明显抑制了枝晶的生长并增加了溶质溶解度。激光增材制造微结构中的界面比传统铸造和焊接高2-3个数量级，有效地分散了由元素偏析引起的液膜。此外，传统合金成分中偏析较小，很难进一步减小液膜体积并控制激光增材制造合金凝固范围。相比之下，某些偏析液体可以参与回填以减轻热残余应变，从而减少制造过程中的热裂纹。这种系统的例子包括Al-Si和Al-Cu合金。因此为防止激光增材制造的合金发生热裂纹，潜在的方法可以利用丰富的胞状边界，调整偏析的组分在枝晶间均匀地引入液膜，并减轻应力集中。然而对各种合金热裂解过程中液体回填机理的详细研究仍然很少，对晶界偏析的重要性只有有限的了解。 这项工作创新地采用偏析工程在凝固末期引入连续均匀的枝晶间液膜，并消除激光增材制造过程中的热裂纹。这项策略本质上是利用镍基高温合金中Zr低分配系数的特点，在晶胞和晶界处形成连续稳定的液膜，实现液体回填以缓解应力集中。重点评估了该工艺消除热裂纹的能力，研究了打印样品的晶胞和晶界处网络金属间化合物的形成。随后系统地表征了热处理过程中金属间化合物的溶解、碳化物的细化以及M6C向MC的转变。最后测试最终样品的机械性能，并与先前报告的样品进行比较。 研究采用四种不同气雾化Haynes 230粉末为原料，其中成分为Zr-20.08Cr-12.19W-1.92Mo-1.46Fe-1.1Co-0.33Mn-0.36Al-0.38Si-0.1C-0.05B余量为Ni，其中Zr含量分别为0、0.5、1.0和1.5wt.%，氧含量均<150ppm，制备的粉末呈球形，粒径范围为15-53μm。使用Concept Laser M2 打印机对这些粉末进行激光增材制造。采用条带扫描策略，并在后续层中旋转67°。所有制造过程均在保护性氩气气氛下进行，氧气含量控制在100ppm以下。Zr含量为0和1%的样品用于详细的微观结构观察和机械性能分析。还制备了Zr含量为0.5%和1.5%的样品，以确定Zr含量对微观结构演变的影响。将打印后的样品在氩气气氛下1200°C热处理1小时，然后空冷至室温，研究其微观组织及性能。 Zr改性的Haynes 230样品高倍SEM中不存在微裂纹，表明Zr可以有效抑制激光增材制造中Haynes 230合金裂纹。此外，图1b表明原始样品中没有明显塑性变形的光滑胞状表面。EBSD图揭示晶粒沿打印方向的外延生长特征，其中裂纹沿原始样品中的柱状晶界面扩展（图1c）。虽然Zr改性Haynes 230的裂纹被完全抑制，但微观结构仍由柱状晶组成，表明Zr在镍基高温合金中的作用不同于之前报道的铝合金，其中Zr可以促进柱状晶向等轴晶转变，最终提高铝合金的抗热裂性。此外原始Haynes 230样品中，只有少数沉淀颗粒聚集在胞状边界，原始样品胞状边界处不存在明显的元素偏析行为（图1d）。相比Zr改性Haynes 230样品的胞状结构边界存在连续网络结构，元素分布证实明显的Zr富集，以及沿胞状边界的Ni、Cr、W和Co的消耗。TEM表明沉淀颗粒主要是直径为60-90nm的Ni2W4C(M6C)，微观组织结构分析表明热裂纹的消除可能与Zr溶质偏析密切相关。 图2a凝固路径预测了Zr改性Haynes 230合金的最终凝固过程中Cr2B和Ni5Zr的形成。然而在微观结构中未检测到Cr2B和Ni5Zr相，并且在凝固过程中未预测到Ni11Zr9的存在。这可能是由于Cr2B和Ni5Zr相的体积分数低，或者激光增材制造过程的超快冷却速率导致实际凝固微观结构与预测结果之间存在偏差。考虑到仅用凝固曲线难以准确反映Zr改性Haynes 230合金的凝固过程，采用DSC测量打印样中偏析相的溶解温度。图2b比较了原始样品和Zr改性的Haynes 230 样品的DSC 加热曲线，其中分别记录了 1403℃和 1384 ℃的液相线温度，这些值与使用 Thermal-calc 获得的计算结果比较相似。Zr 改性样品在1077℃处表现出明显的吸热峰，根据微观结构特征，归因于金属间化合物Ni11Zr9 的溶解。然而DSC测得Zr改性Haynes 230合金从液相线到形成Ni11Zr9的凝固温度范围为307℃，低于477℃的计算结果，归因于Scheil-Gulliver 模型没有考虑溶质反向扩散，高估了合金的凝固范围。总的来说Zr扩大了镍基高温合金的凝固温度范围，此外如图1e胞状边界存在连续的网状金属间化合物Ni11Zr9，表明在凝固末期胞状间区域仍然充满大量液体。凝固范围扩大，液态持续时间延长，因此凝固收缩应变可以通过液体回填有效缓解。 图1. (a) 激光增材制造的原始（0% Zr）和Zr改性Haynes 230（1% Zr）样品沿打印方向光学显微组织图；(b) 断裂表面胞状特征证实原始样品中的热裂纹，原始 Haynes 230 样品的显微结构特征；(c) EBSD图，显示裂纹沿柱状晶界扩展；(d) 改性样品胞状边界的纳米粒子；(e) 胞状结构边界连续网络沉淀；(f) EBSD图；(g) 凝固胞状组织的明场TEM；(h) (g)中的 Ni2W4C颗粒的SAED图，Zr改性的Haynes 230样品的微观结构特征；(i) 凝固胞状组织结构的明场TEM；(j) (i)中所示的金属间化合物 Ni11Zr9相的SAED图   图2 (a) 原始和Zr改性 Haynes 230合金的 Scheil-Gulliver 凝固曲线；(b) 从30℃加热到 1450℃期间，原始和Zr改性的 Haynes 230合金的DSC结果；(c) 具有不同Zr含量的打印样品的XRD；(d) 相应样品的(220)和(200)衍射峰的强度比与Zr含量的函数关系虽然Zr、Hf和B等溶质被认为不利于镍基高温合金的可打印性和抗热裂性，但这些元素主要以偏析原子或孤立沉淀的形式存在于激光增材制造镍基高温合金中，因为它们含量低，微观结构中这种有限的偏析意味着在凝固的末期参与回填的液体量较少。为了解液体含量与抗热裂性之间的关系，进一步研究Zr含量对打印的 Haynes 230合金（添加 0、0.5、1和1.5%Zr）的热裂纹的影响。结果表明裂纹密度随着胞状和晶界处Ni11Zr9含量的增加而降低（图3），因此晶胞和晶界处液体的体积分数随着Zr含量的增加而增加。随着Zr含量增加到0.5%，虽然与原始（0%Zr）样品相比析出相的比例增加（图 3e），但析出相仍主要分布在晶界处（图 3f）。晶界处的孤立析出相对应于凝固过程中的局部液膜，如图3f中的箭头所示。它形成了一个剪切强度低的区域，在热应力下具有更高的开裂倾向。当Zr含量达到1%（图3c和g）时，裂纹被完全抑制，并且在晶胞和晶界处形成连续的网络状析出。应变可以通过晶粒传递并集中在晶间液膜中，当细胞间液充足时，细胞边界可以分担应变。尽管Zr溶质的加入增加了晶间液体的体积分数，相当于增加了微观结构中的脆弱区域数量，但当这些区域的应力得到释放时，也可以抑制热裂。因此假设残余应力可以在胞状间液体/相之间共享，从而减轻晶界处的残余应力集中。 图 3. 激光增材制造的Haynes 230样品的代表性微观组织，其中包含(a, e) 0%、(b,…