全球金属3D打印技术的创新领导者EOS指出，金属增材制造行业正在步入一个新的发展阶段——生产效率的提高不再受制于传统的高斯光束。相反，由激光技术驱动的动态光束整形将打破现有制造规模，重新定义技术边界。 对于使用 EOS光束整形技术的制造商而言，这一创新不仅是技术上的改进，更是一种竞争优势。光束成型提高了生产效率，增强了工艺稳定性，并提升了材料性能。本文内容，将着重介绍EOS使用光束整形技术的经验，远不是更换激光器那样简单。 高斯、环形、平顶、C形、渐变型以及多光斑 光束整形，关于质量、效率和成本的路线之战 长期以来，业界一直通过增加3D打印设备中激光器的数量来追求更高的生产效率。这虽然提高了打印速度，但也增加了运营成本以及维护的复杂性。根据3D打印技术参考的行业观察，EOS并未聚焦这一战略，而是将重点放在了更智能的激光器利用上，也即通过光束整形，在不增加成本的情况下，提高单台激光器的制造效率并扩大工艺窗口。 这一策略可确保制造商在提高生产效率的同时保持3D打印过程的可靠性和质量一致性，这是航空航天、国防和模具行业应用中的重点关注因素。同时，这也是一条完全与众不同的金属3D打印技术研发思路。 慕尼黑大学的EOS光束整形设备 EOS的技术转型得益于激光器技术的发展，其与nLIGHT公司达成深度合作，使用后者开发的AFX激光器替换传统激光器。该激光器内集成的光学元件，能够输出七种可切换的光束形状，用户仅需按下按钮即可实现。这直接导致EOS再次推动金属增材制造技术向前发展： 1.打印速度提升，在不影响零件质量的情况下，最高可将构建速度提高3-7倍； 2.光斑调整灵活性提升，光斑尺寸范围从约85微米的高斯轮廓到210微米的环形轮廓，可精确控制能量分布。 光束整形不是简单更换激光器，需要工艺技术研究 光束形状，即光分布，决定了激光能量如何传递到材料中。在激光粉末床熔融（LPBF）技术中，激光照射到的地方都会被加热。基本原则很简单：更多的光等于更多的热量。通过控制光束形状，可以控制材料中的温度和热通量，从而控制整个制造过程。 3D打印过程的基础是一种典型的激光焊接过程。根据激光束的强度（单位面积的功率），材料会被加热、熔化或汽化。熔化状态可称为传导焊接，熔池受温度梯度影响产生热对流，这在一定程度上可以控制熔池的形状。 传导焊接模式下，三种由光束形状诱导的熔池自然对流示例 随着强度增加，熔化过程转变为“深熔焊接”。在这种情况下，熔池还受到汽化材料和由此产生的蒸汽毛细管的影响。这种毛细管允许激光束深入材料内部并被大量吸收，产生类似沸腾的效应，形成显著的流动——类似于一锅沸腾的水。通过光束整形对熔池进行高级控制，可以实现更大的、更稳定的工艺窗口，更快的焊接过程以及定制化的材料性能。 四个深熔焊接熔池示例，从左到右扫描速度逐渐递增 目前，光束形状及其对工艺和零件性能的影响正在欧盟资助下进行深入研究。该项目旨在通过结合光束整形和多光谱成像来监控制造过程中的影响，从而实现更快、更便宜、更可持续的金属增材制造。研究结果将被转化为工艺算法，以便更简单的使用这项新技术。 目前已经有多项重要发现。其中，多物理场熔池模拟发现特定形状可以产生所需的熔池；环形形状具有减少熔池飞溅的特性，并且能够捕获空气中的颗粒并将它们重新送回熔池，显著减少浪费材料。 环形光斑打印速度提升显著 光斑类型与材料之间存在匹配差异 EOS选择环形光斑作为光束整形技术应用的重点，该类型光斑已被证明具有众多优势。研究人员以高温合金In718作为实验对象，如打印出同等致密度的零件，同层厚下运用环形光斑匹配的构建速度要高于高斯光斑，显示出环形光斑具有显著的速度优势。 不同类型光斑在不同层厚下材料密度随打印速度的变化趋势 但对AlSi10Mg的研究又没有完全遵循这一规律，这也是要进行进一步深入研究的原因。研究证明，在不牺牲质量的前提下环形光斑可提高生产效率。对In718 的研究表明，与高斯光束相比，成型效率率提高了23%，而316L不锈钢的加工速度则提高了两倍，原因是扫描间距更大，扫描速度更高。 环形光斑可将飞溅带回熔池 实现更清洁的打印 最终导致更高效和成本节省 激光粉末床熔融技术的一个重要问题就是难以避免飞溅的产生，它会污染粉末床、造成打印缺陷、缩短过滤系统寿命并造成材料浪费。 材料效率也便成了影响打印成本的隐形因素。“粉末损失”，即相对于制造零件量的丢失粉末量。这通常与打印过程中的蒸汽喷射有关，它会导致飞溅和松散粉末的卷入。另一个重要指标是产生的冷凝物量，它是凝结的金属蒸汽形成的高活性纳米材料，操作设备时需要特别小心。 粉末损失与冷凝量随光束直径及构建速率的变化趋势 环形光束具有较低的峰值强度和“飞溅捕捉”特性，后者意味着能够将空气中的颗粒重新送回熔池。研究人员使用不同的光束形状多次构建相同的作业布局，并测量所有材料流动。对于直径为210μm的环形光束，飞溅物可以减少高达70%，冷凝物可以减少高达60%。后者似乎主要与使用的光斑形状无关，但受所用工艺的影响。 从另一个角度来说，环形光斑可以提高材料利用率、缩短维护周期并减少后处理工序。对于用户来说，意味着更低的耗材成本、更少的停机时间和更高效的使用高价值金属粉末，从而实现更快的投资回报。 工件质量稳定，性能提升 3D打印本身具备实现材料局部梯度变化的可能，光束整形技术进一步提高了这一特性。使用特定光束形状，可在材料内部引入Z向织构，并显著增大晶粒尺寸。这在承受定向负载且具有高蠕变要求的应用中特别有益。使用环形形状可以将材料织构指数从现有大约1的技术水平提高到3甚至更高。 再就是环形光斑可以加工难以焊接的材料，包括镍基高温合金、工具钢、铝合金和难熔金属。这为航空航天、国防和工业模具等对材料性能要求较高的领域的新应用带来了新的可能。 END 总的来说，光束整形为3D打印带来了全新的可能。但成功使用光束整形并不是简单更换激光器就能成功实现，需要深入研究，包括本文并未提及的制造精度问题。 这项技术具有显著提升材料性能、生产效率、材料效率的可能。除此之外，光束整形技术还推动了制造成本的降低。根据EOS研究，根据常见的应用几何形状，每个零件的成本可以降低大约20%到50%。更多内容，请关注3D打印技术参考的后续更新。

将废旧金属回收再制造为优质3D打印粉末，在近些年来已经成为了一个备受关注的行业细分赛道。这一生产解决方案尤其受到3C行业的重点关注，如苹果、小米等的消费电子大厂，非常关注整个供应链体系的碳足迹。因此，从事回收再造的企业也成为他们的重点合作对象，基于此，我们可以想象是行业内的哪家企业。 但有个问题值得关注，废旧金属的供应量真的那么充足吗？3D打印技术参考注意到，来自西门子与一家粉末制造商的合作，正在给出答案。 从西门子平均每周回收近一吨镍废料 根据报道，美国金属粉末制造商Continuum Powders在2024年8-12月从西门子回收了总共16182公斤的镍金属废料。他们将这些金属废料进一步加工，制成了具有高性能且可用于3D打印的金属粉末，并且他们平均每周回收的废金属的量可以高达近一吨。 西门子能源工厂的一些仪器在长期使用后需要进行检查和维护去保证设备的正常运行。他们的燃气轮机、蒸汽轮机和发电机等设备，都会送去制造商处进行维护处理，这就会产生大量的设备修理和维护的金属废料。Continuum开发的等离子原子化系统Greyhound M2P，可以将回收的金属废料再次加工利用成符合工业生产应用的3D打印粉末，使这些废金属得到二次利用。 3D打印技术参考注意到，其中包含未使用的发动机部件，也被转化为高质量的镍基金属粉末，可满足航空航天、国防和能源等行业的严格标准。这一点与笔者不久前报道的英国开展的项目相一致，该国皇家空军将退役战斗机的零部件回收再造为优质粉末，并利用3D打印技术制造出适用于英国下一代军用飞机的新部件。 从废金属到高价值3D打印粉末 Greyhound M2P等离子原子化系统能够将镍废料转化成新的具有高质量的3D打印金属粉末。这种粉末能用增材制造技术制备出在极端高温和极端应力中服役的零部件。 传统制备粉末的方法是寻找原材料金属熔化后雾化制备出金属粉末，会消耗大量的能源和产生污染排放破坏环境。经过开采的金属原材料或将废金属重新熔炼再制造后价格都十分昂贵，但将原本在工业中流通的废金属转化为新的可工业应用的3D打印粉末能降低成本，起到节省能源和减少环境污染的作用，也减少制备时间。 回收废金属直接转化为金属粉末有助于加强供应链的持续稳定性。西门子用这种方法将废弃的镍废料重新引入他们的供应链，帮助行业建立供应链弹性，不需要严重依赖外部资源和去找很难获得的原材料。拥有稳定可靠的供应链会带来很大经济效益，回收高价值金属能在最大限度下实现减少浪费和促进循环制造。 Continuum使用其3.0熔粉等离子雾化系统生产镍基金属粉末 我国废金属回收量巨大 3D打印技术参考根据中国物资再生协会发布的权威数据及行业分析报告，2024年我国废有色金属总量达到1565万吨，其中铜240万吨、铝780万吨。其他报道指出，2022年我国废残钛料产量约为6.2万吨。 从这些数据可以看出，国内废金属回收利用行业发展潜力巨大，必将成为未来重点发展行业，目前已有多家3D打印粉末开发商入局。 国内多家企业已入局 近日，中体新材与美国加州金属正式签署战略合作协议，双方将携手以双品牌形式供应和分销由100%回收原料制成的可持续增材制造金属粉末。中体新材将金属废料进行回收后，采用其自研的AMP制粉技术实现了金属废料回收再利用的闭环。通过这种闭环回收的方式，两者合作初期推出的两款用于3D打印的金属粉末AlSi10Mg和Ti6Al4V实现了90%的利用率，使用该粉末增材制造得到的零件的力学性能可以与原生粉末制成的完全一致。 除中体新材外，南方科技大学严明教授创办了以生产低成本高性能可回收再生金属粉末的思锐增材。该公司自主研发金属冷整形制备技术，通过物理作用整形，无需加热，便能将废料转化为流动性较好、纯度高、低空心粉率且高性能的近球形粉体。以再生粉材为原料成型的产品具有优异的强度（高于传统产品100MPa以上），同时其延展性和模量不发生明显劣化，可直接用于3D打印等领域，并服务于3C电子配件、航天构件、兵器耗材等终端行业。 思锐增材以100%再生TC4粉末为原料所打印的产品 除上述两家公司外，苏州倍丰也在开发废旧金属回收再造技术，并已在TC4回收料的雾化和3D打印中取得优异成果。经过第三方检测， 通过苏州倍丰新型雾化工艺制备的回收TC4粉末在粉末特征、粉末流动性、粉末化学成分和3D 打印样棒的拉伸性能等关键指标中均取得了优异的成绩，达到行业先进水平。 END 如何处理在生产过程中产生的大量的金属废料是制造业中会面临巨大难题。相比将金属废料重新投入熔炼炉中熔炼再制造，制造商直接将金属废料回收，并二次加工成3D打印粉末是一种节约能源的可行性方法。用于3D打印的钛合金粉末在十几年前的价格昂贵，可以达到3000元/公斤，而如今钛合金价格已经降至300元左右每公斤，大大节省了成本。 但需要指出的是，废金属回收再制造的金属3D打印粉末确实成本更低，但并非意味着价格更低。

3D打印技术参考最新消息，阿迪达斯将于5月2日向更广泛的市场推出一款新的3D打印一脚蹬鞋——ClimaCool。这款鞋最初于2024年秋季限量发售，美国当地正式发售价格为140美元（约合1021元人民币）。 新款ClimaCool采用一体式网格设计，由Carbon Clip技术3D打印，这项技术通常用于阿迪达斯4D系列的中底，此次被应用于打造整双鞋，鞋底具有变密度特点，在整个结构中实现了透气。 这款鞋的设计灵感源自阿迪达斯2002年推出的ClimaCool，同样注重透气性。原版采用网眼鞋面和从中足延伸至鞋身的透气TPU材质，而新款则以更少的材料和更轻的重量实现了类似的透气性。 即将推出的ClimaCool保留了去年限量发售的灰白色配色，并采用与阿迪达斯 Adizero跑步系列类似的超大条纹设计。 3D打印结构代表了阿迪达斯在透气鞋制造工艺上的一次革新。一体式设计可实现360度全方位透气，同时减少传统制鞋工艺所需的零部件数量。 鞋履制造业历经百年变革，却始终无法摆脱模具、裁剪与胶合的束缚，以运动鞋中底为例，传统工艺需要昂贵费时的磨具成本。而3D打印可直接生成鞋底甚至鞋底鞋面一体化打印，既能精确控制密度分布，又能实现传统模具无法完成的复杂结构。 不久前，3D打印技术参考报道了鞋履制造的新势力企业Zellerfeld正携手德国弗劳恩霍夫IAPT研究所升级其鞋类增材制造生产规模。该公司从纽约地下室起步，在自建200台3D打印机的制造工厂之后，目前正规划更大的增材制造数字化工厂的规模，将生产机器数量增加至数千台，甚至多达5000台。 近期较为火爆的案例是一款名为星世线Staray梵星的3D打印鞋，它在抖音3月份运动鞋百万爆款清单中名列第三，实现了超过400万的销售额。有资料指出，星世线在短短两年内取得了近10万双的销售成绩，复购率达到了400%，说明它在特定消费群体中建立了强大的品牌认同。 数据显示，全球3D打印鞋市场预计从2023年的11.8亿美元增长到2030年的40亿美元，年复合增长率为19%。3D打印鞋行业正在从技术驱动向市场驱动转型，但这并不意味着行业性突破已经实现。未来随着成本继续降低，3D打印鞋像传统鞋一样便宜、耐用，3D打印鞋才不会被视为个性消费品。

在4月25日举办的2025“装备强国”系列活动-高端增材制造“雄安行”论坛，李方正博士归纳了我国增材制造行业正在涌现出的几个重要特点。 一. 新技术、新材料层出 技术创新：光束整形技术已实现产品化落地，极大提升打印速度。 材料创新：碳化硅、氧化铝等陶瓷材料精密打印方案在医疗植入体、航天耐高温部件及电子元器件领域形成产业化应用。 二. 新产品百花齐放 金属增材制造装备：部分3C科技企业已率先应用国产金属3D打印技术实现机构件的规模化制造。 非金属增材制造装备：国产入门级设备已在全球范围内占据主导地位，高端消费级机型则在打印精度、智能化控制及多色彩成型方面不断突破。 三. 新应用全域渗透 重大技术装备领域：钛合金发动机燃烧室、汽车悬架连杆。 医疗健康领域：骨科3D打印髋关节假体、增材数字化牙科解决方案。 消费品领域：3D打印鞋中底、3D打印服饰、3D打印金属饰品。 四. 新模式创新发展 智能决策：基于深度学习的拓扑优化算法等AI技术已深度融入制造全链条。 政策赋能：长三角、大湾区等先进制造集群率先发布增材制造专项扶持政策。 商业模式：“云端设计+分布式制造”的新业态催生按需制造订阅服务等创新商业模式。 五. 新格局重心东移 格局重塑：国产振镜、激光器等核心零部件反应供应链本土化趋势，打破过去欧美企业占据主导地位的形势。 地位主导：四家中国企业主导全球2500美元以下消费级增材设备市场，占据超70%全球出货量。 根据Wohlers Report 2025，2024年全球增材制造市场收入达到219亿美元，但该报告低估了中国3D打印行业的市场规模。

3D Systems全新Titan 3D打印机系列，被誉为“开源颗粒料挤出技术，增材结合传统减材”的神器，具有“增材+减材”双模式，支持多种材料，具有1.8米高×1.27米宽的巨大成型空间，速度可超过传统制造的10倍！ 三大「硬核」特性重新定义3D打印 ❶ 速度，10倍效率颠覆传统 还在为打印一个模具等三天三夜？Titan直接采用独家挤出技术，打印速度比传统方式提升10倍，大型工件从前要等数周，现在很快就能完成！「增材 + 减材」双模式加持，打印后自动铣削表面，精度直接拉满，连航空航天级的精密部件都能轻松拿捏。 ❷ 吃百家料，造千般物 打印机挑材料？Titan ：「我全都要！」 支持数百种颗粒 / 丝材开源：从PLA 、 、PETG、ASA、聚碳酸酯、符合等日用塑料，到ABS PEEK 、 Radel® 等航天及医疗保健用高性能聚合物 。还提供弹性体和碳增强或玻璃填充材质。 超大打印尺寸：1.8 米高 ×1.27 米宽的「巨无霸」空间，能打印汽车模具、大型雕塑，甚至整组家具框架，小到齿轮、大到热成型设备，一机通吃！一体式打印大部分大型部件，无需将部件粘合在一起。 ❸ 行业「多面手」，从硬核制造到艺术创想 不管是造飞机、做汽车，还是搞文创、玩设计，Titan 都能成为你的「最佳拍档」： 1.航空航天：打印轻量化高强度部件，减重30%还能扛住极端温差 2.汽车制造：快速定制模具，新车研发周期直接砍半 3.消费品设计：柔性材料打印可穿戴设备，连会「动」的运动鞋中底都能打 4.艺术与非遗：高精度复刻文物、3D 打印家具，让传统与科技碰撞出新火花 真实案例：看各行业如何用Titan「开外挂」 案例 1：热成型技术的领路人——Duo Form 与以往采用传统数控加工技术制造陶瓷或金属模具不同，Duo Form当前使用聚合物颗粒在Titan 3D打印机上打印热成型模具。大幅面颗粒挤出增材制造采用的是注塑成型等其他挤出制造工艺中常见的热塑塑料颗粒，其经济效益很高，成本比传统的 FDM 细丝低近 10 倍。 Titan也支持高吞吐量打印，打印速度比传统细丝高10倍以上。3D Systems 和Duo Form共同发掘了一种玻璃填充的聚碳酸脂颗粒，不仅经济实惠、容易获得，还能经得住热成型工艺的考验，是一种耐久性好、尺寸精确的材料，也是打印热成型模具的理想材料。 案例 2：赛车队的「速度搭档」—— Airtech & Brumos Racing Brumos Racing Porsche GT 2 RS Clubsport 赛车前端（拆除保险杠以显示3 D 打印进气管） 赛车零件追求「轻如鸿毛，坚如磐石」，Titan直接打印碳纤维增强 PA 的空气动力学部件。Brumos Racing 保时捷GT 2 RS Clubsport 赛车在2023峰国际爬山赛…

2025年第2篇与与3D打印技术相关的nature正刊文章于4月23日发表。来自普林斯顿大学的研究人员，发表了题为“Modular chiral origami metamaterials（模块化手性折纸超材料）” 的文章。该研究的核心内容是借助3D打印技术开发出了一种具有多模态变形机制的模块化手性折纸超材料，它在力学、热学、光学等多个领域展现出巨大的应用潜力，实现了突破性的进展。 这项研究的第一作者为赵拓，其本科就读于大连理工大学，现为普林斯顿大学博士后研究员。 研究背景 机械超材料是通过特殊结构设计的人工材料，能像“变形金刚”一样展现出超越普通材料的神奇性能。传统设计采用刚性连接的八面体桁架、凯尔文晶格等单元结构，在轻量化特性、抗冲击行以及和断裂研究方面具有价值，但这些结构变形方式较为单一，如同只能直线拼装的乐高积木。 而升级版的折纸超材料借鉴了折纸和剪纸规律，使用柔性铰链连接，材料能够在三维空间实现自由变形，如同能折叠伸展的折纸作品。这种设计不仅突破了传统线性变形的限制，还通过手性结构实现了扭转与拉伸的耦合效应。但几何非线性引入的多自由度变形仍然需要集成控制或外部激励来驱动。此外，现有研究多聚焦在单轴加载下的有限物理特性。 研究突破 赵拓等人最新研发的超材料能够通过单一控制即可实现平动+扭转的复合运动，还能在三个方向自由伸缩膨胀。 这款材料的设计灵感来自折纸艺术，融合了两种特殊结构：手性螺旋阵列（像DNA双螺旋决定扭转方向）和拉胀镶嵌结构（像蜂巢般被拉伸时会变厚）。它的创新在于模块化组装方式，能像乐高积木一样自由更换组件：既能调整出近零/负泊松比等特殊性能，又能预设多种稳定状态。通过优化模块形状、手性特征和材料属性，就像在给材料编写程序，能精准控制结构的力学响应，如设置不同能量屏障。 这种“可编程超材料”应用潜力巨大，可以制作抗震缓冲装置；跨界融合磁/热/光功能后，既能造出会变形还能移动的机器人，又能开发智能温控建筑。整个设计打破了传统材料单一功能的限制，让单一控制实现多模态运动成为可能，真正实现了材料与智能系统的深度融合。 3D打印在模块化手性折纸超材料制造中的应用 这种模块化的手性折纸超材料由单元格、铰链连接的镶嵌结构以及装配板等组成。这些结构都采用PolyJet 3D打印技术制造。该技术的最大特点是精度高、可实现多种材料一体制造，能够满足超材料复杂的几何形状和不同力学性能的要求。 由铰接镶嵌和手性origami灵感来的晶格单元组成的多模式超材料 单元格由杆和软关节两部分组成。在制造过程中，杆使用了四种弹性模量接近的材料，约为2.2GPa；软关节在打印过程中混合了多种材料，弹性模量根据不同的材料组合分别达到1.7MPa、2.7MPa和3.9MPa。这种多材料的3D打印方式使得超材料的不同部分能够具备不同的力学特性，从而实现预期的多模态变形行为。 3D打印技术能够精确构建出模块化手性折纸超材料的各种复杂几何结构。以六边形单元格为例，其展开高度为28.3mm，折叠高度为12.6mm，多边形半径为16.8mm。这些精确的尺寸参数对于确保单元格在变形过程中的稳定性和可重复性至关重要。此外，3D打印还能实现从基于壳的折纸到基于杆的格形单元的转换，为超材料的几何设计提供了更大的灵活性。通过3D打印，研究人员能够轻松地将各种正多边形作为单元格的顶部和底部面进行组合，从而创造出具有不同几何特性和变形性能的超材料模块，如四边形、六边形和八边形单元格等。 模块化手性折纸超材料的制造过程高度模块化。各个单元格可以单独进行3D打印和测试，然后根据需要进行组装，形成更大规模的超材料结构。这种模块化组装方式不仅提高了制造效率，还便于对超材料的性能进行优化和调整。研究人员可以通过改变单元格的几何形状、手性赋值以及材料组合等方式，快速制造出具有不同力学响应的超材料模块，并通过实验和模拟分析来评估其性能，从而实现对超材料整体性能的精确调控。同时，模块化组装还使得超材料的维修和更换变得更加简便，只需对有问题的模块进行替换即可，无需重新制造整个结构。 END 总的来说，3D打印技术在该超材料的制造过程中扮演了关键角色，它实现了复杂几何结构的精确构建，同时将多种材料一体3D打印，为创造具有集成力学性能的超材料提供了制造技术，极为关键。 本研究的超材料基于高度模块化的组装，使得不稳定性和局部手性的控制可以重新编程，具有可调的承载能力和可扩展性。为多模式、多稳定性和可重新编程机器提供了途径，可应用于机器人变压器、热调节、滞回回路中的机械记忆、非交换态跃迁以及用于能量吸收和信息加密的即插即用功能组件。

区域打印技术作为金属粉末床熔融3D打印工艺的创新发展之一，在过去一年似乎没有之前那样引起大的反响。但Seura仍然在继续从事生产，国内外技术的发展也并未停歇。3D打印技术参考注意到，这项技术正在取得新的进步——蓝色激光技术专家Nuburu正在开发区别于Seura技术路线的蓝色激光区域3D打印。 自该公司于2023年11月完成来自美国空军关于蓝色激光区域打印技术的验证开发之后，Nuburu在2024和2025年已取得至少三项关于该技术的专利。本文内容将基于这些专利内容，讲解区域3D打印技术的最新进展。 蓝色激光用于金属3D打印的优势 无论是传统SLM技术，还是Seurat的区域3D打印，使用的均是常规的近红外激光器，而短波长激光（如绿激光和蓝色激光）则在加工质量、效率等方面具有显著优势。传统激光粉末床熔融3D打印过程中一个难以避免的问题在于金属对近红外激光具有较高的反射而不得不选择增加能量输入，这同时也带来另一个问题——飞溅和锁孔的形成。 相关资料指出，450-560nm波长激光的应用提高了镁、铝、铜合金等高反射金属粉末在激光选区熔化技术中的吸收率，提高了高反射率金属材料的加工质量与加工效率。纯铜对515nm绿激光的吸收率接近40%，对450nm蓝色激光的吸收率则达到65%，分别相当于常规SLM用红外激光的8倍和13倍。 蓝光可以在低能量密度下实现高致密度 蓝光的吸收率更高，因此打印速度可成倍提升 3D打印技术参考查询资料发现，相同的应用，原来采用几千瓦的红外激光器功率，切换到蓝色激光只需要500瓦，并能解决红外激光打印时“大量飞溅污染”的问题。因此，随着对短波长高功率激光器开发的克服，采用绿激光或蓝色激光进行纯铜3D打印将是未来趋势。例如，希禾增材已经率先实现2000w绿光激光器的商业化，并推出了配置高功率绿光激光器的粉末床熔融设备。但目前高功率蓝色激光器的商业化进展还不明朗。 将蓝色激光用于区域3D打印 劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）选择使用光学激活光阀（OALV）进行的工作试图解决这些红外激光带来的问题。OALV是一种高功率空间光调制器，它使用高功率激光器来创建光图案。虽然OALV上的图案是由投影仪中的蓝色LED或激光源创建的，但四个激光二极管阵列的输出功率会通过空间光调制器传输，并用于将图案化的激光熔化金属粉末，同时需要一台Q开关红外激光器来启动熔化过程。但是，OALV系统与典型的红外系统一样，并不能消除构建过程中的不利影响。这一失败的主要原因是，在红外波长下，仍需要高峰值功率的激光器来启动该过程。此外，该系统中的组件成本非常高，尤其是作为定制单元的OALV，而且该单元只能用于光谱的红外区域。 Seurat公司的光学处理方法 Nuburu开发了一种新的光学处理方法。其核心在于利用数字微镜器件（DMD）和激光束的组合，将能量精确引导至粉末床的特定区域。DMD是一种微机电系统（MEMS），由数百万个微小的可独立控制的镜子组成。每个镜子可以反射或不反射激光束，从而在粉末床上形成所需的图案。通过精确控制DMD上的镜子状态，可以实现高分辨率的图案生成。 Nuburu区域打印系统设计图（103为DMD设备） 具体的说，整个光学系统包含激光源、均质化器、数字微镜器件（DMD）、透镜和反射镜。DMD首先根据CAD文件生成所需的2D图案。激光束随之进入均质器对其进行整形和均质化处理，确保激光束形成一个倾斜的光斑。这个光斑定义了一个具有特定倾斜角的图像。这两个角度对于确保激光束的有效利用和精确控制至关重要。随后，激光束照射到DMD上，DMD会根据预设的程序控制微镜的倾斜角度以及哪些微镜参与其中，从而创造出二维的最终图案。这个蓝光图案随后被反射回激光束的路径上，最终在目标金属粉末表面形成相应的二维图像模式。这个图像模式不仅具有特定的波长，还具备足够的功率密度，这种高功率密度是实现高效、快速且精确激光增材制造过程的关键因素之一。据3D打印技术参考了解，激光束在DMD上形成的光斑是矩形的，因此，投影到目标表面的图像也是矩形的，这种形状有利于在熔化过程中形成均匀的加热区域。 Nuburu区域打印光学部分演示 专利指出，为了降低图案化激光的能量密度，未将光束导向粉末床的反射的激光可以被收集、重定向和均质化，在二维能量图案成像的确切位置预热粉末床。在一个实施例中，这一新工艺消除了通常在传统3D打印扫描激光系统中遇到的匙孔以及飞溅现象。可以更精确地控制熔合过程，提高零件的质量和一致性。 激光被图案化 一般来说，数字微镜设备（DMD）是一种使用非常小的镜子（通常由铝制成）来反射光线以形成图像的设备，也可以被称为DLP芯片。据3D打印技术参考查询到的资料，该设备可以从德州仪器的设备中获得。这些DMD可以包含约10万-400万个尺寸约为4微米甚至更小的且能单独旋转的微镜，这些镜子可以按照预定的模式排列，如矩阵形式，类似于照片马赛克，每个镜子代表一个像素。能量的调节可以通过控制微镜的开启时间、位置以及直接调节功率来决定，进而可以操纵熔池并将其塑造成所需的形状。 Nuburu光学部分剖面图（201、212为光纤；202为DMD设备；203为冷却装置；205为准直透镜、206为转向镜；204为光束倾卸器，208为DMD成像透镜） 在一个实施例中，Nuburu使用了一个6千瓦的蓝色激光源，脉冲宽度为6.5毫秒，重复频率为3赫兹。当使用铜粉时，这台设备具有超过75立方厘米/小时的构建速率。DMD上的功率密度为2.5千瓦/平方厘米，DMD的尺寸为2cm宽、1.1cm高。DMD具有1920×1080个微镜的分辨率，每个微镜的间距为10.8微米。DMD在该波长下的反射率约为88%，设备窗口的透射率为97%，成像光学的透射率假定为99%。使用2:1的成像光学器件，将10mm×5.5mm的图像传递到粉末床上，图像分辨率约为5.04微米，具有比其他技术更高的分辨率。 2023年11月，Nuburu宣布首次完成使用数字微镜设备 (“DMD”) 塑造的蓝色激光束打印不锈钢部件的演示，成功展示了使用可扩展蓝色激光DMD架构打印金属的能力，与当今的金属3D打印机相比，该架构可实现更快的打印速度和更低的缺陷密度。3D打印技术参考还注意到，Nuburu获得了此前GE Additive的重点关注，双方于2023年签署了一项联合开发协议，以加速该技术的开发。 2025年公布的最新专利指出，系统能够使用一个可调节的聚焦系统，在扫描过程中实时调整激光束的焦点和直径；同时使用热像仪监测打印过程中的温度变化，并通过反馈控制机制实时调整激光功率和扫描速度。相关实例指出，使用200瓦的蓝光激光，系统能够在170x170mm的可寻址区域内进行高精度打印，分辨率小于75微米。通过优化光学系统，系统能够在200x200x200mm的构建体积内进行高效率打印，适用于制造大尺寸零件。 国内方面，据3D打印技术参考了解，已有专门从事金属3D打印用蓝色激光源的开发厂商；此外，国内也已有金属3D打印设备商在开展蓝色激光粉末床熔融相关的开发工作。在区域打印方面，国内西空智造是当前唯一公开表示正在从事这项技术开发的企业。 总的来说，金属3D打印技术的发展离不开高功率、高质量激光器的开发以及光学控制能力的进步。未来区域打印技术将如何发展，还须持续观察。 推荐专利：US 2025/0108457 A1、US 2024/0131593 A1、US 2024/0227025 A9。

2025年4月22日，先临三维正式发布全新一代计量级高精度蓝光三维扫描仪OptimScan Q12，以5微米计量级精度、强大细节还原能力、双重范围无缝切换技术及自动化智能检测能力，为工业计量领域带来革新。这款产品不仅延续了先临三维的工业计量级精度，更实现了突破性创新，进一步优化3D测量应用的效率，为汽车行业、民用航空、3C电子等高端制造领域提供高精度光学3D测量利器。 恪守工业计量级精度传承，精准还原细节特征 OptimScan Q12的一大优势在于其计量级精度与细节还原能力。产品搭载自主研发的高精度硬件模块与三维重建算法，最高精度达5微米，重复性精度稳定可靠。更值得一提的是，先临三维拥有通过CNAS认可的精度实验室，为设备提供从研发到量产的全流程精度保障，能够更好地保障3D测量设备的高精度。 在检测模块，OptimScan Q12搭载的工业计量三维检测模块通过德国PTB双重精度认证，可快速完成复杂工件的几何尺寸检测。配合1230万像素高质量工业相机，设备能够精准捕捉物体表面几何细节特征，无论是细微特征还是曲面数据，均可实现无损还原。 两组扫描模组+内置芯片，效率与细节的双重突破 OptimScan Q12创新性地集成了双重扫描范围功能，通过集成两组高分辨率扫描模组，实现两个不同扫描范围的一键切换，用户无需手动更换镜头或调焦。这种设计不仅方便操作，还兼顾了扫描的效率和细节，不同范围的扫描数据可以在软件中轻松拼接融合，进一步提升了扫描的整体效果。 在扫描效率方面，OptimScan Q12同样表现出色。它内嵌了双芯片计算平台，单幅扫描时间小于1秒，配合机械臂或转台，能够实现高节拍的三维检测，大大提高了生产效率，满足了现代工业生产对快速、高效检测的需求。 针对黑色/高亮材质检测难题，OptimScan Q12搭载高质量蓝光光机配合全新芯片，提升了扫描黑色、高亮材质的能力，减少喷粉处理，避免损伤工件表面，而且提升了检测效率。 此外，该设备还具备单双目模式，支持单目与双目同时采集凹槽等复杂位置数据，且数据可实现自动融合，提升扫描完整度，攻克传统设备的扫描“盲区”痛点。 批量化全尺寸检测，工业4.0时代的重要工具 面对制造业规模化生产需求，OptimScan Q12支持与RobotScan 机器人智能3D检测系统集成，通过预设检测程序，设备完成自动扫描、自动检测、输出报告的一系列全流程应用，从而实现全自动、批量化全尺寸检测。 以机器代替人工进行批量化尺寸检测，不仅减轻了工人的劳动强度，还显著节约了用人成本。同时，机器能够24小时不间断工作，设定程序后实现自动化运转，极大提高了工作效率。同时，三维扫描数据作为关键质量数据与MES（生产执行系统）对接，不仅实现了检测结果的实时反馈，并且数据能够良好保存，打造可溯源的检测方式。 凭借其5微米的计量级精度、双重范围无缝切换技术、高效扫描能力和集成自动化检测功能，OptimScan Q12将成为各精密制造行业的理想选择。OptimScan Q12的发布，不仅是先临三维技术实力的集中展现，更是其为工业计量领域打造的智能化检测解决方案的核心组件。未来，先临三维将继续致力于技术创新，为用户提供更优质的产品和服务，助力工业制造行业的数字化转型和高质量发展。

3D打印技术参考注意到，近日深圳市金石三维打印科技有限公司（以下简称“金石三维集团”）完成新一轮数亿元增资扩股。本轮增资扩股将重点投入集团在全国布局军工、汽车、文创和机器人等行业的3D打印设备、材料及服务生产基地。 目前，金石三维集团在全国设有30多家子公司，生产基地面积超20万平方米，全面布局华南、华东、华中、西南、西北、华北六大区域。未来，集团将进一步拓展全国战略布局版图，打造真正覆盖全国的服务网，同时持续拓宽增材制造技术在市场应用的广度和深度，为更多行业客户创造价值。 金石三维于2015年成立，十年间业务发展极为迅速。目前深圳总部下辖设备研发生产基地、材料研发生产中心、软件研发中心以及打印服务中心四大业务板块，子公司数量超过30家。 金石三维已成为重要的行业参与者，也是国内少数同时布局金属和非金属3D打印设备、材料及服务并实现产业化的龙头企业，技术类型覆盖SLA、SLM、SLS、FDM、FGF、DLP、LCD等全品类增材3D打印技术，CNC数控铣、数控车床等减材装备技术，以及增减材复合加工技术，实现多种主流智能制造技术的全覆盖，可为客户提供3D打印设备、3D打印服务、3D打印耗材于一体的工业级3D打印综合解决方案。 在市场应用方面，金石三维已经在航空航天、模具、手板、鞋业、雕塑、医疗、齿科、汽车、文创、教育、建筑等领域颇有建树，同时该公司产品也远销亚洲各国、欧美、澳洲等，市场规模位居国内行业前列。 2024年新增国内外专利91项 除此之外，业务的拓展离不开金石三维长期坚持自主研发。截至2024年12月31日，该公司拥有知识产权超500项，已授权发明专利66项；参与制定5项国家标准，25项团体技术标准。3D打印技术参考注意到，金石三维在2024年新增国内外专利91项，其中发明专利27项，可以看出该公司正在加大创新力度。 此外，该公司于上年度继续突破创新，不断拓展增材制造的“边界”，持续推出金属3DP、五轴增减材、高速线成型(HSLA)、电弧增材4大新产品线，以及7款全新产品及方案。 凭借在综合实力上的多方面优势，该公司于2024年斩获40多项行业权威奖项和荣誉，其中国家级荣誉10项，省级荣誉6项。 国内市场覆盖六大核心区域 国际市场远销60多个国家和地区 2024年，金石三维持续推进全国纵深布局的发展战略，加速完善全国布局版图。在浙江、江苏等地启动新的生产基地项目，产能全面提升。形成了全面覆盖“华南+华中+华东+西北+华北+西南”六大核心区域市场的全国布局。 在国际市场方面，金石三维的设备和服务产品远销全球60多个国家和地区，业务范围遍及欧洲、美洲、亚太、中东、非洲等区域，获得全球众多优质客户的共同信赖。 未来，金石三维将继续着眼全球，坚持国际国内市场两手抓，打造国际化的品牌影响力。而新一轮数亿元增资，无疑将为金石三维提供强大助力。

据国家统计局4月16日公告，2025年度一季度国内生产总值达31.87万亿元，同比增长5.4%，环比增长1.2%。分产品看，国家将3D打印设备专门拿出，与新能源汽车、工业机器人产品并列展示，三行业产业分别增长44.9%、45.4%、26.0%。由此可看出3D打印产业在国家当前战略中的显著地位。 在当前极限关税大战背景下，3D打印机的出口备受关注。3D打印技术参考查询海关最新数据发现，3D打印设备一季度出口取得显著增长。 2025年一季度我国3D打印设备出口总量为96.5万台，相比去年同期的77.39万台增长24.7%； 2025年一季度我国3D打印设备、材料零件等总出口价值为23.5亿，相比去年同期的19.4亿增长21.1%。 2025年一季度我国3D打印设备出口至美国市场的总量约为33.2万台，相比去年同期的28.5万台增长16.3%；占3D打印设备出口总量约34.38%，上年同期占比约36.88%，跌约2.5个百分点。 2025年一季度我国3D打印设备、材料零件等出口至美国市场的总价值为8.82亿，相比去年同期的7.44亿增长18.5%。价值占比为37.4%，跌0.8%。 美国对中国施加高关税的政策是于4月公布，因此从一季度的数据看尚未带来明显的影响，反而是整体出口大涨。若贸易问题不及时解决，将直接影响百万台设备的出口市场。即便通过国外工厂代工，也将影响国内从业人员就业。 另一方面，3D打印技术参考从设备端的厂商了解到，多家品牌将在今年加强推动国内市场的发展，推动国内消费群体玩转3D打印机是头部品牌驱动不断增长、减少外部环境影响发展而无法忽视的问题。