在天问一号探测器上，航天六院研制交付了着陆巡视器和环绕器的推进分系统，共计48台大大小小的发动机。它们分别为着陆器着陆过程悬停、避障及缓速下降过程提供可靠动力，为环绕器系统提供轨道转移、制动捕获、轨道调整以及姿态控制所需的精准动力。当进入合适的着陆时机，天问一号在3000N发动机作用下，下降到距离火星100km的高度，实现环绕器和着陆器分离。为使着陆巡视器降低运行速度达到着陆要求，作为着陆巡视器主发动机的7500N变推力发动机接续发挥关键作用，为着陆巡视器动力减速、悬停避障和缓速下降等软着陆任务提供轨控推力。祝融号探测器着陆该型发动机是六院研制团队在借鉴探月任务中7500N变推力发动机工程经验基础上，根据火星探测任务全新设计制造的发动机。并且相较之前探月任务中同样推力的7500N发动机，为了满足火星探测器安装结构要求和减重需求，并提升发动机性能，研制团队首次在我国开展深空探测的航天器上将推进分系统发动机燃烧室从以往的低室压方案改进为中室压方案，从而保证了相同推力情况下，发动机体积更小、性能更高。制造过程中，改进型7500N变推力发动机与以往7500N发动机的性能和推力一样，但重量和体积只有以前发动机的三分之一，结构也更加优化、紧凑。发动机的对接法兰框还首次采用3D打印技术，“一次打印成型”避免大余量去除原实心棒材或锻件引起的变形，也保证了发动机与总体对接的质量稳定性。 祝融号火星车 “天问一号”探测器由航天五院抓总研制。在 “天问一号”的研制过程中鑫精合作为增材制造解决方案提供商，采用激光选区熔化成形技术（SLM）制造交付产品 30 余项，激光沉积技术（LDM）制造交付产品 9 项。在减重、特殊功能实现等多个维度解决火星登陆项目研制工艺技术难题。减重、减体积为关键指标——材料和结构是关键在以上报道中，减重、减体积属于关键指标。3D打印在复杂结构制造方面的优势无疑能够帮助这两个指标更容易实现。减重即为轻量化。轻量化的实现途径主要有三大方面：一是材料的优化设计和应用；二是产品结构的优化设计；三是先进制造技术的开发应用。三者相辅相成不仅可以实现最终产品减重，同时也将减少构件体积。轻量化材料就是可以用来减轻产品自重且可以提高产品综合性能的材料。材料轻量化，指的是在满足机械性能要求的前提下，通过采用轻量化的金属和非金属材料实现重量减轻的方法。在当前的轻量化材料中，钢铁仍然保持主导地位，但在天问一号上面使用钢铁减重，这显然不可能。而当前3D打印领域最主要的轻量化材料无非就是铝合金和钛合金，因此，这两类材料很可能被天问一号探测器使用。并且，关于铝合金和钛合金，及其特殊结构的应用已经不乏案例。2018年5月21日，嫦娥四号中继星“鹊桥”在西昌卫星发射中心成功发射，这是航天529厂首次实现3D打印产品的在轨应用。该星上面的斜动量轮支架便是采用铝合金3D打印生产和制造。 动量轮支架打印成品及在中继星上的装配图（来源：altair） 2019年发射的千乘一号整星结构采用面向增材制造的轻量化三维点阵结构设计方法进行设计，并通过铝合金增材制造技术一体化制备；在其他卫星产品上，铝合金点阵和拓扑优化结构产品、钛合金激光送粉3D打印产品、钛合金激光铺粉3D打印产品也已实现在轨应用。2020年，我国新一代载人飞船实验船成功验证。此次试验船搭载了星驰恒动公司研制的60余件金属3D打印产品，涉及三维点阵类轻质材料结构产品、热管理功能类产品、复杂形状直属件产品等多种类型。与此同时，新一代载人飞船直径达4米的超大尺寸整体钛框架也由3D打印工艺制造，成功实现了减轻重量、缩短周期、降低成本等目标。新一代载人飞船试验船的成功返回也标志着超大尺寸关键结构件整体3D打印技术通过大考。 新一代载人飞船试验船返回舱及采用激光沉积3D打印制造的返回舱防热大底框架实物 除此之外，与天问一号当前同在火星的毅力号上面同样也包含3D打印产品，公开报道共有11件，其中5件为钛合金的精密X射线光谱仪外壳。钛合金的高强度质量比使其重量比常规生产的零件少了3到4倍。从以上应用案例不难看出，钛合金和铝合金是当前卫星、探测器3D打印应用的重要材料，而点阵和拓扑优化结构为减重、减体积进一步贡献作用。火星探测器的着陆成功，标志着增材制造技术在航天深空探测领域应用迈出开拓性的重要一步。 这些材料和结构助力“天问一号”成功落火 在天问一号着陆火星的过程中，面临被烧毁或者坠毁的风险。任务能否成功，取决于“天问一号”的结构和采用的材料，对此官媒对此进行了介绍。以下便是为保障探测器顺利着陆和正常工作发挥作用的先进材料和结构（内容来源于《中国航天报》等媒体）： 1. 超轻质的蜂窝增强低密度烧蚀防热材料：应用于火星探测器上气动加热最严重的大底结构及大底拐角部位。 作用：在探测器着陆的阶段，该材料表面与火星大气摩擦并发生复杂的物理化学反应，带走大量的热量；同时该材料还具有良好的保温隔热性能，将热浪排除在探测器之外，有效保护探测器不被烧坏。 研究团队：中国运载火箭技术研究院所属航天材料及工艺研究所。 2. 连续纤维增强中密度防热材料：应用在需要维持探测器整体形状的上下边缘和结构的支撑部位以及背罩防热结构的舱盖、封边环、埋件、螺塞等零部件。 作用：该材料相比低密度材料强度更高，密度为0.9g/cm3，兼顾了耐烧蚀和承载能力。 研究团队：中国运载火箭技术研究院所属航天材料及工艺研究所。 3. 超轻质的烧蚀防热涂层材料：应用在气动加热较为缓和的背景部位。 作用：涂层密度为0.28g/cm3，热导率为0.06W/(m k），隔热性能优良，对着陆器的减重也起到重要作用。 研究团队：中国运载火箭技术研究院所属航天材料及工艺研究所。 4.特种吸能合金：应用于着陆机构。 作用：该合金具有突出的强韧性、轻质性和吸能性，可吸收探测器着陆的冲击能。 研究团队：中国科学院合肥物质科学研究院固物理研究体所。 5. 高性能碳化硅基增强铝基复合材料：应用于探测器高精密仪器。 作用：重量轻、强度高、刚性好、宽温度范围下尺寸稳定，满足“天问一号”长时间运行时对关键机构的材料需求。 研究团队：上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室团队。 6.铝硅封装外壳：应用于探测器着陆系统的TR组件等核心元器件封装解决方案。 作用：保障探测器着陆系统电路的安全，为器件内部电路穿上安全可靠的保护衣，保障探测器在火星的安全平稳着陆。 研究团队：合肥圣达电子科技实业有限公司。 7. 新型铝基碳化硅复合材料：用于火星车结构、机构、仪器等几十种零部件。 作用：火星车要在工况复杂的火星表面长距离行走，这对火星车材料的轻量化、高强韧性、高尺寸稳定性、耐冲击性提出了极高的要求，传统铝、钛合金难以兼顾综合要求，新型铝基碳化硅复合材料可胜任。 研究团队：中国科学院金属研究所团队。 8. 新型镁锂合金：用于探测器结构。 作用：目前世界上最轻的金属结构材料之一，可实现探测器轻量化。 研究团队：西安交通大学团队。 9. 高精尖铝材（蒙皮板、自由锻件、超大规格板、锻环、铝锂合金）：应用于探测器。 作用：保障天问一号火星探测器长期的太空行驶及完成着陆。 研究团队：西南铝业（集团）有限责任公司。 10. 有机热控涂层：航天器外表面及仪器表面。 作用：探测器在进入轨道后，处于地球大气层以外的超高真空空间环境，朝向太阳的部分表面温度非常高，而背向太阳的部分表面温度非常低，导致航天器“冰火两重天”。该材料可以保证探测器能够在极端复杂的温度下保持正常工作，通过调控温度达到热控需求。 研究团队：中国科学院上海有机化学研究所有机热控涂层研制组。 11. 纳米气凝胶：用于火星车。 作用：很轻、隔热性能好，在探测器“落”与“巡”两项任务中发挥作用。 研究团队：中国航天科工三院306所。 12. 聚合物智能复合材料：用于可展开柔性太阳能电池系统。 作用：实现柔性太阳能电池的锁紧、释放和展开，以及展开后高刚度可承载等功能。 研究团队：哈尔滨工业大学团队。 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.“天问”携“祝融”成功落火，航天五院529厂积极开展3D打印技术的研究与应用 2.含钛合金和超级合金3D打印组件，毅力号今日成功着陆火星 3.关键结构件3D打印技术在新一代载人飞船中的应用 4.从嫦娥四号登月，看航天529厂如何实现3D打印在轨应用

什么是MES MES（制造执行系统）是企业生产的整体管控系统。近几年来，智能制造成为了关注焦点，MES作为实现智能制造的重要推手，也得到了广泛关注，引发了应用热潮。 大量企业通过应用MES，解决了管理生产现场“黑箱”的问题，实现了对物料的跟踪和追溯、生产过程的可视化、生产过程的闭环控制等，达成了提升产品质量和人员工作效率、降低库存、缩短交付周期等业务目标。可以说，MES已经成为了成为企业构建智能化工厂、实现数字化转型的必然选择。 增材制造为什么需要MES 增材制造经过30余年的发展，已经从一种新兴技术演进成为一种能够挑战传统制造工艺的革命性技术。未来的几年，将是增材制造登堂入室，成为主流制造技术之一的关键时点。 要完成从设计验证向批量化终端零部件生产的转型，增材制造企业必须找到一种方式，来最大限度地利用工厂中的各种3D打印设备，更高效地管理生产流程，提升生产力，从而扩大运营规模，提升市场份额，取得更好的盈利能力。 为了应对这些挑战，需要引入增材MES这样一个能管控端到端增材制造流程的软件。当前，领先的企业已经开始为加速迈向批量化生产进行布局。可以预见，在不久的将来，增材制造对软件的需求将从设计、工艺软件平分天下转变到设计、工艺、流程管理软件三足鼎立的状态。 增材MES作为旨在记录、控制、自动化整个增材制造流程的系统，能够帮助用户节省材料和人力，提升打印质量，降低生产成本，实现端到端生产流程的可视化和自动化。那么，对于增材MES来说，最为核心功能有哪些呢？ 增材MES的六大核心功能 1 订单管理和跟踪 订单管理是MES的根基，因为后续的所有流程都与订单相关联。订单管理可以帮助企业集中管理所有订单，并在整个生产流程中形成一条完整的数字线索，通过实时状态跟踪，确保订单能准时交付。 2 自动文件准备 文件准备是增材制造流程中不可或缺的一环。对于批量化生产，为了最大限度地减少人为错误，提升生产效率，必须减少在重复性任务上花费的时间。 因此，在增材MES中，对文件准备的关注点将从功能的完备性转移到自动化程度。有了人工智能的加持，诸如自动识别零件类型、自动为零件寻找理想的摆放角度、自动添加支撑，以及高密度2D/3D自动排版等不可或缺的功能都变得轻而易举。 3 设备管理 在生产过程中实时收集和分析数据，可以清晰地了解设备状态、生产进度，并对生产流程中出现的潜在问题做出风险预警，甚至给出预测性设备维护建议。 工业物联网让海量、实时、高频的数据采集和处理成为了可能。随着越来越多的设备开始采用OPC-UA、MTConnect等工业协议，增材MES也需要集成工业物联网能力。工业物联网赋予工厂一双慧眼，将生产流程中很多原本被隐藏起来的微观信息挖掘后，清晰地展现出来。 此外，后处理的自动化也是增材制造迈向批量化生产的一大障碍。因此，除了3D打印机，对热处理、清粉、染色等后处理设备的管理同样不可忽视。 增材MES集成工业物联网能力后让海量、实时、高频的数据采集成为了可能 4 自动化生产排程 传统的人工排程无法根据订单、设备、物料状况的动态变化进行及时调整，无法适应增材制造灵活的生产要求。 自动化生产排程需要根据交货日期，将生产任务安排到多台设备上。排程结果还需要根据订单的优先级，以及设备的实时状态进行动态变更。对于有交付风险的订单，能发出警告，并进行动态插单。 如果增材MES能通过工业物联网与设备完全集成，还可以直接向设备下达指令。对于常常采用分布式生产的增材制造，这可以显著提升工厂的运营效率。 自动化排程可以显著提升增材制造工厂的运营效率 5 完整的可追溯性 可追溯性对于批量化生产至关重要。一种典型的方式是对生产流程的每一个环节，无论是3D打印、后处理、质检和发货，其中涉及的订单、零件、物料和设备信息，都生成可以追溯的二维码。 一旦在某一环节发现缺陷，则可以立刻通过分析相关信息找出问题的根源以及它的影响范围，真正做到让生产状况一览无余。 6 强大的分析和报告能力 增材MES需要分析生产流程每个步骤，通过灵活配置的看板和报表，看到生产中的各种实时数据和历史数据。全面的分析工具可以提供有关设备性能、材料使用情况等指标，让用户依据数据进行决策，找到并消除流程中的瓶颈，最终提升生产力。 通过灵活配置的看板和报表 可以看到生产流程中的各种实时数据和历史数据 扫码关注OQTON堃腾智能制造，即可免费申请软件演示 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.工艺人员会失业吗？开启金属3D打印，并没有你想得那么难 2.有没有一款3D打印数据处理软件，能满足齿科加工的所有需求？ 3.打通齿科数字化全链条！黑格科技3D打印应用云平台正式上线 4.现在及未来，将受益于陶瓷3D打印的行业有哪些

高品质球形金属粉末是高性能金属增材制造的重要保障，其成分、氧含量及粉末物理特性（形貌、粒度分布、粉末流动性、松装密度等）对3D打印成形过程稳定性和制件理化性能至关重要，影响并决定产品能否装机应用。在众多粉末技术指标中，粉末球形度和卫星球比例直接影响粉末的流动性和松装密度。粉末球形度低或卫星球比例过高会直接影响送粉或铺粉质量，进而影响打印件质量，产生内部和表面缺陷。近年来，随着增材制造技术日趋成熟，对于复杂构件的高效成形和大型部件的需求越来越高，增材制造智慧工厂亦应运而生，但受限于下置式供粉模式在设备运行过程中无法在线添加粉末，而开仓加粉易产生台阶接差和冶金缺陷，因此国际主流大尺寸设备通常采用上送粉式的连续送粉系统。上送粉方式对粉末的流动性要求较高，如果粉末流动性不好导致落粉不均匀，或在铺粉过程中出现结块、凹凸不平等现象，会对打印质量产生不良影响。未来，金属增材制造对高流动性粉末的需求将愈发凸显。铝合金粉末由于密度轻，本身不易获得高的流动性，而且制备铝合金粉末的形貌控制较其他合金材料难度要大，以至于在很长一段时间内3D打印用铝合金粉末仅以安息角评价粉末流动性，而无法采用霍尔流速计直接测量。近年来，北京康普锡威科技有限公司不断开发先进雾化制备技术，在2020年推出了优化后适用于金属增材技术的系列高流动性铝基合金粉末材料，粉末球形度高、流动性好，进一步突破了以往铝合金粉末流动性不佳、松装密度低等技术难题。目前该公司高流动性铝基合金粉末材料（AlSi10Mg等）已在航空航天、汽车交通等领域获得批量应用，粉末产品特性及打印制件均有良好表现。 高流动性AlSi10Mg粉末特性 高流动性AlSi10Mg 3D打印制件 下图为常州钢研极光增材制造有限公司使用高流动性AlSi10Mg粉末打印的某产品工艺研发样件（未经任何表面处理），沉积态样件表面一致性好，表面粗糙度低（Ra约3-4μm）。 3D打印试样和模型 3D打印样件微观形貌 利用高流动性AlSi10Mg粉末制备3D打印试块，成形态金相横纵向面偶见小孔，无较大气孔。整体致密度较高。 3D打印样件纵向（Z）微观形貌 3D打印样件横向（XY）微观形貌 3D打印样件致密度 采用排水法对3D打印样件进行致密度测试。利用高流动性铝合金粉末打印的不同大小样件密度差异小、均一性好。 3D打印样件致密度 3D打印样件力学性能 高流动性AlSi10Mg粉末打印力学性能如下： 高流动性AlSi10Mg 3D打印力学性能 关于康普锡威 北京康普锡威科技有限公司成立于2005年，是有研科技集团有限公司（原北京有色金属研究总院）下属公司，属于有研粉末新材料股份有限公司（以下简称:有研粉材，科创板上市企业，股票代码688456）全资子公司。北京康普锡威科技有限公司长期致力于各类球形金属粉末的研发及产业化，拥有国家科技部首批“金属熔体分散处理高技术创新团队”，项目“球形金属粉末材料雾化制备技术及产业化”获2017年国家科技进步二等奖。研发团队自上世纪80年代开始进行快速凝固雾化技术的研究开发和生产应用工作，是国内较早进行球形金属粉末雾化制备技术研究和应用的团队之一。公司依托自主开发的成套高品质粉末雾化制备技术，开展增材制造、微电子互连、金属功能粉体材料等球形金属粉末产品的开发与服务。 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.国产「高流动性」铝合金3D打印粉末获得突破 2.当前国内外高强铝合金种类、性能信息汇总 3.铝合金大尺寸构件3D打印一体化制造的需求、限制因素及进展 4.ExOne、DM同时宣布突破铝合金粘结剂喷射3D打印

北京时间2021年5月15日8时20分左右，中国首枚火星探测器“天问”一号成功着陆火星北半球的乌托邦平原。 中国航天器首次奔赴火星，“毫发未损”地顺利出现在遥远的红色星球上，完成了人类航天史上的一次壮举，实现了我国首次地外行星着陆。 着陆后，“祝融号”火星车成功传回了遥测信号。 凌晨1时许，天问一号探测器在停泊轨道实施降轨，机动至火星进入轨道。 4时许，着陆巡视器与环绕器分离。历经约3小时飞行后，进入火星大气，经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲，成功软着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。 从进入火星大气到着陆火星表面是整个火星着陆过程中最为惊险的时刻。我国天问一号任务火星着陆分为气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障与缓速下降四个阶段，历时“惊魂九分钟”。 两器分离约30分钟后，环绕器进行升轨，返回停泊轨道，为着陆巡视器的后续探测任务提供中继通信，搭建起地球和火星之间的通信桥梁。 后续，“祝融号”火星车将依次对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测。 祝融号着陆过程 祝融号火星车 我国首次火星探测任务—天问一号任务于2016年正式批复立项，计划通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视探测。 中国航天科技集团公司下属中国空间技术研究院（航天五院）是天问一号探测器的总研制单位，负责执行中国第一次自主火星探测任务。据报道，“天问一号”火星探测器安装使用了超过100个3D打印定制的零部件，其中包含相当一部分的金属3D打印零件（如钛合金等），具有高强度耐高温耐辐射等各种高性能特征，可以满足在火星恶劣环境中正常工作运行的要求。高能离子浮尘、空间碎片，要考虑结构的性能和特点，深空探测器结构包括高刚度、轻量化、尺寸稳定性、拓扑优化等等需求。 天问一号火星探测器标注图（来自微博网友WLR2678，强调非官方，为个人作品） 而根据中国航天科技集团的消息，航天五院529厂针对“嫦娥”系列、火星探测器等新一代轻量化航天器发展需求，积极开展3D打印技术的研究与应用，取得了较好的效果。 “相比于传统铸件或者锻造产品，3D打印的产品研制周期明显缩短，力学性能得到提升。”该厂研究人员介绍道，“不仅可以打印薄壁结构，还可以完成‘外部蒙皮+内部三维点阵’、变密度、内部含有流道等特殊复杂构型，在突破瓶颈、减重/提升性能、缩短周期、降低成本等方面产生较大的综合效益。” 该厂采用3D打印技术制备的星敏支架、斜撑支架、主承力大底结构等产品，如今已经通过了地面测试和各项环境考核，逐步应用于空间站、深空探测航天器、运载火箭。利用3D打印技术，该厂已经完成20多个型号共计500余件产品的交付使用，有力地支撑了型号复杂形状结构产品的快速研制。 天问一号探测器由环绕器和着陆巡视器组成，于2020年7月23日由长征五号运载火箭成功发射，至今已飞行295天，距离地球约3.2亿千米。天问一号任务突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行和测控通信、地外行星软着陆等关键技术，是我国航天事业发展史上又一具有重大意义的里程碑事件。 关于天问一号更多3D打印技术应用，请关注后续报道。 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.2020年中国航天领域3D打印8大应用成就和案例 2.关键结构件3D打印技术在新一代载人飞船中的应用 3.含钛合金和超级合金3D打印组件，毅力号今日成功着陆火星 4.从嫦娥四号登月，看航天529厂如何实现3D打印在轨应用

国家卫生健康委国际交流与合作中心2019年发布的《全球视野下的中国口腔产业》调研报告显示，中国口腔行业以高于GDP增速50%-100%的增长率快速发展，是全球口腔领域发展最快的国家之一。 口腔行业增长潜力爆表，作为行业参与者应该如何把握机遇？数字化是答案之一。数字化可以大大提升诊疗和齿科产品生产效率，在设备、设计、工艺流程等方面已经有所应用，但目前仍然仅限于局部应用，很少有全链路数字化解决方案。 近日，在华南国际口腔展上，黑格科技重磅推出数字化运营服务平台HeyGears Cloud，为齿科企业提供快速、具有高附加值的一体化工具，打通口腔行业的各生产环节，实现全流程贯通、全信息集成、全环节监管，真正做到了全链路的智能化、自动化、可视化。 HeyGears Cloud具有智能运维、专业齿科设计服务、自动化数据处理、行业应用算法等功能，有效避免信息延迟及人力消耗，全面提高生产流程中的智能协作程度。 HeyGears Cloud采用轻量化的操作方式，诊所端、技工所端均可快速上手使用。前不久，黑格科技2小时俱乐部椅旁解决方案发布，目前已搭载HeyGears Cloud运行。 医生端仅需上传口扫数据模型，下单设计，确认打印三步简单操作，其余环节由平台自动完成。黑格设计服务中心极速接单，与医生在线沟通方案及确认，提供导板设计及钻孔流程指导。通过2小时俱乐部椅旁解决方案，医助可一键打印导板，根据钻孔图高效、安全完成种植手术，实现标准化、规范化的椅旁即刻诊疗。 此外，HeyGears Cloud可为技工所规模化量产解决方案提供智能“全视角”，实现全自动化，整个流程进度一目了然，可实时监控设备状态，通过高效设计、批量化前处理、生产可视化排产等功能，实现每个环节高效连接，提升生产效率。 黑格科技HeyGears Cloud将打通齿科数字化生产的全链条，构建起一套标准且高效协同的工作流程，让诊所和技工所可更专注于各个业务高效、精细化运营，这是黑格科技在齿科行业全链路数字化解决方案应用的一次突破，也是持续推动齿科行业数字化的又一个里程碑。 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.有没有一款3D打印数据处理软件，能满足齿科加工的所有需求？ 2.工艺人员会失业吗？开启金属3D打印，并没有你想得那么难 3.牙科 | 3D打印纯钛、TC4、钴铬合金的性能对比 4.年盈利13亿美元的隐形牙套制造商——隐适美的商业模式

增材制造产业是我国先进制造业的重要组成部分，加大增材制造产业发展力度是我国制造业高质量发展的重要路径。产业的高质量发展离不开高素质高技能人才的培养和成长，因此，国家高度重视增材制造高技能人员的培养和发展。 • 2017年，教育部将3D打印纳入普通高中通用技术课程标准和普通高中信息技术课程标准中，并于2018年秋季开始执行；•2018年，人社部在全国技工院校专业目录新增专业第一大类——机械类中纳入“3D打印技术应用”，并于当年年秋季学期开始施行；•2018年，教育部在中等职业学校专业目录“05—加工制造类”新增“增材制造技术应用”专业，对应职业为模具设计工程技术人员、工具钳工，于2019年开始实施；•2020年，人社部职业能力司将“增材制造（3D打印）设备操作员”拟定为新职业；•2021年，教育部将“增材制造工程”列入普通高等学校本科专业目录。这些由国家主导的3D打印人才培养政策陆续出台，体现了我国经济社会发展的新形势和新需求，反映出国家对3D打印技术人才培养的重视，对我国相关领域人才培养的体量及发展速度都将带来积极推动作用。尤其在现阶段，增材制造产业正处于快速发展时期，这使得增材制造高技能人员培养迫在眉睫。然而，在政策先行的情况下，如何落实政策、有效培养人才，却是相关学校需要深入思考的问题，更是相关企业发挥社会责任的时机。本文归属《3D打印人才专题文章二》。 政策虽先行，但人才培养既无经验可循，还面临窘境 我国存在3D打印人才短缺的现实问题，但同时也面临着一些列窘境。虽然国家多部门推出了一系列政策，但当前高校学科建设不完善，多学科协同创新及交叉学科科研课题匮乏，限制了增材制造复合型人才的培养。同时，我国在增材制造原创性技术研发方面存在一定差距，学生创新能力培养水平有待提升；职业院校的课程培养方案也尚处于探索阶段，缺乏切合工程实际的人才培养体系和机制。 另一个复杂的因素是，增材制造所涉及的工艺种类繁多，每种工艺所涉及的学科也是多种多样，职业院校的教师即便经过了培训，也难以掌握每种工艺，或只是对工艺有着粗浅的认识。这反映了当前3D打印人才培训的师资力量薄弱，这进一步增加了人才培养过程中的实际困难。 而企业作为人才培养的重要渠道，当前也还未发挥出相应的作用，行业内大部分企业对人才培训缺乏认识，培训体系不完整，人力资源竞争力不足。同时，职业院校与企业此前并未充分建立起沟通桥梁，对于需求和培养目标，存在信息不对称。 头部企业当有社会责任感，金属增材制造技术人才培养联盟成立 产教融合是现代职业教育环境日趋发展的产物，是全新的教育方式，是现代职业教育的核心理念。增材制造作为职业教育领域的新增专业目录，实际上为产教融合增加了一个全新的探索方向。对于如何做好增材制造技术方面的产教融合工作，职业院校普遍认为校企合作是关键。 在此背景下，2021年4月，金属增材制造技术人才培养联盟在西安发起成立。成员单位包括铂力特、西安发动机有限公司、深圳德科、上海云铸、江苏瑞莱克斯自动化以及DMGMORI共六家3D打印设备商和应用端企业，以及来自广东、山东、浙江、重庆等省市的50家职业院校。联盟欲共同谋划新时代下整合金属增材制造行业和院校优势资源，促进金属增材制造技术人才培养，提升校企合作质量，加速金属增材制造行业高质量发展。 校企双方围绕金属增材制造专业建设、课程设置、师资培训、评价体系、学生培养、学生就业等话题，交流碰撞，充分发挥联盟的平台作用和桥梁作用，并初步计划在2021年开展如下工作： •举办四期数字化设计及增材制造技术师资培训•增材制造技术专业标准及课程体系建设研讨会•编写金属增材制造技术系列教材并出版•建立5个增材技术高技能人才产教融合培养基地•2021年12月组织联盟年会为加速培养更多具有良好专业知识、实际操作技能和职业素养的高素质、高技能的应用型人才，广东省机械技师学院与铂力特现场签订“增材制造技术高技能人才产教融合培养基地”协议。而铂力特表示也将探索校企合作、产教融合新模式，尽己所能，共促国家高素质职业技能人才建设，让金属增材制造走进千万家工厂。 3D打印人才的培养不仅要靠学校，还要靠领军企业。金属增材制造技术人才培养联盟大会的成立，将深化校企合作、产教融合，未来会持续加速培养优秀的增材制造职业技能人才。作为该技术领域的头部企业，铂力特发挥了应用的社会责任和企业使命。2020年，增材制造作为一种新型的制造与工程技术被纳入第一届全国技能大赛，铂力特技术人员对教练员和参赛选手进行了有针对性的强化培训，充分发挥企业在增材制造领域精湛的工艺水平，为赛事的顺利进行提供了技术保障和支持。 END 积极鼓励校企间建立有效人才培养合作模式，实现人才供需两侧充分对接与融合，金属增材制造技术人才培养联盟的成立，为职业教育与增材制造技术的产教融合打开了通道，奠定了基础。未来，更多的3D打印企业应当意识到在产教融合中，当尽的责任，为加速促进增材制造行业高质量发展贡献力量。 欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.铂力特助力全国技能大赛，推动3D打印职业教育向更高水平发展 2.工信部装备工业发展中心：我国增材制造从业人员现状分析 3.职业平台报告：3D打印人才技能的要求有哪些？ 4.未来3D打印会有高收入吗

为加强中国航空航天领域在增材制造全产业链和技术链等方面的广泛交流，拓展新需求和应用场景，促进全行业力量应对共性挑战，上海市增材制造协会和中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司牵头举办此次论坛，委托上海翱蒲商务咨询有限公司、上海瑞合文化传播有限公司和上海渥讯智能科技发展有限公司承办，旨在新的形势下进行技术研讨、经验交流、供需对接、推介新产品的应用，探讨行业发展方向，为提升我国航空航天的制造技术水平提供新视角。论坛计划于2021年8月27-28日在上海举办。 论坛背景 航空航天领域是当今世界科技强国竞相发展的重点方向之一，为了获得先进的综合性能，该领域零部件的设计正在向结构功能一体化的复杂形状方向发展，材料方面则趋向于应用更多具有高强度且高温性能优异但难加工特点的合金或复合材料。继续应用传统的等材工艺（如锻造及铸造）和减材工艺（如机械加工）制造高性能航空航天零部件面临周期长、合格率低、成本高甚至根本无法制造出来的难题。增材制造工艺的出现为这些难题的解决开辟了新的途径，因而在国内外航空航天领域的应用得到迅速发展。 航空航天领域已成为增材制造技术主要的应用市场，近几年的产值年平均增长率高达22%，显示出惊人的增长潜力。当前，航空航天应用在增材制造市场中占20％以上的份额，市场规模达到20亿美元。在今后几年，航空航天领域增材制造市场仍将以较快的速度发展，到2025年有望增长至50亿美元。 论坛主要议题 1. 全球增材制造产业发展现状与发展趋势 2. 航空航天产品创新设计、制造及验证需求 3. 增材制造技术在航空航天领域的应用进展 4. 航空航天增材制造工艺鉴定与产品合格认证 5. 增材制造对装备制造与材料技术的影响 6. 增材制造技术在中国商飞的应用及发展 8. 航天大型结构件电弧增材制造技术 9. 增材制造技术在航空航天领域的应用机遇及挑战 10. 增材制造技术在航天领域的应用实践与展望 11. 航天科工集团公司在增材制造技术的探索 12. 先进轻量化结构对结构优化及增材制造技术的需求 13. 增材制造在航空发动机领域的应用进展 论坛组织架构 主办单位： 上海市增材制造协会 中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司 协办单位： 中国航天科技集团增材制造工艺技术中心 中国航天科工集团增材制造创新中心 中国商飞增材制造技术应用研究中心 中国航发增材制造技术创新中心 国家增材制造创新中心 上海航天设备制造总厂有限公司 西安铂力特增材技术股份有限公司 承办单位： 上海翱蒲商务咨询有限公司 上海瑞合文化传播有限公司 上海渥讯智能科技发展有限公司 论坛部分拟邀演讲嘉宾 林宗棠，原航空航天工业部部长、上海市增材制造协会首席顾问 卢秉恒，中国工程院院士、国家增材制造创新中心主任 王华明，中国工程院院士、北京航空航天大学教授 戴尅戎，中国工程院院士、上海市增材制造协会名誉会长 李应红，中国科学院院士、空军工程大学教授 单忠德，中国工程院院士、南京航空航天大学校长 张 渝，上海市增材制造协会会长、中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司总经理 郭立杰，中国航天科技集团增材制造工艺技术中心理事长 黄卫东，西北工业大学教授 廖文和，南京理工大学副校长、教授 雷力明，中国航发商发设计研发中心副主任 严 彪，上海市增材制造制造业创新中心主任，同济大学教授 顾冬冬，南京航空航天大学教授、德国洪堡学者 张嘉振，中国商飞增材制造中心主任、北研中心副总师 王福德，航天一院211厂总工艺研究师，中国航天科技集团增材制造工艺技术中心副理事长 唐晔，中国航天科工集团二院3D打印中心首席专家 仵凤勇，航天科工三院159厂副总经理 更多嘉宾邀请中..... 邀请函 更多论坛信息，请联系： 联系人：章薇，会议经理 电话：021-50589600*8030 手机：13501902160 邮箱：vivi_z@opplandcorp.com 网站链接：http://www.opplandcorp.com/casam2021 欢迎转发关注主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.航空航天领域增材制造四类典型结构及发展趋势…

GOM Scan 1: 这一个，更玲珑 新型GOM Scan 1 是一款结构紧凑的移动式3D扫描仪，可对测量对象进行数字化捕捉，并输出精确的3D网格，应用于3D打印、逆向工程和尺寸检测等。 在紧凑的外观之下，GOM Scan 1集成多项先进测量技术。它采用GOM蓝光技术和立体摄像原理，可提供高精度的三维数据。轻巧的测头设计使它尤其擅长小型零部件的简单快速测量，即使在狭小空间里也能开展作业。预安装的GOM Inspect 软件更是将网络处理提高到了新高度，为您简单、快速地获取三维数据提供强有力的支持。针对不同的应用需求，GOM Scan 1提供三种不同的测量体积：100、200和400 mm。  用智能网络编辑开展3D打印 全新GOM Scan 1测头与GOM Inspect 软件结合，符合公认的3D计量标准，支持3D打印、三维可视化和逆向工程等多项任务。测头可在短时间内快速捕捉到高质量数据，软件强大的网格编辑功能则支持您轻松地复制零件，创建精确的3D模型，完成新品开发。软件支持您光顺、稀化和精细化处理多边化网格、补孔或提取曲率线，从而获得极为精确的网络数据，并将其保存为多种常见格式。智能多边化处理功能在创建极致细节的网格的同时，精简网格大小，使其易于处理。 条纹投影实现快速扫描 GOM Scan 1 是一款采用蓝光技术的光学三维条纹投影扫描仪。它能够在短时间内捕捉零件的完整表面。通过投射细条纹蓝光，左右两台相机基于GOM立体摄像原理进行记录。强大的光源可缩短测量时间，并在图像采集中滤除环境光中的干扰光源。基于立体相机原理，测头可识别操作过程中的环境光变化并根据这些变化进行补偿。为保证测量数据的质量，测头中的软件持续监测校准状态、转换精度、环境变化和零件运动情况。 支持您的全工作流程 由GOM Scan 1和GOM Inspect软件组成的一体化系统可帮助您获得准确而全面的检测结果，轻松完成3D零件检测。简单高效导入和对齐CAD和网络文件，创建曲面比较，尺寸分析并生成报告。 GOM Scan 1 将通过GOM全球计量网络以及由蔡司和GOM共同打造的专为3D便携扫描提供解决方案的平台 - #HandsOnMetrology全球供应。 扫码注册参加GOM Scan 1 线上新品发布会！(2021年5月18日14：00-15：00) 了解更多: www.handsonmetrology.cn  关于GOM GOM高慕光学测量公司隶属蔡司集团，专门从事工业三维坐标测量技术，三维计算机断层扫描和三维测试。从产品开发到生产和全球分销，GOM一站式供应手动和自动三维数字化设备和系统、评估软件、培训和专业技术支持。在全球汽车、航空航天、能源和消费品等各个行业，已有17000多套GOM系统投入使用。GOM在全球设有60多个工作站点，拥有1200多名计量专家，确保以当地语言为操作人员提供专业技术咨询和一流服务。自2019年中起，GOM正式加入蔡司集团，并成立了光学计量卓越中心。蔡司在全球50个国家拥有超过32000多名员工，年收入总额超过63亿欧元，是一家国际领先的光学和光电子技术企业。（截至2020年9月30日）  关于#HandsOnMetrology #HandsOnMetrology是全新推出的全球三维扫描网络。HandsOnMetrology.com为用户提供了一个了解一切与三维扫描内容相关的数字化资讯平台。 该平台由GOM公司运营，GOM是蔡司集团旗下的公司，是一家光学三维计量领域的标杆企业。 从分步说明到进阶教程，到专家技巧，这个平台旨在帮助使用者获得新知，启发灵感。 它为用户提供了实现卓越三维扫描所需的所有信息。世界各地的设计师，技术人员，工程师，科学工作者和专家均可受益于HandsOnMetrology.com上的宝贵知识，借此提高产品质量，优化流程，并探索更多可能。

在SLM金属3D打印过程中，激光与材料作用会产生声、光、热及振动信号，这些信号中包含着丰富的信息，能够反映加工状态和构件内部缺陷，缺陷监测对识别失败构件、预测构件性能及反馈控制尤为重要，获得准确的监测数据是实现质量控制的前提。近日，华中科技大学联合上海交大、清华和南科大共同发表研究成果，详述了当前SLM监测中用到的信号类型、监测技术和监测手段。 声信号 SLM制造过程中，由于类型、尺寸、形态、位置等因素的差异，每一种缺陷都能够产生具有独特特征的声信号，采用合适的传感器采集并识别不同信号对应的缺陷类型是SLM过程监测的关键难题，也是质量控制的重要前提。近年来，国内外学者在基于声信号对SLM过程监测方面做了大量工作。 Plotnikov等利用ISRWDCA-HT声学传感器和FLIRA56红外热成像仪监测SLM过程，建立了图像和声信号关联关系，研究了声信号特征和气孔率的关系，分析了制造过程中产生凝固断裂缺陷时声信号发生突变的原因(气孔缺陷的产生)。 SLM过程中不同孔隙率对应的声信号 Shevchik等利用光纤布拉格光栅传感器收集SLM过程中的声信号，建立声信号和孔隙率之间的关系，基于声信号实现了对SLM过程构件孔隙率的监测[93]。 （a）SLM舱室内FBG布置及信号采集系统（b）FBG监测系统原理 Gaja等通过声信号监测金属增材制造过程中的裂纹缺陷，发现裂纹引起的信号时间间隔较短，幅值较大。Kouprianoff等利用378B02麦克风对SLM过程中的铺粉高度进行监测，为了减少声信号频谱图像特征复杂程度，对频谱图采用了0-1编码处理，简化了信号特征，减少了计算量。Shevchik等利用小波变化对数据进行分析，运用深度学习进行缺陷识别，基于声信号实现了每一层质量的预测。 典型光学显微镜的横断面图像、相应的AE信号和对应的小波的谱图 综上所述，声信号可以对SLM过程状态和缺陷进行监测，同时，提取声信号特征，可以建立信号特征和缺陷的对应关系。声信号传感器的相对位置、角度等对采集到的信号有较大的影响，在布置时需要重点考虑。目前，声信号的监测主要针对SLM单轨道扫描，需要进一步开发适用于多轨道多层甚至零件加工全过程的声信号监测方案。 光信号 SLM过程中，粉层、金属蒸汽、飞溅、熔池、小孔、凝固层等产生的光信号可以通过相应的光学传感器进行监测。目前，基于光信号对SLM过程进行监测是最常用的手段。研究者采用数码相机、高速摄像机、光谱仪和光电二极管等设备采集SLM过程中的光信号，进一步提取特征，对SLM构件的质量和缺陷进行监测。下面基于不同的光信号传感器进行介绍。 工业相机 工业相机虽然采样频率较低，但成本低、分辨率较高，常用于监测粉层表面和凝固层表面质量，其与CT扫描结合可以用于确定缺陷的位置和尺寸。Gobert等采用数码相机获取SLM过程中构件每一层的形貌特征，用CT三维扫描切片作标签，基于机器学习技术，可以快速识别凝固层的不连续和正常状态。Jacobsmuhlen等发现SLM过程凝固层中凸起区域会影响铺粉质量，通过图像分析凝固层形貌特征，基于分类方法快速地识别了凝固层凸起的区域。Caggiano等根据SLM过程中凝固层铺粉前后的形貌图像比较精确地识别了凝固层缺陷。 构件切片形貌的交叉比较 高速摄像机 高速摄像机是SLM过程监测常用的手段之一，可以直观地监测熔池、小孔、飞溅、蒸汽羽烟等的行为，并快速地识别缺陷。SLM过程常见的两种高速摄像机布置方式分别为同轴和旁轴。研究人员分别在这两种方式下利用高速摄像机监测SLM过程，发现激光功率和激光扫描速度会影响熔池区域、凝固宽度、固化凝聚物直径以及飞溅等，进而影响粉末熔凝质量，而激光作用时间与孔洞缺陷也存在关系。 粉末凝结状态监测设备 包含辅助光源和高速摄像机的成像设备 高速摄像机可以直观地观测到SLM过程熔池、飞溅和羽烟等现象，基于图像提取特征、判断缺陷的产生是SLM过程监测的有效手段。采用滤波、辅助光源、衰减等方法能够获得特定区域的典型特征。准确建立图像特征与缺陷之间的关系是目前需要解决的关键问题。 光电二极管 SLM制造过程中，熔池、飞溅、金属蒸汽等产生强烈的辐射，采用光电二极管监测，可以获得丰富的加工状态和构件质量信息。Coeck等使用安装在SLM设备成形平台两侧的光电二极管组成的熔池监测系统，监测整个过程中产生的光信号，预测了气孔缺陷的尺寸和位置，气孔预测灵敏度达90%。Montazeri等采用光电二极管监测了SLM过程，应用谱图理论分析获得的数据，实现了SLM过程中材料间交叉污染的监测。 光电二极管监测熔池示意图 X射线 与其他监测手段不同，X射线可以直观地反映内部缺陷的三维形貌和位置，例如气孔、裂纹的大小和位置等。Hojjatzadeh等利用原位X射线成像技术研究了SLM过程中气孔的形成机制，观察到已经被发现的三种气孔形成机制，并发现了三种新的气孔形成机制，研究结果为降低气孔率提供了理论指导。Gögelein等利用光学层析成像技术在线监测SLM全过程，建立了缺陷与光学层析成像之间关联关系，准确识别了SLM构件熔合不良缺陷。Hu等利用X射线计算机断层扫描技术从数量、形态、尺寸和位置等方面对气孔和熔合不良缺陷进行表征，并结合疲劳裂纹扩展模型预测疲劳寿命，有效判断了缺陷的不同位置所导致的疲劳威胁等级。   高速高分辨率X射线成像系统用于在纵向视图和横向视图中捕获熔池中示踪颗粒的运动 虽然X射线能够直观地实时监测内部缺陷的形貌和位置，但X射线监测的成本较高且需要加强防护，尤其是高速高分辨率X射线原位观测成本更高，其一般用于对其他监测手段进行校核和验证。 熔合不良缺陷的光学层析成像和计算机断层扫描结果 上述研究表明，基于光信号的SLM过程监测能够直观地反映粉层、熔池、飞溅和气孔等信息，是目前应用最多的SLM过程监测手段之一。近年来，光谱仪、激光超声等手段也逐渐应用于SLM过程光信号的监测。 热信号 热传递是实现SLM过程的驱动力，熔池的形成与动态行为、液态金属的冷却与凝固、凝固层的热循环等都与热传递有关。SLM过程中复杂的温度历程对构件的微观组织、残余应力、变形等有直接影响，均匀的温度分布会形成质量良好的构件，不合理的温度分布会影响构件结构的完整性和质量。因此，研究热行为对保证SLM构件质量具有重要意义。 用于SLM过程温度监测的传感器可以分为两种类型：一类是高温计，另一类是热成像仪（可以看作高温计阵列）。高温计只能测量局部区域温度，而热成像仪可以测量整个区域温度。此外，热电偶也能测量SLM过程中的温度且成本较低，但其只能测量固定点的温度，且需接触被测物体，一般置于基板底部测量SLM过程的温度历史，然而，高温计和热成像仪不需要和被测物体接触，可以测量运动熔池的温度。 Krauss等将视场区域为160mm×120mm中等分辨率的红外摄像机安装在SLM设备的外部，与打印平台成45度角，以监测制造过程中凝固层的温度分布及其随时间的变化，通过研究熔池面积变化来监测工艺偏差。 SLM过程红外相机旁轴监测系统 Zheng等采用同轴红外热成像仪监测对TC4合金在SLM成形过程中熔池温度进行跟踪和监测。根据熔池温度梯度分布特征提取熔池边界，通过熔池边界来预测单个轨道的宽度。 SLM成形过程红外热成像仪同轴监测系统 基于红外熔池温度图像提取熔池边界预测单轨道宽度 Lane等采用分辨率为1280×1024，最大帧率为120帧/秒的高速、高倍原位热成像仪，对SLM过程熔池区域的等离子体羽烟和金属蒸汽等多种现象进行观测。Jalalahmadi等通过集成在商用SLM设备中的高频红外摄像机连续监测熔池，利用CT扫描对制造件的气孔位置和大小进行了表征，建立了红外传感信号与气孔的关系。Zhirnov等使用红外相机研究了扫描速度和激光功率对熔融区温度的影响。Barua等根据裂纹缺陷处热导率较差、温度不均匀的特点采用高速摄像对金属增材制造过程裂纹缺陷进行监测，实现了裂纹的实时监测。 温度监测的难点在于材料的辐射率不易获得，辐射率与材料的形态、温度分布等关系密切，即便已知材料在常温下的辐射率，但在SLM过程中，材料的形态有粉末态、液态、固态及气态，而且不同位置的温度有差异。因此，粉层表面辐射率并不是常数，而是随材料状态、空间及温度变化，获取SLM过程中的辐射率是非常困难的。一个有 效的解决办法是采用双色高温计和红外热成像仪相结合，因为双色高温计对辐射率的变化不敏感，可以用来校核红外热成像仪，这方面的有待进一步研究。 振动信号 SLM过程中的振动信号也能很好地反映加工状态和构件质量。通过振动信号可以判断SLM过程中熔透深度、裂纹、铺粉质量等。 Kleszczynski等采用加速度传感器监测SLM过程中的振动信号，该系统使用集成在铺粉机构上的压电式加速度计采集铺粉机构和制造平台之间的振动信号，确定了维持铺粉装置制造过程中稳定的上升临界值。 SLM过程中铺粉辊的运动、小孔的形成、熔池的波动等均会产生振动信号，采用加速度传感器监测振动信号，也能为SLM过程监测提供一种有效手段。目前，基于振动信号对SLM过程进行监测的研究比较少，尚需在传感器的选择、布置、信号收集与处理方面进行深入研究。 集成于铺粉装置上的加速度传感器 多信号融合 采用单一的传感信号仅能反映加工过程中的某一方面信息，不能全面地反映加工状态和缺陷信息，导致监测的信息不全，且监测的准确性不足，而采用多种传感器采集多方面信号能够比较全面的反映加工状态，使监测准确性大大提高。 下表列出了近年来基于多传感技术对SLM过程进行监测的相关报道，可以看出，多传感多信号融合正逐渐成为增材制造过程监测的研究热点。 SLM 过程多传感信号和监测 Furumoto等利用高速摄像机监测粉床熔化过程图片，并采用双色高温计监测工件表面温度，分析了粉末融合状态与表面温度的关系，为基于表面温度控制粉末熔合状态提供了参考。Daniel等以三个光电二极管为主体构成的光学原位同轴监测系统，对SLM过程的熔池状态进行监测。Demir等设计了包含两个摄像机和一个二极管组成的同轴多传感监测系统，通过信号强度的变化监测马氏体时效钢SLM制造过程的缺陷。Montazeri等集成了光电探测器、高速相机、红外热感摄像机三种传感器对SLM过程进行监测，将采集到的信号转换为低维加权无向网状图，进而对加工零件的边缘和内部加工条件进行区分。Yedra等利用热成像仪、基于双波混合干涉仪的激光振动计和Eta250无膜光学麦克风对增材制造过程进行监测，很好的监测了分层裂纹和热影响区裂纹。 多传感器监测布局示意图 END 由于工艺的特殊性，SLM过程监测的难点在于：与激光焊接相比，SLM过程材料熔凝速度快、熔池尺寸小，缺陷尺寸较小，监测的难度大；同时，熔池周围存在羽烟、飞溅粉末等多种干扰源，严重影响监测信号的精确度。针对前者需采用高分辨高采样频率的传感器；针对后者，可以采用辅助光源、滤波片和衰减片等手段。同时，羽烟、飞溅本身也包含丰富的信息，可以作为信号源进行监测。 目前较多采用的是高速摄像机和红外热成像仪，其中红外热成像仪的测量精度亟需提高。此外，麦克风、加速度传感器、激光超声、X射线和光谱仪等也逐渐被用于SLM过程监测。为进一步提高监测和识别的精度，采用多传感器监测，并将多信号融合已成为SLM过程监测的发展趋势。 内容来源：曹龙超,周奇,韩远飞,宋波,聂振国,熊异,夏凉.激光选区熔化增材制造缺陷智能监测与过程控制综述[J].航空学报:1-37欢迎转发关注 主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.SLM过程中的缺陷类型、产生原因及其造成的不良影响 2.西空智造推出国产金属3D打印在线监控系统 3.使用光学层析成像识别制造过程缺陷，保证3D打印部件质量 4.惠普Meta Jet和SLM技术打印零件的疲劳性能对比分析

继创新的发动机燃油喷嘴，以及GE9X和Catalyst涡桨发动机大规模使用3D打印零件之后，GE公司似乎已经很久没有大的3D打印新闻发布。然而对于这家世界领先的新技术领袖来说，创新总是在路上。近日，GE公司旗下航空部门展示了金属3D打印如何低成本代替铸造工艺、生产传统无创新设计部件的案例。即便已为铸模付出了巨大成本，但选择金属3D打印依旧经济可行。 第一次发现金属3D打印比铸造要便宜 大多数制造商都难以在支付了铸模费用的情况下，放弃使用铸造而选择金属3D打印，主观上的成本考量都不会将两者相提并论。然而，GE Aviation（GE航空）和GE Additive（GE增材）的合作证明，金属增材制造可以与传统铸件的价格持平。其成功制造的四个3D打印部件将削减多达35％的成本，这足以让管理部门淘汰旧的铸模。 同样重要的是，GE Additive的工程师从识别目标零件到3D打印最终原型，总用时仅10个月，而使用铸造工艺生产这些零件则需要12到18个月甚至更长时间。GE Aviation的增材制造部门负责人表示，这是他们第一次发现金属3D打印比铸造还要便宜，即便在有外部供应商报价的情况下，金属3D打印仍然具有成本优势。 与以往利用零件合并来减少组装从而降低大量成本不同，此次3D打印的零件完全基于铸造模型，没有任何的设计更改。这一发现让GE Aviation着手寻找其他发动机上更多的零件，并采用金属3D打印来降低成本。 零件审查，减少外部依赖，探索金属增材制造与铸造的成本差距 GE Aviation对铸件的年度审核始于2020年初，力求降低现有产品的生产成本，包括外部委托生产的数百种铸件。对于GE Aviation来说，只有少数供应商可以为航空业进行铸造，因此必须确保公司不会过分依赖于特定供应商。如果能够以更少的成本自行制造部件，这无论对于快速生产备件还是降低生产成本，都至关重要。 零件审查的过程需要考虑多种因素，包括零件的尺寸、形状、功能，以及打印材料、工艺是否成熟可靠，还需要考虑后处理步骤的便捷性，例如能否通过机械加工消除表面缺陷以及能否通过钎焊为零件增加配件等等。在零件甄别的过程中，工程师须不断自问，有没有哪些事情一年前做不到而现在在技术上是可行的。 3D打印不仅适合制作复杂零件，对于具有简单形状的零件也易于从现有模型进行打印，从而节省时间并减少铸造所需的模具支出。因此，零件审核同时检查了各种批量生产的零件。到2020年2月，GE Aviation已经确定了180种铸件通过3D打印可以节省成本。为了确保结论的准确性，由GE Aviation和GE Additive工程师组成的团队分别使用各自的生产和财务模型，将其分为几个小组，核算了每个零件的3D打印投资回报率。 最终有几十个零件通过了初步筛选，补充分析选定了其中九个，包括船用燃气轮机、涡扇发动机和一些军事项目的零件。这些零件的材料均是CoCr合金或者Ti-64。在考虑能够使用工厂内部的Concept Laser M2打印的前提下，可选择的零件范围进一步缩小，在优先考虑了基于零件工程资源以及节省成本对发动机计划重要性的因素下，项目团队确定了引气系统适配器盖成为计划的重点。 四个零件的尺寸一致，直径约89mm，高约152mm，均由CoCr合金制成，其作用是处理来自涡轮压缩机部分的热压缩空气。从制造的角度来看，这些零件具有近似的几何形状和相似的功能。项目团队认为M2一次可以打印三个部分，但工程师们很快重新设计了版面，将其增加到四个，这立即提高了生产率，因为打印四个部分和打印三个部分所需的时间大致相同。 该项目的3D打印工程师通过仿真和分析，证明了这些零件的性能与替换的铸件相同。在每一版的打印任务中还增加了测试样条，其中一些位于零件的开口腔中，技术人员因此可以测量每次生产运行的完整性。 END 该项目的意义在于， GE Aviation首次严格按照成本将生产从精密铸造转变为增材制造。这些零件均是一对一的替换，没有进行任何重新设计或零件合并。而采用铸件的设计进行3D打印，不仅在质量上有保证，在生产速度上更是超越铸造。该项目因此可以作为未来工作的参考案例。GE Additive的高级技术负责人也表示，GE Aviation及其增材制造工厂从业务的角度展示了他们所不具备的实力。然而笔者认为，该项目只适于特定情景。 值得玩味的是，该项目能够推进到采用3D打印进行验证的地步却是要归因于疫情。由于去年美国在病毒控制方面持续不力，GE Aviation的奥本增材制造工厂的工作也变得不饱和，增材团队因此有更多精力专注于其他项目。该项目的推进，很大程度上就是为了利用那些闲置的打印机。 注：本文内容来自3D打印技术参考。欢迎转发主编微信：2396747576;硕博千人交流群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.大型零件增材制造整合设计，看GE增材高级设计工程师如何说 2.GE增材：具有增强后处理和质量控制的金属3D打印 3.304个3D打印零部件的超越 | 世界最大航空发动机GE9X获得FAA认证 4.GE 增材：连续增材生产是一场马拉松，而非短跑冲刺