多年来，频频有大牌设计师将结合了3D打印新工艺的震撼作品呈现于国外设计展上，在我们享受视觉盛宴的同时，也体会到3D打印这一新技术在这一领域的巨大潜力。跟随行业发展趋势，国内的设计师们也正在积极拥抱这项技术给产品设计带来的变化。在3.18日-21日于广州举办的第三届“设计之春·中国家博会”当代设计展上，多位设计师集中展示了相关作品。 据3D打印技术参考了解，相关展品获得了国内工业级3D打印机品牌——一迈智能的支持，设计师们能够通过3D打印的方式呈现他们的艺术设计。3D打印技术不仅带来了更加精细、具有立体感的作品呈现，同时也探索了数字时代下不同设计门类的共生方式，为设计师们带来了更多可能性和想象空间。 一迈通过3D打印的方式为本次设计之春数字特展的设计师们呈现他们的艺术设计，使用不同的材料通过逐层堆叠的方式来制作，可以呈现出不同的视觉效果；本次展出选择了聚乳酸，PETG以及木质纤维的结合物，它们是可降解，可回收，或者是降塑的环保材料；这些先进的设备为设计师们提供了更加广阔的创作空间和更加多样化的打印机材料选择。 一迈全部设备合照 在设计师的设计理念和创意想法的基础上，这些机器能够将设计师的创意快速、精准地打印出来，从而呈现出理想的作品。同时，不同的打印机材料也让设计师能够更加灵活地运用不同的材料特性，创造出具有多样性、创意性和实用性的作品。 ”单元MODULE+“是一场令人印象深刻的展览，展示了一系列令人惊叹的设计单元模块。展览现场被装饰成一片干净的白色空间。 周宸宸产品设计师 作为中国内地首位与路易威登ObietsNomades 合作设计师:此外·屡获由国际产业机构专业媒体评选的“年度设计师奖项，包括MAISON&OBJET的广新锐设计师中国奖。 李希米产品设计师 中国美术学院工业设计学士米兰理工大学家具设计硕士中国美术学院特聘设计导师曾先后跟随意大利设计大师ANDREA BRANZI和LUCATRAZZI工作。 蔡烈超产品设计师 2011年毕业后在家具工厂两年的设计及生产实践经验·练就了蔡烈超扎实的专业技能和宏观思考模式。 刘知礼产品设计师 GYRO是家具及灯具品牌，原由难礼设计事务所于2015年作为一个长期项目而创立希望能让先锋原创设计真正落地和被更多人使用。 翁昕煜产品设计师 成立于2015年，YUUE 是位于柏林的产品设计工作室，由华奇德国设计师翁昕煜运营，通过设计重新想象日常。 石大宇产品设计师( 特邀) 清庭设计中心创办人暨创意总监。石大宇致力发展根植于中华文化的设计观，将材料、艺、精神内涵等合为一体，从当代对应环境保护、不忤逆大自然的传统工艺中汲取灵感，探索和解决现代人生活中的疑问和环保议题。 张周捷数字艺术家|设计师 毕业于英国中央圣马丁共术与设计学院，他的作品带有鲜明的独立性、实验性和未来性·探索数字形态的演化及制造·他的作品主要关注逻辑的极简性、结果的多样性和不可预见性。 庄子玉建筑师 BUZZ庄子玉工作室由中国建筑师庄了玉于2016年创立，并由庄子玉、李娜、戚征东、Fabian Wieser、杨晔领衔，现于北京、上海、柏林分别设有办公室 刘涛&蔡春燕建筑师 2016年成立于上海，西涛设计工作室的实践涉猎从一只吊灯到一个街区、从城市极小住宅室内到乡村老屋改造、从街头小店到青年社区等多种范睛的设计。 刘可南 旭可建筑工作室创立于2010年由刘可南和张旭共同创立。 旭可建筑工作室在具体项目中通过对于“建造体系"类型的选择和组合，强化"场地特征”，构建”场所”。 张岩建筑师 曾就职多个国际化建筑与景观设计事务所，包括 STEVENHOLLArchitectsSpatialpracticeKooo Architects,并参与7多个项目及竟赛的设计。 “单元MODULE+”由朱晖担任策展人，数字设计师李宣吉联合策展 朱晖产品设计师 吱音创始人兼设计总监，意大利国立米兰布雷拉美术学院产品设计硕士。 李宣吉数字设计师 毕业于广州美术学院工业设计专业，其2015年一直致力于数字化设计，3D打印应用设计开发并先后担任广州美术学院家具设计工作室毕业设计导师。 此次展览旨在邀请中国中生代设计师，一同探讨科技和数字化发展对于设计的影响和挑战。这个命题结合了科技与人的复杂关系，需要通过设计师们的创意思维和实践来进行探讨。作为一直不断为大众带来创意灵感的群体，设计师有机会通过这次展览来验证和散发他们的思考和观点。 一迈 IEMAI 3D 品牌简介  东莞一迈智能科技有限公司是中国一家专注于3D打印研发生产的高新技术企业，其品牌一迈 IEMAI 3D是全球化的工业级3D打印机品牌，致力于为用户提供多材料兼容的“All in one”3D打印解决方案，支持打印市场上绝大部分的热塑性材料，帮助用户解决在制造生产中遇到的难题。我们执行产品研发及生产的高质量标准，所有的3D打印机和材料均已获得CE和ROHS认证。我们重视品牌打造，目前已获得中国、美国、欧盟的商标证书 。我们追求核心技术研发，目前已获得软件著作权、发明专利、实用新型专利、外观设计专利、国家高新技术企业称号。现在，我们的3D打印解决方案已应用到：航空航天、汽车、石油化工、医疗和电子制造业。 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 2.5款国内已商业化的纤维复合材料3D打印装备 3.报告：3D打印高性能塑料市场将以8.5%的复合年增长率增长 4.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

近日，3D打印技术参考注意到，知名软件技术开发商Oqton已与华曙高科建立合作伙伴关系，双方将结合各自的领先技术和专业知识，为制造企业提供在单个软件中实现从设计到生产的完整制造数据生产体验。完整的端到端增材制造解决方案将高效赋能先进制造企业，提高生产率、最大限度地发挥创新和竞争优势。 Oqton是一家通过智能自动化技术帮助制造商提高创新和效率的工业软件供应商，华曙高科则是知名的金属激光熔融和工业级高分子激光烧结系统解决方案供应商。 聚焦设计、数据处理、工艺仿真与排产 Oqton的增材制造软件方案包括3DXpert点阵设计与数据处理、Amphyon成型仿真和Manufacturing OS生产操作系统，为整个增材制造工作流程中提供软件方案。用户可以使用3DXpert进行增材制造的设计优化、路径规划和数据编程，复杂零件则使用Amphyon进行过程仿真并针对性改进打印策略，大规模制造的用户则可以选择使用人工智能驱动的Manufacturing OS生产操作系统协同管理生产订单、排程调度、生产监控和绩效管理。 将使增材制造流程高度精简 华曙高科高质量工业激光粉床金属打印设备为客户提供多样的成型尺寸和产能。华曙设备以高效生产、稳定可重复的零件质量而闻名，这些零件具有出色的机械性能、精度和表面光洁度。将Oqton的软件方案和华曙高科的增材打印设备结合为客户提供的集成解决方案，将实现高度精简、高效的增材制造流程，同时为制造企业日后扩大生产、发展多条生产线的劳动力、设备和材料的调度和规划提供有效扩产管理解决方案： -产效提升：客户可以使用包括高效设计、数据准备、模拟、生产计划和监控在内的流线型解决方案来减少处理数据所需的时间。 -成型质量保障：通过强大的数据处理和仿真工具，制造企业能够不断改进打印策略、持续优化并管理零件成型质量。 -生产可溯：为医疗等行业提供服务的制造企业将能够迅速通过制造执行(MES) 和机器监测 (IoT) 功能实现的产程的完全透明和可追溯性。 “华曙高科是极具前瞻性思维的行业领导者、我们值得信赖的合作伙伴。华曙的增材制造技术所带来的商业和技术成功令我们印象深刻。随着我们和增材制造技术和应用的急速发展，我们计划深化软硬件合作伙伴的技术合作，进一步帮助我们的客户通过提高生产力获得市场成功。” ——Oqton副总裁王磊“与Oqton的合作伙伴关系将为我们的客户提供从增材数据设计和处理、到生产管理的真正价值。凭借华曙‘开源加速3D打印产业化’的核心战略，我们对与Oqton增材软件解决方案的先进设计和管理集成带来的可能性十分期待。”——华曙金属产品事业部总监郭文郁关于Oqton堃腾Oqton通过高度智能自动化的工业软件帮助制造企业提高创新和效率。使用基于AI人工智能技术、云计算的Oqton Manufacturing OS连接工程设计和生产现场制造，打破技术和设备种类的壁垒，为制造企业提供全组织完整可追溯性和可见性。同时，Oqton在逆向工程、三维检测、有机设计、增材制造（3D 打印）及成型仿真模拟方面提供高度专业的解决方案，使用Geomagic、3DXpert产品方案，制造企业能够快速连接分布式工程和生产任务。Oqton受到全球知名制造商的信任，并得到与机器供应商、服务机构和材料供应商的合作伙伴关系的支持。关于华曙高科华曙高科成立于2009年，是工业级高分子和金属激光烧结系统解决方案的全球化制造商和供应商，是中国工业级增材制造领航企业，国际市场发展迅速。2017年，华曙高科率先发布具有革命性意义的连续增材制造解决方案CAMS，并在美国德州奥斯汀建立北美子公司。2018年，华曙高科在德国斯图加特建立欧洲子公司，进一步扩大欧洲市场影响力。华曙高科致力于为客户提供工业级高分子及金属增材制造全产业链解决方案，涵盖增材制造设备、材料、软件、应用及服务。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.增材制造研究机构鲁汶大学使用集成化的3DXpert来减少对其他软件的依赖 2.Oqton公布先进的3D打印软件应用解决方案 3.设计、试制与批产的工艺侧重 | 航空制造企业将3D打印业务规模提升至30% 4.五千余字：从德国Formnext展，看3D打印技术的十个最新发展态势

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

在大型产品的制造过程中，最终部件或子组件的装配是一个重要的环节，这往往需要付出大量的时间、设备、人力和质量控制。传统上，通过焊接、螺栓连接的装配方式，由于紧固件等的使用不仅增加了产品重量，还导致燃料消耗成本增加；装配点还是常见的故障点，如果连接点出现问题，则可能会导致不良风险或停机。 3D打印一体化制造的散热器 由于这些原因，寻找创新且有效的方法来消除或减少装配件可以为众多领域带来益处。增材制造为企业和设计工程师提供的一个关键优势是其生产复杂部件的能力，其中包括整合装配件实现一体化制造。近些年来，包括GE和罗罗内在内的航空发动机制造公司都给出了众多的应用案例。 本期要介绍的是，3D打印整合零件实现一体化制造的一些其他应用案例。 钛合金排气装置一体化设计制造 采用传统的设计与制造方法时，该排气装置由20个独立部件组成，通过针对增材制造调整设计，可以在单个部件中生产等效组件。   汽车排气装置，将20个独立部件整合为一个部件   增材制造实现的效率提升 设计时间从 6 周减少到 6 天 20:1 的部件数量减少率 生产时间减少 75% 消除了组装时间、检查和错误 一体式设计方式将部件的设计时间从六周缩短到六天，采用3D Systems的直接金属打印 (DMP)，打印时间仅为23小时，而传统技术完成类似的制造流程则需要大约六个月的时间，增材制造所带来的转型影响更加突出。 3D打印一体化制造优化的卫星组件 空客还曾与3D Systems协作，取得了重大突破：首个3D打印的射频（RF）滤波器经过测试和验证，可以被用于商业通信卫星。这个项目由欧洲航天局提供支持，利用3D打印技术制造优化的波导组件。 成果： 通过3D打印的新设计将原来的分体设计合为为一个整体设计，降低了滤波器的总体重量 缩短生产时间，降低成本 滤波器减重50% 材料质量和久经验证的工艺制作出能够提升射频滤波器（RF）性能的设计   由空客设计的3D打印射频滤波器将原来的分体设计结合为一个整体设计，降低了总体重量空客公司的射频滤波器项目充分展示了3D打印的能力，为数十年没有明显变化的航空业提供了新的创新设计。之前的射频滤波器按照传统的标准化元素设计，部件的形状和连接由典型传统制造工艺决定，如铣削和电火花腐蚀。然后，滤波器的腔体需要将两个部分通过加工固定在一起。显然这样做的话重量会比较重，需要装配的部分也会增加生产时间，还需要额外的质量评估。 使用3D打印的方式制作部件使空中客车防务及航天公司可以在设计上不受局限，也没有额外的生产成本。3D打印带来的制造上的灵活性造就了滤波器凹陷型超椭圆设计的腔体。该项目工程师表示，3D打印带来的整体式设计，主要优势是数量、成本和时间。滤波器不再需要紧固件来将部件结合在一起，因此部件数量减少了；使用直接金属打印，部件的外轮廓与内轮廓更加紧密；成本和生产时间的优势则来源于装配和后处理时间的缩短。 3D打印技术参考曾经介绍过一体化制造所带来的的近60项改变（点击）。工程师通过结构优化，将部件的零件集成在一起，形成一个复杂的单一零件结构，它无法通过传统铸造或机械加工制造，唯有3D打印能够实现一体成型。由此产生的结果在于该部件不再需要装配，不仅减轻了重量，更排除了磨损的可能性，相关产品两次维护的时间也会被拉长。 零件数量的减少使公司也更容易迭代新设计，这也意味着需要制作的工具要少得多。这显著减少了工艺开发的时间并降低了成本，更少的零件意味着更少的流程和工艺步骤，以及更少的零件和材料之间的相互依赖性。只要3D打印步骤得到很好的控制，就可能更容易达到目标，这意味着更少的紧固件、焊缝、胶水和其他材料的相互作用而导致的意外故障。 增材制造不但为实现新层次的效率提供了途径，还提供了全新的设计与制造方法。点击最下方链接，查阅电子书《降低成本，提高效率：通过增材制造减少部件数量》，了解3D打印一体化制造更详细的流程。 http://www.3dsystems-china.com/ebook.aspx?id=66 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.行业巨头云集Formnext增材制造展，多场重量级论坛，紧抓中国市场复苏机遇 2.顾冬冬教授团队：激光增材制造铝合金构件「材料-工艺-性能」一体化研究 3.因零件整合，3D打印为一体化制造带来的60余项改变 4.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

3D打印技术参考查询华经产业研究院发布的相关资料发现，2015-2019年，全球热交换器市场规模由590亿美元增长至648亿美元，2020年约为664亿美元，同比增长2.47%，预计到2023年将超过700亿美元。中国热交换器行业销售收入稳中有升，由2015年的771亿元提升至2020年的1318亿元，期间年均复合增长率为11.32%。汽车热交换器用于在彼此热接触的两种不同温度的介质之间传递热量。例如，在内燃机中，发动机冷却液以圆周运动方式流过散热器线圈，空气流过这些线圈以冷却发动机。汽车行业是热交换器应用的重要领域，到2014年底，汽车板块在全球换热器市场的份额已超过25%。 中国汽车热交换器市场概况 根据The business research company给出的数据，全球汽车热交换器市场规模预计将从2021年的217.5亿美元增长到2022 年的241亿美元，复合年增长率为10.8%。预计到2026年，全球汽车热交换器市场规模将增长至320.5亿美元，复合年增长率为7.4%。Mordor Intelligence日前发布的《汽车热交换器市场——增长、趋势、COVID-19影响和预测（2022-2027年）》的研究报告指出，预计全球汽车热交换器市场在2020-2025年的复合年增长率将超过6%，而中国汽车热交换器市场的复合年增长率约为8.73%，中国汽车热交换器市场正在快速增长。 自2000年代初以来，中国的市场份额显著增加，如今在亚洲汽车热交换器市场占有率最高，超过50%。预计乘用车和轻型商用车的需求将在预测期内增长，从而导致中国对汽车热交换器的高需求。 对减轻汽车重量的需求不断增加，使得原始设备制造商用塑料和铝等较轻的材料代替铁和钢等较重的材料。汽车热交换器市场也遵循这一趋势。此外，以前的换热器设计和结构会引起腐蚀、分解、污泥沉降，灰尘颗粒会导致结垢，从而导致传热减少和效率降低，从而导致更高的燃料消耗。 Mordor Intelligence专门发布了关于中国汽车热交换器市场的分析研究报告，内容涵盖了当前和即将到来的趋势以及最近的技术发展。该报告按应用、设计、车辆和动力总成类型对市场的各个领域进行了详细分析。报告提供了中国市场主要汽车热交换器制造商的市场份额。 新能源汽车销量增长提振需求 预计电动汽车的销售和生产将进一步出现惊人的增长速度，许多国家都在努力实现零排放标准，并通过减少生产燃油车来降低燃料消耗导致的废气和温室气体排放。中国等发展中国家也决定通过增加电动汽车的数量来应对环境污染问题。 为了实现这一目标，中国政府为选择电动汽车的客户提供了许多激励措施。电动汽车的消费者有望获得额外的福利，如价格补贴、免费停车、免税等。相比之下，购买普通汽车要被征收重税。随着监管机构出台进一步的鼓励措施以及电动汽车的发展，预计新能源汽车在中国的销量将进一步增长。 混合动力汽车热交换器示例该地区严格的排放标准使其能够在生产节能汽车热交换器方面取得技术突破。市场上出现的一种流行趋势是汽车发动机尺寸的缩小，导致对两缸和三缸发动机的需求增加。随着排放标准的日益严格（因为车辆重量与排放量成正比），预计四缸发动机的销量将大幅下降。小型汽车需求的增加将带动对涡轮增压器的需求，这将再次推动对换热器的需求，从而带动国内汽车换热器市场的增长。 乘用车和轻型商用车的需求驱动增长 预计中国对乘用车和轻型商用车的需求将在预测期内增长，从而导致中国对汽车热交换器装置的需求很高。2011年的资料显示中国汽车热交换器生产制造商已经达到600家左右。过去三年，该地区乘用车渗透率的提高推动了汽车售后市场的增长。它极大地促进了亚太汽车热交换器市场的增长。 中国换热器市场整体呈现高工业增长率，主要是由于换热器应用多样化，对换热器的需求不断增加。汽车热交换器的需求取决于几个因素，例如汽车的生产和需求以及目前的车辆保有量。在中国等新兴和发展中国家，对汽车热交换器的需求受到新车生产的推动。此外，中国地区的汽车热交换器制造商已开始大力投资轻量化汽车材料（如铝），预计将显著提升该地区对汽车热交换器的需求。 商用车热交换器示例中国的大多数汽车制造商都致力于在零部件生产中使用铝作为轻质材料，排放标准的修订预计将增加热交换器的使用。此外，当在汽车热交换器中进行轻量化结构设计时，将进一步增加制造汽车热交换器的制造成本。尽管在满足日益增加的产品复杂性的同时管理成本对于汽车热交换器供应商来说是一项重大挑战。 3D打印成为制造高效新型热交换器的利器 3D打印技术的进步改变了热交换器的制造方式。传统制造路线无法实现的复杂、自由设计，可以通过3D打印轻松实现。热交换效率的提高以及重量、体积、制造成本的降低是3D打印可以提供的其他优势。美国电子系统热力学学会组委会还曾发起基于增材制造新技术的大学生热交换器设计挑战赛，并获得了GE赞助。 与传统的热交换器设计思路不同，CAD建模软件通常不会考虑3D打印建模的特殊性和优势，如今依靠算法和AI的新型结构设计方法正在热交换器领域大放异彩。以美国nTopology、德国Hyperganic以及澳大利亚Conflux为代表的专注于增材制造结构设计的新企业，将CAD建模推向了智能化，通过向算法中输入相关特征，计算机会根据这些特性用人工智能的方式输出产品设计，并对生成的设计进行高速迭代，形成成千上万个设计模型，最终通过打印测试或计算机仿真模拟的方式来确定最优化的产品设计。这种衍生设计的方式配合3D打印自由制造的特点，让产品性能更加强大。 Conflux设计和3D打印的高效热交换器 这种新型高效的设计方法已经受到了广泛关注。上述企业因此获得了大量融资。需要特别强调的是，Conflux的首席执行官兼创始人迈克尔·富勒在此前担任了15年的F1赛车工程师15年，于2015年创立了这家公司。根据3D打印技术参考查询到的最新的商业案例，GKN已经宣布与Conflux联手开发3D打印热交换器，前者是宝马、大众等大型汽车公司的重要供应商。 与传统批量生产方法相比，3D打印所涉及的工艺参数优化、表面粗糙度控制、支撑结构去除、后处理要求、兼容原材料和成本竞争力一直争议不断。但尽管存在挑战，采用该技术已经成功实现了金属、聚合物和陶瓷材料的热交换器制造。 3D打印的高效热交换器3D打印技术参考曾重点分析过粗糙表面、微通道、表面积和晶格结构等因素对3D打印热交换器的性能影响。当前的研究发现，金属3D打印的表面粗糙度是影响热交换器性能的关键考虑因素；与预期设计相比，制造尺寸的偏差也非常显著，特别是当尺寸接近制造极限时。随着3D打印技术在最终产品表面质量、尺寸精度和实现更小尺寸精度方面的不断提高，热交换器的换热性能可能进一步提高。 END 热交换器作为汽车散热系统的核心组件，与车型的迭代速度匹配。普华有策指出，未来热交换器势必需要保证其基本的使用性能要求和其成本控制要求的前提下，从结构、材料、工艺等方面，应用新设计、新材料、新技术来实现对汽车整体的减重，向结构紧凑化、整体轻量化和性能高效化方向发展。这与3D打印技术的制造特点几乎完全契合。 作为制造实验室和商业规模热交换器的可行选择，3D打印技术正在显著提高热交换的效率，并减轻重量和成本。然而，虽然它在生产优化和复杂的几何形状方面优于传统技术，仍需要做具体和系统的大量验证。当前的3D打印技术还无法替代传统方法，但3D打印技术的不断进步，将逐步解决这些固有缺陷，从而生产出轻量、多功能和高效的热交换器。 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.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.美国家增材创新中心：借助衍生式设计平台能创建出怎样的高级热交换器 3.3D打印的固有制造缺陷使其还无法完全替代热交换器的传统制造技术 4.麻省理工在线研讨会：3D打印热交换器的特点与应用

随形水路是一种基于3D打印技术应用的新型模具冷却水路，在完美利用了3D打印的制造自由度后，使水路更贴合零件表面，有效提升模具在注塑生产中的冷却效率和耐用次数。另一方面，随形水路模具（芯）能够使注塑冷却效果获得大幅度优化，被证明能有效提高注塑零件质量。 由于随形水路模具的优异性、技术壁垒能协助企业有效赢得市场，模具制造企业看到了新的商业机会。 充分利用随形冷却水路模具便可获得更多的市场机会，走在工业模具制造前沿，但在使用这项技术之前，需要提前解决一下未来的挑战。 痛 点 ➠随形水路模具制造需要从设计、打印工艺和后处理等多个方面考虑，从零设计复杂耗时； ➠手动设计需要详实的专业知识，既要使用与应用适配的独特打印工艺，又要考虑增减材复合制造流程； ➠水路存在于零件内部，但水路的下表面往往不适合添加支撑，需要灵活设置不同的扫描方式； ➠如采用嫁接基座的方式，在数据准备过程中需要考虑基座的多重情况； ➠如采用直接打印，则需要更好地降本增效... ... 能否有一招制胜的方法来冲破这重重关卡呢？3DXpert软件提供完善的随形水路解决方案，一键自动创建客制化的随形水路，在市面上绝大多数仍采用手动设计的水路设计工具中突出重围，它可以缩短高达70%的模具注塑成型周期，减少50%的生产工作时间，减少翘曲和报废概率，大幅度提升成型零件表面质量，真正帮助企业提升生产效益。 扫码试用！ 不同的水路设计© Oqton 什么是3DXpert？ 3DXpert增材制造数据处理软件，提供针对增材制造的设计优化、数据处理和工艺编程功能，支持从设计到后期处理的的的增材制造流程。 3DXpert 中文版为增材制造工程师提供强大、全面、方便、高性价比的工艺工具套件，快速有效地将3D模型编辑为可成功打印的部件。 无论在科研教学、还是批量生产的制造场景下，3DXpert都能协助用户将3D打印技术的潜力发挥到极致、提前部署智能制造的未来。 3DXpert随形水路解决方案打通了水路的整个设计、生产流程，使用户可以在一个软件中通过多样化的功能和工具，进行自定义的设置和简便的操作，短短数分钟内即可实现自动创建水路。 3DXpert助力随形水路设计 1 3DXpert 手动画图快速绘制水路 ●用户可进行手动创建或者调整偏置位置、并生成相应的弧度。 ●用户还可使用水路分析工具进行悬垂面分析、距离分析和冷却距离分析，保证水路适合打印和注塑使用。 ●为了提高水路冷却效率，软件还支持手动截取部分水路生成扭转水路。 ●针对常规形状，自动设计水路的功能可以帮助设计人员快速获得水路形状，并基于此进行相应的微调，加速水路设计。 ●针对特殊水路设计的需求，软件还提供了限制水路生成区域和自定义水路截面的功能，以此符合特别的水路合计需求。   © Oqton 随形水路绘制 © Oqton 2 自由的水路打印工艺设置  ●用户可以针对水路下表面、或需要添加支撑但实际打印中不适合添加的支撑面，设置额外扫描区域，并在扫描策略设置的过程中为其设置适合的工艺。   ●可以对模芯部件设置不同分区，并对分区设置不同的扫描策略。 ●针对不同Z轴高度，可使用不同的层厚和打印功率，对曲面较少的部分使用较大层厚加快打印速度。针对需要更高强度的部分，可以通过设置虚拟体，对相应部分设置更精细的扫描方式、保证强度需求。   随形水路绘制 © Oqton 3 模具基座设置   ●嫁接模具打印需要基座，并且使用的基板和普通打印不同。嫁接打印的基板一般会有多个孔洞，用于固定基座。 ●基座一般会包含提前进行机加工的底部，这些部分一般不包含弯曲的水路，使用机加工较为容易也更便宜。 ●另一类复合制造使用基座的原因是为了更方便进行后处理，基座不仅会作为模具打印的基底，也可直接用于机加工设备的固定基座。   © Oqton 接下来我们来看如何使用3DXpert，快速完成随形水路设计。 3DXpert设计随形水路具体步骤 1 3DXpert 手动画图快速绘制水路 ●3DXpert 能直接读取CAD模型，并直接利用CAD模型线段、曲面等特征上进行水路快速绘制。 ●如演示，无需更换到其他的CAD模型，使用3DXpert 软件、选取数模上的线段，进行一定偏移后，即快速生成水路的扫掠路径。 ●如果在数模上选取不到连续曲线， 甚至能直接进行曲线自动（以运算曲率、或指定曲率）进行线段间连接。 ●完成扫掠路径绘制后，直接利用3DXpert 的水路设计功能设置截面形状、尺寸（或截面面积以控制水流速率） 2 水路打印性分析 ●由于已知水路将以3D打印的形式进行制作，最优的方式显然是在设计时，就进行打印性分析，以便即时对水路设计进行修改。 ●如演示，过于“平”的水路设计在实际中非常难以打印，受重力影响，悬垂结构在3D打印中非常容易发生塌陷，因此越长的悬垂结构、往往约需要工艺工程师进行细致的工艺、乃至设计调整。3DXpert 的打印性分析与设计功能实时联动，变更截面形状即能快速解决悬垂结构风险。 ●另一方面，及时进行距离分析也非常重要。有时水路会距离其他重要部件距离过短，容易造成工艺瑕疵。在3DXpert中，我们可以通过设置不同等级的安全分析参数，快速、实时进行检测。 ●结合“一键规避”设计优化，十分迅速完成打印成功率有保障的随形水路设计。 3 3DXpert 自动生成水路 ●除了草图绘制水路，3DXpert 提供了更高自动化的“自动生成水路算法”。 ●首先通过框选、点选数模曲面或线，快速指定水路生成区域。…

点阵结构具有非常多的优点及应用场景，但其创建过程并不容易。近年来，随着3D打印技术的发展，点阵结构正在被航空航天、汽车、消费品等很多领域使用。 首先，点阵结构可以优化强度—重量比，将非关键区域的材料网格化，虽然整体的强度会有所降低，但不失为一种提高强度重量比的好方法，同时，点阵可以将外部载荷均匀分解，在实现减重的同时保证承载能力。 其次，点阵结构不仅重量轻，还具有超大的比表面积，这对于促进热交换和化学反应具有很大优势。独特的晶格结构显著增加了表面积，从而能够以更经济的方式实现更高的换热效率。事实上，这种效率增益可以在许多不同类型的热交换器应用中实现，这些具有大表面积的小特征结构在没有3D打印的情况下几乎是无法制造的。 第三，点阵结构可以通过更好地吸收冲击能量起到防护功能，基于此可以制造防护体育器材，也可以在在电子元件周围或内部使用晶格来保护免受外部动态环境的影响。 除此之外，点阵还具有理想的吸振和降噪功能。飞机、火箭在推进过程中产生的振动会使飞行器发送颠簸，也会增加对部件的磨损；高铁在运行时车体外的湍流边界层也会产生强烈的随机声学激励和振动，同时有巨大的气流冲击车身；此外，解决潜艇的结构振动和确保低躁隐蔽性，也是力学和声学领域具有重大意义的课题之一。点阵结构作为一种典型的周期结构，通过对具有频率禁带的点阵进行周期型设计，以调节其频率禁带的宽度、深度和频段位置，可以实现对结构的振动和噪声的有效控制，同时还能减少附加质量以及外界能源的供给。 一系列无源散热器晶格（来源：nTopology） 点阵胞元结构的形式众多，它们是点阵中的基本单元，常见的胞元结构有立方体、星形、八角形、六边形、菱形和四面体等。点阵胞元结构可以调整甚至混合使用以获得部件所需的效果，选择不同的结构会产生不同的效果，因此，为获得所需要的结构往往离不开仿真。同时，点阵结构的可以创建非常复杂的高级结构。 不同单元生成的点阵结构（来源：nTopology） 点阵结构的建立也需要具有专门的技术，因此还诞生了获得数亿美元融资的公司，如nTopology衍生式设计平台。该公司近日推出了其第三代点阵技术，使用户能够方便快捷地使用和更好的控制高级点阵的生成。 为了实现这一点，nTopology将点阵生成过程分为三个基本步骤：选择单元格、定义单元格和控制参数。通过掌握这些简单的步骤，用户可以更快、更直观的学习如何应用更高级的点阵。 △左右滑动查看更多，nTopology设计的高级点阵结构 新点阵技术的一个优点是显著提高了性能，特别是对于具有非常多单元数的晶格。例如，具有超过50000个单元格的点阵过去需要45-60秒（已经很快）才能生成，而现在只需1-2秒即可重建，这标志着性能提高了50倍。 新的晶格技术还配备了多项新功能，可进一步简化晶格设计和优化过程。新的变形工具允许用户应用场驱动设计技术来控制晶格单元，就像可以控制其厚度一样。将此功能与实时可视化相结合，使用户能够精确调整复杂形状并设计高级点阵结构。 注：本文内容来由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.3D打印点阵结构：材料疲劳容限设计与制造的力学性能综述 3.增材制造：拓扑优化与梯度点阵结构提升零部件附加值 4.中科院研究：晶格结构的性能差异，材料、3D打印与传统加工工艺

将3D打印技术用于民航飞机备件生产已有多年时间，但绝大多数是塑料制成的，金属部件甚至是承重部件则受到严格管制。近日，3D打印技术参考获悉，欧洲航空安全局批准了第一个在飞机上使用的3D打印承重金属部件——用于IAE-V2500发动机防冰系统的“A-Link”，该发动机为空客A320提供动力。 A-Link（A形连杆）由3D打印服务提供商Lufthansa Technik和空客子公司Premium AEROTEC开发，其作用是在发动机进气罩上固定一个环形热空气管道，后者可防止在飞行操作期间结冰，一台发动机上总共有九个A-Link零件。然而，发动机在运行过程中发生的振动会导致A形连杆在其安装孔处磨损，因此每隔几年就需要更换备件。 由于A形连杆需要暴露在高达300摄氏度的温度下，因此采用钛合金制成。最初，该组件通过锻造工艺制造，以满足对材料性能的最高要求。然而，制造团队所开发的新制造方案通过激光粉末床熔融金属3D打印逐层制造，在生产时不需要夹具或模具。此外，该过程可以节省材料，在3D打印之后，仅需要在某些功能表面上进行非常小程度的材料去除。 在金属增材制造方面，零件的机械性能受到打印参数的严重影响，因此，工艺认证是一项复杂但至关重要的过程。为了验证A形连杆的3D打印工艺，Premium AEROTEC使用原型样本进行了“大量”打印测试，以微调构建的可靠性和可重复性。在增材制造中，相同部件之间的尺寸差异始终存在问题，但欧洲航空安全局认为A-Link在这方面是安全的。测试的目的之一是与锻造工艺的性能相匹配，Premium AEROTEC所打印的零件最终证明抗拉强度优于传统制造的同类产品。 作为认证过程的一部分，Lufthansa Technik扩展了其为欧洲航空安全局提供服务的能力，其中包括金属3D打印。Premium AEROTEC首次向空客集团以外的客户提供系列3D打印组件——第一批A形连杆零件将用于汉莎航空机队。 汉莎航空技术公司首席运营官表示，多年来他们一直在使用3D打印为飞机机舱生产部件，其中绝大多数是塑料制成的。使用金属3D打印零件用作飞行承重部件则是首次，通过这种方式，不仅节省了相关组件的成本，而且还定义并验证了将这种开创性制造方法应用于结构相关金属部件的所有必要流程。 因为A形连杆零件的几何形状仍与原始零件基本一致，因此，承重金属备件的首次航空认证目前仅代表双方合作的第一步，未来还将利用增材制造的优势对几何形状进行有针对性的优化。从理论上讲，增材制造组件的成型没有限制，因此它们可以更容易地生产，使用更少的材料，同时保持相同的强度和功能。双方都打算在不久的将来进一步开发这些可能性。 注：本文内容来由3D打印技术参考整理编辑，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.上百家3D打印企业！9月14-16日Formnext展览会解锁增材智造新技能！ 2.年消耗5.4吨钛合金，成功用于陆、海、空、太空的金属3D打印解决方案 3.南洋理工综述：金属增材制造资质鉴定与认证 4.看东方航空如何将增材制造运用到民航维修改装领域

鲁汶大学在增材制造研究方面拥有近30年经验，对增材制造的贡献排名全球第三，同时也是全球领先的增材制造学术机构之一。 鲁汶大学增材制造研究小组由鲁汶大学机械制造系教授 Ir. Ing. Brecht Van Hooreweder领导，其正在开展与激光增材制造相关的不同领域的研究活动，包括： 扩充增材制造材料库，包括陶瓷、铝和生物材料； 通过分析微观结构、纹路、孔隙度和热应力，研究与静态和动态机械特性相关的工艺条件； 优化软硬件的机械设计和工艺； 增强对X光、CT、过程监控和后处理的质量控制。 为进一步支持研究活动的开展，增材制造研究小组专门建立了一间实验室，配备了增材制造硬件（包括3D打印机、后处理设备、寿命测试设备、测量设备、粉末生产设备）和软件解决方案，这些软硬件部分由供应商提供，部分自行研发。 开发新一代增材工艺鲁汶大学增材制造研究小组利用3DXpert教育版和3D Systems 的ProX DMP 320金属打印机针对增材制造的打印准备、优化、制造和控制开展大量研究项目。研究人员高度重视与3D Systems合作过程中积累的行业经验，大规模使用3DXpert软件进行工艺设计，更为增材制造研究提供了强有力的工艺设计和流程控制支持。Ing. Jitka Metelkova 表示，其最为欣赏的是3DXpert能够灵活整合所有增材制造流程，包括从设计到制造的所有流程，他是PAM2（Precision Additive Metal Manufacturing）项目的初级研究员、增材制造工程师和玛丽居里博士后。“不管是CAD工具进行简单的设计，还是根据保护气流动设置扫描策略和激光参数，我们都使用3DXpert完成，这样就没必要使用其它软件解决方案了。” “将3DXpert软件和打印机结合起来使用，能够很好地达到我们的研发目标，那就是为整个金属增材制造流程寻找一个综合解决方案。在此之前，我们必须使用独立的软件和硬件产品，导致工作流程十分复杂化，甚至有些重要的流程根本无法实现，”Ir. Ing. Van Hooreweder教授说道。 “ 将3DXpert软件和打印机结合起来使用，能够很好的实现研发目标，这是一个串联金属增材制造工艺研发流程的解决方案。”—Ir. Ing. Van Hooreweder教授 加速新材料工艺参数研发根据PAM²项目框架，鲁汶大学使用ProX DMP 320打印机处理了两种不同的马氏体时效钢粉末（等级300）。他们使用3DXpert软件开展参数研究，为两类粉末开发最佳参数，同时确保较高的密度和较低的表面粗糙度。增减材混合工艺流程鲁汶大学正在对一种新的复合制造工艺进行测试，该工艺将连续激光与脉冲激光结合，以便有选择性的对表面进行精加工。Jitka Metelkova教授表示，“3DXpert支持极其复杂的扫描策略参数设置，如重熔扫掠，使得我们能完成之前必须手工修改的参数设置。”定制网格结构为研究增材制造的Ti6Al4V 网格结构的复杂载荷条件，鲁汶大学的研究人员使用3DXpert设计了一种网格结构几何体，其具有变化的孔隙梯度。研究人员对这种新设计的几何结构进行了准静态拉伸、拉-拉、拉-压和压-压疲劳试验。研究结果《Fatigue life of additively manufactured Ti6Al4V scaffolds under tension-tension, tension-compression and compression-compression fatigue load》发表在Nature出版集团旗下刊物《科学报告》（Scientific Reports ）。 Jitka Metelkova表示，“3DXpert能够快速灵活地设计出所需的定制网格结构，正如本例中的疲劳样品，它具有很好的孔隙梯度，加快了我们的研究进度。” 未来增材制造工程师培养鲁汶大学机械工程系设有一门增材制造课程，讲述了各种增材制造方法对应的主要原理，并概述了增材制造行业的最新研究成果和当前遇到的研究挑战。 为确保未来的工程师能够适应增材制造研究和制造环境，增材制造课程框架中也包含了使用3DXpert软件进行扫描策略设计的教学内容。 助力增材制造行业未来鲁汶大学从一开始就积极参与增材制造研究，也对增材制造技术的未来充满信心。他们也将持续加大投资，解决增材制造技术的应用障碍。 “未来几年我们的目标包括准确预测增材制造得到的金属网格结构的疲劳寿命，研究实体区域和多孔介质区域混合的情况，并确保零部件质量好、可重复性高，”Ir. Ing. Van Hooreweder教授说道。“我们过去与Oqton 和3D Systems的合作非常成功、卓有成效，相信接下去也一定能合作愉快。” 520 Oqton Live Day5月20日，本周五，Oqton与 TCT 合作带来特别版线上Live直播！最新最全的功能展示、行业应用、技术专家实时连线，尽在「Oqton堃腾智能制造」微信视频号！点击或扫码识别，一键预约开播提示： △左右滑动查看更多 欢迎转发 主编微信：2396747576;硕博千人交流Q群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.5月20日锁定TCT Asia…

增材制造技术突破了传统制造技术难以制造复杂结构及功能的瓶颈，能够实现材料、结构和性能的统一，是彻底从原材料到最终产品的全过程的数字化设计与制造方式。因此，增材制造为复杂零件的宏微观结构和功能的一体化制造提供了新契机，既可用于制造复杂曲面、晶格点阵，也可制造薄壁或空心结构等复杂零件，通过对材料的微观结构和组成成分的设计，还可以实现零件的结构功能一体化。 随着增材制造技术的应用规模不断拓展，工艺和设备的自动化和智能化需求日显重要。与此同时，增材制造技术还远不能满足现代制造业的标准化、自动化生产模式的需求。为促进增材制造技术的自动化和智能化，本文对增材制造的设计方法、材料、工艺和设备、智能结构、生物结构以及在极端环境中的应用进行了全面综述，描述了未来5~10年的技术研究路线图。 图 1 增材制造技术发展路线图 一、设计方法 面向增材制造的设计方法目前研究的主要方向如下： 1）拓扑优化。一种计算机辅助设计方法，用于生成复杂结构的创新设计，表现出刚度可调、梯度特征和优异的轻质性能。通过拓扑优化把多个部件合并成一个部件是常见的优化策略。 2）综合优化。结构设计需要同时满足多个目标和相关约束，例如复杂的载荷条件、耐热性、有限的应力和位移。综合优化不仅包括典型的结构设计约束，也包括工艺的约束，例如材料的各向异性、打印方向和过程参数。 3）微观晶格和宏观结构的梯度设计。 4）数据驱动的集成工艺-结构-性能的设计。以实现多个工艺参数、打印方向和结构设计的并行优化。 图 2 面向增材制造的设计方法（a）飞机机翼拓扑优化；（b）发动机的薄壁晶格填充；（c）耐热结构的双梯度材料和功能设计；（d）带有支撑结构的金属承重结构；（e）和（f）承重结构的无支撑设计；（g）钛合金多层级设计；（h）、（i）和（j）卫星支架的实体-点阵并行设计；（k）连续变化的点阵多层级设计。 未来增材制造设计方法的发展方向如下： 1）结构和多学科拓扑优化。结构设计的综合优化需要考虑宽频振动、循环载荷下的材料疲劳、极端高温和强辐射等极端情况，需要实施外部载荷的多物理量模拟，以增强和拓宽综合优化角度。所设计的部件保持必要的机械性能，并具有其他功能，例如光学、电磁、热性能等；引入多物理驱动的体积设计，将多尺度特征和多类型材料进行数字化整合，实现结构的功能融合。 2）知识库驱动的设计方法。这是智能设计和制造系统的一个重要方面，知识库包括材料数据库、功能晶格单元库、工艺参数组合、以及它们之间的相互影响关系。这些信息可以通过多物理过程模拟、人工智能以及机器学习算法建立。 3）以成本为导向的设计。收集设计、制造和服役期间的真实数据流，支撑面向成本的设计。在数字系统中实现产品设计的迭代过程将显著降低开发成本和时间成本。 4）自动化超材料结构设计。通过模块化、参数化设计方法，创造具有期望性能的超材料。 图 3 增材制造的智能化设计方法发展路线图 二、材料 增材制造技术可使用现有的多数材料，目前发展现状总结如下： 1）金属、聚合物、陶瓷和天然材料已经用于不同的增材制造工艺中。 2）在使用同质材料的基础上，已经开发了使用异质材料(包括各种复合材料和多种材料)的工艺，以便获得更高的性能、更多的功能，包括例如阻燃聚合物、直接金属和陶瓷复合材料。 3）具有某些响应特性的智能材料，如形状记忆的4D打印。 图 4 增材制造用材料的体系分类 增材制造用材料的未来研究方向： 1）完善材料设计理论。通过材料基因组建立专业数据库，实现智能优化选材。通过建立成分、工艺、微观结构与性能之间的内在联系，可以根据材料的性能设计出满足要求的微观结构。 2）对于以目标为导向的多层次、多因素材料设计。对于结构材料，要实现面向材料的增韧设计；对于智能材料，如形状记忆聚合物和合金，要实现可控的变形恢复设计。 3）智能复合材料。先进复合材料的先进制造技术将为实现跨尺度智能复合材料结构的设计和制造提供有力的工具。 三、工艺和设备 增材制造的工艺设备几年取得较大的进步，主要情况如下： 1）正在向智能化转型。在保持一定效益的基础上，在规模化生产效率、质量控制和柔性生产等方面提高核心竞争力。 2）将高端机床和智能工业机器人引入增材制造装备，大大提高增材制造过程的自动化控制水平。 3）设备自动化与数字信息化相结合。基于数据、软件和网络，结合多尺度建模、机器学习和人工智能等先进技术，建立数字生态系统，有效地将信息与物理过程联系起来，激发新制造能力。 4）机器人辅助下的增减材复合制造，可以通过在线识别和实时反馈实现自主路径规划和原位参数调整。 5）创建一个包含机械、统计和控制建模的数字双胞胎，以智能和经济有效的方式认证增材制造产品。 图 5 增材制造工艺装备的智能化和工业化发展路线图 增材制造智能化转型仍处于探索的早期阶段，其未来有如下几个发展方向： 1）开发多机器人协作下的混合增材制造解决方案。以敏捷制造为核心的混合制造结合了各种加工技术的优点，在多材料、多结构和多功能制造方面显示出良好的前景。 2）提高监控和传感设备的功能和集成度。增材制造过程中的信号处理涉及视觉、光谱、声和热，多功能传感器的集成装置将有助于其在行业中的应用普及；同时，通过与数据预处理软件的耦合，将提高物理建模、过程优化和闭环控制中的数据可用性。 3）将工业互联网融合成增材制造数字孪生。工业互联网可以解决数字孪生的核心问题——模型和数据，从而通过云平台共享和分析数据和模型。 4）完善增材制造数字生态系统。集成先进设备或技术，如工艺监控、信息感知、机器学习、人工智能、数据库等。 四、智能结构 增材制造技术在智能结构制造主要表现在以下方面： 1）可集成传感、驱动、计算和通信功能。比如纤维增强复合材料的3D打印使得分层和中空结构的集成制造具有重量轻、强度高和成本低的优点。 2）超材料制造。结合先进的微观结构设计方法，增材制造可制造具备非常规的机械、光学、声学或热性能等的超材料。 3）形状记忆聚合物、液晶弹性体、水凝胶先进材料。如传输或处理信息的新型3D打印电子设备、基于电气组件的具有感测能力的结构、监测心脏组织收缩的组织培养装置、对环境刺激具有动态响应的智能设备。 图 6 具有各种功能的智能结构：（a）具有热收缩性能的人造皮肤；（b）金属墨水直接书写和电子元件的取放相结合的平台；（c）导电和功能材料的电荷编程调幅；（d）可变形结构的4D打印。 智能结构制造的未来方向： 1）融合不同的物理场和多维打印，用于复杂的多尺度结构，基于传感和驱动能力的有效组合对刺激做出动态响应。 2）更多独特功能的材料。 3）在极端条件下的适应性。因此，在结构设计之初，就应该考虑各种不同的工作条件，集成在线诊断、柔性控制、全生命周期设计和自动原型制造的智能系统。 五、生物结构 生物3D打印技术的应用现状主要有以下几个方面： 1）不涉及细胞的3D打印假体和生物可降解支架。 2）活细胞3D打印结构，可以被植入以修复/替换人体中的缺陷组织/器官。 3）导电生物材料和聚合物，能够响应物理、化学和生物刺激。各种生物3D打印工艺也在不断发展，如嵌入式打印技术直接将细胞沉积在缓冲液中，基于光聚合的增材制造技术实现水凝胶储器快速打印，精确的单细胞打印等等。 图 7 生物3D打印技术的代表性进展：（a）悬浮液中基于挤压的生物3D打印人类心脏模型；（b）具有血管化肺泡模型的光聚合水凝胶的高分辨率立体打印；（c）装载细胞的水凝胶3D打印快速制造的组织结构。 生物3D打印技术未来的发展方向： 1）活体打印。3D打印的活体结构在结构和功能复杂性方面还不能完全匹配天然器官。3D打印技术在构建复杂多尺度结构时需要更高的空间分辨率和效率，此外还需要更多与3D打印兼容的功能生物材料。 2）跨学科挑战。有效控制3D打印结构内的细胞生长发育是其成功应用的基础。对于植入的活体结构的生物功能，应进一步建立活体结构和人体之间的相互作用和联系。 3）监管和伦理挑战。3D打印活体构是生物医学行业中的新事物，这些产品涉及伦理问题应受到高度监管。 图 8 生物3D打印技术发展路线图…