印象中我们一直觉得国外3D打印产业发展的好，国内较差，上一期以江管理咨询的文章看得人直接伤了心，可是也就是在一次次的对比和批判中，行业的发展才能慢慢回归理性，中国的企业方能摸索出本国3D打印发展的路子。近日，国外研究机构对1000多家用户进行了调查，研究他们为何使用和如何使用3D打印，企业如何看待技术的发展，分析投资和回报率，最终验证3D打印是否具有竞争优势。近一半受访者预测将获得更高的投资回报对于使用3D打印的公司，46%的受访者认为今年的投资回报率会更高，49%的受访者认为回报率会与去年持平，这表明投资增材制造对企业有积极的影响。同时，随着时间推移，统计数据的稳定也说明企业认可对于3D打印的投资。越来越多的竞争对手开始使用3D打印随着3D打印在越来越多不同行业中的应用，保持竞争力变得越来越重要。很多受访者表示其竞争对手也在使用3D打印，这一数据2017是59%，2018年则增长至74%。这也再次说明越来越多的公司开始使用3D打印，这一技术正在变得普通和常见。企业对3D打印的投资加大2018年，国外企业对3D打印的使用更加有信心，38%的受访企业今年在3D打印方面的投资在1000-10000美元，12%的用户则超过10万美元，去年这一数据仅为4%。而70%的企业已经增加了在3D打印方面的费用。与去年的结果相比，投资的加大显示出企业对3D打印的使用更有信心。3D打印能够制造复杂几何形状，缩短交货时间并降低成本国外企业在使用3D打印方面与当前国内状况有些不同，国内很多是因为好奇、新鲜，用起来的很少，国外则是实用，而且各家应用的兴趣点也不同。48%的企业看重复杂几何形状的塑造，39%的企业注重交货时间，而30%的企业认可3D打印对于制造成本的降低。这些数字表明，企业已经明确3D打印可以减少生产时间，能够创建传统方式无法生产的设计，同时也无需昂贵的模具。这也预示着未来3D打印将会成为企业不可或缺的制造手段。3D打印的应用类型根据调查，企业确实认可也在使用3D打印，那么企业是如何精确应用的呢？2018年的统计结果表明，55%的企业采用3D打印进行原型制作，43%的企业将其用于直接生产，概念设计则占到41%。当然，企业对3D打印的应用不会仅仅用来做一项业务，应用之间会存在重叠。与2017年相比，这些增长的数据表明企业正在更多的拓展和加深对这一技术的使用。企业认可3D打印具有竞争优势许多企业将3D打印视为一种更具竞争力的生产方式，而且调查分析也发现，93%的用户认为3D打印具有竞争优势。虽然相比去年90%的认可度只有略微的差异，但对于将自己与竞争对手区分开来却存在重要区别。国内企业须转变大家都已经知道，国家已经开始从普通制造向高端制造转变，很多企业改革的压力很大，仍徘徊不前就真的可能会被竞争对手抢了先机。传统企业不应等着3D打印找上门，更应该主动寻求技术突破，不能只靠专门做3D打印的摇旗呐喊。欢迎转发长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞！ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：2018国外企业对3D打印的使用状态及对国内的启示

本文由以江管理咨询发布，从资本角度剖析3D打印行业当前发展状况，视角独特，值得深思。2017年，是3D打印技术自查克·赫尔(Chuck Hull)先生于1983年发明以来的第35个年头。3D打印技术作为一项专业制造技术，近来在媒体的功劳下，也逐渐被普罗大众所了解，并感叹科技的伟大和神奇。国内3D打印的领军企业都发展的颇具声色，估值也相当可观，产业纵向扩张的速度也是逐年加快。并且就在今年，工信部发布了《高端智能再制造行动计划(2018-2020年)》的通知，其中再次提到加快增材制造、特种材料、智能加工、无损检测等再制造关键共性技术创新与产业化应用。当前中国经济已由高速发展转为高质发展的新阶段，《中国制造2025》中，高端制造业是极其重要的组成部分，而增材制造(即3D打印)作为其主要内容，自然不会被轻视。我国近年来关于3D打印产业发展的红头文件屡见不鲜，相关政策福利，甚至是直接的资金支持非常普遍。可以说从发展状况和政策方面来看都是非常利好的朝阳产业。不过通过我们的深入调查，和对业内人士的专访，似乎并没有表面上这么一派向荣。资本市场的理性回归我们换一个视角，从资本市场来看，或许就不那么难以理解了。国内资本市场上总体来看，增材制造(3D打印)相关概念股经过了疯狂的火热期，随着两波震荡，近年来已趋于平稳略降，部分发展良好的领军企业仍显上涨趋势，虽然涨幅同比仍小幅下滑。《中国3D打印板块近况》 数据来源：同花顺行情中心新技术和新概念刚刚兴起的时候总是会给人带来无限的希望和憧憬，在资本市场上，这个效应体现的更加直接。只要公司和这个“新概念”沾上边，总是有利无害的，至少对于股价来说是如此。前几年间仿佛所有的高端制造相关企业都开始扛起3D打印的大旗，纷纷投入了资金和研发，当然成效如何，就目前来看并不太乐观。但股价的上升却是非常肯定的，关于这一点，上图的数据可以作证。全球环境与国内发展出现时间差当初国内这股3D打印热可不是没来由的，最初从国外吹来。英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中将3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志。一时间引发了公众对这一制造业技术的极大兴趣和强烈关注。国内媒体在迟缓了两年后，在2014、2015年左右也开始大力吹捧这项“新技术”。带来的自然也是民众的热议和股价的飙升。所以说这波热潮的背后，媒体的力量还真是功不可没。舆论和资本的热度带来的是产业相关者的狂欢，不过如果我们将目光放的更长远，视野更广阔，理清思绪，不被热闹的表象蒙蔽，那么我们可以洞悉更多本质问题。在国内还在被利益相关者、媒体将3D打印炒的火热的时候，当时国外的资本市场，已经开始逐渐认清了该技术的现状和发展，开始走向冷却(以下是两家美国3D打印龙头企业近6年的股价走势图)：通过这两家3D打印全球领导企业股价的涨幅与国内3D打印板块的数据对比，可以清楚的看出，国内的涨幅反应和媒体的反应速度是基本一致的，在迟缓了两年的2014年，国内3D打印板块开始大涨，但同时国外的同行们情况却已经是急转直下。其中3D Stratasys的股价在14年初曾一度接近100美元每股，当时领先的3D打印公司的总市值达140亿美元，而16年这一数据仅为50亿(数据来源：Wohlers Report)。我们不能说这场波动全是媒体的功劳，但对于当年3D打印的疯狂热度不甚了解的观众们在看了上面两张图之后应该也有了一些了解。如此虚高的股价和估值说是泡沫也不为过，而目前国外的泡沫已破，国内目前来看稳中有降，这在某些业内人士看来也许并不奇怪，甚至早有预感，可这份平稳能维持多久，恐怕很难说。没有技术作为支撑，都将成为泡沫3D打印虽然是高科技产业，但究其根本依然是属于制造业的范畴。虽然借助于3D打印的特点结合数据模型，利用互联网可以玩出非常多的手段和商业模式，可开发的前景非常可观，但是其根本依然是制造技术。目前FDM技术业内主要用来做低端桌面机，材料以PLA、ABS为主，但成品性能差、精度不高，可以说是仅供娱乐。SLA精度倒是非常可观，但由于材料性能所限，也仅能给产品打样，无法成为直接售卖的商品。SLM、SLS等金属3D打印成本极高，且打印失败率高、后处理难度大、耗费工时久。综上，3D打印可以说其技术还远远算不上成熟。那么就在这样一个技术不扎实的情况下，3D打印企业已经开始过早的发展了“生态圈” 。即通过开发、出售低端3D打印机、运营3D模型分享网站、开设线下体验店等一系列措施，创建了一个类似于“3D打印生态链”的体系。从产业的生命周期来说，通常分为专营期、扩展期、常规期、成熟期、复兴/衰退期：在专营期，通常竞争较少，企业会通过人才的积累，技术的投入研发来进行初期积累，扩展期要利用好前期的积累快速扩张，发展公司已有业务抢占更大的市场。当产业进入常规期、成熟期就进入一个稳步增长和发展的阶段，这时候再进行进一步的产品创新或者考虑纵向拓展产业链深度，挖掘行业潜力。很显然目前3D打印企业的发展路线和基本发展规律的偏离程度是比较大的，在整个行业尚处于发展初期的阶段，商业模式上却已经往成熟期企业的行为靠拢。是蓝海还是红海?现在3D打印企业包括部分国外企业就是陷入了这样一个怪圈。本以为它三两年就能成熟，结果大家纷纷圈地跑马，建完生态链，却发现最基础的“技术”根本没有大的起色，没什么变化。因此资本信心逐渐丧失，体现在公司股价上有上述表现也就不足为奇。这种从产业、技术层面上来说还未成熟，企业竞争态势和商业模式的比拼上却已经成为红海的诡异现象确实引人深思。也许是我们太心急，也许是我们的商业思维超前了科技发展太多，但更有可能是我们集体陷入了“技术陷阱”。过早的依赖新技术来作为企业乃至经济的支撑，但实际上配套技术以及底层技术仍未成熟。实验室决定未来如果说并不是所有3D打印的从业者，包括政策制定者都陷入了“技术陷阱”，那么其距离发展成熟到底还需要多久将成为一个重要的判断依据。若是十几年内能产生突破性进展，那么对于现今的企业来说倒也不算完全等不上。但3D打印的底层技术其实和材料学更相近，如果此门类的科技发展速度达不到预期，那么也许我们不得不沮丧的承认，恐怕事实的确如此。3D打印行业目前发展的关键，并不是建立所谓的生态链、生态圈，过早的向如今的科技巨头企业看齐，营造蓬勃潜力的假象虽然可能会从资本市场上带来可观的资金，但却会陷入一个恶性的循环。建立产业生态圈需要极大的资金投入，这会占用本就不宽裕的研究经费，并且让企业本身亦步亦趋，精力分散。过早的投入到纵向扩张，没有扎实的技术背景做支撑，一切所谓的生态都不可能持久。没有技术作为支撑的科技企业纵向扩张，就如同没有水的生态圈想要发展。相反，有了扎实的技术背景，再去建立生态链，就会水到渠成。总之，饮鸩止渴不可取，作为高科技制造业，踏实研发掌握核心技术，才是未来取胜关键，颠倒顺序的发展，是很难取得成功的。如尤瓦尔·赫拉利教授所言，“经济泡沫依赖于实验室速度，一旦不同步就趋于破裂。”我们只能将期望完全寄托于实验室里的科学家身上了。在此之前，用现有技术开发刚需市场，结合定制化服务，提供更好的消费体验，达到基础盈利，在支撑企业运作和技术研发的同时，延续资本的信赖。否则，当热潮散去，3D打印将走向何方?欢迎转发长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞！ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：资本留给3D打印的时间还有多久?

一个行业的就业前景预示了该行业未来的发展潜力，在当今3D打印、大数据、智能制造快速发展的同时，每年都会有很多的岗位消失不见，然而3D打印作为创新产业，似乎会成为明日之星。近日，亚历山大·丹尼尔斯全球咨询公司对增材制造行业的薪水情况进行了一项研究，以帮助了解3D打印行业未来的工资水平。该机构对3D打印行业中包括设备商、材料商、软件开发商等在内的5000名专业人员进行了调研。增材制造：工作需求过剩虽然增材制造已存在30多年，但直到近几年才开始得到重视和广泛使用，因此相关专业技术人员相对于当前行业发展的体量来说非常匮乏。增材制造当前的失业率几乎为0，可以看出该行业专业人才的受欢迎程度。同样是因为人才的短缺无法满足行业的快速发展的原因，优秀的公司会为员工提供越来越有吸引力的薪水和待遇水平，企业要留住员工需要强有力的招聘策略。对于具有材料科学知识、设计、研发技能的专业人才，随着人才大战的加剧，工资水平会有大的提高。增材制造应用领域人才短缺也意味着当前的市场较为混乱，人员流动性较大。由于行业规模小，专业人员很有可能流向竞争公司或合作商那里，由于彼此了解薪酬情况，为了留住有经验的人员，有可能会带来某些高薪酬改革。未来收入水平如何？该研究机构根据市场信息、招聘趋势以及目前的薪资水平向企业提供可以吸引和留住优秀人才的策略，这些企业包括EOS、SolidWorks、HP和BASF等。3D打印行业中有2-5年经验的专业技术人员比例最高，占42%，27%的人经验不足两年。研究同时还发现，拥有合格员工比例最高的是地区是北美（40%），其次是欧洲（36%），亚洲为16%。增材制造行业性别比例及工作经验分布该研究预测，今年3D打印行业的工资预计将增长至少9％，这取决于所从事的专业以及工作经验。初级工作人员的需求量很大，其收入增幅可能会最高。3D打印从业者地理分布对于雇主来说，报告显示惠普是市场上最有吸引力的雇主之一，Materialise和EOS在其所属行业也非常具有吸引力，GE薪水最高。国内情况与国外的情况相比，国内专业人员的薪资水平较低，3D打印技术参考认为有三方面原因。首先，国内3D打印行业发展并未经历国外那样持续性的显著增长，还未建立明确的薪资标准，这基本上意味着企业给出薪资时无据可依，这些薪资可能过高，更可能过低。 其次，国内当前行业发展的规模非常小，在企业都难以为继的情况下，专业人员的薪水无法短时间内得到明显提升。第三，国家对制造业以及专业技术人员的政策。企业需要有工作经验的专业人员与其他行业一样，增材制造企业聘请专业人员和经验丰富的人才同样非常重要。但如果将奥巴马宣称借助3D打印重振美国制造业开始算起，美国3D打印市场的爆发也只有五六年时间。与其相比，中国增材制造产业规模要小的多，对专业人员要求五年以上的工作经验也是不现实的。但如今一些企业管理者却时常秉持“铁打的营盘流水的兵”的观念，谁走企业都可以照常运转的心态，实则是对有经验员工的不重视。随着3D打印教育的普及，人才短缺问题会逐步得到解决。同样，3D打印行业的规模会越来越大，岗位会更明确，薪资水平也会有明显的增长，但未来可能是五年也可能更长。最后，有需要2017年3D打印行业薪资调查报告的读者，可先关注并在公众号主界面留下邮箱。欢迎转发长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞！ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：未来3D打印会有高收入吗

昨日，英国纽卡斯尔大学发布消息称该校科学家已经对人体角膜进行了3D打印，这意味着未来可以采用3D打印技术无限量供应角膜，无需苦苦等待供体。角膜位于人眼最外层，起到聚焦作用。然而由于烧伤、撕裂、磨损或其他疾病引起的角膜病变造成500万人失明，另外全球还有1000万人需要手术来预防由于沙眼等传染性眼病引起的角膜失明。纽卡斯尔大学科学人员采用健康供体角膜中的干细胞（人角膜基质细胞）与海藻酸盐、胶原蛋白混合在一起，形成了一种可以印刷的“生物墨水”，后者能够保持干细胞的活性。使用简单的低成本3D生物打印机即可将生物墨水成功挤出成人类角膜的形状，打印过程不到10分钟，干细胞开始在内部生长。独特的生物墨水负责该工作的组织工程教授提到，世界各地的多支团队一直在寻找能够打印的理想生物墨水，该团队独特的凝胶-海藻酸盐和胶原蛋白的组合能够在保持干细胞活性的同时，具有足够的强度来保持形状，而且又足够软以便从打印机喷嘴中挤出。这种生物墨水的独特之处还在于，干细胞能够在室温环境下存活数周，研究人员可以用起打印各种组织而无需依赖细胞生长分裂。此次打印的角膜，是通过扫描获得了病人眼睛数据，具有与病人眼睛相匹配的大小和形状。不过角膜在真正移植之前，需要进行一系列的测试。而采用扫描获取眼部数据，再通过打印角膜的方法，于应对世界范围内的组织器官短缺潜力巨大。未来，会有越来越多的人体组织、器官，在实验室中诞生。欢迎转发延伸阅读：3D打印在眼科中的应用长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞！ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：组织工程：角膜，也可以3D打印

在往期文章中笔者介绍过碳纤维3D打印技术，无非就是基于FDM的连续挤出技术和基于激光烧结的短纤复合材料制造技术，惠普的多射流熔融技术其实并未见到碳纤维方面的报道。而且，同为铺粉技术的3DP粘结技术却被忽视。先来看看这个视频。 从中可以看出该技术是将碳纤维和某种粉末充分混合，然后通过3DP喷射胶水的模式进行打印，打印的同时并未看到灯管加热。充分混合打印过程打印完毕需要对零件进行高温烧结，通过烧结的结果我们也可以看出，零件缩小了很多，颜色也变成了“黑炭”，这就有点像desktop的金属打印工艺了。烧结前零件大小烧结后零件大小烧结前后零件对比据介绍，经过高温烧结的材料还须使用树脂后处理，以获得高机械强度。这种新开发的碳纤维3D打印技术不知道是不是具有极大的潜在商用价值。欢迎转发延伸阅读：几种碳纤维3D打印技术技术竞争：喷射技术比你想象的更加重要长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞！ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：另一新碳纤维3D打印技术

最近一段时间关于冷喷涂的新闻不胜枚举，该技术已从传统的涂层制造、零件修复过度到3D打印领域，这意味着在直接制造大型零件方面又多了一种成型方式。本期笔者借用动画描述冷喷涂的动力学过程以及在直接制造大型零件方面的潜力。 沉积过程冷喷涂是采用压缩空气将金属粒子加速到临界速度（超音速）撞击基体表面后发生物理形变，牢固附着在基体表面。粒子加速喷射粒子撞击粘附过程这个过程看起来很神奇，粒子在与基体接触的瞬间产生了剧烈的塑性变形，接触面积增大，加上撞击速度快、作用时间短，产生的热量来不及散失，温度的升高使粒子和基体部分熔化，形成局部冶金结合。但这只是一种理论，关于其沉积机制还有机械咬合机制和分子力结合机制两种理论，感兴趣的读者可自行查阅资料。用于3D打印自从3D打印兴起，传统领域能往增材制造方面发展的技术纷纷向这个方向靠拢，这也拓宽了增材制造的工艺范畴，诞生了很多新的制造手段，冷喷涂便是其中之一。冷喷涂制作大型航空件如今GE 和澳大利亚Titomic等公司都已利用该技术进行大型零件的直接制造，其速度比激光沉积和送丝电子束熔化都要快出很多。（沉积速度：电子束沉积 9.07公斤/小时；激光沉积2.9公斤/小时，冷喷涂45公斤/小时）低粉末规格要求通常激光打印用粉的质量要求较高，如粉末流动性、球形度要好，不能有卫星球、空心粉等，加上雾化效率低，导致激光打印用粉的价格很高。冷喷涂对于粉末的要求主要在于直径，要求粒子大小必须在1-50μm范围内，直径越小越容易获得和气流一样的速度。因此说来冷喷涂对粉末的要求要更低一些，当然lens技术对粉末的要求也比SLM用粉要求低。 目前，Titomic公司已经可以使用低规格的钛粉生产9 x 3 x 1.5m的零件。低残余应力冷喷涂可以实现低温状态下的金属沉积，残余应力很小，零件不会弯曲，这与lens技术可以形成较大差别。低氧化 高性能在冷喷涂过程中，由于喷涂温度较低，发生相变的驱动力小，固体粒子晶粒不易长大，氧化现象很难发生，可以提供高密度、高硬度、高强度的冷加工微结构。但由于当前的研究较少，尚不能给出与激光打印零件的明确性能对比。激光辅助冷喷涂技术单纯冷喷涂技术无法沉积高硬度材料，这极大地限制了冷喷涂的应用范围，为了解决该问题，激光技术被引入冷喷涂沉积过程中。激光辅助冷喷涂过程喷涂过程中激光对基体进行同步加热，软化喷涂颗粒与基板，这不仅能使高硬度材料实现有效沉积，还能提高沉积效率、致密度和结合强度等，拓宽冷喷涂沉积材料的选择范围。该技术在国内已有研究，称之为“超音速冷喷涂+激光技术”。其他由于冷喷涂技术应用于增材制造时间有限，预计该技术会获得越来越多的研究和发展。冷喷涂虽看起来具有比lens较多的优点，但由于成型方式的不同，性能方面可能也存在很大差异。而且常用于冷喷涂颗粒加速的氦气，成本很高，技术的使用还是会综合考虑各方面因素。欢迎转发延伸阅读：大尺寸金属制造--激光熔化沉积技术大尺寸金属制造（二）--激光熔覆制造技术长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞！ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：冷喷涂：动力学金属化过程

一个矿泉水瓶还能做出什么花样，难不成还上天呢，可当看到这些个新东西时，“呦呵，还真要上天”。英国皇家版塑料瓶中国老百姓版塑料瓶在越来越讲究品味的年轻人眼中，老百姓版的塑料瓶显得。。。有点俗气啊，分分钟想来一瓶皇家版！先来侃一下皇家版的来历吧。女王凯特王妃碧翠丝公主新媳妇梅格汉•马克尔看过之后不难发现，这就是英国皇室的帽子啊，就是这样。英国哈里王子和美国女星梅格汉•马克尔将于当地时间5月19日举行婚礼，为了庆祝这一盛事，同时积极响应这对王室夫妇对于杜绝使用一次性塑料瓶的倡导，世界上最大的苏打水品牌SodaStream公司特别推出了这样一款限量版瓶子。猜一猜怎么做的！这批瓶子的瓶盖都是用3D打印制造, 每一款瓶盖的设计均出自知名设计师之手。其造型都是根据皇室礼帽、礼服的外观设计的，有多个款式可供选择。既然是瓶盖，最理想还得是塑料的，既然是3D打印的，无非就是光敏树脂采用SLA打印然后上色，或者是通过polyjet技术全彩色打印，但是确定的是，后者制作的瓶盖从色彩到耐用性都会是一流的。这样一款矿泉水瓶就是摆着也赏心悦目啊！所以说所以说3D打印还得是跨界玩才能玩出新高度！欢迎转发长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞！ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：当矿泉水瓶遇上3D打印变身时尚单品

3D打印的优势之一是集成化和轻量化制造，这在汽车、航空航天领域具有重要应用价值。近年来国际大牌汽车制造商纷纷将该技术纳入品牌汽车的制造中，以此取得了极大性能提升和经济效益，本文以具体案例予以介绍。1. 通用汽车打造更强、更轻、更省油部件通用汽车和欧特克在通用汽车技术中心重新设计了汽车座椅支架-座椅安全带固定部位，该部件传统上由八个零件组成，而新的设计将其整合为一个零件，重量减轻40%，强度提升20%。这些轻量化部件的使用，意味着汽车的能量消耗越少，行程更远，这对于电动车意义重大。2.沃尔沃打印更轻质发动机沃尔沃旗下雷诺卡车动力总成部门一直致力于将金属增材制造技术作为未来发动机的制造工艺。近年，该公司采用3D打印技术实现了发动机零部件集成化制造，零件数量减少24%，装配操作量大大减少，重量也减轻了23%，以此带来了更大有效载荷和更低的燃料消耗。 该项目证明了金属增材制造对发动机的尺寸和重量将产生的积极影响，600小时的台架试验也证明了3D打印发动机部件的耐用性。3.宝马3D打印批量生产上千个金属零部件宝马近日宣布计划投资1000余万欧元建立全新的3D打印研发和生产中心。而在BMW i8敞篷跑车当中，为了保持软顶机构的美观和紧凑，宝马采用3D打印技术制作了拓扑优化的铝制软顶支撑部件。该部件使软顶篷呈Z字型折叠，以更轻的重量实现更高的刚性，为中置发动机后面留下92升的储物空间。 此举使宝马成为了第一家利用3D打印技术批量生产上千个金属零部件的汽车制造商。总结增材制造尤其是金属打印技术在汽车领域有着重要的应用价值，将极大推动汽车市场的发展，它所带来的结构一体化可以极大压缩供应链并降低组装成本，对于加速迭代、增加收益甚是显著。通过报道我们可以了解到国外品牌公司对此已有很多的应用，而国内发展还是稍慢一些。欢迎转发延伸阅读：案例探究：3D打印提升汽车性能 加速设计迭代汽车零部件增材制造工艺链详细探讨长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞！ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：案例：3D打印如何帮助汽车减重 省油

3D打印对于航空航天、医疗器械以及定制植入物的金属部件而言，是一种极为先进有效的制造方式，但采用3D打印在大规模汽车部件生产方面仍未见太大起色。不过，汽车行业已经在其设计和制造过程中开始采用3D打印技术。在过去五年，粉末金属3D打印的普及率迅速提高，这主要是基于其更短的交货期、更少的工艺步骤、更少的劳动力需求以及更少的材料浪费的诸多优势。然而，最值得注意的是，3D打印能够生产传统铸造和机械加工无法实现的新设计。由于无需模具，部件可以更快速地按需生产，从而减少对大量基础加工装备和库存的需求。快速成型在各行业应用比重粉末金属3D打印工艺质量的提升有助于推动原型制造和汽车行业的快速发展。从原型制造到有限规模生产再到大规模生产，是行业进阶发展的合理规律，在这期间，激光、机械、材料质量等的控制技术将为金属3D打印工艺质量的提升提供重要保障。增材制造和汽车3D打印用于汽车行业原型制作至少已有二十年。今年2月份，增材制造巨头SLM Solutions宣布其正在使用选择性激光熔化工艺为奥迪的W12发动机生产有限数量的备件。3D打印现在也被广泛应用于一级方程式赛车，设计团队可在几周内测试不同的概念原型。去年，迈凯轮车队甚至在跑道旁按需进行零部件打印。那么汽车行业如何将3D打印转化为大规模生产呢？增材制造用于汽车制造已有迹象表明，汽车制造商和供应商正在购买多台打印机以提高3D打印生产能力，目的是加速原型、模具和一些预制零件的制造。使用多台机器可以应对增材制造速度慢的主要缺点。一个专用的金属零件打印可能需要48小时甚至更长时间，但如果每年需要10,000辆汽车的话，一台金属打印机将无力负担。从简单原型制作到大规模生产对于整部汽车来说是很大的挑战，绝不是任何一个零部件的制造延伸。3D打印技术本身的革新可以进一步提高生产率，但3D打印的优势还在于零部件的集成化设计和制造，通过组装来减少零件数量，使用单个3D打印部件替换多个零件，从而进一步提高生产率并降低组装成本。金属打印钛合金部件设计自由、轻质、稳定、良好的表面细节表现是金属打印的主要优势事实上，早在2014年就有3D打印的整车面世。美国亚利桑那州Local Motors公司与橡树岭国家实验室合作，生产了一款名为Strati的小型电动双座轿车。该公司专注于小批量生产，凭借其独特的造车理念，创造了多项世界第一。3D打印Strati电动车对于大型汽车制造商来说，通过3D打印批量生产零件，仍需要克服很多实际挑战，例如，从同一台设备上生产多种设计确实可以减少资本投资，但更换材料会增加停机时间，从而影响生产效率。如前所述，使用专用的设备可以解决这个问题，但因此会增加大量投资。在这种情况下，简化设计、减少组装、降低人工成本，完善端到端设计和制造，对于车辆生产更有益处。金属打印含晶格结构的水泵轮制造商确实已经在改变传统的制造模式，更多的3D打印汽车零部件和组件的经济效益也正在落实。据全球行业分析师称， 2016年3D打印汽车市场的价值为6亿美元，到2022年，3D打印技术全球市场预计将达到168亿美元。相对于其他3D打印工艺而言，金属比热塑性塑料打印工艺更为复杂，金属部件对于满足结构要求和承受引擎盖下的高温也至关重要。3D打印金属零件晶格结构可实现轻量化和节省材料的多种设计目标增材制造对于减少材料浪费至关重要。Ti6Al4V基于其优秀的比强度、耐蚀性和耐热性而成为最广泛使用的材料之一，其价格可能已超过55美元/公斤（非粉末）。即使是用于轻量化和合金化使用最广泛的铝合金，其价格也从2015年约1.43美元/公斤的低点攀升至2018年约2.2美元/公斤。相对于传统制造对材料的极大浪费，增材制造可以实现零件近净成形，几乎不会造成材料浪费。将粉末转化为质量可靠零件的技术任何3D打印工艺的最终目标都是可重复性，从而降低生产成本并提高可靠性。金属打印部件远超过铸造部件的性能，完全可以更换机加工、钎焊金属或塑料部件。军事和航空航天工业的早期目标是高性能部件的制造和应用，而对于汽车部件的批量生产，设计师必须考虑增材制造工艺对材料和组装成本以及整体价值的影响，包括品牌和定制潜力。惰性气体保护下的激光烧结过程在汽车零部件制造的工艺链中，粉末冶金和注射成型（MIM）已经取得了成功。如前所述，增材制造已经从快速原型设计转变为高端汽车设计的小批量生产。通过提供简单快捷的工具和快速原型设计制造，以消除代价高昂的设计失败，增材制造技术在大批量制造之前可以替代粉末冶金和注射成型。但任何技术都需要满足汽车制造商的苛刻质量要求。与粉末冶金或注射成型制造的许多部件一样，3D打印部件也需要精加工工艺。直接打印零件的机械性能高度依赖于制造工艺以及金属粉末的物理特性。基于激光的工艺惰性气体保护对于激光熔化金属粉末过程至关重要，高功率激光通过扫描粉末床形成所需的形状，每扫描一层下降一定距离并通过重复铺粉和扫描实现零件制造。在该过程中打印室内的氧气和湿度水平受到严格监控，以防止不必要的反应。目前，也有研究机构通过开发活性气体混合物来微调部件的性能。例如在激光沉积工艺中，金属粉末被包含在氩气、氦气和氮气的混合气体中通过喷嘴喷出以实现性能要求。完配的后处理工艺热等静压（HIP）是一种先进的材料热处理工艺，利用高温和高压条件消除铸造金属材料和部件内部的孔隙和空隙，有助于通过改善机械性能和疲劳性能来确保制造零件的整体性能。该流程优化了关键高性能产品的可靠性和使用寿命，包括汽车发动机零部件，燃气轮机部件，涡轮部件，航空航天结构部件，医用植入物和假肢等。热等静压零件在进入市场前必须经过最后的清洁步骤，金属打印的部件有一定的粗糙度，需要在使用前进行表面处理，该过程对于整个增材制造工艺来说不可或缺。欢迎转发延伸阅读：案例探究：3D打印提升汽车性能 加速设计迭代汽车零部件增材制造工艺链详细探讨长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞！ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：增材制造如何重塑汽车产业

2016年，中国科学家宣布采用干细胞成功打印了血管组织，并突破性的在猴子体内获得再生。当年的这条新闻无论在意与否，时至今日，该技术仍然是3D打印圈儿里面值得让国人骄傲的突破，它的意义更是非凡。作为生物和医学领域中最令人兴奋的技术之一，3D生物打印有一天将会拯救无数生命。这是因为与普通塑料和金属打印不同，生物打印可以采用人体干细胞打印组织和器官，不仅可以解决供体不足的问题，生物排斥反应也能获得极大避免，而采用干细胞实现血管打印，便是大规模打印人体器官的重要一步。 血管打印如何实现？血管的打印需要从细胞采集、培养、配制打印墨汁到打印几个重要步骤。以恒河猴3D打印血管为例，细胞来自其脂肪间充质干细胞，经扩增培养获得打印墨汁，再用自主研发的3D生物血管打印设备构建出具有生物活性的人工血管。● 打印材料配制扩增培养从恒河猴侧下腹取5克脂肪组织，提取干细胞进行增殖培养，经14天内三次传代后进入生物墨汁制备。制备干细胞生物墨汁（生物砖）这个过程很复杂，我们看不懂，但是干细胞生物墨汁在打印前和打印过程中都必须保持干细胞的干性和活性。● 如何打印打印的过程分为三步：首先打印温敏水凝胶（打印温度为4℃）然后在水凝胶上面打印干细胞生物墨汁形成血管内膜在血管内膜表面套装人工血管 具体过程最后在37℃环境下取下制备完成的血管。恒河猴体内植入血管再生截至2016 年12 月1 日，研究人员已完成30 只恒河猴3D 生物打印血管体内植入实验，实验动物术后存活率为100%。所有实验动物在3D 生物打印血管植入后，其结构和功能均与实验动物自身血管的结构和功能一致，实验动物各项生理指标均未发现异常。人类健康更近一步 3D生物打印血管在体实验的成功将解决困扰临床半个世纪的人工血管内皮化的问题，为全球近十八亿心血管疾病患者带来了福音。该技术的核心理念是在不对干细胞加以修饰的前提下保持干细胞的干性，通过调动体内自主再生能力，实现机体自主调节的组织再生和功能恢复。这是对目前在干细胞研究与应用过程中对干细胞进行人为诱导、分化等方向的认知的根本性重大挑战。虽然看不懂，但我们只需要知道这项干细胞应用技术的突破标志着在世界范围内3D生物打印技术在临床应用的开启，同时将引领干细胞制造组织、修复器官的再生医学新时代。欢迎转发延伸阅读：3D打印如何辅助医生手术，如何宽慰患者看3D打印如何助力轮胎模具制造耐克：这次打印的不是鞋底，是鞋面推荐阅读：当水滴遇上3D打印长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞！ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：中国科学家如何采用干细胞实现血管3D打印