落地应用 – 3D打印技术参考-(第52页)    
  • 3D打印材料性能“逆袭”!亲测耐高温PLA,160℃熨斗烫不化!

    3D打印材料性能“逆袭”!亲测耐高温PLA,160℃熨斗烫不化!

    3D打印技术参考注意到,全球领先的3D打印材料制造商Polymaker,于5月27日宣布推出两款突破性的线材——高温PLA(HT-PLA)和玻纤增强高温 PLA(HT-PLA-GF)。 其中HT-PLA免退火即具备150℃软化温度(无载荷),其结合了PLA优异的打印性能和高温耐受性,适用于对热性能有更高要求的应用场景。HT-PLA-GF则在HT-PLA基础上添加了玻璃纤维增强材料,热变形温度可与ABS媲美,刚性和拉伸强度几乎是ABS的两倍。 这在行业内引起了广泛关注,因为PLA(聚乳酸)是最受消费者欢迎的3D打印材料之一,其成本低、环保,在普通家用、办公室环境用量巨大。但普通PLA的耐热性较差,在夏天封闭环境(如高温暴晒的车内、未开空调的室内等)中的极容易发生热变形,影响使用体验。因此,耐高温PLA的出现,无论在家庭环境还是工业端,都将拓宽其应用场景。 首发测试,真耐高温 笔者在第一时间拿到了这两款材料并进行了测试,发现在使用机器默认参数的情况下,HT-PLA和HT-PLA-GF均完美打印,证明两款材料极易打印,不需要用户过多的去调试参数,这一点也符合Polymaker“让创造不再困难”的理念。 普通PLA与耐高温PLA打印的摆件在车内经高温暴晒后的变形情况 车内摆件是家庭3D打印的一项重要应用,随着气温越来越高,笔者此前3D打印的普通PLA模型已经在一次暴晒中瘫软。因此,最初的测试聚焦模拟夏季高温暴晒车内环境,将普通PLA、HT-PLA和HT-PLA-GF打印的测试人物模型放置于烤箱内,设定70℃观察状态变化,结果等待十分钟变化不大,随即将温度升高至120℃。结果是,普通PLA打印的人物模型快速软化倾倒,而由HT-PLA打印的模型则始终未出现明显的形状变化。实际上,即便温度升高至150℃并保持,该模型的状态仍旧未发生变化。 由普通PLA打印的人物模型快速倾倒 进一步的,笔者测试了更高的温度场景,将底部温度达160℃的熨斗放置在打印的底座上观察状态变化。底座使用TPMS-D晶格填充,且未封顶,均使用相同参数打印。将熨斗加热至可工作状态后,将其分别放置在底座上5分钟,然后拿开熨斗观察底座的状态。 由三种不同PLA打印的熨斗底座 熨斗工作时底部温度达160℃ 测试发现,普通PLA打印的底座熔化过半,无糊味;HT-PLA未熔化,仅有部分晶格顶部脱层,有清香味道;HT-PLA-GF的损毁最少。 经高温熨烫之后的晶格表面 此外,三个测试底座均出现遇冷变形的情况,这与底座仅有5mm厚度且未进行任何加强所致。可以看出,高温PLA抵抗住了160度的高温,这一测试温度已经超过了官方声明的极限温度。 PLA材料的3D打印应用,从消费级迈向工程级 Polymaker 项目代表表示,“HT-PLA突破了PLA材料在3D打印领域的最后一道障碍。2014年,我们通过高韧性PLA解决了其固有的脆性问题;十年后,我们又突破了其耐热温度的限制。”而HT-PLA-GF则可以满足对强度和稳定性有更高要求的应用,突破了传统PLA 材料在高性能应用领域的局限。结合PLA本身固有的环保特点,这两款材料将为家庭使用环境以及更广泛的汽车部件、工业设备部件,甚至航空航天领域的某些结构件制造带来新的可能。 1. 家庭使用场景 在家庭使用环境中,用户可以使用HT-PLA-GF制作烤盘、蒸锅底座或托盘等,该材料经过退火处理后具有更高的机械性能和热稳定性,适合制造需要承受高温和频繁使用的个性化、高强度厨房用具。其他适合使用高温PLA的场景还包括制作车内摆件(高温暴晒不变形),熨斗、卷发器、热水壶、电烙铁、电钻等具有较高工作温度器具的支架或隔板等。 HT-PLA打印的直发器垫 2.烹饪行业 HT-PLA可用于烹饪用具的快速原型制作,它的耐热性使原型在模拟烹饪环境中能保持稳定,而且Polymaker针对HT-PLA首发十种纯色和四种渐变色,HT-PLA-GF拥有九种标准颜色,可帮助用户实现功能性与美学的有机统一,因此非常适合用于设计验证。 HT-PLA打印的餐具 3.在电子电器行业 HT-PLA易于打印且细节表现好,同时其耐热性可满足外壳和装饰件对温度变化的一定承受能力,因此可以打印手机壳、平板电脑外壳等。 此外,还可以利用HT-PLA的耐热性来制造具有内部支撑结构的电路板支架、散热器底座等。HT-PLA-GF则可以进一步拓宽应用范围,优异的机械性能和热稳定性,适合制造电子产品的连接器与插座等。 HT-PLA打印的电烙铁支架 4.更广泛的工业应用 HT-PLA-GF的热变形温度可与ABS媲美,其刚性和拉伸强度几乎是ABS的两倍。通过退火工艺优化,该线材的机械性能可提升至与热性能相适配的水平。因此,理论上这款新的线材可以覆盖ABS的众多应用场景。耐高温PLA可用于制作汽车内饰件和外观件,齿轮、轴承、外壳等机械部件,电动工具配件制造、其他精密机械零件以及高温环境下的结构件等。 HT-PLA-GF打印的电钻固定支座 此外,该材料在教育领域也将发挥重要作用,采用#耐高温PLA这一环保材料制作教具,不仅具有环境安全性,还能持续保障相关器具的尺寸、形状稳定,同时能拓展进行更多的科学实验。因此,Polymaker耐高温PLA的推出,使PLA的应用拓展至高温环境下有载荷和无载荷两种不同应用,同时实现功能性与美学并重。 HT-PLA打印的相关零件 Fiberon™ PPS-GF20,在成本、性能之间取得平衡 据3D打印技术参考了解,#Polymaker同期还推出了另一款功能材料——Fiberon™ PPS-GF20。这款材料直击用户对高性能材料具有使用需求,但难以在材料及机器成本以及性能甚至打印适配性之间取得平衡的难题。 在高温、高电压或有阻燃要求的工业环境中,常规工程材料性能受限。常见工程塑料如PA、ABS虽具有一定耐热性,但在持续高温(>200°C)或有电气安全要求下无法满足使用需求;高端材料如PEEK、PEI等虽性能强大,但价格高昂,打印难度大,对打印设备要求高。 新推出的Fiberon™ PPS-GF20,含有20wt%的玻璃纤维,可提供良好的刚性(拉伸模量4111MPa),同时保持良好的打印尺寸稳定性和耐蠕变性。其可长期在高温工况下工作,满足靠近热源、工业烘道、高温仓储等复杂环境,能够替代部分高温材料,如PEI;其还具备优异的绝缘性能,适用于高电压与电子设备应用场景;具有满足工业安全标准的阻燃等级,可用于有明火或电弧风险的环境。 END 材料是影响3D打印技术应用范围的关键一环。材料的新样式虽层出不穷,但打破材料的性能天花板却难上加难。Polymaker凭借在3D打印材料领域的深耕,不断开发和制造高质量的3D打印材料,解决因材料导致的3D打印质量问题,解决因材料导致的产品性能问题。 多款新材料的推出,展示出该公司对3D打印新材料研发的引领作用。同时,Polymaker也将以高性能材料为基石,推动基于FDM的3D打印工艺在商业航天、生物制造、3C电子、新能源汽车、低空经济和文化创意等领域发挥更大的应用价值。
  • 颗粒挤出3D打印技术:Titan增减材一体,高性能材料、1.8m大尺寸

    颗粒挤出3D打印技术:Titan增减材一体,高性能材料、1.8m大尺寸

    3D Systems 诚邀您参与「革新工业制造:Titan 3D 打印机在线研讨会」,共同探索颗粒挤出技术如何重新定义工业增材制造。一起来了解Titan的特点,这是真实的革新~ 1.数百种开源颗粒材料 2.1.8米超大打印尺寸 3.增材结合减材制造工具头 4.打印成本,打印效率显著优化 5.多行业广泛应用案例 时间:2025 年 6 月 12 日(周四)14:00-15:00 参会方式:扫描下方小鹅通二维码即可报名 咨询热线:400-890-7899 技术解析:颗粒挤出技术的突破 1. 速度与成本革命 01)打印速度较传统丝材3D打印提升10倍,原材料成本降低,单个部件成本显著优于多种打印技术。 02)高速挤出机支持0.5米/秒打印速度,超快运行速度达1米/秒,配备0.6–9.0毫米可调喷嘴,吞吐量最高30磅/小时(9毫米喷嘴)。 2. 工业级可靠性 01)专为无人值守车间设计,集成工业CNC运动控制、全轴伺服系统及智能安全设备(如室门联锁、材料耗尽检测),确保连续运行稳定性。 02)兼容 CE、KC、NFPA-79 等国际认证,提供焊接钢框架、主动加热工作台(140°C)及 80°C 建模室,适应严苛生产环境。 3. 混合式工具头配置 支持颗粒挤出、丝材挤出与铣削主轴的多工具头组合(最多 3 个),实现从增材到减材的一站式加工。 应用案例 从模具到终端产品的全流程覆盖 1. 航天与汽车制造 01)Airtech & Brumos Racing:通过 EXT 1270 Titan Pellet 打印赛车部件与工装夹具,缩短交付周期达 50%,材料浪费减少 80%。 02)航天管道与难熔模具:高温材料(如 PEI GF20、PEKK GF30)支持 400°C 挤出,满足航空航天领域对耐高温、高强度部件的需求。 2. 可持续家具与消费品 01)Model No.:利用 Titan 打印机的大尺寸建模体积(1270 x 1270 x 1829 毫米)和颗粒材料(如 ABS CF10、PP GF30),实现环保家具的规模化定制,材料利用率提升至 95%。 02)家居装饰与人体模型:柔性材料(如 TPU 85 Shore…
  • 近期3D打印技术前沿研究动态速览

    近期3D打印技术前沿研究动态速览

    3D打印技术参考注意到,在生产速度上,研究人员结合增材制造精度和传统成型速度,将具有大量铸模填充的物体的生产速度提高10到20倍;在孔隙降低方面,研究人员通过真空辅助挤压技术,将大型3D打印聚合物部件内部孔隙率降低高达75%;在变色CLEC材料3D打印方面,研究人员开发了一种全新的打印概念实现了变色3D打印;在材料选择上,研究人员利用刚性材料和柔性材料相结合的方法实现了兼具强度和塑性的超材料;在微观结构上,研究人员实现了3D打印单晶微观结构,打印出超导高温材料。 结合增材制造精度和传统成型速度,提高3D打印生产速度 约翰·霍普金斯大学研究团队近日研究了一种新型混合成型-增材制造方法(HyFAM),该方法将增材制造的精度与传统成型技术的速度相结合,改善了3D打印的生产速度。对于不需要精细细节的块状部件,研究人员采用类似铸造的工艺进行样品的制备,而对于外表面等细节区域,研究人员则采用传统的3D打印技术。这样一来,具有大量铸模填充的物体的生产速度就被提高到了10到20倍,而对于细节要求丰富的打印件,生产速度也被提高了大约两倍。这种方法有效地避免了某些部件中仅需部分精确打印时的产生的低效率现象。 该团队的研究人员使用了硅胶、陶瓷、金属、环氧树脂、水泥、粘土和巧克力等各种材料测试了HyFAM方法的可行性。这个过程中他们仔细控制了材料流动和稠度,确保了均匀填充,同时通过帮助打印件均匀粘合的方式解决了常见的3D打印问题。 HyFAM方法在大规模定制场景中具有很大的必要性,对于内部特征较大且特征尺寸差异很大的零件来说,仅依靠增材制造小型喷嘴的制备速度过慢,为生产带来极大的障碍。一个物体中既有细节部分,也有非细节部分,虽然HyFAM方法不适用于高度复杂的均匀物体,但该团队通过尝试不同的材料组合后扩展了这种方法的功能,并拓展了其在建筑、软体机器人等行业的潜在应用。 降低孔隙率,实现更坚固的大型3D打印 橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员通过一种真空辅助挤压技术,可将大型3D打印聚合物部件内部孔隙率降低高达75%,解决了大幅面增材制造(LFAM)内部孔隙影响打印部件的结构完整性的重大限制,这一技术的出现代表着在克服大规模3D打印面临的关键技术挑战方面取得了重大进展。通过解决孔隙率问题,该技术可以帮助提高工业应用中大型打印部件的强度、耐用性和性能,有望提升LFAM技术在航空航天、汽车和国防工具领域的应用。 纤维增强材料因其高刚度和低热膨胀性常用于LFAM,但其通常存在孔隙,影响最终部件的质量。该技术在挤出过程中集成了一个真空料斗,用于去除纤维增强材料中的滞留气体。测试表明,无论纤维含量如何变化,新系统都能将孔隙率降低到2%以下。 利用这项技术,不仅解决了大规模聚合物打印中孔隙率的问题,还为制造更坚固的复合材料铺平了道路,这对于LFAM行业来说是一个重大的飞跃。目前的实施方案旨在用于材料的批量处理。但ORNL已经开发出一种连续沉积系统概念,并将在未来的研究项目中进行探索。 变色弹性体,CLCE材料的新型3D打印技术 宾夕法尼亚大学的一个研究小组开发了一种在3D打印中处理胆甾相液晶弹性体(CLCE)的新方法。该材料是一种柔软的橡胶状材料,可根据机械应力改变颜色,在传感器技术、机器人技术、医疗技术和交互式显示等领域具有广阔的应用前景。但CLEC前体具有高粘性,因此3D加工迄今为止一直是一个挑战。通过同轴直接墨水写入(DIW),CLCE能够被转化为复杂的3D几何形状,且不会损失其光学特性。 Alicia Ng博士与研究团队共同开发了一种全新的打印概念,即CLCE材料通过一层透明的硅胶外壳包裹作为其结构核心支架,使其能够保留CLCE的变色特性,同时提供必要的结构强度来支撑复杂的3D设计。这项3D打印技术不仅可以实现有针对性的成型,还可以将变色特性融入到可持续的复杂结构中,是一项对各个行业都具有技术潜力的进步。 3D打印超材料,兼具强度和延展性 麻省理工学院(MIT)的研究人员开发出一种利用3D打印技术生产既坚固又具有极佳的延展性超材料的新方法。他们从水凝胶的结构中汲取灵感,将烯酸基聚合物制成的刚性支撑结构和柔性卷曲网络结构组合,并采用双光子光刻技术在一次打印过程中完成,为超材料开辟新的领域。 这种新开发的超材料可拉伸至其长度的三倍,通过拉伸过程中刚性结构和柔性结构之间的相互作用,增加机械缠结和能量分布,从而提高了结构完整性,比由相同基底材料制成的传统网格超材料的拉伸性能高出十倍。通过有针对性地排列“缺陷”,可以进一步提高能量吸收率,抑制裂纹扩展。 这种方法在抗撕裂纺织品、柔性电子外壳或用于组织再生的生物相容性支架方面具有潜在应用。从长远来看,该技术可以转移到陶瓷或金属材料上,赋予它们新的机械性能。 3D打印与超导相结合,生产单晶高温超导体的新方法 美国西北大学的一个研究团队与费米实验室合作,开发了一种利用3D打印技术生产陶瓷高温超导体的新方法。该工艺实现了单晶微观结构,而此前只有通过传统的制造工艺才能实现这种结构,这项新技术将实现新的磁体设计,从而提高性能,甚至有可能生产新一代超导射频腔,标志着超导材料在复杂几何结构中的应用迈出了重要的一步。 这种方法采用了两阶段工艺。首先,采用增材制造工艺生产由钇钡铜氧化物制成的陶瓷结构。然后进行顶部种子熔体生长工艺,在该工艺中施加钕钡铜氧化物单晶种子,选择性熔化该组件并缓慢冷却。这种受控的重结晶使整个组件的晶体结构与种子对齐,从而形成几乎单晶的结构。从长远来看,该工艺为制造更大、更高效的超导元件开辟了新的可能性,可用于粒子物理及其他领域。进一步的研究将探索如何同时使用多个原子核来叠加生成大体积的单晶结构。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 迄今最大粘结剂喷射3D打印机,GE制造出9.5米长的砂模

    迄今最大粘结剂喷射3D打印机,GE制造出9.5米长的砂模

    3D打印技术参考注意到,GE已经使用voxeljet的VX9000成功打印出20个基准砂模,每个砂模的作业箱长度可达9.5米。这些砂模现已进入铸造阶段,将用于铸造发电机组大型金属部件。 VX9000的打印面积约为70平方米,用于打印风力涡轮机和水力涡轮机铸件的模具。在2023年,3D打印技术参考就报道了美国能源部公布的一项资助计划,Voxeljet和GE Research一同获得1490万美元的资助,开发VX9000粘结剂喷射砂型3D打印系统,并推动将其商业化商业化,计划生产近净成形 (NNS) 组件,从而显著缩短美国清洁能源转型的交付周期和生产成本。 VX9000的推出使其成为迄今为止世界最大的粘结剂喷射3D打印机,展示了增材制造技术如何能够扩展到前所未有的尺寸,同时保持精度和成本效益。 VX9000与VX4000对比 VX9000专为满足GE能源基础设施项目(尤其是涉及风电和水电涡轮机组件的项目)的严苛规格要求而定制,将用于生产名为Haliade-X的下一代风力涡轮机关键部件。 GE Haliade-X装有机械部件的海上机舱重达60多吨,VX9000的目标是将生产这种模型和模具所需的资助时间从大约十周减少到两周。这种新颖的制造技术有可能将水电总成本降低20%,并将交货时间缩短四个月。该项目还将包括使用粘结剂喷射3D打印机对16吨转子轮毂的生产进行优化,以及开发用于组装超过10吨的弗朗西斯转轮的机器人。为了帮助确保该项目的成功实施,相关方正在为当地劳动力发展创建先进制造课程,以培训和吸引工人了解这种3D打印制造技术的细节。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 三帝科技2.5米砂型3D打印机获铸造装备创新奖,推动行业升级

    三帝科技2.5米砂型3D打印机获铸造装备创新奖,推动行业升级

    5月20日,第23届中国国际铸造博览会(Metal China)在天津国家会展中心盛大开幕,北京三帝科技股份有限公司携大尺寸3D铸造解决方案参展。 2025全国铸造装备创新奖产品 2.5米3DP砂型打印机3DPTEK-J2500 获奖产品3DPTEK-J2500是三帝科技自主研发的工业级砂型打印机,具备2500×1500×1000mm成型尺寸及±0.3mm打印精度,适配电力能源、船舶泵阀、汽车等领域的大型铸件需求。其采用压电式喷墨技术、高分辨率喷墨系统及专用粘结剂配方,实现高精度、低成本大尺寸复杂结构铸件的一体化成型,避免传统拼接工艺的精度损失。通过数字化无模成型技术,可减少模具开发成本及废料排放,助力企业降本增效与可持续发展。 铸造前沿技术,无砂箱超大尺寸砂型3D打印 在5月19日举办的中国铸造协会年会“铸造前沿技术”论坛中,北京三帝科技股份有限公司3D装备营销部总经理姜庆杰发表《无砂箱超大尺寸3D打印铸造砂模技术与装备》主题报告,重点解析了公司在超大型铸件制造领域的技术突破。 三帝科技3D装备营销部总经理姜庆杰发表《无砂箱超大尺寸3D打印铸造砂模技术与装备》主题报告 针对航空航天、电力能源、船舶泵阀等领域大型铸件长期面临的效率低、成本高、质量不稳定等痛点,三帝科技推出3DPTEK-J4000无砂箱大尺寸3D打印砂型装备。该设备采用无砂箱柔性区域成型技术,支持局部打印,最大成型尺寸达4米,核心优势包括: 复杂结构一体化成型:通过高精度喷头与智能算法,实现薄壁、多维曲面及复杂内腔(如螺旋冷却水道)的一次性成型,突破传统工艺设计限制; 高效低成本:相较传统拆分铸造,生产周期缩短50%以上,以某1.25吨铝合金铸件为例,交付时间从60天压缩至15天; 经济性优化:设备成本对标2.5米级机型,开源材料工艺支持粘结剂与砂材按需调整,进一步降低综合成本。 4米3DP砂型打印机3DPTEK-J4000 同时,为满足多样化的市场需求,三帝科技基于30年的铺粉技术经验,自主研发从毫米级到米级全尺寸的3DP铸造砂型、SLS铸造砂型/蜡型系列打印机,可满足不同尺寸、不同材质产品的制造需求,以更低的单位成本和更短的交付时间,帮助用户最大限度地提高生产力。 1.6米、1.8米3DP铸造砂型打印机 SLS铸造砂型/蜡型打印机 在全国多地提供3D铸造服务 三帝科技独有的“SLS覆膜砂成型+3DP树脂砂成型”组合砂型制造工艺(工信部增材制造典型应用场景),可实现复杂结构零部件(大尺寸、薄壁、细小管路等)的高精高强度一体化铸造成型。 3DP砂铸工艺,免模具,支持大尺寸、复杂结构件的中小批量一体化成型。 SLS砂铸工艺,砂芯强度达4-6Mpa,精度0.1-0.2mm,适用于复杂管路、油路类产品。 SLS蜡型精铸工艺,免模具,实现薄壁、大尺寸、复杂结构产品的快速精密铸造。 三帝科技通过陕西咸阳、河北大名、河南平顶山、广西玉林、山东日照、河南林州、安徽铜陵等地的3D铸造工厂及打印服务中心,建立了全尺寸、多材料、全链路的快速制造服务能力,可为航空航天、电力能源、船舶泵阀、汽车、轨道交通、工程机械等领域的用户提供铝合金、铜合金、铸铁、铸钢、镁合金、高温合金、钛合金等材质的金属成品件快速研发试制和批量化生产,以及铸造砂型、蜡型3D打印服务等。 3D赋能铸造 三帝科技通过并购及自建铸造厂,打通“3D打印+铸造”工艺,形成可复制推广的示范模式,帮助传统铸造厂转型升级,实现绿色、智能、高端铸造,践行国家新质生产力发展要求。目前,三帝科技的3D铸造整体解决方案已在铸造生产中得到了成熟的商业化应用,率先引入3D铸造的铸造厂,已建立了绿色、柔性、高端的快速铸造能力,实现生产效率、产能、营收的翻倍增长,还显著提升了高端复杂铸件的生产效率和质量,拓宽了业务范围,增加了抢占市场先机的底气,成功转型为绿色快速铸造示范工厂。
  • 充分利用金属3D打印孔隙特征,开发梯度功能结构

    充分利用金属3D打印孔隙特征,开发梯度功能结构

    气孔是金属增材制造中最基本的缺陷之一。但是,如果孔隙率是局部和专门控制的,它可以作为一个重要的技术特征。因此,局部控制的孔隙率将是激光粉末床熔融3D打印技术进一步应用的一个重要特征。 材料是各种现代高科技应用的关键技术。无论是用于冷却、传质(例如在化学反应器中)、通风还是作为过滤器,开孔材料都被广泛使用。在轻质结构、毛细管结构、通气或过滤器组件以及医疗植入物和组织工程中,材料孔隙率是必要的特征。多孔材料的另一个主要应用是两相热流体控制装置,如热管和蒸汽室。在许多应用中,多孔材料的设计是需要控制三个要素:有效孔隙半径、渗透率和孔隙率。 多孔材料制造最常用的方法是“烧结粉末”技术,颗粒混合物被压实并烧结在一起。然而,这种工艺制造的零件内部结构较为随机,会使零件的流体热行为不均匀。此外,几乎不可能制造出由固体和多孔材料组成的整体件。这限制了多孔材料的使用,并给包括多孔结构的设计带来了困难。原则上,SLM金属3D打印技术的使用可以克服这些问题,因为它可以完全控制多孔材料的整体结构。 通过对孔隙率的局部控制,能够在金属部件中生产梯度多孔结构到致密的实体,3D打印技术的应用范围得到了极大的扩展!一个问题,透气钢属于3D打印孔隙的有效利用吗? #3D打印 #多孔材料  #孔隙
  • 新突破:中车研究院成功3D打印大尺寸高速列车车头窗框结构件

    新突破:中车研究院成功3D打印大尺寸高速列车车头窗框结构件

    近日,中车研究院联合北京工业大学王义朋教授团队、融速科技采用电弧熔丝增材制造(WAAM)技术,成功完成国内首件铝合金高速列车车头窗框结构件的试制。该结构件重约260kg,长度约2400mm,宽度约900mm,采用5087铝合金丝材打印成形,历时15天。 传统高速列车车头窗框结构件由5083铝合金板材减材加工制造完成,板材利用率仅为12.9%。为提高材料利用率,降低制造成本,中车研究院在位于北京长辛店的先进成形实验室,利用自主搭建的电弧熔丝增材制造平台,通过精确控制金属熔滴过渡与熔池流动,优化沉积路径和控制层间温度,抑制了铝合金沉积过程中层间未熔合缺陷,解决了大尺寸结构件成形过程中残余应力累积和变形开裂的难题,确保了铝合金构件打印精度和材料性能的一致性,实现了高速列车车头窗框结构件的高效一体化成形,力学性能优于标准要求。 这一突破性进展不仅验证了WAAM技术在轨道交通大尺寸复杂结构零部件制造中的可行性,更标志着我国在轨道交通装备大型构件增材制造领域迈出了关键的一步,为后续开展装车试验等系统验证奠定了重要基础。
  • 3D打印镜框:EOS正支持多个超级品牌,赋能十亿级市场!

    3D打印镜框:EOS正支持多个超级品牌,赋能十亿级市场!

    3D打印眼镜框,是一个小众应用,还是一个细分赛道?是谁在背后支撑这个产业? 对于眼镜来说,最重要的当然是它的功能性。各个品牌之间都相差无几,为什么有的却可以成为头部?因为除了纯粹的功能性,是否美观和具有吸引力才最重要,尤其是在当前人们更加在意物质体验的消费环境中。 从比利时Hoet、德国YOU MAWO、美国Breezm到中国BRAGi(佩极光学),无论是老牌眼镜品牌还是新玩家,都在依赖3D打印技术突破眼镜设计和制造的界限,以期在新的市场竞争中不被淘汰。即使这些国际品牌都有着不同的设计风格和目标,但有一个重要的共同点:他们的眼镜产品都使用了EOS的3D打印技术。 被多国知名眼镜品牌青睐,EOS在35个国家开展业务 EOS是全球3D打印行业的领导者,提供一系列工业级金属和聚合物3D打印机以及适合不同行业使用的专业材料。目前,EOS在全球35个国家开展业务,在欧洲、亚洲和北美设有多个区域办事处,并在非洲、澳大利亚和南美设有销售合作伙伴。庞大的服务网络让世界各地的眼镜品牌都可利用其先进的3D打印技术在有限的眼镜市场中打造差异化产品。 EOS聚合物业务开发经理Dave Krzeminski表示:“EOS是一家领先的增材制造解决方案提供商,非常重视打印部件的精度、部件间的一致性以及打印机工作的稳定性,这些都是眼镜品牌的需求。”而3D打印技术正在颠覆眼镜行业有几个关键原因——3D打印技术能够实现眼镜产品特殊结构设计和制造、可持续性以及定制性。 突破设计界限,打造差异化产品 比利时Hoet公司自1989年成立以来,一直利用尖端技术生产眼镜。该公司表示,我们选择增材制造来制作新的眼镜框有三个原因:我们能够以标准技术无法实现的方式进行生产。可以在不增加成本的情况下生产各种尺寸。而且这是一项绿色技术,由于其灵活性,可以明显减少能源和材料的消耗"。 该品牌采用EOS金属3D打印机(特别是EOS M 290)生产了其Hoet Couture钛合金镜框,集成了具有晶格结构的特殊设计。该品牌董事总经理Patrick Hoet表示:“增材制造已经在许多应用领域证明了它的价值,通常被看中的是该技术能够制造功能部件,但对于眼镜行业来说,这项技术所提供的设计可能性才是我们决策的关键。” 使用EOS M 290制作的钛合金蜂窝结构眼镜框 Hoet使用EOSTi64作为核心材料。钛合金极高的柔韧性,强度高且密度低,广泛应用于眼镜行业。相关生产商表示,"EOS的优质服务,尤其是其快速、专业的应用建议,让我们对其深信不疑。其亲力亲为的态度、快速的反应和领先的技术,再加上出色的生产系统,形成了一套完整的方案。 按需批量生产,不断推陈出新,保持走在潮流前端 传统眼镜的大批量生产带来了眼镜的经济性,但生产出来的眼镜通常有30%-40%滞留在批发商或零售商那里无法卖出,这自然不是生产商愿意看到的。而3D打印技术则允许眼镜品牌生产数量更有限的镜框,甚至可以按需生产。这不仅减少了未售出产品造成的浪费,还能让设计师更快地将新设计推向市场,并大大降低风险。随着眼镜潮流的快速变化,能保持走在潮流前端是一个巨大的优势。 美国Breezm自从采用EOS 3D打印技术后,大幅缩短了产品上市时间,从原来的6个月缩短到仅几周,按需交付定制订单,实现了60%的年销售额增长,售出60000多副眼镜。同时,该公司Breezm实现了更多的设计可能性,包括80种独特款式和5种颜色选择,从而在市场上脱颖而出。 该公司采用EOS FORMIGA P110和PA 2200来应对定制和速度方面的挑战。与其他颜色选择有限的增材制造解决方案不同,EOS可为Breezm提供多种颜色的镜框。由于采用了白色基底材料,经过3D打印后,所有部件都呈现出均匀的白色表面,可实现100多种色彩后处理。EOS技术的精确性确保了每个客户的完美匹配,而小批量生产的灵活性也消除了大量最低订单的需要。 此外,如可持续性发展也是眼镜品牌选择3D打印技术的一个重要原因。与注塑成型的镜框相比,3D打印在可持续发展方面的优势主要体现在,它最大限度减少了材料浪费并消除了对模具的需求,可以实现更灵活的生产。 德国品牌YOU MAWO与EOS、Fraunhofer EMI合作,对其3D打印眼镜进行了全生命周期分析(LCA)。研究发现,3D打印眼镜在从人体毒性到臭氧消耗都比传统的醋酸纤维镜架更具可持续性。其中,YOU MAWO的镜架被发现比传统眼镜的碳足迹低58%,产生的废物减少了80%。YOU MAWO常务董事兼销售主管Sebastian Zenetti表示:“我们正在与EOS一起创造定制3D打印眼镜的未来,EOS技术令我们信服,因为它符合我们的高质量、低废品率标准。” 定制眼镜,稳定的质量和效率最重要 大多数#3D打印眼镜 品牌都提供一定程度的定制服务,依靠面部扫描和数字设计参数为客户提供定制产品。中国品牌佩极光学将三维扫描、参数化设计、3D打印技术融入眼镜的定制,并将此作为其商业模式。在制造方面,佩极光学使用EOS的FORMIGA P 110 Velocis系统和成熟的PA 2200材料。 佩极光学相关人员表示,定制眼镜业务最终要的是质量和效率,因为任何不稳定的因素都会造成交付的延迟,从而降低客户的满意度和消费体验。该品牌深入比较了世界各地不同供应商的技术,EOS的设备稳定性保证了产品的高效交付。 而且,EOS在部件质量和表面光洁度方面同样具备优势。其设计师表示,“在每个制造周期中,框架和支架之间的配合都非常好,而且几乎不存在与技术相关的台阶效应。此外,PA2000这种材料允许多种表面处理工艺,包括着色。眼镜框的白色纯度也非常重要,在这方面,EOS表现出色。"EOS设备出色的稳定性,助力佩极光学在短短几个月内生产交付了超过3万多副定制化眼镜,其业务已扩展到多个国家。 除中国品牌,美国公司Breezm也开发了通过集成3D扫描、AI数据和EOS聚合物3D打印来制作定制镜框的工作流程。Breezm首席执行官表示:“EOS技术不仅使我们能够满足而且超越客户的期望,在很短的时间内提供量身定制的眼镜,得益于EOS技术,我们的眼镜生产比以往任何时候都更快、更高效、更个性化,使我们能够提供业内最佳的客户体验。” END 得益于3D打印技术从原型到最终产品制造的不断进步,全球眼镜行业3D打印市场正在迅速扩张。3D打印技术参考查询到,2024年眼镜领域为3D打印行业创造了2.68亿美元的收入,到2029年则可能突破8.29亿美元。受益于3D打印技术的适应性和效率的终端产品包括太阳镜、安全眼镜和老花镜等等。 EOS也认为3D打印技术在镜框生产领域将继续增长,同时也看到了其他特殊领域更大的发展潜力,#EOS 的增材制造方案为多家新兴眼镜品牌迅速推向市场并取得商业成功提供了巨大助力,正在该领发挥重要作用。
  • 865MPa!中科院金属所开发出超高强耐热3D打印铝合金

    865MPa!中科院金属所开发出超高强耐热3D打印铝合金

    3D打印可以高效生产结构-性能集成的铝合金部件,满足了航空航天和汽车工业长期需求。然而,高强度铝合金具有高开裂敏感性,实现高强度铝合金的近全致密增材制造仍然是重大挑战。 3D打印技术参考注意到,来自中科院金属所的研究人员于近日取得新突破,他们通过LPBF工艺设计并制备了一种Al-Fe-V-Si-Sc合金。LPBF过程中极高的冷却速率和热梯度促进了特殊分级异质结构的形成。位于熔池中心的非晶/晶体复合结构以及存在于熔池边界的纳米级析出物可以为该合金提供强化,使其在室温和高温下都呈现出超高强度。 研究人员使用优化的工艺参数3D打印预合金Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si-0.3Sc粉末,相关检测未发现明显的裂纹、未熔合等冶金缺陷,材料的致密度达到了99.9%,成功制造了无裂纹和接近全致密的合金样品。 样品在325°C下人工时效2小时后空冷,通过显微硬度和拉伸试验评估3D打印铝合金的机械性能。结果显示,热处理样品的不同区域的显微硬度与已报到的同类合金相比得到明显强化。究其原因,是因为LPBF过程极高的冷却速率(∼105–107K/s),在合金内诱导形成了多尺度相,有利于抑制裂纹的萌生并阻碍其扩展,从而提高合金的变形抗力。 (a) 在不同热输入条件下高速相机拍摄的熔池堆叠图像。(b) 用最佳参数制造的热处理样品的3D显微组织图像。(c) 复杂结构样品的宏观图像。(d) 与BD平行的热处理样品的SEM图像。局部放大的SEM图像:(e) 熔池中心和(f) 熔池边界。(g–i) 与BD平行的热处理样品的EBSD结果:(g) 逆极图(IPF)图,(h) 晶界分布和(i) 核平均旋转(KAM)图 3D打印的Al-Fe-V-Si合金铝合金在20°C到400°C范围内表现出优异的机械性能。不同温度下样品的应力-应变曲线显示: 在20°C时合金表现出超高的强度,抗拉强度为865±11.5MPa,屈服强度为649±17.5MPa。这些数值超出了多种LPBF铝合金已报道的数值。 样品的强度随温度变化,与其他3D打印耐热铝合金相比,该合金在不同温度下表现出更高的抗拉强度。 在300℃时的抗拉强度和屈服强度分别为463MPa和431MPa; 在400℃时的抗拉强度和屈服强度分别为225MPa和191MPa。 (a) 熔池中心和边界处的硬度分布。(b) 不同温度下的工程应力-应变曲线。(c)不同3D打印铝合金在室温条件下抗拉强度与延伸率对比 (d) 不同温度下多种3D打印铝合金的抗拉强度对比 因此,通过合金化Sc并充分利用LPBF工艺的特性,研究人员开发出一种具有超高强度和耐高温的铝合金。热处理后的LPBF Al-Fe-V-Si-Sc合金的超高强度可以归因于多种强化机制,包括Orowan、过饱和固溶体、高密度原子团簇、高密度位错和HDI硬化。同时,成功制造了具有复杂晶格结构的典型零件,表明该合金具有良好的打印性能,该合金的断裂延伸率可能会是日后需要改善的重点。 推荐:Ultrahigh strength heat-resistant Al-Fe-V-Si-Sc alloy fabricated by laser powder bed fusion
  • 中国台湾企业采用电化学3D打印开发纯铜人工智能系统热管理解决方案

    中国台湾企业采用电化学3D打印开发纯铜人工智能系统热管理解决方案

    3D打印技术参考于近日注意到, 的领先企业Fabric8Labs已与AEWIN Technologies合作,共同开发边缘人工智能 (Edge AI) 系统的热管理解决方案。此次合作将利用Fabric8Labs的电化学增材制造 (ECAM) 技术,为高密度计算应用创建3D冷却结构。AEWIN计划在其下一代网络平台中应用这项技术。 AEWIN Technologies,即其阳科技股份有限公司,成立于2000年,位于中国台北,是一家专业设计和制造嵌入式计算机的公司。 电化学3D打印可实现高分辨率定制设计 3D打印技术参考此前曾详细介绍技术的工作原理,它是一种室温金属3D打印技术,无需热处理即可生产复杂、致密的金属部件。该技术能够制造具有微米级特征、复杂内部特征、高纯度材料的零件,同时具有快速可扩展、支持大规模制造的特点。Fabric8Labs正致力于通过提供取代传统制造的先进制造服务来拓宽金属增材制造的市场。笔者查询相关文献,发现国内吉林大学、长春理工大学、天津大学、河南理工大学等均有团队从事该技术的开发。 ECAM工艺能够生产高分辨率纯铜组件,从而解决先进计算领域的热挑战。据两家公司称,ECAM生产的3D微网格锅炉板与其他同类产品相比,热性能提升超过1.3°C/100W。这些结构使表面积增加了900%以上,形成了毛细管网络,从而改善了冷却液的循环。 电化学3D打印的针翅散热器 Fabric8Labs产品与应用副总裁Ian Winfield表示:“我们与AEWIN的合作代表着我们朝着热管理的未来迈出了重要一步。我们很高兴能够支持AEWIN,帮助他们实现可持续发展目标,并满足先进AI加速器日益增长的功率需求。” AEWIN的全新冷却解决方案将兼容PFAS和不含PFAS的冷却剂,从而为不同的冷却方法提供灵活性。据报道,ECAM技术的集成可使电源使用效率 (PUE) 评级低于1.02。这一改进可满足AI工作负载日益增长的电力和冷却需求。 Fabric8Labs为Asetek游戏硬件3D打印AI优化的冷板 具有亚微米分辨率的纯铜微结构的制造确实有许多应用场景,例如5G通信和高灵敏度检测器件。这些结构的微小和复杂特征可以提高高频操作期间的器件性能,而制造纯铜微结构却具有挑战。3D打印技术参考查询到,长春理工大学团队借助电化学增材制造技术制造了微尺度纯铜结构并研究了相关性能,并指出,该技术可用于制造纯铜微芯片桥、微天线、微传感器等无需掩模和支撑材料的小型结构,但该技术仍然存在沉积速率低且容易出现探针堵塞的问题。 AEWIN Technologies先进技术开发部总监刘博士表示:“数据和边缘AI复杂性的指数级增长需要最先进的本地计算。通过我们先进的系统级设计,我们能够利用Fabric8Labs的ECAM技术来优化解决方案,以实现高效率、高功耗和更低的总体拥有成本。” AFabric8Labs总部位于圣地亚哥,成立于2015年,专注于电子、医疗设备和半导体应用的增材制造。AEWIN Technologies目前隶属于佳世达商业集团 ,在网络平台和工业服务器领域拥有20多年的经验。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。