文章来源：增材制造技术前沿（点击） 作者：AM-Insights 1月20日，日本尼康发布通知表示，其已完成针对知名金属3D打印设备商SLM Solutions的收购，并将在当日起的5个银行工作日内（最迟2023年1月27日）实施收购要约和债券要约的结算。结算完成后，SLM Solutions及其子公司将成为尼康的合并子公司。 SLM Solutions成立于1996年，一直是激光粉末床金属3D打印技术的重要领导者，开辟了一系列引领技术发展的新概念——如无粉末暴露循环和在线材料添加系统、自动化生产线、颠覆业内认知的超多激光系统等等。SLM Solutions是最早一批将这些概念变为产品的公司之一，也是业内创新的重要风向标。时至今日，该公司的任何动态仍然在业内备受关注。 SLM280粉末循环 SLM Solutions 12激光金属3D打印机SLM Solutions自动化生产线 尼康将增材制造视为核心增长动力 对于尼康来说，数字制造已被设定为其中期管理计划中的核心增长动力。该公司的数字制造业务战略纲要提到，预计到2030年，航天行业迫切需要形状复杂且高精度零部件，而汽车行业将专注于为电动汽车和其他产品减轻重量。尼康将通过为终端产品、部件提供增材加工和裂解加工方案来应对这些挑战。 而收购SLM Solutions，将会使尼康在不断增长的金属增材制造领域获得品牌影响力和市场份额，获得SLM Solutions的多元化客户群，以及经验丰富的管理层和技术团队。 简单说，尼康的目标是通过提供“创新制造解决方案”，成为金属增材制造领域的全球领先企业。通过收购SLM Solutions这家已经向全球销售了750多台金属增材制造设备的公司，尼康相信将顺利实现这一目标。 收购SLM Solutions是尼康战略计划的重要一步，而在此前，尼康已经推出了自己的定向能沉积系统，同时投资了Hybrid Manufacturing Technologies Global, Inc.和Optisys，并收购了Morf3D，这些公司则专注于航空航天关键零部件增材制造。这也意味着，尼康在收购SLM Solutions之前，已经为要收购的技术找好了应用。 通过收购SLM Solutions，尼康朝着2030战略愿景迈出了关键的一步。 SLM Solutions去年业绩强悍 2022年11月，SLM Solutions发布消息称，其前9个月的业绩获得显著增长，公司的订单量与2021同期的4280万欧元增长46.5%至6270万欧元，而且连续第四个季度报告了有史以来最大的未完成订单，并重申其先前发布的2022财年收入指引“至少1亿欧元”的目标，这与其他公司相比形成强烈反差。 继续引领技术发展方向 作为行业内重要的创新者，SLM Solutions的一举一动都备受关注。 2022年9月，美国空军开始了一项新的资助计划，授予美国一家非营利的应用科学研究组织CTC（Concurrent Technologies Corporation）520万美元，开发“世界上最大”的粉末床熔融金属3D打印机，后者将与分包商SLM Solutions美国办事处合作进行这一研究计划。为了满足美军对3D打印更长部件的需求，CTC选中了已经在效率、尺寸和应用方面具有成熟技术的SLM Solutions NXG XII 600激光粉末床熔融金属3D打印机，来开发新型的Z轴达1.5米的新装备——NXG XII 600 E。 这台配备了12台激光器的设备是业内首台商业化的超多激光粉末床金属3D打印机，在推出之时引起业内轰动。美国空军研究实验室资助这一项目的原因是可借助SLMSolutions的系统打印更大尺寸的高温材料，因此而制造的部件能够承受国防、航天和航空工业的极端性能要求。 2022年11月，SLM Solutions再一次创造了3D打印行业无法回避的重要新闻，其宣布推出可制造3.0x 1.2 x 1.2米的超大尺寸粉末床激光熔融金属3D打印机，这可能是这项技术诞生以来所研发出的最大机器。无疑，SLM Solutions再一次超越了这项技术的极限。柔性系统可能是这台新机器的最大特点，其在概念上包含一个核心单元和一个尺寸灵活的构建“外壳”，能够满足制造各种尺寸的组件。它可以生产直径为1.8 米、高度为1.6 米的圆柱形零件，或者尺寸可达3.0 x 1.2 x 1.2米的长径零件，其制造效率可以达到330cm³/h 。 END 尼康作为一家全球知名的相机厂商，在发展前沿光电技术和精密设备方面的经验积淀也非常丰厚，其产品与解决方案涵盖了数码相机以及FPD、半导体光刻系统、显微镜和测量仪器等工业精密设备。未来，SLM Solutions将在尼康的数字制造战略中扮演不可或缺的角色。 随着尼康对SLM Solutions的收购，后者新的金属3D打印技术无疑会助力日本太空和军事工业的发展。 注：本文内容由增材制造技术前沿创作，转载已获取授权。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.全球摄像设备巨头「尼康为何要收购金属3D打印机制造商」SLM Solutions 2.25吨零件：区域金属3D打印制造商Seurat获得大批量制造订单 3.2022年3D打印技术参考精选技术文章推荐 4.3D Systems专家总结2022年塑料和金属3D打印取得的创新

春节期间，3D打印技术参考注意到哈佛大学刘易斯实验室于1月18日在Nature发布了一篇名为《Rotational multimaterial printing of filaments with subvoxel control》的文章，介绍了一种旋转多材料3D打印平台，可以实现多材料3D打印，并能够在局部方向进行亚体素控制。 在自然领域，具有独特功能的螺旋结构极为常见，如肌动蛋白和原肌球蛋白在骨骼肌中的螺旋组装引起收缩和其他功能；植物的运动源于植物细胞壁内螺旋排列的硬纤维素纤维。人为合成螺旋结构的努力在于制造人造肌肉以及超材料，哈佛大学刘易斯实验室是世界上最早开发毛细管结构多材料生物打印方法的实验室之一，过去几年一直在研究软机器人技术。 通过以受控的角度和平移速度连续旋转多材料喷嘴，研究人员能够创建多材料螺旋结构，且能够对不同材料之间的体素、结构的层厚度以及螺旋角度进行编程。 具有可编程亚体素控制的架构细丝的旋转多材料3D打印 跨尺度的几何复杂图案 多材料喷嘴结构 旋转多材料3D打印平台的打印头配备四个墨盒，每个墨盒可以包含不同材料。然后将油墨送入一个复杂喷嘴，该喷嘴允许同时打印多种材料。当喷嘴旋转和平移时，油墨以螺旋细丝的形式挤出。 借助该方法，研究团队设计并制造了用于软机器人和结构应用的人造肌肉和弹性体结构，并为制造这些机构开辟了新途径。

2023年1月3日，SpaceX一枚猎鹰9号火箭成功执行小型卫星专用的“运输者-6”（Transporter-6）拼车发射任务，其中就包括Launcher的Orbiter卫星运输工具（可称为太空拖船）。该运载工具旨在以最低的价格将卫星精确定位在轨道上。此前，完成这项任务需要专门的发射，与拼车发射相比，成本可能高出10倍。 Launcher的Orbiter卫星运输工具（释放部分） 3D打印技术参考同时注意到，由于3D打印能够提高性能或缩短零件交货时间，Launcher在任务开发过程中使用了大量的3D打印部件，制造材料包括铝F357、Ti6AI4V以及Inconel718。 包含众多3D打印组件的太空拖船 贮罐（Tit6AI4V）：单个部件打印，内部无支撑，为主要和次要结构的燃料箱。 推进器支架（铝F357）：用于固定推进器歧管组件。 推进器歧管（铝F357）：用于姿态控制和位置保持，为轨道飞行器发动机提供燃料。 轨道飞行器发动机喷射器(Inconel®718)：混合推进剂以在发动机燃烧室中燃烧。 轨道飞行器发动机室(Inconel®718)：用于改变轨道的主发动机，以定位Oriber，从而将有效载荷正确的放置到特定轨道上。 推力结构（Ti6AI4V）：支持Orbiter发动机和万向节组件。 弹簧外壳（Ti 6AI4V）：用于连接轨道飞行器和运载火箭的分离系统的弹簧。 星形相机挡板（铝F357）：用于精确导航，使轨道飞行器保持在轨道上。 通过3D打印，Launcher能够快速迭代并大大缩短这种卫星转运装置的开发时间。这种快速迭代是使用3D打印开发空间应用的最大优势之一。用户无需为修改后的零件开发新工具，只需更改设计文件并打印新设计即可。设计完成后，金属3D打印也使公司能够快速提高产量。 轨道飞行器试验台与推力矢量控制和称重传感器集成 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，Launcher是该技术如何帮助企业对社会产生重大影响的典型例子。Launcher是航天领域将3D打印用于火箭发动机和航天器制造的知名公司，3D打印技术参考此前曾有多篇文章介绍其采用新技术进行相关应用开发的案例。 Launcher还使用Velo3D的金属3D打印解决方案为其E2火箭发动机生产关键部件，E2火箭发动机是一种闭式循环多级燃烧发动机，为其轻型运载火箭的第一级提供动力。这种高效发动机使小型低成本火箭能够携带相对大量的有效载荷。 E2火箭发动机 通过利用最新、最先进的制造技术，太空初创公司正在使用更新和更为优化的运载火箭向太空运送有效载荷，从而使太空发射更为经济实惠。回顾过去十年，会发现人类明显增加了将有效载荷送入太空的数量和速度。 相比上世纪七八十年代，许多现代火箭发动机将每公斤的发射成本下降了多达90%，这要归功于新的制造技术以及新的设计。通过有效利用两者，大大增强了轨道发射系统的运载能力。 3D打印的贮罐展示 3D打印的贮罐展示 3D打印在制造下一代火箭发动机方面发挥着重要作用。相反，当今一些最尖端的火箭具有复杂的几何形状，可提供真正的性能优化，并且由主要为太空应用开发的高性能的3D打印金属材料制造而成。 一个非常明显的现状是，几乎所有新的航天公司都在使用3D打印来生产关键任务组件。一些应用包括涡轮泵、燃料喷射器、热交换器和再生冷却推力室以及喷嘴等。即使是像NASA这样的传统太空组织，也在探索依赖3D打印来推动创新。 3D打印的发动机 金属3D打印为航空航天工程师带来的是能够在不为了可制造性而影响设计的情况下生产零件。通常，工程师需要更改性能最优化的设计，因为它们太复杂或成本太高，无法使用传统制造技术可靠的生产。 使用金属3D打印，工程师可以摆脱这些限制。然而，这项技术不仅用于生产发动机，还用于制造航天器和卫星部件。 如今的航天活动，人类最终到达火星变得越来越有希望，借助于3D打印，这一进程无疑会被加速并更为可行。 注：本文内容由3D打印技术参考创作，转载须授权。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.2022年3D打印技术参考精选技术文章推荐 2.精彩总结：2022年十项有影响力的3D打印技术研究成果 3.俄罗斯科学家借助3D打印开发出青铜钢新合金 4.3D Systems专家总结2022年塑料和金属3D打印取得的创新

本文梳理了3D打印技术参考2022年的重要技术文章，部分为笔者花费大量时间和精力才能完成，部分为专业的从业者撰写。这些内容对笔者本身有限的能力而言受益颇深，在重点推荐之余也自感惭愧，同时希望对有需要的读者能有所帮助。它们涉及技术原理、新材料强化机理、技术创新发展现状以及应用经验总结等。 1. 工艺综述：金属增材制造技术的重要创新发展及代表性企业 文章亮点：如今大量金属增材制造新技术、新工艺正在不断被开发出来，这使得金属增材制造市场呈现出日益多样化、生机盎然的景象。本文内容系统介绍了金属3D打印工艺新形式的发展及制造潜力。 2.面区域金属3D打印的真实过程，及200万个激光点是如何实现的 文章亮点：面区域金属3D打印是对传统SLM技术的发展更是挑战，它具有传统SLM技术的制造性能，同时具备粘结剂喷射批量制造的潜力。本文内容详细描述了一束激光200万个激光点的产生原理，并阐述了其对未来制造带来的挑战。此外，另有《区域金属3D打印是对传统SLM技术的发展更是挑战》一文推荐。 3.NASA开发出一种新型超高性能3D打印合金，耐温1093℃ 文章亮点：对于金属3D打印材料，每一年都会有重量级的产品诞生，2022年由NASA开发的GRX-810尤其引起关注。本文内容在业内首次详细描述了这款材料实现高性能的机理，阐述了其开发手段，同时预见氧化物弥散强化合金3D打印可能会成为新的研究热点。 4. 蓝光+区域打印 | 美空军资助100倍速未来金属3D打印设备研发 文章亮点：单纯区域打印已经极大提高了传统SLM技术的打印速度，蓝光作为近几年新的可选光源则具有其他重要的制造优势。将两者结合将会进一步增加制造速度并拓宽可打印材料的范围。本文内容介绍了这一新的解决方案，对未来技术的发展，或是一种启发。 5. 深度好文：讲透3D打印高强铝合金究竟是什么材料 文章亮点：在铝合金3D打印材料领域，高强铝热度颇高，不少行业从业者对这款材料翘首以盼。但高强铝的实际应用可谓寥寥，造成这种现象一定是发生了什么问题，那究竟是哪里出了问题？本文内容详细介绍了何谓高强铝、高强铝的类别、阻碍高强铝应用的因素及破解之道。 6. 工业聚合物3D打印工艺对比：HSS高速烧结、MJF多射流熔融和SLS激光烧结 文章亮点：聚合物3D打印市场正在快速增长，《Wohlers Report2022》指出，聚合物粉末的消耗量在2021年超过了光敏树脂，全年增长43.3%，成为使用最多的3D打印材料。工业3D打印机OEM之间的竞争比以往任何时候都更加激烈，高速烧结(HSS)、多射流熔融(MJF)和选择性激光烧结(SLS)是当前聚合物粉末床3D打印的主要工艺，本文内容译自外媒，详细介绍了这几种工艺的制造特点，并进行了相互之间的对比。 7. 不同金属3D打印技术——FDM、BJ、L-PBF与MIM技术的比较 文章亮点：随着MIM技术的不断成熟发展，一些公司开始开发和MIM共用脱脂和烧结工艺的新型金属增材制造工艺，目前逐渐兴起的就是由使用金属线材（或粒料）的熔融沉积成型技术（FDM）、粘结剂喷射成型技术（BJ）。本文内容较为全面的对比了基于烧结的MIM、FDM、BJ技术和基于熔化的L-PBF技术在材料、工艺、性能、制造特征方面的差异以及对制造终端用户和供应链产生的影响。 8. 从德国Formnext展，看3D打印技术的十个最新发展态势 文章亮点：三年疫情对各行各业的发展都带来了极大影响，人们的线下交流受限、市场的发展速率降低，那技术的发展走到哪一步了？2022年德国Formnext展的成功举办，3D打印技术最新的发展态势被展现出来。3D打印技术参考结合国外资深3D打印编辑Peter Zelinski的视角以及自身的认知，从十个方面展示了国际上最新技术的发展现状和趋势。 9. NASA 3D打印技术应用经验系列文章 文章亮点：NASA一直都是3D打印技术应用的风向标，他们对这项技术的应用一直受到航空航天领域从业者的关注。3D打印技术参考在2022年查阅了大量资料，对其在这项领域的3D打印技术应用进行了多项总结。笔者在总结这些稿件的过程中大受裨益，对深入了解金属3D打印技术的类别、应用方向、解决产品问题等，开拓了笔者自身的视野（共七篇，以下仅展示部分）。 NASA 2022年最新「航天增材制造技术」应用经验总结（中文） NASA：金属增材制造在火箭推进领域的应用进展——工艺和材料 NASA：航空航天领域常用的金属3D打印材料及特点 NASA：航空航天金属3D打印的工艺种类、技术成熟度及流程差异 10.航空航天领域当前能否接受金属3D打印零件的批量应用 文章亮点：本文内容放在最后但并不做重点推荐，仍将其总结在内是为了阐明金属3D打印技术确实正在被批量使用，现在是时候放弃金属3D打印无法批量应用的固有观点了。当前，本技术领域对零件安全性、制造稳定性、产品一致性问题的解决已经发展到了新的发展阶段。 END 技术文章的总结较为不易，非常多的内容需要花很多的时间、查阅大量资料来完备文章结构并保障内容无误。但受限于眼界与知识所能探查的范围，在已经书写的内容中仍旧可能存在一些明显的错误，希望读者能够指正；一些观点也受限于笔者自身的经历、经验等，可能存在偏颇，因此仅能算作一家之言，也仅可作为一个思考的角度，希望获得读者的理解与指正。 愿有兴趣的读者可以加入我们，共同努力，在2023年贡献更多的优秀技术文章。 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.盘点：2022年值得关注的3D打印新材料、新工艺和新应用突破 2.2022年国内3D打印领域被广泛关注的十大重要事件 3.2022年 | 国内外20余款重量级金属3D打印新设备看点 4.应用潜力无限！2022年重量级(准)工业级聚合物3D打印机概览

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，南方科技大学力学与航空航天工程系教授邓巍巍团队实现了低熔点合金作为有机光伏电池顶电极的打印，相关研究成果在Advanced Optical Materials上发表，题为“Printing of Low-Melting-Point Alloy as Top Electrode for Organic Solar Cells”。有机光伏电池是新一代可再生能源，其最受关注的优点是轻、薄，以及通过溶液法实现低成本连续印刷制造的潜力。当前，有机光伏电池顶电极的主流制备方式是真空蒸镀，在进出真空腔时要经历繁琐耗时的抽放气过程，已经成为阻碍全印刷制备有机光伏电池发展的瓶颈。如何实现有机光伏电池顶电极的可连续打印制备，是产业化进程面临的关键挑战之一。低熔点合金具有许多适合作为有机光伏电池顶电极的优点：功函数低、电导率高、无需高温烧结、在熔融状态下可用打印方法制备。熔点为62 ℃的菲尔德合金（Field's metal：32.5%铋，51%铟，16.5%锡）在阳光照射下可保持固态，熔融温度对有机光伏材料无损伤，且不含铅等有毒元素，因此是理想的有机光伏电池电极材料。邓巍巍教授团队设计了直写菲尔德合金的打印装置，研究了打印过程中的关键流体力学问题，获得了非蒸镀电极有机光伏电池的最高效率。团队使用的打印技术为常见的熔融沉积打印法。打印装置包括一个包裹在注射器周围的恒温加热系统，可以使合金处在熔融状态；注射器推杆由步进电机驱动，通过控制程序实现与基台的x-y-z方向联动，实现精密的熔融态合金的挤出和拖拽（即“打印”）。团队发现，打印头与基板之间的距离（打印间距）对打印结果有重要影响。打印间距的一个临界值与熔融合金毛细尺度密切相关，并使熔融沉积打印法实现两种不同的打印模式：打印间距与毛细尺度相当时的拖动模式（也可称为远场模式）和打印间距远小于毛细尺度的剪切模式（或近场模式）。团队分别采用这两种打印模式打印电极（图1b），在基于D18:Y6活性材料的有机薄膜上，分别打印出棒状和薄片电极。电池的最高效率达到16.44%，是当前文献报道的基于非真空蒸镀电极的有机光伏电池最高效率。在拖动模式下，当挤出速度与运动速度的比值较大时，出液量超过成型棍状电极所需的流量，形成一个个小串珠（蓝色区域）；挤出速度与运动速度比值很小时，挤出量不足以形成连续的电极，形成不连续的迹线（红色区域）；当这两个速度的比值在合适的范围（0.2-0.35），则形成均匀连续的棒状电极（绿色区域）。剪切模式打印的薄片电极横截面和俯视图上图b所示。当打印间隙小于100微米时，可以形成连续的扁平薄片电极，且随着打印间隙的缩小，电极的宽厚比逐渐增大，更有利于节省电极材料。该工作以简洁的打印方式代替真空蒸镀来制备顶电极，为有机光伏电池在常压环境连续制备提供了新的机理和方法。此外，该项工作所研究的直写打印低熔点合金作为电极，在有机半导体器件方面具有普适性，也适用于有机和量子发光二极管（OLED和QLED）等光电器件，可为印刷法制造高性能新型光电器件提供新的工艺方法和研究思路。南科大2022级博士生于博洋和2020级硕士生刘霖娜为共同第一作者。南科大前沿与交叉科学研究院研究副教授赵新彦和力学与航空航天工程系教授邓巍巍为共同通讯作者。南科大是论文第一单位。该研究获得了国家自然科学基金和深圳市软材料力学与智造重点实验室的支持。论文链接：https://doi.org/10.1002/adom.202201977注：本文来自南方科技大学新闻网，欢迎加入硕博千人交流QQ群（248112776）

本期，3D打印技术参考总结2022年3D打印技术值得关注的十项重要科研成果，涉及金属3D打印过程精益控制、缺陷类型及造成的影响和如何消除、金属3D打印的关键机理、通过新手段开发超高性能材料，以及体积3D打印和新的具有更高效率的树脂3D打印工艺。关于金属3D打印的研究甚至可以构成一个体系，来深入理解这项工艺。同时需要注意的是，这些研究中有很多国内研究机构的身影，每篇都值得深入学习与思考。 1. 精益控制金属3D打印的过程不稳定性，获得高一致性和增强机械性能 在激光粉末床熔融3D打印工艺中，激光与粉末相互作用的不稳定性导致了各种缺陷的产生，特别是较大的飞溅，容易造成夹杂、形成大的颗粒，甚至出现卡刀的情况。工艺人员一直在通过调整参数的方式减少飞溅的产生，但改变材料却是另一种行之有效的途径。 https://www.nature.com/articles/s41467-022-28649-2 2月，来自威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员发表了题为《Controlling process instability for defect lean metal additive manufacturing》的文章，报道了一种通过使用纳米粒子来控制激光-粉末床相互作用的不稳定性从而消除大飞溅物的方法。研究人员揭示了两种机制协同工作以消除所有类型的大飞溅：（1）纳米粒子对熔池波动的控制消除了液体破裂引起的大飞溅；(2) 纳米粒子对液滴聚结的控制消除了液滴碰撞引起的大飞溅。同时得出结论，纳米粒子能够同时稳定熔池波动和防止液滴聚结，为减少金属增材制造中的缺陷提供了一种潜在方法。 2.顶刊综述：金属增材制造过程中的缺陷种类、产生原因、对性能的影响及控制方法 金属增材制造技术按照其送料方式不同可分为粉床熔融式(PBF)和直接能量沉积式(DED)增材制造。PBF技术主要代表有激光选区熔化成形(SLM)及电子束选区熔化成形(EBM)。DED技术主要可分为激光近净成形(LENS)、送丝激光(WLAM)/电子束(WEBAM)增材制造。其中，DED技术直接将熔融金属沉积在下层已凝固金属表面，不受成形尺寸限制，在成形大尺寸构件方面具有独特优势，但成形精度、表面质量均较差，需二次后续加工。PBF技术因其具有较高的精度和表面质量常用来成形具有较高质量要求的复杂异形结构部件，是目前主流金属增材制造技术。 ‍‍ https://doi.org/10.1016/j.jmst.2022.02.015 3月，香港理工大学、西北工业大学和香港中文大学的研究人员提出了粉末基增材制造金属和合金中多尺度缺陷的类型、形成机制、危害以及控制方法。PBF金属部件内部缺陷可根据尺寸分为三类：(1) 尺寸缺陷；(2) 表面质量缺陷；(3) 显微组织缺陷；(4) 成分缺陷。为进一步提升PBF金属部件机械性能及表面质量，需对缺陷形成机理及缺陷对成形部件性能影响进行深入探究。相关研究以《Multi-scale defects in powder-based additively manufactured metals and alloys》为题发表。 3. 体积3D打印再次登上《Science》封面 源于从微光学器件到用于化学合成和生物分析的微流体系统对玻璃的尺寸、几何形状、表面粗糙度和机械强度要求的发展，传统的加工方法受到挑战。4月，来自美国加州大学伯克利分校、劳伦斯利弗莫尔国家实验室以及德国弗莱堡大学的研究人员以《Volumetric additive manufacturing of silica glass with microscale computed axial lithography》《Science》以封面文章发表采用轴向光刻3D打印石英玻璃的研究，这是体积3D打印技术至少第二次发表在该期刊，此前还有研究发表于《Nature》。 https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm6459 基于全息曝光、正交叠加、层析照相以及后烧结，研究人员制造了内径150μm的三维微流体、表面粗糙度仅6nm的复杂形状微光学元件，以及最小特征尺寸为50μm的复杂高强度桁架和晶格结构。作为一种高速、无层纹数字光制造工艺，轴向光刻3D打印可加工具有高固含量和高几何自由度的纳米复合材料，从而为新的设备制造提供空间。 4. 科学家对金属3D打印中的缺陷形成有了新认识，能充分控制熔池稳定性 对于激光粉末床熔融工艺（LPBF），深入了解激光与材料之间的相互作用对于开发该工艺的潜力至关重要。然而，高功率激光束产生的热量通常会导致部件中形成气孔，这些缺陷对零件的密度有害，并导致结构的整体机械性能较差。在零件性能至关重要的关键行业中，孔隙还可能限制可打印的零件类型。因此，需要开发更好的缺陷检测技术，并避免在打印过程中产生缺陷。 https://www.nature.com/articles/s41467-022-30667-z 5月，赫瑞瓦特大学、清华大学（赵沧教授）、弗吉尼亚大学和阿贡国家实验室的科学家组成的团队使用先进的成像技术，研究了金属3D打印过程中的材料状态，使激光与金属粒子相互作用时存在的所有物质状态之间的相互作用实现了可视化，从而为缺陷形成的方式和原因提供了新的见解。相关研究以《The interplay between vapour, liquid, and solid phases in laser powder bed fusion》发表。 5. 热力学指导增材制造合金成分及工艺设计，获得无缺陷零件 3D打印的许多合金和工艺开发仅考虑材料的整体成分。这些研究通常涉及大成分和工艺参数集的实验筛选。一些研究已经报告了凝固过程中局部成分变化对整体材料性能的重要性。然而，很少有研究遵循与分离和分配现象相关的清晰的热力学和动力学规则。因此，迫切需要为3D打印工艺制定考虑非平衡溶质分配特征材料开发指南。 https://www.nature.com/articles/s41467-022-31969-y 7月，来自德国马普所的研究人员近日发表了一项题为《Thermodynamics-guided alloy and process design for additive manufacturing》的研究，通过整合、计算和利用元素分配，提出了一种热力学指导的3D打印合金设计的方法。研究结果可用于指导在相同基础合金上进行进一步的3D打印试验，经过适当的成分和工艺调整，可以获得无缺陷的零件。…

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 俄罗斯Skoltech（斯科尔科沃科学技术研究院）的科学家近期公布了一种使用3D打印技术制造的青铜钢合金，这种新型合金融合了青铜和钢的独特特性——受益于钢的耐极端温度能力和青铜的导热能力，新材料可用于制造飞机和火箭发动机的燃烧室。 该研究以“Mechanical characteristics of laser-deposited sandwich structures and quasi-homogeneous alloys of Fe-Cu system”为题发表在《材料与设计》杂志上。 研究人员首次使用直接激光沉积工艺制造了青铜钢合金。Skoltech团队以两种不同的方式将青铜和钢结合起来——获得所谓的准均质合金和夹层结构。 研究人员制造的准均质青铜钢合金制成的垂直杆 准均质合金意味着两种材料均匀混合在整个样品中，而夹层结构则由一系列交替的0.25毫米厚的青铜和钢层组成。激光能量沉积装置采用同时进料青铜和钢粉或者交替沉积的形式制造两种材料或结构。钢粉采用的是316L不锈钢，青铜粉则分为铝青铜、锡青铜以及铬青铜。研究人员分别对由不同铜合金组成的铜钢均质合金（50：50、75：25两种成分）以及夹层结构进行了研究，共进行了8组实验。 研究证实，这两种材料熔合良好，没有形成缺陷。该团队3D打印了测试样条，检查了它们的形状、化学成分和微观结构。研究人员表示，“当出现问题时，样品的形状可能会明显变形，或者在3D打印过程中可能会开裂。这意味着要么使用的材料不合适，要么条件设置不当。”在此阶段没有发现任何问题后，研究人员开始从样品的不同部位切出样块，并使用光学和扫描电子显微镜研究内部组织结构。 青铜钢合金中青铜和钢的交替区域 对复合材料进行广泛的机械测试，获得了主要的机械特性。其中，由铝青铜和钢以1:1混合的材料得到了最高的力学性能，其中抗拉强度达到838.6Mpa，屈服强度665Mpa，应变断裂比为0.035，这些材料性能是首次被报道。 用于机械测试的准均质样品 该研究成功证实了钢和青铜可以通过3D打印制造出新的合金，从而能够探索可能的应用。未来，研究人员将测试青铜钢燃烧室，钢材可以抵抗运转中发动机燃料燃烧产生的高温，但与青铜相比，钢的导热率不足，因此发动机冷却液无法有效从中吸走热量防止过热和损坏。借助3D打印，可以通过制造由梯度材料构成的燃烧室，确保热量快速导出，同时保障结构强度。除此之外，研究人员还将测试其他金属组合，如制造由超级合金制成的涡轮叶片等。 3D打印再一次证明在开发新材料方面具有重要的优势，由其制成的复合材料将具备两种或多种金属的优势，因此也得到各国科学家的广泛关注。 注：欢迎加入硕博千人交流QQ群（248112776）欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.3D Systems专家总结2022年塑料和金属3D打印取得的创新 2.3D打印服务商驰辉，帮助汽车客户缩减超30%的加工成本和时间 3.设计指南：基于激光烧结3D打印技术的应用和设计技巧 4.长36米、宽5米 ▏世界最大复合材料增减材一体3D打印机诞生

3D Systems的首席产品营销负责人和材料产品营销经理在研讨会中回顾了2022发布的3D打印塑料和金属材料以及设备的创新，这些新发布和即将发布的金属与塑料材料普遍具有极大应用潜力，装备也以生产为重点。除此之外，两位行业专家在问答环节展望了未来的3D打印方向，与3D Systems一起来探索工艺创新推进交通、消费耐用品、铸造、能源、航空航天和国防等领域的创新。 1. 讨论主题: 增材制造-概括真实生产的需求 高速，大幅面生产能力的SLA 小型零件的高效批量生产 热塑性塑料部件的可重复性和完整的工作流程集成 新一代铜合金 HX中大型定子和套管的可重复工艺 2. 了解详细内容可通过两种方式： 识别二维码观看视频 阅读下文文字内容 识别观看（中文字幕） 主讲专家： Sam Green 3D Systems首席产品营销负责人 15年来，Sam参与了增材制造领域许多令人兴奋的创新，无论是在喷墨打印方面的一些最早的突破，还是在新兴市场开发和推广技术、系统和材料，这些技术已经影响了数百万人。凭借他在市场营销、产品和业务开发方面的专长，他有幸成为领导这一卓越创新的核心团队的一员。 Paul Miller 3D Systems材料产品营销经理 自加入3D Systems以来，Paul一直负责为SLA, SLS和Figure 4平台推出和销售新的生产塑料材料产品。Paul拥有超过15年的产品和营销经验，从B2B销售和培训管理到监督全球营销工作和数十亿美元业务领域的大规模产品发布。Paul很高兴能分享增材制造材料的新技术，以及未来的新技术。 涉及的产品信息如下： 1. SLA 750首款同步双激光器SLA打印机 SLA 750 Dual是3D Systems全球首款同步双激光器SLA打印机，其速度是该公司当前SLA打印机的两倍，吞吐量是当前SLA打印机的三倍。它使用双成像系统以及专有的扫描算法Hyper-Scan矢量技术，专为高效、高质量的生产制造而开发。 这个完整的解决方案在速度、吞吐量、材料性能和成本效率方面为工厂车间生产提供了突破性的进步，具有生产级材料、自动化兼容性，以及基于AI的与所有工厂车间设备的无缝集成。 2. DMP Factory 500金属3D打印解决方案 DMP Factory 350 打印机提供独特功能、经过广泛测试的LaserForm材料套件、3DXpert金属增材制造软件以及重要的应用工程师的专业知识，这些相结合可以为客户带来时间、成本和功能优势。用户依据可靠的材料数据库就能进行精密金属3D打印，无需自行开发加工参数，后者不仅有一定挑战性，而且耗费时间和费用。3. SLS 380选择性激光烧结技术解决方案SLS 380是一款具有高吞吐量的SLS增材制造解决方案，可实现更高的吞吐量、一致性、性能和产量。针对想要将增材制造融入到工厂车间生态系统的需求，3D Systems的SLS 380及其补充软件、材料处理和后处理解决方案进行了优化，能够以经济实惠的方式批量生产部件。 新的解决方案具有以下亮点： 具有闭环流程控制的高吞吐量工作流程解决方案，可跨部件、构建、打印机和打印场所实现可重复性 生产级尼龙热塑塑料 自动化3D部件嵌套、材料处理和后处理解决方案 4. Atlas超大幅面、高速挤出3D打印机系列 这是一种大规模、混合式和模块化的增材制造解决方案，结合了颗粒挤出、细丝挤出和主轴减材制模等功能。如果需要打印速度非常快且具备制造水平精度、表面质量和可重复性的低成本、大规模部件，此解决方案为不二之选。其同样适用于大规模模型、模具、批量生产和功能原型。5. 开放型材料DuraForm PAx DuraForm PAx Black 是3D Systems全新非限制性材料产品组合中的最新产品，可与选择性激光烧结 (SLS) 打印机配合使用。与最新推出的DuraForm PAx Natural一样，这种材料具有与注塑塑料相似的特性以及高抗冲击性，并且无论沿哪个方向拉伸，均能实现高断裂伸长率。 DuraForm PAx Black 专为与市面上有售的任何选择性激光烧结 (SLS) 打印机配合使用而设计，无论来自哪家打印机制造商，都能轻松集成到现有的生产工作流程中。DuraForm…

自3D打印技术于2012年开始在国内引起关注，十年时间，市场范围内有太多的创业故事。太多人对这项技术的爆发寄予了希望，一年一年，很多创业者选择离开，很多创业者选择坚持。在经历十年涤荡之后，这项技术似乎现在才迎来它的黄金发展期，从而诞生了很多奇迹，因为它真的被越来越多的使用。 本期内容，要介绍的是一家创立仅3年，但在2022年取得非凡成绩的公司——RAYSHAPE铼赛智能。 被誉为光固化3D打印领域的黑马 2019年，时年32岁的创始人刘震成立RAYSHAPE铼赛智能，其曾在国内最大的3D打印设备研发、生产公司担任研发总监职务。所创立的新公司专注于高性能光固化3D打印技术的产业化应用，利用和放大技术优势、解决细分行业的核心问题。 短短三年，RAYSHAPE已经被外媒称作光固化领域的黑马。公司在光固化3D打印光学、电气、机械、软件、算法、材料等环节，拥有完整的自主开发能力，可以为不同行业和不同应用场景，提供完整、领先的整体解决方案。 得益于在高性能树脂、精密3D打印工艺，RAYSHAPE在每个目标市场均有行业头部客户，包括拜博、欢乐、瑞尔、摩尔、牙博士等齿科客户，以及华为、海思、施耐德、安克、天珑手机等工业客户，以及迈瑞医疗、联影医疗、迈普再生、上海九院等医疗客户。 数千万元A轮独家融资 2022年春节前夕，RAYSHAPE完成新一轮数千万级别A轮融资，正式获得来自兴富资本旗下四期基金独家投资。 兴富资本表示，铼赛智能自成立以来，迅速通过高性能产品获得市场认可，并且在牙科已有同类品牌耕耘数年的基础上，抢夺了椅旁市场一定份额，同时在工业、教育、文创等领域迅速起量。3D打印以一种先进制造方式提高企业研发速度、有效节省成本的时代已经来临，将会在越来越多的领域发现3D打印的应用场景，兴富资本看好铼赛智能在工业柔性化生产方向的发展前景，同时铼赛团队具备优秀的创新能力及产品力，欢迎铼赛智能成为兴富智能制造领域又一伙伴企业。 开设两家海外子公司 对于很多创业公司，成立仅几年时间能够实现盈利已属不易，但RAYSHAPE却已经在海外开设了两家子公司，因此可证明其发展之迅速。 2022年5月，RAYSHAPE英国子公司成立，其将重点利用英国辐射欧洲全域的优势，倾听欧洲用户的需求，确保欧洲用户的体验，着力突破RAYSHAPE齿科解决方案产品的服务和海外3D打印市场的开拓的第一步。 2022年9月，RAYSHAPE通过位于俄亥俄州哥伦布市的新子公司，进入北美市场，主要在整个北美地区提供商业支持，包括售前及售后服务，尤其是在齿科领域。 RAYSHAPE创始人刘震表示，“今年国际市场的拓展对我们来说是自然而然的，因为树脂3D打印机的需求量很大。RAYSHAPE的产品优势在于可靠性和易用性，我们相信我们的解决方案可以为海外市场的牙科诊所和实验室带来巨大价值。”作为基于3D打印的数字化生产方案提供商，RAYSHAPE所描绘的战略发展蓝图中，以客户为中心，不断完善产品矩阵，努力推动3D打印技术普惠，帮助工业企业及齿科医疗等用户解决痛点、难点。 订单增超30%，装机超1500台 RAYSHAPE在疫情的重重阻隔下成功打开海外市场，产品销往美国、德国、英国、澳大利亚、以色列、保加利亚、意大利、俄罗斯、荷兰、日本、菲律宾、台湾等在内的10余个国家和地区。 2022年，该公司订单增长超过30%，累计装机总量超过了1500台，树脂材料销量超过了20000瓶，海外签约代理商达到了16家。这些数据证明了该公司取得了斐然的成绩。 研发不辍，材料、设备不断上新 RAYSHAPE公司创始团队有近10年3D打印行业经验，研发人员占比45%。目前已申请知识产权近30件，其中包括5件PCT专利，已获得国家高新技术企业认定，强大的研发实力使公司的材料和设备不断上新。 1.三款新设备 2022年，RAYSHAPE推出三款新的3D打印机——Shape 1+、Shape 1+ Dental以及Edge E1。 Shape 1+系列产品基于德州仪器独家的DLP技术打造，得益于该技术在光路结构、光功率、光均匀度、光平行度等方面的优势，DLP技术的3D打印机在打印精度、效率、使用寿命、维护成本等层面有着显著优势。 Edge E1是一款高性价比的专业齿科3D打印机，更是齿科数字化转型的安心之选。即插即用，产品到手免校准；只需5分钟，即可低成本更换掩膜液晶屏。192 x 120mm打印幅面，±50μm尺寸精度，可在椅旁提供大尺寸、高精度的3D打印齿科应用制造服务。即插即用，产品到手免校准；只需5分钟，即可低成本更换掩膜液晶屏。 2. 六款新材料 材料是影响3D打印技术应用的关键因素，也是事关一家3D打印企业能否成功的重中之重，几乎每一家从事光固化的企业都会推出专有的材料体系。得益于强大的材料研发能力，RAYSHAPE于2022年推出了六款新材料： ESD-T：该款树脂表面电阻为106-108Ω，优异的静电耗散性能，可很好的保证电子元器件免于静电伤害，适用于电子产品生产流程中的防静电夹治具等应用。 Flexible：该款树脂性能类橡胶材料，刚柔并济，适用于塑胶类生活制品，工业传动和密封配件，管路零件，以及鞋底等应用。 Elastic：该款树脂性能类硅胶材料，柔韧高弹，适用于硅胶类生活制品、工业紧固和密封配件，以及按键内衬等应用。 Model 1：该款材料专为高精度牙模应用设计，橙黄、灰、象牙白三色可选，成型快、精度高、长期稳定性好。 Tough 30：主要用于卡扣，匹配类等韧性需求较高的模型打印，极高的抗冲击性能和韧性，低收缩，可打印性能高。 E-ABS 20：韧性极高，长期耐候性佳，可长时间户外使用，不发脆 3. 五项授权发明新专利 2022年，RAYSHAPE新获得5项新的授权发明专利： 数据处理方法、3D打印设备及其打印方法、存储介质 底面曝光的3D打印设备、控制方法及控制系统 能量辐射系统及3D打印设备 3D打印后处理设备 制造方法、系统、3D 打印设备及图像处理方法 END 2022年可谓是疫情爆发以来最困难的一年，即便如此，RAYSHAPE团队仍旧积极开拓国际市场。除以上成绩之外，该公司还参加了12场展会，其中海外展会10场，这凸显出国内3D打印企业勇敢开拓国外市场的决心与自信。 2023年，RAYSHAPE突破3000㎡的生产场地即将投产，达2400㎡的新研发中心和营销中心也已投入使用。对一家成立仅3年的公司，发展之快，着实让人感叹。 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.应用潜力无限！2022年重量级(准)工业级聚合物3D打印机概览 2.成立三年，国产高性能DLP 3D打印机畅销10余国家和地区，不乏华为等高端用户 3.助力华南理工，国产大型颗粒料3D打印机尺寸超大，速度超快，性能更高 4.高性能铝合金3D打印粉末之宝航多级别材料与应用场景

1月11日，由华南理工大学建筑学与土木工程专业师生合作完成的大型户外数字建造项目于羊城开展。所展出的结构艺术装置取牵牛花为原型，将形似花朵的竹编网壳结构建于形似花托立柱之上，通过将传统手工技艺与现代建造技术相结合，诠释两种建造方法的交融之美，也表达了技术爆炸时代对传统技艺的尊重与传承。 △左右滑动查看更多 值得注意的是，三款大型花托立柱由3D打印制造，材料为PETG，尺寸达1.4m，超过了绝大多数聚合物3D打印机的可成形尺寸。工业级3D打印设备厂商一迈智能使用了新款颗粒料3D打印设备FAST-JET-1500进行打印制作，过程中不断与设计团队根据实际效果，进行设计的迭代与参数的优化，最终在一周的时间内将项目完成。 FAST-JET-1500打印机 跳过丝材，使用粒料成本更低 需要特别指出的是，所有3D打印丝材都由颗粒料制作而成，为什么不跳过丝材直接使用颗粒料进行3D打印呢？这样可以节约更多材料成本。此外，颗粒3D打印机又是否能够像丝材打印机一样，兼容多种材料呢？尤其是高性能3D打印材料。 据此，一迈推出了一款可以直接使用颗粒料、挤出温度提升至500℃的FAST JET 1500打印机，其还采用了三段式挤出温控系统、封闭式的保温腔体，能够支持市场上绝大部分的热塑性颗粒料，包括PEEK，PEKK等高性能材料。 尺寸超大，速率超快，性能更高 FAST JET 1500的成形尺寸达到了1.5×1.5×1.5m，内置25kg可烘干料斗，采用自主开发的6轴控制系统（目前在用的是4轴，剩余是预留拓展口）及10英寸全彩触控屏，具备远端自动上料的功能。挤出机具备液冷散热功能，最大吞吐量可以达到6KG/小时，采用模块化的设计，用户可以自行选择高温挤出头或者普温挤出头，并且进行快速更换。 △左右滑动查看更多 与熔丝制造（FFF）对比，颗粒料3D打印效率更高，成本更低，因其更接近与传统注塑或挤出工艺，颗粒打印制件的性能通常比丝材打印的更高。 打通工艺，实现应用 得益于一迈在线材高温系列打印机中对材料工艺的积累，以及其股东松湖股份关于3D打印丝材挤出机的生产经验，使一迈可以快速打通热塑性颗粒料上游工艺资源及下游应用，目前已经进行了不同品牌数十种原料的打印测试。 不同材料的工艺需要长时间的摸索及测试，才可以得出相对稳定的生产工艺。为此，一迈专门成立了自己的打印工艺部门，配备了多台自主打印机及测试仪器，致力于打造与机器完美配套的材料体系及成型工艺。 从左至右：可降解颗粒/可回收颗粒/降塑木粉颗粒 PC材料打印中 不过，颗粒打印的缺点也显而易见，超大的吞吐量使得其层纹很高，线宽很大，螺杆的控制无法像齿轮控制丝材进退那么精确，导致回抽拉丝会严重一些，因此，小制件的细节无法完美呈现。即便如此，一迈仍然在工艺控制方面做了大量工作，以更好控制回抽拉丝，优化层间结合力，避免应力控制导致的形变和翘曲。 FASTJET 1500开门取模状态 卡车挡泥板（SK原料） 目前颗粒料3D打印就是这么一种优缺点明显的制造工艺，与终端客户的需求磨合非常重要，在很多应用场景下，一迈开始逐渐释放颗粒打印的优势与魅力，而缺点也已经有成熟的方案进行解决，例如增减材混合，精细后处理等。 此外，FAST JET 1500将作为首批内置一迈云平台的机型公开发售，用户可远程控制烘烤干燥材料，上传G代码文件，定时打印，并且可以远程监控观察打印进程。 END 使用颗粒材料3D打印进行数字化建造具有高效率和低成本的优势，通过参数化设计以及先进制作的方式，可以使得最终制品的呈现更加具备特色。此外，一迈智能已经开始进行可回收颗粒材料的3D打印尝试，这将对可持续发展和限塑起到关键作用。 3D打印与艺术设计必定会建立起深远的联系，这不是一迈的颗粒3D打印方案首次与高校/设计师进行配合，也不会是最后一次，企业负责人表示，艺术设计的呈现离不开3D打印，但在目前这个阶段，仍然需要厂商与设计团队保持着密切的沟通，需要针对3D打印这种生产方式进行设计迭代，也需要根据设计的方式以及材料的特性进行参数的优化，一迈欢迎更多的设计师/团队/企业/院校与之联系，一起为推动艺术设计的数字化制造而努力。 注：本文内容已获授权。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.我国石油企业使用一迈智能CF-PEEK 3D打印解决制造难题 2.孟加拉国专科医院购买中国3D打印机开展PEEK颅骨植入手术 3.华科史玉升教授团队开发出能3D打印PEEK的激光烧结SLS设备并成功实现临床应用 4.打破垄断，国产米级超大幅面高温3D打印机，航空航天非金属优选方案