2026（第九届）中国航空科学技术大会于近日举办，根据中国航空学会于9月12日公布的名单，在超100个获奖的项目中，直接点名3D打印或增材制造的课题有5个。 （该获奖名单来自中国航空工业学会官网公开） 从获奖名单的项目名称以及当前国际用户新的实践，不难发现航空领域对3D打印技术的应用发生了新变化。 ➡️ 3D打印极限特征的应用探索 在获奖名单中，科技进步一等奖是一项与航空发动机相关的高温合金薄壁结构应用。 研究论文《激光粉末床熔融成形IN718高温合金薄壁组织、缺陷及力学性能研究进展》指出，为满足航空航天高端装备迭代发展的需求，新一代航空发动机通过采用超轻量化结构与空心化设计，确保金属薄壁关键构件在高温高压、高温氧化与化学腐蚀的极端环境中保持性能稳定。 过去，航空发动机巨头GE公司，已经将大量3D打印的部件安装在航空发动机上，如燃油喷嘴、低压涡轮叶片、燃烧室混合器、导流器、热交换器等等，证明了该技术应用的可行性。 但这些应用中，3D打印材料的可打印性与零件特征与高温合金薄壁结构相比，完全不同。 适用于热端部件的高温合金往往裂纹敏感性极高，3D打印的工艺窗口窄，且易变形和开裂。尤其是打印较大尺寸的薄壁结构时，成功打印就更加困难。 当前，航空领域对采用3D打印技术直接生产小型涡喷发动机的趋势越来越明显。我国在去年成功开展多次试飞实验；国外企业蜂巢公司新订购了30台金属3D打印要批量生产此类发动机。 面对新的制造需求，开发兼具高精度、高性能和复杂结构高温合金薄壁构件的一体化制造技术，是实现航空发动机高温长时服役的关键突破口。 此类难成形材料以及带有极限特征结构的稳定打印技术研究，对于未来航空发动机的制造工艺升级具有重要意义。 ➡️ 3D打印大型一体化结构的进化 2022年，央视就在一档节目中报道，“3D打印技术在飞机上的应用，我们已经达到规模化、工程化，在世界上处于领先位置”。 如今，3D打印技术的应用已经不再局限于小零件、单一部件，而是要做更大尺寸规模的应用，不仅仅是那些在十几年前就已经被报道的几米长的大型钛合金结构。 行业正在做的是如翼身整体结构这样的打印。 例如，空客公司在2015年前后就提出了未来飞机的整个主体结构框架将采用3D打印技术整体制造出来的构想。 瑞典防务集团Saab AB与美国Divergent Technologies公司，在去年宣布成功采用3D打印技术制造了长达5米的一体式无人机机身。 而我国王向明院士，在2020年公开发表的《飞机新概念结构设计与工程应用》论文中，就提到了渐进式实现整体式构件3D打印制造的理念。 但技术的应用需要进行充分的验证，例如打印过程中的变形控制和缺陷难题，大型复杂结构的长期服役可靠性，疲劳与损伤容限问题等。 ➡️ 民用航空3D打印应用的进展 此次商飞参与的“民用航空航天高强铝合金增材制造关键技术及应用”项目，获科技进步奖二等奖。 在2025增材制造产业发展论坛上，中国商飞增材制造应用研究中心主任、增材制造专业总师张嘉振就提到，中国商飞首次实现了基于国产设备和国产原材料的SLM成形高强铝合金功能一体化零件在大型客机C919上的装机验证。 这实际上在侧面验证了，C919上的3D打印应用或者验证正在加大。 另一方面，国内已经开发了多个对标空客航空级别的Scalmalloy®高强铝合金的牌号，也为航空铝合金3D打印应用奠定了材料基础。 END 如今，航空航天领域对3D打印技术的应用与十年前相比完全是另一局面。 此前关注能不能打印出来，材料性能是否能保证，可靠性又如何。现在追求的是哪些看似不可能的零件也能用3D打印制造，如果要制造需要克服哪些难题，能不能适用于极端场景，以及在极端场景下的材料性能变化等等——这反映出了3D打印技术的应用深化。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

3D打印技术参考注意到，华曙高科“高性能复杂金属构件多激光增材制造技术与装备项目”，于近日获得2026年度湖南省技术发明奖一等奖。 该项目可以理解为，华曙高科通过自主创新，系统解决了多激光金属3D打印的一系列核心问题，如多光束协同调控、跨区域成形工艺一致性、软硬件一体化装备研发等难题，并将其成功转化为一系列工业产品，实现了产业化。 但华曙近几年的创新成果并不仅局限在解决了这些问题，而是在以上成果的基础上实现了更多创新。这些新的成果正在成为金属3D打印大批量、高效率、低成本、高质量制造的新保障。 光束整形 光束整形技术虽已提出多年，且在行业范围内已有大量品牌可供选择，但华曙是国内第一批推出相关解决方案，并将其系列化搭载到各层级设备，还实现落地应用和国内外销售的设备商。 通过多激光光束整形，结合与本次获奖奖项相关的多激光协同控制技术，华曙已将环形光束应用于超大幅面金属3D打印装备，如今年3月刚刚发布的FS1311M。 该装备搭载16台激光器，三个方向的成型尺寸均超1米，结合大尺寸环形光斑，能够将金属3D打印效率提升一倍以上，且质量更优。 此外，华曙对光束整形技术的应用进行了系统化的探索，已开发出适配钛合金、铝合金、不锈钢、模具钢及铜合金等多种材料的新工艺，效率提升69%-281%，同时保障高质量成型。如今，该技术已在锁紧调节器、摩托车脚踏板等海内外批产产品中落地应用。 振镜原位自动校准 3D打印技术的应用规模相比5年前要大得多，如今已真正进入批产阶段，与之相对应的就是各项自动化环节都要跟得上。 但在多激光、大尺寸制造中，掣肘制造效率的一个环节就是振镜的校准。以FS1521M为例，成型幅面超过1.5米，搭载激光数量16台和32台，人工校准须花费2-3天，不仅效率低、流程复杂且不同人员之间的操作存在差异。 在这种情况下，如仍然依赖人工，则只能说明金属3D打印各项技术没有得到同步发展。 为解决该问题，华曙高科于2025年推出原位自动振镜校准技术，它基于高信噪比信号处理技术与自研算法，能够一键实现多激光搭接校准 采用该技术，搭载32束激光的1.5米级大尺寸设备，能够在4小时以内完成校准搭接，效率提升了18倍，校准精度100%优于50μm。 这项技术的实际好处不仅在于能更好的保障用户的打印质量，还在于为用户减少停机时间与设备使用成本，对设备稳定使用更有信心。 熔池检测 该技术的使用需求源自航空航天和医疗领域对零件缺陷的零容忍，过去常依赖对随炉试样的分析以及工业CT等手段，如今在消费电子、散热器应用日益普及的情况下，对质量追溯和保障的需求更加迫切。 而在线检测一直被认为是实现金属3D打印质量追溯的有效手段。 针对该问题，华曙高科在2025年推出熔池监测技术，它能够“逐层采集、在线分析”。在打印过程中，用户可依据实时监测数据预判潜在风险并及时介入调整；在打印完成之后，系统能够根据监测数据实现三维重建，并直观呈现成型状况，如出现气孔、裂纹，可清晰可见其空间分布和形态。 在多激光、大尺寸制造正在向普通民用市场倾斜的情况下，全过程的质量追溯能帮助从源头降低废品率。 近几年的金属3D打印的应用已经远远超出过去的场景局限，正快速向着普通民用市场过渡，企业相比以前也更想尝试，同时这也推动3D打印技术开发商更加积极研发更好用、更能给用户带来便利和更高价值的新技术。 华曙近年来推出的这些新技术与这一规律高度契合。其获奖的大尺寸多激光增材制造装备正是后续创新的基石，光束整形、快速校准和熔池检测，一一回应当下用户对“效率、良率与一致性”的迫切需求。 但同时，AI技术已出现融入金属3D打印行业的趋势，我们也期待华曙高科在技术层面有更多新技术推出。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

本周3D打印行业多项动态值得关注。 百吨级3D打印发动机长程试车成功 近日，星河动力新一代百吨级液氧煤油发动机苍穹-90成功完成130秒长程试车，从研究性攻关试车正式转入可靠性验证试车阶段，距离工程化应用更加接近。 苍穹-90是该公司大型可重复使用液体运载火箭智神星二号的主发动机。全机90%以上的零部件采用3D打印技术制造，其中推力室燃温较高的部段采用全3D打印铜合金设计，增加了换热效果。 星河动力指出，3D打印技术的使用，大幅缩短了制造周期，降低了生产成本，并提升了产品一致性。 卫星3D打印企业获战略融资 济南智星空间技术有限公司宣布近日完成新一轮战略融资，将主要用于加强整星生产能力、星座建设等。 该公司于2024年发射国内首颗采用金属3D打印实现星载一体化设计的X波段SAR卫星。根据公开资料，该卫星星体结构和相控阵天线面板采用3D打印蒙皮点阵结构，整体尺寸超过1米，由铂力特采用两天BLT-S1000设备打印。 智星空间正在规划建设由48颗智能SAR卫星组成的“智星遥感星座”，意味着金属3D打印卫星结构件将进入批量制造环节。 报道指出，本轮融资机构主要来自杭州，智星空间也将在落地杭州西湖区后联动之江实验室等企业，而后者在3D打印卫星结构领域较为知名。 增材制造-粘结剂喷射工艺规范 近日，国家标准计划《增材制造-粘结剂喷射工艺规范》开始征求意见。 文件指出，随着粘结剂喷射技术的广泛应用，也凸显出一些问题，这些问题的规避和解决有赖于建立标准，将行业内研究和推广该技术过程中已经获得的成功案例和经验教训凝练成标准，为技术的产业化推广和更深入的研究提供支撑和指导。 该标准由共享智能装备（安徽）股份有限公司、北京隆源自动成型系统有限公司、中国航天科工飞航技术研究院等单位负责起草，计划完成时间为 2027 年。 此外，《粘结剂喷射增材制造机床通用技术规范》《增材制造 金属材料喷射工艺规范》等相近标准正在起草过程中。 3D打印氧化钇陶瓷气体分配盘 近日，奇遇科技展示了一项采用DLP陶瓷3D打印的氧化钇陶瓷气体分配盘案例。 氧化钇陶瓷气体分配盘是半导体制造中的关键部件，主要任务是通过盘面上密布的大量微小通孔，均匀输送反应气体。传统工艺加工这种包含细密孔道和复杂该部件成本极高且周期长。 奇遇科技采用DLP工艺一次打印出整体包含中心进气道和环向分气流通道的生坯，结构完整清晰。 快造科技千余彩色模型平台内侧 今年四月，，其中仅包含30个可直接打印的模型，可以视为专门为四喷头的U1而搭建。 但短短几个月过去，该公司正在推出更大的模型平台——，它包含了超过1000个多色、多材料模型。 值得注意的是，每个模型在上架前都会经过打印测试，以确保打印质量和成功率。平台上的每个模型都已预设了U1的配置文件，因此当打开它时，颜色分配和打印设置已经就位。选择一个模型，将其发送到U1即可一键打印。 目前该平台已进入封闭测试阶段，并开放申请。 鑫精合完成新一轮战略融资 9月10日，鑫精合宣布完成新一轮战略融资，金额为数亿元。 依托本轮融资，鑫精合将在在滁州落地空天增材制造枢纽项目，进一步释放产能，满足商业航天、消费电子等领域快速增长的市场需求。 苹果新款产品使用3D打印 9月9日，苹果发布其首款折叠屏iPhone、新款Apple Watch等产品。 其中，折叠屏iPhone的铰链轴盖和新款Apple Watch的表壳，均使用3D打印制造，材料为循环再生钛合金。此外，折叠屏iPhone还使用了微米级高分子3D打印工艺。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

在消费电子领域，钛合金因其优异的强度重量比和亲肤特性，正成为高端智能穿戴设备的首选材质。然而，传统机加工方式在应对钛合金时，始终面临加工难度大、材料利用率低的双重挑战。金属3D打印技术的介入，正在改变这一局面。 近期，汉邦激光基于HBD P400设备，通过叠放排版与少支撑设计，完成了一批钛合金表壳的批量打印生产。 其中，叠放排版是实现批量效率的关键。通过在成型缸内沿Z轴方向进行多层堆叠排布，单炉次产出量得到显著提升。配合少支撑设计，后处理阶段的支撑去除与表面打磨工作量同步降低，使整条生产流程更加连贯高效。 打印参数的优化只是第一步。如何让打印件真正成为一款可佩戴、可上市的手表，还需要打通从增材制造到表面处理、再到整装交付的全链条。 汉邦激光与中南集团的合作，正是在这一背景下展开。中南集团深耕钟表行业90年，在精密表面处理与装配工艺方面拥有深厚积淀。双方联合开发的钛合金表壳，已应用于两款腕表产品——钛旭与粼心，并于近期在第45届香港钟表展上正式亮相。 凭借独特的工艺应用与表带设计，两款产品吸引了众多钟表品牌及行业客户前来品鉴与交流。现场反馈积极，也进一步展现了金属3D打印在高端腕表领域的应用潜力。 钛旭表带采用联锁单元一体成型工艺，各单元在打印过程中直接形成互锁结构，无需后续组装。这一设计对打印精度提出了极高要求，单元之间的配合间隙必须控制在微米级别，方能保证表链的柔顺性与耐用度。 粼心表壳采用拓扑优化网格结构，在保证结构强度的前提下实现轻量化。此类复杂镂空造型在传统CNC加工中难以实现，而金属3D打印凭借逐层构建的特性，使其成为现实。 近年来，钟表产品的设计愈发趋向复杂结构与个性化表达，而传统减材工艺对镂空、网格、一体联锁等形态的实现能力存在明显局限。金属3D打印的无模具、无刀具路径限制、复杂结构不增加成本等特性，恰好弥补了这一缺口，使设计师的构想能够更直接地转化为实物。

3D打印技术参考注意到，惠普公司于近日公布了2026财年第三季度财报，其中3D打印业务收入连续第六个季度实现两位数增长。 虽然财报并没有披露该板块的具体营收，但在惠普打印业务整体营收下降的背景下，3D打印业务的表现尤为突出。 这似乎得益于惠普在金属和非金属两大领域的深耕，但在前不久举办的Formnext深圳展上，增长背后的推动因素均有迹可循。 让3D打印触达更多前沿用户，今年底国内上市新机 惠普在今年上半年推出了最新款的聚合物3D打印机MJF 1200，本次展会首次在国内亮相了它的基础特征。 惠普3D打印中国区业务负责人赵华指出，该设备是惠普在非金属尼龙领域的一款面向企业、高校和小型服务商的产品，它将在今年底进入国内市场。 这款产品的设计初衷，是过去十年里惠普的MJF 3D打印技术带动了小批量尼龙在终端产品中的应用，大部分零件逐渐从服务商或者企业自身走向了规模化应用。惠普希望通过这款桌面型新机器，让MJF技术触达更前沿的群体——学生、设计师和工程师的手里。 它是一款定价会在百万以内的产品，全套方案包括打印机、自动清粉系统、自动装粉系统，跟传统的MJF 5600系列保持一致。 该设备的成型体积12升，打印尺寸为320×165×230mm。对于企业来说，不管是做几个产品，还是满缸打印，都可以在当天或者最晚到第二天就可以拿到。 展会现场，笔者看到了该设备打印的满缸未染色以及满缸经过染色的产品。 赵华表示，从材料性能来讲，MJF 1200继承了MJF技术全系列的产品和技术属性，可达到一致的产品效果。但它可以更好地触达除了代工厂和服务商或者大型企业之外的大学、职校、企业等等，能够让更多的学生和工程师直接使用到。 从通用到特种，材料体系更为丰富 MJF 3D打印技术作为惠普本次展会重点展示的工艺类型，材料体系的丰富多样格外引人注目。 从整个材料展示墙可以看出，惠普正在通过细分材料性能来划分材料类型，仅尼龙一个品类就有8个牌号，其他还包括PP、TPU、TPA等。 这也意味着MJF技术正在摆脱单一材料的限制，构建了覆盖刚性、柔性和特种性能的材料体系。从面向企业的终端产品到满足特殊群体的高端产品，惠普希望通过不同的材料来实现不同的性能。 赵华特别强调了今年的一个特殊品类——弹性体材料。因3D打印鞋类和机器人柔性皮肤应用的爆发，惠普在TPU、TPA等弹性体上加大了布局。 从传统工业走向新兴消费，场景应用更加多元 在材料体系丰富的基础上，MJF技术的应用边界也在拓宽。除了常见的汽车坐垫、设备缓冲件等工业零部件以及骨科矫具、器械等医疗类应用，此次展出的鞋类和机器人行业应用格外亮眼。 首先是迪卡侬深圳研究院与巴塞罗那合作的3D打印运动鞋，它的整个底部采用赢创的TPA以及MJF打印技术一体成型，不需要粘合和发泡。 这款产品不仅体现了3D打印技术与材料创新、结构设计相结合，为鞋类制造方式带来的改变，更因它的发售，实现了MJF 3D打印技术向新消费场景的批量交付。 此外，惠普还带了机器人行业的3D打印应用。如采用PA12打印的外壳躯体以及采用TPA制作的关节保护件，展示了从刚性到弹性体，MJF技术都能够满足机器人行业多样化的使用需求。 赵华特别提到，因客户保密要求无法直接展示实际应用，这透露出的一个重要信息是，惠普MJF 3D打印工艺或已实现了与展示产品直接相关的机器人场景应用。 值得一提的是，国内企业在表面处理工艺上的能力为消费应用带来了更多可能。通过电镀、水转印等技术，3D打印的零件能够获得与传统注塑件同等的外观质感，使产品直接面向C端消费者成为现实。 金属3D打印布局的转变 在MBJ金属3D打印方面，惠普仍然延续了国内应用为主、国外应用为辅的策略，包括一些纯铜和铜合金的散热应用，目前已经呈现出规模化应用的趋势。 但在整体布局上，惠普金属3D打印开始有了一些新变化。 第一个变化是从通用材料向特种材料的延伸。惠普此前主要是基于不锈钢这类主流材料，面向工业领域提供小批量生产补充。而目前他们开始转向了钨、铜这类垂直行业应用的材料——它们通常是传统工艺或者其他的3D打印工艺不是很适合做、不容易做的产品。 另一个变化是从工业制造向消费终端的拓展。伴随AI设计的普及，普通消费者对金属3D打印技术的需求正在放大，而在线定制平台则显著降低了普通消费者使用金属3D打印技术的门槛。以深圳嘉立创和厦门华易迅等为代表的惠普国内合作伙伴，已开始使用MBJ金属3D打印技术向C端消费者直接提供产品。 END 在笔者看来，惠普此次在Formnext深圳展的展示内容超越了以往。MJF 1200的推出展示了惠普正在将3D打印技术从工业端推向更前沿用户；整面的材料墙和最终产品，展示了3D打印的产品如何能做的看不出任何3D打印的特征；而一双红色运动鞋和机器人柔性皮肤，则代表着新消费场景的拓展。 正是这些材料、工艺、场景和用户端策略的转变，共同推动了惠普3D打印业务连续六个季度实现两位数增长。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#惠普 #3D打印 #惠普3D打印

9月9日，苹果发布其首款折叠手机iPhone Duo。其官网明确指出，铰链盖板采用钛合金3D打印，原料来自100%回收材料。同时为实现极高的平整度，还使用了微米级高分子3D打印技术。 ➡️ 铰链轴盖3D打印 铰链盖板是覆盖在铰链外部的保护外壳，属于外观件。报道指出，3D打印后的零件进行了微喷砂处理，机身的镜面钛金属形成了质感对比。目前所公开的信息仅有这些。 ➡️ 铰链部分 铰链则是折叠屏手机至关重要的部件。苹果公司表示，它包含超过100个精密微型零件，这些组件控制着手机的开合，支撑着屏幕中心，并在手机展开时帮助保持屏幕平整。因此，折叠屏手机的活动关节并非无关紧要的细节，而是必须反复控制设备核心物理变形的关键部件。 但发布会并没指出它的制造工艺，因此铰链部分大概率仍使用传统技术。 要铣削出如此多微小的、相互连接的钛合金部件，并达到书本般薄的铰链所需的精度，同时还要保持足够的壁厚以承受数十万次的折叠循环，这会导致成品率低，并浪费大部分原材料。 金属3D打印目前的进步已经可以制造高精度零部件，能够实现原本需要几十个零件的一体化生产，并极大减少后处理工作量。笔者此前就曾报道过，荣耀公司就申请了金属3D打印的免组装、可相对运动转轴专利。 ➡️ 微米级高分子3D打印技术应用 苹果硬件主管Johny Srouji描述了一种旨在减少单个产品之间差异的制造流程。 该公司利用人工智能算法，将铰链与最合适的壳体进行匹配，然后使用共聚焦激光扫描每个产品的表面形貌。扫描完成后，苹果表示会3D打印多达25层定制的光敏聚合物，以减少残留的波纹。 这段描述让笔者想起今年年初OPPO Find N6，其门板使用了钛合金3D打印和芯片级的高分子3D打印技术。 其中，3D打印技术将原有门板的13个零件整合为一，实现了一体化制造。 而铰链部分通过结构设计和高精度加工，表面起伏从0.18毫米降低到了0.1毫米，平整度虽大幅提升，但仍进一步使用了平整化处理。具体而言，使用2μm超高精度光谱共焦扫描，检测每一条已经加工好的铰链，精确找出表面的围观起伏，并针对性的使用高分子高精度3D打印填充相应位置，最终实现每根铰链完全一致的极致平整状态。 7月29日，这项技术的开发商先导智能在在互动平台表示，公司微米级3D喷墨打印设备已应用于折叠屏铰链精密制造，并完成头部终端品牌量产项目验证。不过，信息并未知名头部客户的名称。但苹果高管所提到的细节与该技术高度相关。 讨论 在近几次的3D打印行业展会中，3D打印手机轴盖成为了各大厂商展示技术应用的热门产品。 最典型的案例便是铂力特已经实现了此类产品的批量生产，在荣耀和OPPO两大品牌手机上得到了应用。 在2026年TCT亚洲展上，铂力特展示了OPPO折叠手机铰链结构中的轴盖，采用钛合金3D打印，单根重量为6g。 更关键的是它的制造信息，采用中等尺寸的BLT-S400，打印层厚为35μm，平均单根制造时间约2min30s。技术说明指出，3D打印突破了传统CNC加工所无法实现的对薄壁件(<0.2mm)的加工局限，实现了超薄且高刚性的非对称曲面结构。 铂力特制造的OPPO手机铰链轴盖 除门板外，OPPO Find N5的折叠机翼板也采用3D打印一体制造，平均单根制造时间约为2min45s。 苹果手机此次量产带有3D打印零件的折叠手机，在两个行业都将带来重大影响。对3D打印行业来说，无疑进一步打开了精密制造的大门，应用场景大开，将带动新一轮设备和粉末放量。对消费电子行业来说，也意味着制造技术的转移，相应供应链也将带来大变。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#苹果 #折叠手机 #3D打印

SuperATV 是领先的 UTV （Utility Task Vehicle，多用途全地形车）和 ATV（All-Terrain Vehicle，全地形车） 后市场零部件及配件制造商，设计和生产数千种产品，旨在提升车辆性能、耐用性和驾乘体验。SuperATV 成立于 2004 年，从最初的车库创业团队发展成为行业内规模领先的创新企业之一。目前，公司拥有近 50 万平方英尺的制造及仓储空间、超过 600 英亩的专用测试场地，并建立了涵盖工程设计、制造和分销的垂直一体化运营体系。 每一款产品均在内部完成设计、原型制作、测试和验证，以确保产品在交付客户之前具备出色的质量、适配性和可靠性。SuperATV 的 3D 打印实验室为这一创新体系提供支持，并利用增材制造技术开展产品开发、快速原型制作、工装、夹具以及小批量生产零部件制造。 通过将工业级 3D 打印集成至工程工作流程，SuperATV 能够加快设计验证、缩短开发周期，并更快地向市场交付耐用、高性能的越野车辆后市场产品。 应用概括与挑战：快速开发与制造瓶颈 身处竞争激烈的动力运动车辆后市场，SuperATV 需要针对新发布的 UTV 和 ATV 车型快速开发产品，同时确保每个零部件都能满足严苛的性能要求，包括高强度、尺寸稳定性、抗冲击性和耐温性能。 由于许多面向特定应用的设计需要根据不同车辆平台和性能要求进行定制，工程零部件在投入生产之前通常需要经历多轮设计迭代，因此开发速度成为一项关键要求。 在开发过程中，传统机械加工方式面临多项挑战： 每次设计修改都会增加机械加工成本，并减缓迭代进程。 同时制作多个不同版本的原型既昂贵又耗时。 经过优化的复杂几何结构采用传统制造方式往往难以实现，或制造成本过高。 替换零部件的交付周期可能长达数天至一周。 工程团队需要一套能够在内部快速制造耐用功能原型的解决方案，同时减少对外部制造资源的依赖。 解决方案：高效设计与功能验证 为了加快产品开发，SuperATV将Raise3D RMS220 SLS(选择性激光烧结) 3D 打印解决方案集成到其工程工作流程中，并使用 Raise3D PA12 粉末制造功能原型和可用于生产的工程零部件。 与传统机械加工方式不同，RMS220 使工程师能够在数小时内直接将 CAD（Computer-Aided Design，计算机辅助设计）模型转化为实体零件，从而大幅缩短设计验证周期。一次典型的打印任务约需 12 小时，单次打印最多可生产 16 个功能零件，使工程师能够同时评估多个设计方案，而无需依次进行验证。 SLS 打印 PA12 所具备的机械性能和尺寸精度，使 SuperATV 的工程师能够获得耐用的功能零件，可用于适配性检查、装配验证和性能测试。 同时，粉末床熔融工艺能够制造采用传统机械加工方式难以实现或成本较高的复杂内部几何结构、轻量化结构和集成功能特征。这种设计自由度使工程师能够针对增材制造对零部件进行专门优化，同时将多个功能特征或多个零部件整合到单个零件中。 通过结合 PA12 的功能性能与 RMS220 的设计灵活性，SuperATV 能够突破基础外观原型的局限，制造出更加贴近预期应用需求的零件。工程师可以在内部快速修改、打印并验证定制化的 UTV 和 ATV 零部件，从而减少传统制造方式所需的机械加工、工装和装配环节。 此外，在单次打印任务中生产多个不同设计版本的能力，还进一步简化了适配性和功能测试流程，使工程师能够更加高效地评估并优化设计。 应用成果：降本提效成果显著 在部署 Raise3D RMS220…

光束不漂移，打印不失真，LPBF 金属3D打印容易忽视的光束质量陷阱

太空金属3D打印是一个非常小众的领域，但笔者近日注意到，国内已经有企业瞄准该场景的应用需求，开发出了能够适用于太空特殊环境的金属增材制造方案。 这家企业就是通历激光，它表示，其自主研发的环形光斑同轴送丝3D打印技术，专门解决高真空、微重力、密闭低氧等特殊环境带来的挑战。 本期内容，我们首先回顾太空金属3D打印进展，以及上述因素如何影响打印，通历激光又是如何解决这些问题的。 太空金属3D打印进展 在太空微重力环境下开展金属3D打印实验、进行原位制造，已经从概念设计走向了工程应用。 最终目的就是要在太空环境直接制造工具、开展维修，而不需要考虑要带什么“上天”，可从根本上解决发射成本高、尺寸受限、补给周期长的问题。 2024年，国际空间站首次接收太空金属3D打印机，在接下来的一年时间内完成了多次试验。 2026年，我国太空金属3D打印取得重大突破。1月，中科院力学所在力鸿一号遥一飞行器上开展了分钟级的太空金属3D打印实验，使该技术研发正式进入工程验证阶段；4月，中科院力学所在轻舟试验飞船上再次开展演示验证，使我国初步具备了太空金属3D打印关键技术的系统验证能力。 以上便是全球范围内太空金属3D打印的进展情况，所采用的工艺类型均为激光熔丝技术。 太空金属3D打印的难点及通历解决方案 在太空微重力、高真空、密闭空间和极端温差造成的综合作用下，激光熔丝技术的设备稳定运行和成型都存在巨大挑战。通历激光指出，其开发的方案正是围绕这些困难而设计。 1. 微重力下熔池易失控 在地面重力环境下，熔融金属会自然下沉和铺展。但在太空微重力环境下，液态金属的行为由表面张力和毛细力控制，会造成熔滴球化、沿丝材“往回爬”等问题。 针对该难题，通历激光推出的是环形激光+同轴送丝方案，采用Z型垂直居中送丝结构和环形光斑完整包裹金属丝材，形成360°均匀能量分布，这种均匀加热可消除加工方向的限制。 这种“光包丝”的同轴送丝方式使材料的利用率更高。配合其自研的高精度伺服送丝校直一体化单元，通历激光表示可确保丝材稳定、垂直送入光斑中心，避免微重力下的送丝易偏斜问题。 通历激光强调该装置能够实现反重力打印，均匀的能量输入有利于保持熔池稳定，减少气孔、成型不均等问题，满足多角度、全位置及复杂姿态下的打印需求。 而针对铜等高反射金属，通历激光表示，还可拓展红蓝光复合光源，结合同轴CCD视觉监测系统实时观察熔池状态，为工艺参数优化及闭环调控提供支持，拓展航天特种材料的打印能力。 2. 高真空，散热难、蒸发猛 真空环境下的热量几乎只能通过热辐射散热，而同时，真空下金属的沸点会明显降低，更易蒸发。这些金属蒸汽会像“镀膜”一样污染光学镜片，不仅可能遮挡激光，还可能造成更严重的后果。 对此，通历激光进行了全密封光路+实时监测设计。 在核心光学系统内部冲入了保护气体进行全密封正压设计，使外部粉尘、水汽、金属蒸汽无法进入，能够有效防止镜片污染。 同时，整套装置还配备了OPT光路实时监测系统，对镜片温度和光路运行状态持续监控，一旦出现异常可自动触发警示与联动保护，这对密闭环境下的长时间安全运行至关重要。 PT光路实时监测系统 3. 空间有限，维护困难 在太空环境下开展3D打印实验的另一现实难点，是空间站的空间有限，这给其安装和维护就带来了一定困难。以国际空间站的金属3D打印设备来说，其大小就进行了特殊定制。 通历激光对激光头进行紧凑和轻量化的结构设计，使其满足太空舱、真空密闭舱等有限空间的安装需求，并且能安装在机械臂、龙门等多种运动平台上，使其适用于空间站外部维修等操作，便于不同设备的集成与改造。 此外，它还采用了送丝机构的模块化设计，可根据舱体结构选择不同安装方式，便于与各类真空密闭设备进行集成。这对安装提供了灵活性，同时也让设备的维护更加方便。 讨论 针对高真空、微重力、密闭空间等特殊使用场景，通历激光采用环形光斑、密封光路、全位置打印、高精度送丝、智能监测及模块化集成等技术，提升了激光送丝增材制造系统在复杂环境下的适应能力。 此外，该公司特别指出，该系统核心光路结构均为自主研发，实现了国产化自主可控，不依赖进口器件，这对航天级应用的供应链安全来说至关重要。 虽然太空3D打印远没有到达实质应用的阶段，但已经有企业开始了预研，我国的太空科研和建设取得更大进展将指日可待。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#太空金属3D打印 #3D打印

墨尔本理工大学马前教授团队，近日在金属3D打印超材料领域再次取得重大进展——其团队创造了首个可漂浮在水面的金属-聚合物复合晶格超材料，解决了多孔金属结构在水中“必然沉底”的矛盾。 应用背景 多孔金属如果需要水在其中自由穿过，就需要保持开孔通透，但这样必然沉底；如果让它浮在水面，就需要堵住开孔（封闭空心晶格密度低于水），但这就失去了让水流流过的优势。 因此，既要其能够浮在水面，又要让能结构中流过，问题本身就是一个矛盾体。 但这却有着实际的应用场景——功能性海洋浮标、导航装置，码头、栈桥、海上钻井平台的浮式支撑结构或模块，漂浮传感器等等。此外，它对于水上飞机、无人机、生物医学应用开发同样具有新启发。 以海洋应用为例，传统海洋结构一旦破损就会丧失浮力，同时面临强度、耐腐蚀性以及结构封闭导致的信息收集弊端。 传统海洋浮标 世界首创可漂浮钛合金晶格 RMIT的研究团队首先采用LPBF工艺3D打印出钛合金空心晶格，然后将可膨胀聚氨酯泡沫注入空心晶格的内部空腔中。 泡沫在通道内以1:9至1:12的体积比膨胀，然后树脂固化。外部开口并没有残留树脂，水可以自由通过晶格结构中的空格。 为确定最终结构能否漂浮，他们提出了一种名为“骨架密度”的概念。采用钛合金的实体部分和内部密封泡沫的总质量，除以它们共同占据的总体积（排除了空心部分的体积）。 采用这种结构，即使水穿过了其中的空格，只要总骨架密度低于周围液体的密度，结构就能有效工作，整个结构会继续漂浮。 根据笔者对马前教授团队空心晶格结构研究的跟踪，这一理念是该类型超材料研究的核心价值。 研究团队制备了四种晶格试样，内部通道内径从2.5毫米到4.0毫米不等。测得的骨架密度范围为0.80至1.27g/cm³，与计算机模型预测值相比，测量值高出7.4%±0.6%，这归因于增材制造特有的表面粗糙度和微小几何偏差。 在采用淡水（密度约为 0.997 g/cm³）进行的漂浮试验中，低密度样本稳定漂浮了两个多月，未观察到明显的漏气或进水现象，而骨架密度超过阈值的样本则迅速下沉。 原型浮标通过海水测试 在海洋浮式结构中，减轻重量和提高机械强度一直是互相矛盾的需求。被广泛使用的材料类型有耐腐蚀不锈钢和高密度聚乙烯，但钢材的密度太大，而树脂材料的刚度和抗冲击性存在不足。 研究团队指出，在总密度相同的情况，这种新型钛-聚合物复合晶格结构的强度，比常用的普通不锈钢和高密度聚乙烯高70%。而且，其极高的比强度使其能够用于轻型漂浮传感器或专用浮标。 用于海洋测试所打印的浮标 另一个需要考虑的问题是该结构的抗冲击和耐腐蚀性。 本研究使用采集的天然海水进行了浸泡试验。两周后测得晶格的质量损失仅为0.15%。同时抗压屈服强度和抗压强度的下降幅度也都小于1%。 这表明钛合金结构表面形成的稳定钝化氧化膜，对初始海水腐蚀具有很强的抵抗力。 在受控的机械压缩条件下观察失效行为，得出了一个更加明显的结果。传统的单腔浮体，外壳一旦出现哪怕一条裂纹，水流就会迅速涌入，从而使结构很快失去浮力。相比之下，本研究中的复合材料晶格，即使在支柱开裂、主要节点连接断裂，甚至结构的某一层完全损毁后，仍能保持浮力。 只有当结构达到了致密化阶段，整个结构被压碎并且空隙被压缩的时候，才会失去浮力。这是因为极端的体积压缩导致整体骨架密度超过了水的密度。 研究人员解释说，聚氨酯泡沫的细小闭孔结构能够将气体截留在内部，即使外壁失效，这些闭孔结构也能有效阻止水渗入支柱内部——这是其具有高损伤容限的关键因素。无数微小气泡的分布形成了一个安全区间，防止局部失效演变成灾难性后果。 该论文指出，测试过程中施加的应力条件远远超过了正常运行环境下的预期载荷条件，证实了该材料在极端外力作用下的有效性。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#钛合金 #3D打印 #超材料