在上期内容中，3D打印技术参考介绍了过程中断对电弧增材制造材料组织和性能的影响，以及对再制造和修复带来的启发。相比于电弧增材制造工艺，激光粉末床熔融（L-PBF）则是应用最广的金属3D打印技术。针对钛合金、镍基合金和不锈钢材料，学术界已经详细研究了加工参数与微观结构和机械性能之间的相关性，确定了传统制造和增材制造零件之间的差异。 过程中断对于激光粉末床熔融工艺来说也有可能发生，如在制造过程中嵌入传感器、添加粉末材料或由于打印过程不稳定导致构建中断，也可能由于停电或气体保护问题引起。 过程中断对SLM制造316L不锈钢力学性能的影响 瑞士增材制造创新中心、苏黎世联邦理工学院机床与制造研究所的研究人员于2019年对工艺中断造成的L-PBF工艺制造316L不锈钢的研究发现：将断裂位置设计在拉伸样条的中间位置，在静态条件下，水平方向拉伸棒的屈服强度和极限拉伸强度下降了13%和11.5%，垂直方向拉伸棒的屈服强度和极限拉伸强度下降了18%和17.5%，断裂伸长率在垂直方向上不受影响，在水平方向上增加。然而，巴黎萨克立大学的研究人员在2022年的研究结果则不同，在将中断位置设置在中间平面下方6mm处，在空气环境中静置了三小时，静态力学条件下的测试显示，中断过程对垂直制造试样的抗拉强度、屈服强度以及延伸率几乎没有影响。同时，后者的研究指出，因在垂直构件中嵌入光学传感器而发生的过程中断并不会降低零件的力学性能。两项研究所使用的的设备分别为Concept Laser M2和TruPrint 1000 316L不锈钢 L-PBF制造过程中断机械性能测试数据（来自巴黎萨克立大学） 过程中断对SLM制造In625、In718和AlSi10Mg力学性能的影响 美国德克萨斯大学的研究人员则对工艺中断造成的L-PBF 工艺制造In625、In718和AlSi10Mg的影响进行了研究。在这项工作中，研究人员实施了三个一小时中断协议，以模拟L-PBF过程中可能发生的真实场景：1）计划的构建停止，模拟智能组件制造中引入传感器；2）需要补充粉末；3）意外停电。对比研究发现，这三种材料的断续制造试样与连续制造试样的微观结构不可区分，虽然In718的极限拉伸强度和伸长率略有降低，但对于AlSi10Mg和In625，这些性能基本保持不变。 AlSi10Mg、In625、In718 L-PBF制造过程中断对照测试数据 这项研究表明，受中断影响的试样的微观结构或机械性能没有显著变化。但研究人员同时指出，未来仍然需要考虑全面的统计研究，具有更广泛的测试矩阵，还需要研究来评估热后处理（包括热等静压、应力消除、退火和时效热循环）对中断生产的部件的机械性能可能产生的影响。 在另一项来自美国陆军研究实验室和德国埃尔丁联邦国防军材料、燃料和润滑剂研究所的研究指出，工艺中断使AlSi10Mg的L-PBF制造的显微硬度值和抗拉强度降低了10%。德国夫劳恩霍夫铸造、复合材料和加工技术研究所对同类研究引入了重熔深度的概念，指出熔池深度可能是造成力学性能差异的重要原因。同时，过程中断可能导致零件表面氧化，进而影响续接过程中的层间结合，这也会导致机械性能降低。 过程中断对SLM制造AlSi12力学性能的影响 德国卡塞尔大学的研究人员采用SLM Solutions的设备研究了过程中断对AlSi12组织性能的影响。考虑的工艺中断因素为，开启仓门进入空气静置一个小时后重新充入氩气。续接制造的第一层熔化三次，以促进与上一层的良好结合。相比之下，断裂表面在中断和非中断的构建条件之间有很大差异。由于连续两层熔化不足，中断的构建断裂表面显示出相对较多的缺乏熔合缺陷。研究发现，工艺中断区域显露出在表面直接可见的微观结构的明显变形；但拉伸性能几乎没有变化，断面与过程中断位置并不重合；续接试样与连续制造试样的低周疲劳和高周疲劳性能也仅有微小差异。 AlSi12制造过程中断对照测试数据 END 对于粉末床激光熔融技术来说，在长期持续的构建工作期间，可能会发生工艺不稳定或因为其他制造需要而造成打印过程中断。在很多重要应用场景，过程中断更是不允许发生，发生即报废。像316L不锈钢、AlSi10Mg、In625、In718甚至Ti6Al4V，这些在航空航天、国防、核能、石油和天然气以及汽车和医疗领域应用较多的材料，需要研究过程中断对它们的影响。不过目前看来，所得出的研究结果有很多差异。 参考： https://doi.org/10.1007/s00170-019-03560-1 https://doi.org/10.1016/j.procir.2022.08.032 https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.04.013 https://doi.org/10.1108/RPJ-04-2018-0105 https://doi.org/10.1016/j.procir.2020.09.035 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.过程中断对金属3D打印零件组织和性能的影响，及对再制造的启发 2.华曙高科集中发布多款多激光、大尺寸面向航空航天批产的3D打印新品 3.知识回顾：粉末床熔融过程中的冶金问题和质量控制 4.EOS与ORNL合作改进金属3D打印质量控制——50多个参数需要监控哪些？

在拜登政府支持增材制造和先进制造的最新展示中，美国能源部(DOE) 宣布了两党基础设施法对国内电动汽车 (EV) 电池制造的第一轮拨款。这些资金将授予20家公司，总额为28亿美元，将用于价值超过90亿美元的采矿、制造和回收项目，涵盖电动汽车电池供应链的六个不同环节。 该项目指出：目前，几乎所有的锂、石墨、电池级镍、电解质盐、电极粘结剂和磷酸铁正极材料都在国外生产，中国控制着其中许多关键供应链。美国《通胀削减法案》更是明确，自2024年起，将全面禁用产自中国的电池组件，自2025年起，全面禁用产自中国的矿物原材料。从此可以看出美国对中国采取了看似零容忍的政策。 3D打印公司6K获拨款资助 这些投资将分散到供应链的多个部分，覆盖全国各地的公司，是美国汽车业的保险政策。迅速崛起的3D打印公司6K，也获得获得了本轮资助5000万美元，计划在一个产能为3000吨/年的工厂中，利用其UniMelt®微波等离子体处理技术，生产相关材料，该工厂将于2025年投产，2026年扩大到10000吨/年。 6K是一家3D打印材料研发商，并拥有一种名为微波等离子生产工艺专利，能够以快速、环保的形式生产电池材料。这种工艺应用于电池阴极材料制作，能够减少90％的用水量，能耗和温室气体排放量也能减少三分之二以上。这种技术除了适用于生产电动车的电池，也能应用于半导体等需要先进材料领域。但投资者更感兴趣的是其在动力电池领域的应用潜力。得益于3D打印技术，6K是唯一一家能以低于亚洲（生产商）的成本生产电池材料的公司。该公司CEO表示，这种颠覆性技术是改变这个行业唯一可行的方法。 欧美公司部署3D打印电池生产线 除了6K之外，其他一些初创公司也在推进3D打印电池技术的商业化。 2022年3月，电池3D打印专家Sakuu Corporation宣布，其在锂电池开发方面达到了新里程碑，实现了800Wh/L的基准能量密度，远高于目前市场常见锂电池500-700Wh/L，这为实现2023年超过1200Wh/L的全3D打印固态电池目标迈出了重要一步。 采用全新3D打印方法制造的安全、可持续和高性能固态电池可以解决关键的供应链和安全问题，同时可以解决当前锂离子电池制造过程中的诸多限制。Sakuu于2021年推出了一款专为大规模生产电动汽车电池而优化的工业级3D打印平台，通过结合粉末床和材料喷射沉积技术，该机器能够在同一零件层内实现陶瓷、金属和载体的多材料一体成型。该技术可以制造出比现有电池具有改进接口和更高强度陶瓷层的能量存储设备，同时集成更容易大规模生产的单片分层电池。 Sakuu3D打印电池过程 Sakuu第二代全3D打印固态电池有望在2023年开始出货，该公司预计其能量密度将再次“大幅飞跃”成为世界第一。Sakuu采用3D打印方式生产的电池，与传统锂离子电池相比，体积减半，重量也减少到了三分之一，而电池的能量密度是现有锂离子电池的两倍。为进一步证明其增材制造技术的可行性，该公司已经建立了一个试点电池3D打印的试验产线。据报道，该产线每年能够生产高达2.5MWh的固态电池，后续通过扩展，每年将能够产生高达1GWh的容量。去年10月，Sakuu完成了一轮6200万美元的融资，将被用于推出其第一代固态电池，并研制第二代电池3D打印机。 Sakuu固态电池 2021年12月，黑石宣布开始使用3D打印技术批量生产锂离子电池。该公司目前正在开发的最有前途的技术就是其专有的3D打印技术，这是一项独特的专利技术，可用于生产液体电解质电池和锂离子固态电池，具备将电池能量密度加倍并将锂离子电池制造成本降低一半的潜力。黑石公司在过去两年中一直在开发和完善其锂离子电池3D打印技术，如今推出了其首个大规模生产设施。 黑石科技的3D打印电池工厂 黑石表示，如今的电解液电池生产线往往非常专业，一次只能生产一种电池。能源密集型过程通常非常昂贵，并且使用危险的溶剂作为电极的原材料。另一方面，Blackstone的“厚层技术”旨在作为一种更灵活且更具成本效益的替代方案，在使用环保材料的同时涵盖更广泛的电池格式。 黑石科技3D打印的锂离子电池 由于3D打印过程的动态特性，Blackstone表示它可以根据客户的要求定制单元的大小和形状。与传统制造的同类产品相比，3D打印工艺使黑石公司的电池能量密度提高了约20%，高达220Wh/kg，空间节省了15%，降低了20欧元/千瓦时的材料成本以及23%的生产能耗。同时，3D打印可将固态电池的能量密度再增加70%，同时显著提高充电循环次数。黑石科技已将其初始目标年产能设定为500兆瓦时，预计将在今年年底前达到。尽管尚未确定时间表，但增长计划的第二阶段目标是每年5GWh，第三阶段最终目标是超过10GWh。 中国公司开展电池3D打印 国内方面，3D打印技术参考查询发现，由长春3D打印创新中心孵化的长春交大高能科技有限公司于2021年5月获得百万级人民币的种子轮融资，该公司拥有自主研发的Top-e电极创新设计系统、3D打印电池技术和基于3D打印技术的数字智造解决方案，通过3D打印这一个步骤来革新现在繁长的电池正负极制造环节。交大高能披露的资料指出，其3D打印电极技术对动力电池的安全性能有显著提高，具有将能量密度提高80%、制造成本降低50%的潜力，有非常巨大的技术优势和商业价值。 交大智能电池数字智造工厂示意（来自交大智能） 除交大高能外，3D打印技术参考注意到，比亚迪于今年上半年新成立了一家全资控股的新电池制造公司——贵安新区弗迪电池有限公司，其注册资本5000万人民币，经营范围含储能技术服务、智能输配电及控制设备销售、智能家庭消费设备制造、电子专用材料销售、增材制造装备制造等。实际上，比亚迪在制造汽车之前已经成为全球第二大充电电池的生产厂商。此次涉足3D打印制造领域，应当是看到了该技术在提高电池性能方面的巨大潜力。 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.中科院：3D打印超高面容量和倍率能力的柔性钠离子微电池 2.比亚迪成立新电池公司，经营范围包含增材制造业务 3.Sakuu 3D打印锂电池预计2023年出货，能量密度将“大幅飞跃”成为世界第一 4.黑石开始使用3D打印技术批量生产锂离子电池，目标电动汽车领域

2022年Formlabs用户峰会将于10月27日正式开幕。作为全球性的年度行业盛会，Formlabs邀请众多3D打印市场参与者及技术爱好者一同见证数字制造的力量。 01 全球打印量达到1亿件 在2022年全球年度用户峰会到来之际，Formlabs同时迎来了一个重大里程碑——全球打印量达到一亿件。一亿次的打印量，离不开生产制造、齿科、医疗、影视娱乐、教育等行业对于Formlabs产品的信赖。本次的用户峰会，Formlabs将与全球3D打印创造者一道，共同庆祝这一里程碑。 02 超千元好礼现场抽奖、免费打样 本次大中华区用户峰会，Formlabs还特别增设了现场抽奖和产品展示环节。观看线上直播并填写资料，将有机会抽中Formlabs送出的Form Wash一台，价值人民币￥6258元。除此之外，还准备了其他精彩礼品。同时，还可以免费打印样件，只需要在直播现场填写表格就可以申请免费样件。 线上参与方式 03 首席执行官作开幕致辞 今年的中国区用户峰会，Formlabs邀请了首席执行官、联合创始人Max Lobovsky 做开幕演讲。去年的用户峰会上，Max为大家展示了自己用Form 3L生态系统为自己的孩子制作平衡车的经历。 除了Max，Formlabs还邀请了首席产品官Dávid Lakatos 和亚太区总经理 Michael Agam介绍公司新的产品计划和未来中国区的最新动向。 04 海外案例分享 今年，孩之宝首度试水大规模定制生产，推出了自拍系列人偶。在本次讨论会中，用户将了解 Formlabs 与孩之宝合作开展项目的幕后故事，以及大规模定制生产对各种规模企业的意义。  从深海到高空，再到国际空间站，3D 打印的应用无处不在。NASA戈达德航天中心的Sheri Thorn、 Heliguy的无人机工程师以及热成像相机制造商XSPECTER 的Matthias Mähler将齐聚一堂，讨论在他们的应用中3D打印部件必须承受的特定环境，以及他们如何确保使用的材料能够应对这些挑战。 05 大中华区应用案例分享 Formlabs邀请了来自港台地区和中国大陆的五位行业专家，分享制造、医疗、齿科等行业的应用案例。 Form 3L让交付时间缩短至1/5 电机、自动控制解决方案和发电机制造龙头企业——雷勃电气，在其位于常州的工厂中引入了Form 3L生态系统进行原型制造和开发。在减少成本的同时，外发打印样品的周期也大大缩短。本次分享，雷勃电气（常州）有限公司的全球工程技术中心服务部主管张坚将从具体应用、树脂适配、成本和时间效益多个角度对雷勃电气的应用进行分析。   3D打印制作正畸牙模，直观、高效 郑州洁美口腔门诊部率先运用Formlabs打印设备进行正畸牙模的制作。三维图像变成直观的实物，运用Formlabs的3D打印误差更小、更方便。本次分享，郑州洁美口腔门诊部的寇医生将从实际操作中讲解在诊所内部采用3D打印的工作流程和优势。 3D打印让每一次灵光乍现发光 無隅創意是台湾地区的一家创意设计公司，承接不同领域的客户开发新产品。本次分享，無隅創意的创始人Swen Fang将分享3D打印如何帮助他们更好的实现创意、与客户沟通以及节约成本。 3D打印助力汽车紧固件制作 博尔豪夫集团是世界紧固件系统及装配技术的领先供应商之一。本次案例分享，来自博尔豪夫中国工厂的崔洲将分享在汽车紧固件方面，Formlabs 3D打印带来的在验证、模具开发的可能性。   运用3D打印，进入千亿级医疗设备市场 普锐医疗（Precision Robotics）是英国的医疗设备研发和生产企业，其研究人员大均来自于英国帝国理工的Hamlyn研发中心。2018年，普锐医疗在香港开设办公室，希望能借此扩大智能手术系统的研究，从而推动手术机器人的研发。 本次分享，来自普锐医疗香港办公室的机械工程师 Kelvin Wong 将介绍目前他们研发部门的主力产品以及对3D打印的应用。 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.知名JCI国际认证医院，借助国产3D打印解决方案深化齿科数字化转型 2.GE 揭幕旗下粘结剂喷射金属3D打印系统，能打印500mm大尺寸零件 3.8K最优光源+超高精细节！纵维立方最新光固化3D打印机上市 4.宝马领投弹性体高通量增材制造工艺，在汽车领域具有巨大应用前景

数据显示，中国齿科疾病患者人数已经占比全国人口的一半。2016年中国齿科患者人数为6.9亿人，经测算2021年中国齿科患者人数达7.07亿人。 随着中国口腔医疗技术的成熟和老龄化的加剧，行业规模正在呈现高速发展的态势，在消费升级的驱动下，治疗人数提升，市场规模逐年上升。 积极拥抱数字化升级 数字化不仅使诊疗周期缩短，还为患者提供了更密切的医技合作、医患沟通，让患者享受到更舒适、高效、便捷的医疗服务；另一方面，数字化通过降低部分操作的难度，带来更广泛的、更标准化的口腔诊疗服务，加速年轻医生诊疗能力的提升。 苏州明基医院是经国家卫健委及商务部批复建设的国家三级综合性医院，JCI国际认证医院（JCI 标准是世界公认的医疗服务标准，代表了医院服务和医院管理的最高水平）。口腔科是该医院明星科室，以专业化的规范管理体系和医疗服务质量，不断引进口腔高科技诊疗设备，集医疗、科研、美容、种植为一体，以生态医学为动力，数字牙科为支撑，引进国际先进口腔医疗器械。在牙齿种植、牙齿正畸、牙齿美容、儿童牙科、口腔保健等领域成绩斐然。 明基口腔科数字化修复中心   明基口腔科领头人宋志豪院长深切明白数字化已成为世界口腔医疗行业发展的潮流，而3D打印技术作为一种典型的数字化制造技术，注定会与口腔诊疗，义齿修复、正畸产品加工等数字化升级过程相融合。明基口腔科积极引入3D打印技术，不断提升诊疗效率和质量。 RAYSHAPE数字化齿科解决方案 明基医院院长口腔科医生宋志豪表示，“RAYSHAPE拥有完善的培训课程体系，我们团队成员上手很快；设备工艺参数、软件自动化等方面表现优秀，设备和软件使用非常流畅；技术支持响应迅速，不影响诊疗项目的进度。RAYSHAPE给了我和团队很大的惊喜。” RAYSHAPE齿科3D打印机 在齿科领域，RAYSHAPE的Dental系列产品方案着重于材料与工艺的开发、软件智能化的开发，为用户解决了易用性、效率和精度的问题。普通护士也可以轻松上手，轻易地获得高精度的种植导板、正畸牙模、临时牙等，实现更高效率、更高质量的临床诊疗效果。 “此外，RAYSHAPE 齿科解决方案帮助我们深化了数字化转型，设备性价比高，技术服务出色，提升我们穿颧穿翼植牙效率及质量。我们对迄今为止的合作感到非常满意”。宋志豪表医生示。 齿科3D打印机临床应用效果出色 打印模型精度高，表面质量好。使用RAYSHAPE齿科3D打印机，为每一个戴牙病例做局部的模型打印，模型试戴效果好。临床调颌时间大大减少，临床反馈满意度很高。 打印速度快，提高就诊效率。以咬合板为例，以前为患者安装需要1-2周，现在当天就可以完成安装，大大提升了患者的就医体验。 明基医院口腔科医生使用RAYSHAPE齿科3D打印机 患者越来越多，复杂的手术也层出不穷，性能出色的RAYSHAPE齿科3D打印机切实提升了临床效率和质量。 RAYSHAPE数字化齿科解决方案，助力明基口腔科成为了更加出色的数字化科室，为就诊患者带来了更好的康复体验。 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.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 2.英国知名齿科实验室使用中国3D打印解决方案加倍提高生产力 3.联想(北京)：国产防静电3D打印解决方案加速电子新品开发 4.牙科3D打印报告(2022)：市场规模32亿美元，最大市场份额和最大挑战因工艺各有差异

2022Formnext2022年Formnext的各项准备工作正在有条不紊地推进，截止9月，共有730逾家企业确认参与本届展会，展览总面积超50,000平方米，较去年同比增长显著，这将为展会的成功举办奠定良好基础。作为世界领先的增材制造和现代工业生产领域展览会，Formnext将为与会者呈现更丰富的展会内容。除了迎来法国作为合作伙伴国外，展会同期活动涉猎的主题也比以往更广泛，将围绕增材制造在建筑、航空航天、陶瓷应用和投资界等多样化领域中的新理念与新趋势展开讨论。德国美赛高法兰克福展览有限公司Formnext副总裁Sascha F.Wenzler表示，“增材制造技术正在进入更多的行业，与此同时一些新的领域和应用也在欣然迎接这项新技术。Formnext不仅仅是简单展示这些应用领域和创新，同时还会与合作伙伴和参展商进行讨论，如何推进它们发展，使他们有机会落地。”值得一提的是，Formnext大量扩充了AM4U的议程，其中包括：创业与投资(11月15日，星期二)、建设与建筑、分散制造与合作伙伴国——法国(11月16日，星期三)、教育和职业中的增材制造 (11月17日，星期四)以及首次由ACAM、Formnext和VDMA AG AM共同主持的深度思考(Deep Thought)，届时将围绕增材制造的相关话题作重点交流。此外，现场将特设全新的专题讨论组（11月18日， 星期五），深入研究增材制造技术在陶瓷行业中的应用。AM4U项目的重要参与者包括AM Ventures的Arno Held、HZG的Frank Herzog、亚琛工业大学和ACAM的Johannes Schleifenbaum教授、波音增材制造领域的Melissa E. Orme、VDMA AG AM的Markus Heering博士以及其他著名的科学家和国际公司代表。演讲将由Formnext的荣誉赞助商VDMA AG AM组织策划。从增材制造研讨会到就业机会针对初次接触增材制造行业的群体而设的Discover3Dprinting研讨会一经推出便广受好评。会议将在AM4U平台上每天上午11:20举行(周二和周四是德语，周三和周五为英语)。在11月17日，观众还将有机会进一步了解增材制造行业中的职业机会以及拥有由专业摄影师拍摄的证件照。AM4U的所有内容以及影像、音频等都将在线上平台Formnext TV上进行直播。展会结束后，Formnext的观众也可以观看该节目，以便他们及时了解在现场活动中可能错过的内容。这个平台也为那些无法亲临现场的人提供一个线上参与Formnext的机会。截至10月15日，观众仍可享受在购买参观门票的早鸟优惠。受德国联邦铁路(Deutsche Bahn)夏季交易的启发，学生可以9欧元购买学生票。革新技术和产品遍布展会Formnext作为增材制造行业一大盛事，众多知名企业将在展览期间展示大量创新的产品，范围覆盖新技术、系统、材料、后处理的整个工艺链。Sascha F.Wenzler表示：“多年来，Formnext一直以创新技术的枢纽，多次充当着行业创新和发展的催化剂和加速器。”Formnext的观众将有机会与增材制造领域的行业精英进行直面交流，已确定参展的企业包括：3D Systems、Additive Industries、AddUp、Arburg、BigRep、Carbon、Desktop Metal、DMG Mori、Dyemansion、EOS、Farsoon、Formlabs、GE Additive、HP、Keyence、Markforged、Materialise、Renishaw、Ricoh、Siemens、Sisma、SLM Solutions、Stratasys、Trumpf、Voxeljet、XJet和Zeiss。此外，众多知名国际公司，包括BASF、Covestro、 Evonik、GKN Sinter Metals Components、 Henkel、 Höganäs、 Linde、 Mitsubishi Chemical、Nikon、Oerlikon、Sandvik、SMS Group等将展示他们整个工艺链的解决方案。新冠疫情、签证、隔离政策等种种难题也阻挡不了中国3D打印企业积极参与今年德国法兰克福Formnext展览会的步伐，与这一行业盛事共襄盛举！中国参展企业如下：铂力特，华曙高科，易加三维，联泰科技，汉邦联航，太尔时代，上海复志Raise3D，酷鹰机器人，Polymaker，先临三维，菲托斯三维科技，思看科技，天工科技，迈想科技，铼赛智能，创想三维，闪铸三维，快造科技，eSUN，倍丰智能，远铸智能，鼎益科技，中体新材料，双恩智能，赛隆增材，中航迈特，爱三迪电子法国：创新和多元化的伙伴国法国是增材制造领域最重要的欧洲国家之一，多年来一直积极参与Formnext展会。今年，40多家法国公司、合作伙伴、增材制造协会和研究机构将在Formnext参展和出席展会同期论坛会议，其中包括France Additive、Cimes、CCI Nouvelle-Aquitaine和Carnot Network。多样化的同期活动除了AM4U平台上的广泛活动外，2022年Formnext 还积极拓展常规活动和挖掘新活动元素。例如进入第8届的“创业挑战赛”(startup Challenge)，旨在表彰来自初创公司的创新和商业理念。创业区的参展商将在AM4U的平台上进行简介，在投资和资金问题上也会进行一些趣味分享。今年，purmundus挑战创意大赛将以 “最好的十年”为主题以庆祝其成立十周年。此外，由Formnext的内容合作伙伴TCT组织的高质量会议将讨论2022年增材制造的当前趋势和发展。来自本田、通用电气医疗保健、百事可乐等公司的高级代表将探讨医疗技术、航空航天、汽车和食品行业的当前发展。VDMA将举办一个展示会，呈现来自增材制造在机械工程世界的工业应用和商业案例，并在AM4U平台上提供进一步的见解。通过实际应用案例，BE-AM将展示3D打印在建筑行业的先进发展。同时，BE-AM专题讨论会将提供关于这一主题大量背景资料并介绍该领域的未来发展形势。2022年11月14日，展会开幕前一天，著名的ASTM标准论坛将再次汇聚来自增材制造行业的国际专家和决策者，讨论标准化的重要话题。2022年Formnext将新增Wohlers Report LIVE现场报告，这是继11月14日在ASTM标准论坛之后的另一个同期活动，将为与会者提供增材制造行业的概述，以及对材料和组件生产、增材制造的未来等方面的许多有价值的见解。Formnext 品牌中国展：Formnext+ PM South China今年还有一个增材制造的亮点等着您-Formnext品牌的中国展：Formnext+PM South China（www.formnext-pm.com），中国的增材制造社区等着您！

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印综合、全面、专业的微信平台 10月18日，GE航空举行了旗下Series 3粘结剂喷射金属3D打印系统揭幕活动，并宣布该系统经过测试可用于现代大批量生产制造。打印机将于2023年下半年交付，目前已有一些预定订单。 GE粘结剂喷射金属3D打印系统研发历史 GE通过收购两家粉末床熔融(PBF) 技术的金属3D打印机制造商Concept Laser和Arcam后成立专门的增材制造子公司GE Additive。然而，这两种技术即便在当时属于最先进的金属3D打印技术，但制造成本高且效率低。为降低成本，提高生产效率，以当时Exone为代表的粘结剂喷射金属3D打印技术被业界广泛关注。GE和HP这两大知名企业均宣布开发能够为大规模3D打印生产带来可能的粘结剂喷射技术。 GE Additive首席工程师和创新负责人Josh Mook在揭幕仪式上表示，GE公司的相关研发始于2016年，最初动机是专门解决GE业务的铸造成本问题。“实际上，在决定开发打印机之前，我们在粘结剂化学方面已经研究了很长时间，现有的资源已无法满足需求。我们不仅关注高速和吞吐量，还关注工业、工厂级的设备。从GE Additive的角度来看，这是该领域一段时间以来一直所缺失的。” Mook指出，粘结剂喷射对于公司在行业中的主导地位至关重要。然而，问题在于该技术是应该在内部开发还是收购。“我们知道需要进入粘结剂喷射领域实现快速整合，收购实际上很困难，我们有一群工程师也在努力开发。大概在2017年左右，我们留出了一个小团队，给了他们55天的时间来尝试制造一台机器。这就是为什么它被称为“H”的原因，H代表“Hustle（匆忙）”。47天后，我们使用这台设备进行了测试。尽管这是一个快速的设计-建造测试，但它证明这件事情可以做。现在，我们已经迭代到了第三代产品”。 在过去四年中，一组精选的战略客户合作伙伴为GE Additive Binder Jet技术平台的开发做出了贡献。如康明斯用于发电和汽车，西屋制动用于铁路，山特维克用于采矿，肯纳金属用于对耐磨和耐腐蚀至关重要的石油、天然气等工业应用。该公司产品线经理Birkmeyer表示，“我们一直在与选定的合作伙伴进行持续合作，以确保我们为市场带来的产品行之有效。这就是为什么迟迟没有推出产品的原因。Series 2 （构建体积为380 x 380 x 270mm）虽然是Series 3的测试版，但我们的许多客户已将其用于生产” 。 Series 3粘结剂喷射金属3D打印系统特点 GE Additive表示，Series 3能够克服粘结剂喷射所面临难以生产大型零件的难题。通常，对于该工艺来说，大尺寸零件可能会变得太重，从而导致塌陷。烧结对于任何尺寸的零件来说都是一个复杂的问题，而对于超大尺寸的部件来说，很难预测和成功完成烧结。 Series 3粘结剂喷射金属3D打印系统的构建体积达到500 x 500 x 500 mm，可以重复且可靠的生产与铸件相近性能的零件，且能够制造500μm的通孔直径和壁厚。目前，已成功生产重达25公斤的不锈钢制品，也并未发现最大壁厚限制。 该打印机的制造还考虑到了可维护性，可以轻松修复磨损的喷嘴。操作人员还可以在不破坏精细特征的情况下完成粉末清理，这为零件大批量快速生产提供了保证。此外，GE Additive的Amp软件具有失真预测和补偿功能，可以在所需公差范围内烧结零件，这为制造合格零件提供了保障。 GE粘结剂喷射金属3D打印机是如何工作的？ GE粘结剂喷射技术使用水基粘结剂沉积在粉末床上，通过加热使其蒸发，然后实现材料交联形成半固体复合材料。打印机会将打印过程中排出的水分吸出，并将其用作机器清洁剂的一部分。它不仅可以打印惰性或活性金属，还可以打印复合材料和陶瓷。 Binder Jet产线配备了三台辅助设备可支持多台机器，液体管理系统（Liquid MHS）包括三个部分：粘结剂、清洗剂以及废液桶。 粉末管理系统包括装载原始粉末和回收粉末的料斗，使用气动压缩机以约25Kg/min的速度输入到机器中，这意味着粉末的配置无需人工操作。机器能够将粉末吸出，并将其铺设到粉床上，同时将回收材料放入回收的料斗中。该设计最大限度减少了操作人员与系统和金属粉末的接触，更不会使生产车间布满金属粉末。 GE Additive表示，Series 3系统将通过UL和CE认证，具有100%惰性和密封环境，全闭环无粉暴露，并且能够打印反应性和易燃粉末。其他安全优势还包括完全独立的实时安全系统、持续监控机器状况以及用于集成到工厂MES和安全系统中的实时OPC UA数据流。 GE粘结剂喷射金属3D打印机未来部署 GE预计用户最终可能能够部署40、50甚至100台设备。Series 3未来可以通过使用机器人技术和其他自动化技术使制造更加高效。自动化功能之一是零件的输送系统，使用机器完成粉末清理和转运功能。此外，每个构建箱都有一个序列号，机器对其进行扫描能确保正确跟踪批次。 GE声称其粘结剂喷射3D打印机比“其他增材制造方式”快100倍，将以低成本、大规模和安全的方式为用户生产优质零件。 注：欢迎加入硕博千人交流QQ群（248112776）

10月18日，3D打印技术参考注意到，GE 航空近日采用GE Additive的粉末床激光熔融装备3D打印了直径1米的In718高温合金航空部件，这是该公司使用金属3D打印工艺制造的尺寸最大航空航天零件之一。通过将150多个零件合并为一个，采用3D打印代替传统铸造，使零件的质量和成本降低了30%，交货时间也从九个多月减少到两个半月，显示出巨大的成本、重量和时间节省。 所制造的零件被称作是涡轮中心框架（TCF）外壳，它是现代涡扇发动机的部件，用于固定高压涡轮流入低压涡轮的热气的管道。该部件通常由数百个分开的零件通过螺栓连接、焊接或以其他方式结合在一起。传统上，它们通过铸造和/或锻造制造，需要额外的机加工步骤。 项目来源 为响应《欧洲绿色协议》以及航空工业清洁天空计划，GE航空先进技术团队（GE Aerospace Advanced Technology ，简称GE AAT ）慕尼黑团队联合合作伙伴，计划通过改进发动机硬件、设计和制造工艺减少有害气体的排放。为达成目标，GE AAT广泛征集与之相关的项目。 2018年，汉堡工业大学（TUHH）、德累斯顿工业大学（TUD）和科技公司Autodesk组成的财团，被选中支持GE AAT慕尼黑设计和制造大型金属增材制造部件——3D打印一体式涡轮中心框架（TCF）外壳。该项目包括关键部件的设计和生产、验证和认证，以及全尺寸金属3D打印外壳的最终交付。 由于航空航天业高度管制且对适航硬件要求严格，获得批准的铸锻件供应商数量非常有限。这造成了较长的交货时间和高成本。这些挑战，以及涡轮中心框架不是旋转部件的事实，使其成为3D打印的理想选择。 一体式的TCF外壳专为窄体发动机设计，零件直径约为一米。这种单件设计方案，能够降低成本、重量，减少制造周期。生产此类大型发动机部件，具有明显的竞争优势。GE AAT慕尼黑技术和运营经理表示，“我们希望将零件重量减少25%，同时改善二次气流的压力损失，并大幅减少零件数量，改善维护过程。” 为确保满足所有工程要求，包括在特定燃料消耗中提高0.2%的性能优势，整个团队的专家对设计进行了技术准备水平 (TRL) 和制造准备水平 (MRL4)等多个制造方面的审查，并通过试验确定零件是否满足质量并验证是否具有符合MRL4标准的可制造性。 经过五年研发，该团队最近公布了采用成熟的粉末床激光熔融3D打印技术制造的In718材料大尺寸TCF外壳，同时，它经过了广泛的空气/热力和机械测试，以满足工程要求。 产学合作 该联合团队将其工作和零件本身视为未来商用飞机发动机大型零件在生产中使用金属增材制造技术的潜在游戏规则改变者。 该项目负责人表示，“起初，这项工程几乎不可能成功，但通过利用先进的增材技术和突破极限，最终实现了这一曾经仅能出现在想象中的设计”。 在项目的组成人员中，既有学术人员也有工业界的专家，具有不同背景的人组成的团队共同工作不仅优化了产品，还优化了研发流程。学术界的参与对于该项目的整体成功至关重要，通过与工业界密切合作，利用他们的基础设施和成熟技术，使他们能够成为欧洲大型技术计划的一部分。 汉堡工业大学安装了GE Additive M2 3D打印机，他们在原型制作方面的专业知识非常宝贵，而德累斯顿工业大学的团队负责验证和构建专用测试台。Autodesk在这项研究中的作用是优化结构和流体性能，同时将150多个零件整合到一个组件中，开发出一种轻型、高性能的涡轮中心框架外壳，其在利用软件工具设计组件来满足项目要求方面发挥了重要作用。最后GE Additive使用其ATLAS 3D打印机完成零件制造。 GE Additive ATLAS 3D打印机，成型尺寸1.1 x 1.1 x 0.3m 该项目采用多学科迭代循环来设计硬件，并利用精益制造概念、流程和工具来减少设计迭代时间。为减少压力、热梯度和应力，考虑并引入了许多创新和创造性的设计特点和解决方案。 汉堡工业大学的Dirk Herzog博士表示，“由于零件尺寸很大，有必要首先通过制造环节评估设计概念，验证性能，然后学习如何进行全尺寸打印。在过去三年半的时间里，所有团队成员都投入了大量精力，使我们有充分的信心将设计和工艺控制能够为最终打印做好准备。最终看到成功建造，这些努力都是非常值得的”。 项目意义 最终，通过将150个零件合并为一个进行一体化制造，重量减轻约 30%，制造提前期从九个月减少到两个半月，减少了大约75%。与传统设计相比，压力损失降低了约90%。 该部件在性能、重量、成本、材料用量以及环境方面的效益得到有效提升外，最大的影响可能是在行业供应链中断时，能够有替代传统制造方法的新的替代解决方案以应对挑战。 这种针对发动机框架的新型增材制造设计解决方案不仅限于未来发动机的涡轮中心框架，它可还以用于现有和传统的发动机部件。相关的设计思路可以被用于设计涡轮后框架 (TRF)、低压涡轮机外壳和涡轮中间框架 (TMF)。 氢动力飞机项目的官员表示，“增材制造为减轻重量、改进组件功能和大幅减少复杂组件中的零件数量提供了巨大的潜力，直接提高了飞机的能源效率，并降低了装配成本和时间”。 END 将多零件集成设计为一个单一部件，GE航空已经有多个案例。例如，知名的GE 3D打印一体式喷嘴，传统上由是20个部件焊接而成的；GE Catalyst的中框组件采用3D打印将300个单独零件经过结构优化合并为1个部件，还将原来轴承座和油底壳的80个零件组合成1个。一体化集成堪称3D打印制造的最佳实践，它是对传统制造方式的重大改变，影响了产品性能、开发方式以及制造相关的方方面面。 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.GE喷嘴真相：3D打印制造的仅是喷嘴头，但效益空前巨大 2.3D打印集成制造的最佳实例：从855个零件到12个零件的非凡效益 3.因零件整合，3D打印为一体化制造带来的60余项改变 4.零件整合与一体化制造，3D打印为生产制造带来巨大效益 --广告--

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印综合、全面、专业的微信平台 众所周知，增材制造行业无论国内还是国外都在不停进行着洗牌，一些新兴公司逐渐成为独角兽，一些企业如今却销声匿迹不见踪影。近日，增材制造技术前沿注意到，德国3D打印风险投资咨询公司AM Ventures发布了题为《Additive Manufacturing Startups: What are the Key Factors for Success?》的白皮书，揭示了增材制造行业创业成功的因素组成及未来愿景，分析了金融专家关注的创业难度、整体生存率以及如何获得独角兽地位。 白皮书指出，在不断发展的增材制造行业中，初创公司一直在为重大技术创新做出贡献。通过颠覆性的新工艺、新材料及设计方法，他们正在推动3D打印走向产业成熟。分析认为，团队的人力资本、专利保护和对B2B（企业对企业）市场定位显著增加了成功的可能性。此外，商业模式的选择也很重要，因为它是竞争优势的关键来源。 3D打印创业公司一直是行业发展背后的驱动力 当前，越来越多的公司正在采用3D打印技术制造最终用途产品，这意味着该技术正在走向工业成熟，在未来可以预期大规模生产的场景。AM Ventures从其不断更新的数据库中发现了一项显著变化，越来越多的企业正在基于3D打印技术应用而创业。 白皮书得出的一个重要发现是，基于应用的3D打印初创公司成功率最高。相比之下，材料创业公司的存活率最高，软件创业公司最有可能倒闭。从数据中可以观察到，2019年AM Ventures的初创公司总数（220家）中只有27%开展应用业务；到2021年，这一数字显著增长，有47%的初创公司（840 家）专注于增材制造应用。 每个技术领域的存活率和成功率AM Ventures指出，过去10年，3D打印在多个行业的应用数量增加，是由仅10年来新成立的初创企业的创新所驱动的。Desktop Metal、Velo3D、Xometry、Markforged、Nano Dimension、Fast Radius和Massivit 3D推出的新产品和服务改变了整个行业。这些参与者，即今天的上市公司，都是初创企业，通过采用行之有效的创业方法和冒险的心态而变得成熟。 基于应用的初创公司正在崛起 “老牌”企业如3D Systems、Stratasys或EOS着力于从底层开始设计公司，并意识到，传统制造结构的逐渐变化无法促使新技术获得成功应用。初创企业则一切围绕增材制造技术，通过更为激进的、全新的思维和方法颠覆了公司设计。 自1986年3D打印技术首次出现以来，许多初创公司进入了市场，并通过提出新概念、工艺和方法挑战了制造业的现有企业。工业3D打印的许多技术突破都是由初创公司实现的，而不是大型公司。这些年轻的创新公司一直是行业背后的推动力量。 衡量公司成功的两种方式 AM Ventures将3D打印初创公司的目前状态分为三个层级：失败、生存、成功。失败意味着破产，生存则意味着获得了天使轮或种子投资。一家初创公司至少获得了a轮风险投资，甚至成功上市或被其他公司收购，都会给被贴上“成功”的标签。 此外，AM Ventures还用公司规模来描述创业公司的成功。对于高科技初创公司来说，员工数量的增加是增长的直接指标，因为它代表着管理复杂性的增加。 创业成功的关键因素1——团队 对855名风险投资专家的调查显示，团队是初创公司成功的关键因素。考量团队因素的方法之一是评估创始人所拥有的人力资本，尤其是企业家在创建公司之前是否已经有过创业经验。 在3D打印领域创建一家初创公司是复杂和具有挑战性的。在最初开发阶段，企业需要大量资金。在这方面，连续创业者具有领导素质和行业经验，了解风险投资，心中有粗略的融资和规模路线图，知道如何与投资者联系，克服资金需求。 Desktop Metal创始团队 此外，有经验的创业者具有强大的社交和专业关系网络有助于与供应商合作，更易获得成功。第三，连续创业者具有与公司增长导向一致的明确愿景，拥有更好的管理和技术技能，从而更好的发现和利用新的商业机会。刚刚进入3D打印领域的创业公司需要了解自己的商业机会。在国内，有不少已获得多轮融资的新兴创业公司创始人均来自业内知名实力公司。 创业成功的关键因素2——商业模式 增材制造行业的客户在采用该技术时会面临各种挑战，购买设备通常需要较高的费用支出，整个制造链条也需要学习3D打印知识。为了充分利用该技术的优点，工程师需要从根本上重新思考如何为3D打印设计零件。此外，该技术的快速发展，导致了软件、硬件、工艺和材料发展方面不断变化的创新。用户在购买设备时不得不考虑的一个问题是，以当前较高的价格去购买供应商的初代或所谓较新设备是不是存在风险。事实用户确实会经历这一情况——设备很快因供应商的快速迭代而过时。 在这种背景下，近年来出现了新的服务形式来分散此类风险，即客户不必进行大额投资购入设备进行内部生产，而是委托给供应商按需定制。增材制造行业从资本支出转向运营支出大大缩短了上市时间和投资需求。 按需3D打印（来自pick3dprinter） 以B2B市场为目标增加了创业成功的可能性。分析认为这有三个原因：首先，3D打印技术在B2B市场中有着较长的传统；其次，B2B通常是一个更专注的客户市场，具有长期导向关系；第三，说服客户购买产品需要较少的营销和沟通。 创业型公司在寻找可行的商业模式时遇到了巨大的挑战。增材制造中的科技型风险投资公司具有高度的不确定性和模糊性。因此，在不太成熟、资本高度密集和高速发展的行业中，采用一种商业模式对成功至关重要。因此，不能静态来看待商业模式的选择，而是要有动态的机制。AM Ventures一直在观察一种新颖的创新商业模式能否随着时间的推移得到开发和应用，但他们发现没有一家与其合作过的公司凭借其原有的商业模式获得成功。 初创公司使用的各种价值捕获机制 商业模式选择与成功可能性之间存在积极而重要的关系。对于初创公司(现金流稳定)、客户(即使存在流动性限制也能获得新技术)和投资者(可预测收入的积极信号)来说，经常性收入是有吸引力的。但当客户扩大3D打印业务规模时，只有为数不多的初创公司推出了新的服务来满足这一需求。对3D打印初创公司营收机制的研究发现，有69%的收入来自一次性支付。 创业成功的关键因素3——专利保护 3D打印行业是一个研究密集型行业。专利保护被视为为研发创造一种创新激励，并帮助资产有限的新风险企业进入，以回收研究开发费用。 通过提供新材料、工艺或应用的独家商业化权利，专利可以为3D打印市场中的初创公司提供跳板，使其在相对于其竞争对手的商业地位上占据优势。AM Ventures在并购背景下看到了专利在增材制造生态系统中的价值。当通用电气收购Arcam和Concept Laser时，GE不仅获得了两种不同的3D打印技术，还获得了与这些技术相关的专利。收购后，GE至少拥有346项相关专利。最后，专利保护作为知识产权，可以向风投公司展示公司质量。 研究发现，专利保护对成功的可能性有积极影响。这一发现与之前的研究一致，即在复杂的产品行业，如生物技术、半导体或信息技术，专利与筹集资金的可能性和初创企业获得的投资数量呈正相关。专利是保护创业公司市场地位强有力的保护机制。 注：白皮书已上传QQ群。

从传统的减材制造到新兴的增材制造，不同的金属制造和加工方法对最终产品的材料结构和机械性能有重大影响。传统制造方法对金属机械性能的影响已经有广泛的认知，但增材制造工艺与产品特性之间的关系相当复杂，是研究领域的重要课题。 在众多研究之中，3D打印过程中断对金属增材制造零件组织性能的影响却是一个小众课题。增材制造工艺依赖于连续逐层打印材料，具有严格的熔化和凝固要求。当打印过程中断时，控制层内结合强度和缺陷产生的热动力学会受到干扰。预计增材制造工艺中断会影响层间结合，从而危及金属零件均匀微观结构和机械性能的发展。 即使不考虑工艺中断，金属增材制造在尺寸精度和材料性能方面也有明显的进步空间。在3D打印过程中，凝固动力学和层间结合决定了零件的晶粒结构和机械性能，它们由热梯度、冷却速率和热循环控制。虽然3D打印的熔凝过程难以控制，但这些因素可以通过连续和不间断的沉积和热控制来优化。 然而，在3D打印生产过程中，由于可能需要嵌入监测元件（如传感器、执行器和能量收集装置）、补充材料、变更生产计划等，可能会出现过程中断。此外，由于停电和机器故障，过程中断也可能会发生。当打印过程中断时，打印部件将逐渐冷却，由于热循环中断和不规则的热梯度，从而造成缺陷和非均质微观结构的出现。因此，损害了最终产品的机械性能。可能的缺陷包括缺乏熔融、锁孔塌陷、气孔、凝固开裂、固态开裂、层间/表面连接强度差、粘结剂脱脂不彻底等。 过程中断对3D打印零件整体性能带来的影响 对于大多数金属3D打印工艺，过程中断都会在连接处出现明显的颜色，这被称为“过程标记”。在所研究样品的中断区域中，由于热影响而导致的颜色变化和零件中的缺陷都存在。可见的缺陷可能沿着过程中断线持续存在，并且预计将对样品的机械性能产生负面影响。为了进一步检查样品和切片样品，进行了无损检测实验，进一步评估过程中断前后材料结构和机械性能的潜在变化。 约旦大学的研究人员对电弧丝材增材制造过程中的工艺中断进行了研究。他们以130×17×150mm的零件为研究对象，采用Ti-6Al-4V进行打印，在经历8小时、成型高度达到120mm后中断打印，停滞时间持续6小时后重新继续打印过程。在此期间，成型零件冷却到了室温。 研究人员打印的试样可切割出的分析样品 零件的热历史变化可能影响了晶粒结构的成型。正常和中断制造工艺区域中的微观结构之间的主要区别在于晶粒的大小。虽然在正常工艺条件下，样品的晶粒尺寸相当均匀，但来自过程中断区域的样品具有不均匀的晶粒尺寸。正常过程和中断过程区域中的织构和晶粒尺寸差异是显微镜评估的主要发现。此外，由于先前沉积层的条件以及新沉积工艺的相互作用，凝固条件（如熔池形状和生长速率）、热梯度和冷却速率均可能发生了变化，缺陷产生的机制也将受到影响。 过程中断线处的可见缺陷 共振超声光谱的测试表明零件的完整性发生了重要变化；奈米力学性能的测试发现在工艺中断区域中杨氏模量和硬度值发生了降低；X射线计算机断层扫描发现中断区域包含的缺陷数量更多，尺寸比其他区域更大；超声波信号中则显示出显著的信号衰减和反向散射。 过程中断区域的CT图像 对材料性能的测试得出结论，工艺中断对部件的主要材料和机械性能产生了重大影响。在中断区域或之后制造的样品的晶粒结构、质地和缺陷水平确实显示出与未发生任何过程中断或之前打印的样品不同。特别的，在中断区域，零件的强度和完整性较低；并且中断区域缺陷的大小和分布要高得多。 过程中断对3D打印再制造和修复的启发 由于裂纹和孔隙率等缺陷的大小和分布被证明会显著改变增材制造零部件的结构完整性和材料性能，因此中断区域可能是影响整个结构安全性的关键区域。当考虑经历某种工艺中断的时，这一点尤其重要，特别是再制造过程或使用增材制造进行维修。 由于这个原因，当这些部件作为航空航天、医疗和运输应用中的关键部件使用时，可能会对这些部件的质量保证过程进行更严格的质量测试和无损检测。过程中断区域中的严重性和缺陷分布可以通过一些制造前和制造后过程来降低。在中断后重新开始工艺之前，将零件预热到制造温度可以减少热冲击和应力的影响，并减少缺陷和裂纹的产生。在后处理方面，热处理工艺或热等静压（HIP）等几种补救措施可能有助于提高零件的完整性和性能。这些提出的考虑因素必须在未来的研究中进行研究，以确定最终组件的准确适用性和对质量的影响。 论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2022.06.008 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.国家增材中心《大讲堂》：金属增材修复再制造技术及其应用发展 2.波音扩大电弧增材制造工艺测试，将3D打印大型铝合金构件 3.视频：国家增材院10米超大型铝合金火箭连接环3D打印制造技术 4.西南交大实现铝合金3D打印多缺陷主导裂纹扩展行为的成像表征

导读：其中下一代运载火箭主用全数字化液氧煤油发动机整机已采用3D打印的组件总重量超过发动机总重25%。某型空间泵压式补燃循环发动机推力室再生冷却身部。。。燃气弯管等均采用3D打印制造，重量占比约38%；某型高压补燃发动机射流泵弯管。。。燃料主阀壳体等采用3D打印制造，重量占比约10%（发动机总重约850kg）。 航天科技集团六院西安航天动力研究所基于“数字、仿真、创新、融合”多管齐下，开启了液体动力研制新模式，并取得了一连串新型号研制重大突破。 某型高压补燃发动机在半系统试车成功基础上，成功完成了2台整机热试车，创造了国内大推力发动机最长首次整机试车时间，标志着该型发动机关键技术取得重大突破； 我国首型空间泵压式补燃循环发动机分别成功完成首次半系统试车和首台整机试车，开展5次点火起动，创造我国补燃发动机首台整机试车最多的起动次数； 我国下一代运载火箭主用全数字化液氧煤油发动机，首台燃气发生器-涡轮泵联试取得圆满成功，为该型发动机后续研制进程奠定了坚实基础。 （来自西安航天动力研究所，图文无关） 构建数字模型 协同研制能力提升 5月10日，我国下一代运载火箭主用全数字化液氧煤油发动机，首台燃气发生器-涡轮泵联试取得圆满成功，为发动机加快推进整机试车及后续研制进程奠定了坚实基础。从2019年3月发动机正式立项研制，仅仅三年多的时间就完成了发动机总体、燃气发生器、涡轮泵、流量调节器等关键组件的技术验证。与传统的新型发动机研制相比，大大缩短了研制进度。“我们基于TC+NX协同设计平台，首次实现厂所三维设计、工艺、生产的数据交互和模型传递全贯通，消除了信息孤岛问题。”该型发动机总师杨亚龙说。 近年来，面对新产品研制，西安航天动力研究所科研团队聚焦发动机数字化研发，构建数字模型，提升协同研制能力。利用单一数据源，实现从设计端到生产端的映射，确保三维模型、技术状态的有序组织和精准传递，保证了设计方案与生产配套的一致性，提高了生产的效率和质量。基于协同设计平台，实现设计与生产之间三维模型、三单文件的共享和传递，设计与试验单位数字任务书的共享与传递。实行分阶段数字化研制模式，保障关深技术方案与产品的快速迭代。 在三维模型设计过程，工艺提前介入，通过IPT协调研制模式，设计与工艺充分交底，加快方案迭代，提高设计和沟通效率，并首次将IPT过程会签引入三维图样审签流程，实现了设计执行过程全要素的显性化，提升了图样审签过程完善度，确保设计文件、工艺信息的准确交互和传递，显著提升了全周期研制效率，是试车取得一次成功的重要举措之一。 创新设计赋能 产品迭代速度提升 面对新研型号技术指标要求高、产品生产资源保障能力不足的挑战与现状，西安航天动力研究所型号研制团队充分发挥增材制造的技术优势，探索采用以“拓扑优化”为代表的面向增材制造体系的创新设计技术，形成了液体火箭发动机基于拓扑优化的轻质化设计、结构与功能一体化设计、复杂组件集成设计等创新设计体系，极大释放了传统加工模式对设计师的创新限制，实现发动机设计推质比提升，达到同类发动机世界领先。 以此三型发动机研制为代表，它们充分发挥增材制造的技术特征，有效保障了关键组件产品快速实现、技术快速验证和方案快速迭代。其中下一代运载火箭主用全数字化液氧煤油发动机整机已采用3D打印的组件总重量超过发动机总重25%，如氧主阀、流量调节器壳体、总装轻质化卡箍等。某型空间泵压式补燃循环发动机推力室再生冷却身部、主涡轮泵壳体、氧/燃泵离心轮、氧化剂预压涡轮泵壳体、氧/燃主阀壳体、燃气弯管等均采用3D打印制造，重量占比约38%。某型高压补燃发动机射流泵弯管、承力座、支座、径向约束装置、燃料入口四通、燃料主阀壳体等采用3D打印制造，重量占比约10%（发动机总重约850kg）。通过3D打印快速制造，有效保证了三型发动机的研制进度，助力系统级方案考核和关键技术突破。 液氧煤油发动机（来自西安航天动力研究所，图文无关） 数字仿真迭代 设计验证效益提升 “应仿尽仿、能仿尽仿，让设计全面支撑型号研制，通过仿真预示，将试验风险前置，通过提前采取措施，降低试验风险，真正实现‘数字世界多次迭代，物理世界一次成功’。”某型高压补燃发动机副主任设计师王鹏武介绍。 在发动机研制之初，总体室和专业室建立了结构强度、系统动力学、流动与传热仿真技术小组，与设计仿真中心“背靠背”开展了全过程、全工况、全专业领域的仿真迭代，充分模拟发动机工作过程，加速了发动机方案快速迭代和快速研制，同时锻炼和培养出了一大批仿真人才队伍。 在研制过程中，将仿真工作纳入研制流程，仿真分析报告和仿真模型按照编、校、审批进行管理，通过试验数据进一步修正校核仿真模型，固化仿真成果，并建立了仿真评估标准。 在保证成功的同时，形成了更精确的仿真模型和换算准则，建立了仿真知识库，仿真能力大幅提升。在各项系统级地面试验前，均提前开展了仿真计算预示，指导试验工况的设计，再用试验数据修正仿真模型，不断提高仿真精度。静态仿真与试车实测值比较、起动过程动态仿真与试车实测值比较，经过大量三维仿真计算修正后的发动机静态仿真模型，实现了与首次半系统涡轮泵转速实测值高精度匹配。 通过三型发动机的研制，西安航天动力研究所已经把仿真计算纳入发动机研制流程，重要仿真报告开展所级技术评审，仿真计算模型和计算报告一起同步归档，构建起全方位的仿真指导设计的研制模式。 西安航天动力研究所研制团队深入挖掘总结了验证试车成功背后的经验，在不断地摸索和试验中，探索了主动力发动机的数字化研制模式，在“八年九机，争创第一”的目标指引下，将有力支撑航天液体动力事业实现“高质量、高效率、高效益”全面发展。 注：本文内容来自西安航天动力研究所。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.航天六院增材中心 | 实现500余种复杂精密构件3D打印成型，突破航天液体动力领域3D打印全流程技术2.全面讲述增材制造技术在美国《先进制造国家战略》中的价值和应用建议3.华曙高科集中发布多款多激光、大尺寸「面向航空航天批产」的3D打印系统4.深度解读！航空航天高强铝合金材料应用现状及发展趋势