近年来，随着制造业的发展和技术的进步，砂型3D打印技术正逐渐在各个领域展现出独特的应用价值。特别是在超大型铸件制造领域，该技术的应用受到了国内外相关领域头部厂商的关注和青睐。 为满足大型铸件制造的市场需求，3D打印装备及快速制造服务提供商北京三帝科技股份有限公司新推出自主研发的超大尺寸3DP砂型打印机3DTEK-J4000，该设备突破传统加工尺寸限制，最大可成型4米的砂型。 砂型3D打印获政策支持 铸造是制造业的根本，铸造业的发展更是国家强国战略的关键一环。国家非常重视铸造产业的发展和布局，“十四五”规划明确了要数字化转型发展的目标：到2025年，采用3D打印技术生产的铸件要超过50万吨；三部委还联合发文，要推动一体化压铸成形、无模铸造、砂型3D打印等先进工艺技术实现产业化应用。 大型铸件制造在航空航天、船舶、泵阀、汽车（新能源）、能源动力（电气）、工业机械（机器人/无人机）、轨道交通、雕塑、教育科研等领域具有广泛应用需求。 资料显示，特斯拉、宝马、比亚迪等车企已经在采用粘结剂喷射砂模3D打印技术。特斯拉采用3D砂型铸造技术快速、低成本的验证巨型模具设计和工程规格；奔驰某概念车型采用3D砂型铸造实现了后副车架、悬挂支架等结构的单体大尺寸零件铸造；国内比亚迪新电池公司正在探索3D打印技术在新能源汽车整车试制、汽车零部件和热管理系统等领域的前瞻性应用开发。 特斯拉、奔驰与小米汽车一体化压铸和借助3D打印技术开发的大尺寸构件 在航空航天领域，3D砂铸技术可用于制造发动机零部件、航天器结构件、动力装置等重要部件。可有效解决超大尺寸、多维曲面、复杂结构工件的成型难题，在小批量大尺寸模具制造以及特种行业的模具迭代升级研发上有着传统制造工艺无法比拟的优势。 在能源动力领域，3D铸造技术可被应用于大尺寸耐压复杂型腔结构件、大型薄壁轻量化零部件等的制造。GE正在资助voxeljet开发制造尺寸突破性的3D砂型打印机，以用于增材制造10吨至60吨以上铸件砂型。 美国能源部正在借助砂型3D打印开发海上涡轮机机舱部件 砂型3D打印弥补铸造行业短板 然而，传统铸造方法面临诸多挑战，特别是在新产品的研发试制阶段。例如，由于铸件尺寸巨大，通常需要拆分成部分进行分体铸造，再通过焊接集成，这不仅增加了设计负担、时间和成本，还容易导致焊接缺陷，影响产品质量和一致性。同时，修改模具也是个难题。而砂型3D打印技术则可针对大型铸件的诸多特点给出更优的解决方案： 1. 复杂结构设计优化。3D打印技术能够制造出传统工艺难以实现的复杂形状结构，进一步拓展了设计空间，提供了更多的创新可能性。 2. 产品轻量化。3D打印技术可以实现材料的局部优化和镂空设计，使得零部件既能够保持足够的强度，又能够减轻重量。 3. 功能集成一体化。在汽车行业，3D打印技术已经大量应用在一体化设计上，同一零部件实现多个零件、多种功能的集成。 4. 批量定制化。大型铸件批量定制化采用传统工艺开模费用高、周期长，3D打印可省去开模时间和费用，提高效率、节省成本。 三帝科技4米砂型3D打印机 三帝科技4米级新设备创造性的采用了无砂箱柔性区域成型技术，破除了设备成型尺寸越大，设备价格越昂贵的现象。经济、灵活，以更低的单位成本和更短的交付时间，经济高效地实现超大尺寸的砂型制造，并可根据用户需求按需定制扩展打印平台，满足10米+级的生产需求（6米/8米/10米设备已在同步接受预定），帮助用户最大限度地提高生产力。 该设备采用国际一线高精度、高通量喷头，配合高性能成型工艺和智能算法技术，可为用户提供卓越的成型精度、平衡可控的铸造性能和优良的可靠性。配备高速振动式铺粉系统、自动粉料循环系统及自研设备控制软件等，砂型尺寸精度好、强度高、发气量低、表面质量出色；设备操作简单、运行稳定可靠，具有打印预警提示功能，“视觉监控智能化系统”可实现加工全过程的实时监测和记录可追溯；开源材料工艺，可针对用户按需调整；配套高性能树脂粘结剂、固化剂、清洗剂，保证成型质量和稳定性。 面对某用户巨型、大平面、薄壁结构部件，传统焊接和铸造工艺难以满足要求，三帝科技科技借助3D打印技术在45天成功交付2件成品。三帝科技还为新能源客户交付了具有大曲面、薄壁结构的轻量化优质铝材T6061副车架，该零件若采用传统铸造方式仅模具制造就需要1-2个月，且费用高昂，三帝科技采用3D铸造工艺2周即完成成品交付。在另一个关于巨型铝铸件的应用中，传统制造方法存在成本高、周期长的问题，且无法实现所需的复杂结构，采用三帝科技3D铸造工艺仅15天就完成了交付，为客户节省了大量时间和成本。 总的来说，三帝科技深入铸造产业，致力于补足该行业的制造短板。其公司产品可咨询010-84638842-1026/13811566237。 关于三帝科技 北京三帝科技股份有限公司(3D Printing Technology, Inc. )是一家3D打印装备与快速制造服务提供商，国家高新技术企业，专精特新企业，工信部增材制造典型应用场景供应商。同时拥有“SLS+SLM+3DP+BJ”3D打印技术的创新者，业务涵盖3D打印装备、3D打印原材料的研发及生产、金属成品件快速制造服务、3D打印工艺技术支持服务等，建立了完整的3D打印快速制造产业链，广泛应用于航空航天、船舶、泵阀、汽车（新能源）、能源动力（电气）、工业机械（机器人/无人机）、轨道交通、3C电子、雕塑、教育科研、康复医疗等行业。 欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.西空智造拟发布重磅3D打印设备，有效解决增材制造疲劳寿命和变形开裂等问题 2.限时领票！TCT亚洲3D打印展，400家展商名单公布，倒计时26天 3.新方案解决3D打印过程中数据量过大的问题 4.联合综述-增材制造超高强度钢后处理技术

西安空天机电智能制造有限公司(简称：西空智造）源于西安交大航空发动机所成果转化，是一家针对空天动力、新能源动力（车）等零部件从事智能增材制造的科创型企业，致力于成为金属及多材料智能增材制造整体解决方案提供商。公司将智能增材制造特称为“i-3D”（intelligence首个字母），强调3D打印从数字制造发展为智能制造。 西空智造以智能化激光面区域3D打印、“D”打印技术为发展重点，打造速度“更快”、性能“更好”的工业增材制造技术升级版，服务于航空航天、国防、新能源等装备制造、维保重大需求。 3D打印技术参考提示，“D”打印技术是一种特殊技术，即将在2024年TCT 3D打印展推出，该设备着力解决打印件变形开裂的难题，可全面提升打印件性能、提升疲劳寿命，保障批量生产的质量一致性问题。 为保障航空航天领域对高附加值产品增材制造过程的可追溯性、工艺可重复性和性能一致性的要求，西空智造已经推出了一款国产激光增材过程监控系统，并推出有将激光粉末床熔融智能监控系统、净打印和飞秒减材有机结合的“三合一”设备——超快激光复合净打印设备。该公司当前主要业务为智能化激光面打印和“D”打印设备研制与应用服务。公司研发了国际上首台智能化激光粉末床“D”打印设备、激光熔覆复合设备，国内首台智能激光面区域打印设备。 公司使命是“i-3D创新，让制造和维保更高效”，并以“成为有国际影响力的智能增材制造技术解决方案提供商、中国自主创新示范类企业”为愿景。 西空智造目前拥有一支由数十名博士、硕士等组成的优秀技术和管理人才队伍，有多位院士、杰青、卓青等国家级专家技术咨询和指导。已在青岛成立了全资子公司，并在重庆设立西南办事处。牵头承担了国家重点研发计划“增材制造与激光制造”重点项目，已通过国家高新技术企业、陕西省“专精特新”企业认定，两个项目入选工信部2023年度增材制造典型应用场景，获国军标和国标质量管理体系认证、CNAS实验室认可，是中国增材制造产业联盟理事单位，已经申请专利90余项。 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（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.限时领票！TCT亚洲3D打印展，400家展商名单公布，倒计时26天 2.深入解读：高精度电解加工，提高3D打印零件表面质量的有效手段 3.消费品领域：聚合物3D打印技术将长期占据主导地位 4.华曙高科：面向金属3D打印批量生产的解决方案

铝的熔点为660℃，故而常用的3D打印铝合金的熔点要低于该温度，即便是耐热铝合金。在近几年的铝合金3D打印应用中，有两个典型案例： 铝合金为主要重要材质的奥运火炬能耐800℃ NASA成功测试3D打印的铝合金火箭发动机 很明显，这两个应用场景的温度环境均会超过铝合金的熔点，而其为何能够保持材料性能呢？首先是使用了纳米陶瓷涂层，其次是借助了再生冷却结构。这两种方式是保护低熔点金属实现高温应用的重要手段。目前在航空航天、轮船、能源等领域有重要应用。 纳米陶瓷材料具有较低的热导率，能够有效地阻止热量的传递。其次，纳米陶瓷涂层具有反射热辐射的能力，热辐射是物体通过电磁波传递热能的一种方式，而纳米陶瓷涂层可以反射掉一部分热辐射，使其无法穿透到另一侧；第三，纳米陶瓷涂层能够吸收和储存热量，当温度升高时，纳米颗粒会吸收热量并变得更加活跃，从而起到缓冲温度变化的作用。 以2022年冬奥火炬为例，内外飘带使用铝合金3D打印制造，经过坯件打磨、抛光之后，进行表面糙化、除尘、预热、涂敷、烘烤等一系列流水线工序。最后在其表面均匀的薄涂纳米级陶瓷涂层，最终使火炬能够耐受800-1000度高温5-10分钟。 除此之外，热障涂层还被广泛应用在飞机发动机、涡轮机和汽轮机叶片上，保护高温合金基体免受高温氧化、腐蚀，起到隔热、提高发动机进口温度和发动机推重比的作用。采用3D打印技术制造还有内部流道的叶片结构，也提供了极大便利。 再生冷却是另一种保护低熔点金属实现高温应用的手段。以火箭发动机为例，燃烧室喉部燃烧温度高达3500℃，内壁温度超过1000℃，任何金属材料在此温度下都已接近熔化，而且材料还要经受腐蚀性高压高速燃气的侵蚀。很显然，铝在该温度如果不进行结构保护很快会失效。 在火箭发动机制造领域，再生冷却结构是重要的冷却技术。火箭发动机推力室结构由内、外两层壁构成冷却夹套，约有360个冷却槽。发动机工作时，内衬一侧为高温燃气，另一侧为装载液氢液氧的冷却管道，通过液氢液氧降低火箭发动机燃烧室内壁温度保持在熔点以下，以保证材料能正常服役。推进剂组元流经冷却套冷却壁面，自身受热升温后流出冷却套，再经喷注器进入燃烧室，使通过内壁传出的热量又回到燃烧室得以“再生”，故称再生冷却。 然而，传统的推力室再生冷却结构制造动辄数月甚至更长时间，并且容易导致不同部件的质量水平不同。高昂的制造成本以及漫长的等待时间让航天发射对增材制造的关注越发迫切。3D打印制造火箭发动机的优势已经不必多说，如今，民营航天公司极为重视增材制造技术的使用，采用3D打印制造的再生冷却一体结构发动机已经投入使用。 NASA马歇尔太空飞行中心与Elementum 3D公司合作，在2023年开发了一种可焊接铝，其耐热性足以用于火箭发动机，且成功进行了测试。与其他金属相比，铝的密度较低，可用于制造高强度、轻质的部件。 实际上再生冷却结构很像模具中的随形冷却流道，同样起到快速将热量带走的作用。 总的来说，本文介绍了两种保障低熔点金属实现高温应用的手段，这些技术在遇到3D打印之后正在迸发新的生机。 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（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.重要进展：NASA开发出新型铝合金，3D打印制造火箭喷嘴并成功测试！ 2.2024年首篇Science，3D打印应用突破！ 3.视频：大国制造，步履铿锵！金属3D打印激光数量大战！ 4.图表：8类金属3D打印材料，市场应用程度排名

航空航天和医疗行业对金属零件的使用都有着较高的使用标准，金属3D打印制造的零件表面质量往往达不到最终的使用要求。 随着航空航天领域发动机、燃气轮机部件所需要的叶盘、光盘、涡轮叶轮等金属部件向高强、高硬、高韧方向发展，机械产品中复杂整体构件日益增多，去毛刺的难度也随之增大。 在医疗行业，3D打印已越来越多的用于生产髋关节和脊柱关节定制金属或 PEEK植入物。金属增材技术的优势在于允许更快的设计迭代，通过拓扑优化最大限度减少重量，并允许可定制的植入物符合患者的解剖结构——达到改善骨整合的主要目标。但不佳的表面质量却成为影响骨整合的重要因素，例如： 限制或消除细胞毒性分子从植入物中排出（例如，从钴铬髋关节植入物中排出的钴离子）； 零件接触骨骼的地方具有粗糙、多孔的骨整合表面质量，可实现更高的接触比并改善“骨锚定”； 零件几何形状（和材料）可产生均匀的负载分布，避免随着时间的推移，零件的特定区域出现孤立负载，从而导致零件故障。 对金属3D打印的零件进行高精密电化学抛光（来自Voxel Innovations） 传统去毛刺作业很难满足上述发展中对去毛刺的要求，于是各种机械化、自动化去毛刺新技术、新工艺应运而生。在《3D打印后处理 | 决定零件能否使用的最后关卡（全干货）》一文中，3D打印技术参考已经介绍了各种零件后处理手段。高精密电化学加工作为高刚硬金属领域的特种加工磨削与切削、去毛刺、抛光以及表面精密处理的方法，以小博大，以柔克刚，在航天航空领域得到又快又广的应用，助力人类将航天宏图化为正在实现的梦想。该技术能够缓解大批量增材制造零件的一些制造挑战，提高较大体积的金属零件的分辨率和表面质量。 高精度电解加工的工作原理 EBM工艺打印的IN738经过后处理（来自Voxel Innovations） 精密电解加工（PECM）是一种非接触式、非热材料去除工艺，它利用电化学（而不是摩擦或热）来去除工件材料。该工艺在工具（阴极）和工件（阳极）之间的微小间隙内冲洗带电电解液，工具和工件的接近程度与工件的去除率相关。为此，阴极的形状与工件上所需的几何形状相反。 这种电解液同时执行两个关键功能。首先，它充当发生电化学反应的导体。其次，流体充当冲洗剂，去除反应中残留的废物，并消除任何可能影响电解质局部电导率的残余热量。 高精密电化学抛光原理（来自Voxel Innovations） 该工艺的独特性质赋予其独特的优势。例如，该工艺能够同时进行机械加工和精加工，因为缺乏热量或接触消除了与其他工艺相关的任何表面不规则的可能性，例如打印的层纹或毛刺。 由于不存在热量或接触，该过程还可以在很大程度上消除工具磨损。因此，精密电解加工非常适合使用单个定制阴极来串联加工大批量零件。 精密电解加工主要用作能源、航空航天和医疗器械行业复杂金属部件的后处理加工，通常加工最初为棒料或近净形状的工件。然而，该工艺也可以用作增材部件的二次加工或后处理操作，其独特的功能对于增材医疗植入物尤其有利。 定制制造，具有更好的性能 3D打印的一大优势是能够制造出个性化、定制化的产品，无论对于医疗还是其他行业。 以医疗为例，利用现代增材技术，工程师和外科医生可以生产出一种零件，该零件可以同时最大化植入物和椎骨终板之间的接触面积（均匀分布负载），同时避免植入物太大而影响患者的活动能力。2022年加拿大的一项研究提供了这一点的证据，评估了定制3D打印和传统加工脊柱融合器各自的负载分布，最终发现与患者解剖特征相匹配的定制制造的融合器具有更好的功能、耐用性和骨整合。 在航空航天制造领域，定制化主要体现在极小批量零件的生产上，借助拓扑优化大量减除零件质量，可以大幅提高整体效益。然而，尽管有这些好处，增材制造仍具有固有的局限性，可能会破坏制造这些零件的经济性及其功能，而其中许多限制都集中在表面质量上。 3D打印制造的表面质量限制 然而，现代增材技术有很大的局限性。如果没有二次加工过程，它无法在大多数医疗设备部件上产生超精加工的表面质量。表面不规则的一些原因可能包括层纹本身、重新熔化的材料、支撑结构残余物或粉末颗粒。此外，大多数增材制造工艺无法在某些特征上实现足够的分辨率。 当金属增材制造商利用更大的粉末、更快的激光扫描策略、更大的层厚或更快极的铺粉速度来降低大批量零件生产的成本时，这些限制会进一步加剧。 PECM技术可对金属3D打印的零件进行局部表面质量改进 局限性也可能是特定于该部位的，例如前面提到的腰椎椎间融合手术中使用的脊柱笼。虽然融合器的某些方面必须具有多孔的表面，但其他方面必须具有更光滑的表面质量，而这些组合特征对于增材制造工艺来说可能难以以更高的零件体积生产。 高精密电解加工——有效的后处理手段 幸运的是，精密电解加工可能能够缓解许多这些限制，充当大容量金属增材制造零件二次加工和精加工的后处理手段。 首先，精密电解加工可以作为二次加工操作，使增材零件能够实现更高的分辨率，尤其是在薄壁和下表面等困难特征上。由于大多数金属增材工艺只能实现约0.3-0.5mm的最小壁厚，定制工具可以轻松将壁厚减小至<100µm。 此外，根据Voxel Innovations的数据，精密电解加工可以将金属3D打印零件的表面质量从5-10µm的粗糙度提高到小于0.5µm，甚至达到0.1µm。该技术 通常也比传统工艺更快，并且可以复制这些薄壁、高分辨率的特征数万次，而不会导致工具磨损。 由于该工艺优先考虑给定材料的导电性而不是其硬度，因此精密电解加工能够加工金属增材中常用材料的复杂特征，如钴铬合金和钛合金。精密电解加工可以实现高分辨率、高表面质量的特征，能够消除毛刺、层纹或表面不规则现象，并且能够同时进行精加工，从而节省制造商的时间。它还可以利用定制阴极来选择性的完成增材制造医疗部件的后加工。 尽管金属增材工艺呈指数级增长和普及，并且在航空航天和医疗器械市场中的应用不断增加，但制造商仍应注意其局限性。因此，他们应该考虑一种替代后处理技术，可以补充增材制造的优势并减少其劣势。脉冲电化学加工(PECM) 可能是一种能够提高零件分辨率并在大量零件中创建超精加工表面的有效手段。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（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.在线研讨：聚焦SLA 3D打印技术的最新发展、材料和应用 2.8月，传统工艺&增材制造：现场碰撞！ 3.结构、功能一体：增材制造GRCop-84铜合金晶格结构的力学行为 4.干货分享：间接陶瓷增材制造裂纹的形态、产生原因及应对策略

2023年，聚合物增材制造技术在消费品市场的总收入，包括硬件、材料和服务，达到约7.74亿美元，大大高于金属增材制造技术在该领域的1.74亿美元。 这一显著差异表明，基于聚合物的3D打印技术在今天的消费者应用中得到了更广泛的采用。更广泛的用途、成本优势、更易用性或材料可及性等因素正在推动聚合物增材制造的更大市场增长。 增材制造行业（硬件+材料+服务）与消费者市场相关的总收入（2023-2033） 1. 聚合物、金属增材制造市场规模和增长速度 目前，有更多的消费品可以使用塑料3D打印。此外，金属3D打印零件的价格与大多数消费品行业的价格要求不匹配，进一步加剧了差距。虽然聚合物3D打印已在鞋类、眼镜、运动装备及配件，甚至自行车和摩托车零部件等多个领域得到应用，但金属3D打印主要在珠宝和奢侈品产品设计、消费电子产品和自行车等一小众消费领域被采用。然而，随着更高效的金属增材制造技术获得更广泛的市场采用，这种情况预计会发生变化。 VoxelMatters的最新报告预测表明，消费产品中聚合物增材制造技术的收入将从2023年的7.74亿美元增加一倍多，到2026年接近19亿美元，并在此后继续快速增长。到2033年，聚合物增材制造收入预计将达到约67亿美元。相比之下，金属增材制造预计到2033年将达到约27亿美元，2027年约为8亿美元。聚合物增材制造市场的年复合增长率约为24%，而金属增材制造的年复合增长率约为31.4%。尽管聚合物增材制造的市场规模较大，但金属增材制造的增长速度要快得多。 2. 用于消费品领域的增材制造硬件市场 如今，在消费品领域产生最多单位销量和收入的增材制造机器是用于模具（主要是 SLA）和最终零件生产（主要是 DLP）的立体光刻系统，以及也用于原型制作的所有PBF系统。在金属增材制造领域，唯一真正可行的生产机器是激光粉末床熔融 (L-PBF) 技术，但仅限于独特和奢侈的产品。粘结剂喷射技术正开始受到关注，并瞄准了更广泛的产品，但它仍需要一段时间才能得到广泛采用。 2023年，聚合物增材制造硬件的价值开始达到3.8亿美元，而金属增材制造硬件的收入开始达到1.18亿美元。聚合物增材制造硬件收入预计将大幅增长，到 2033年将达到32亿美元。届时，金属增材制造硬件收入预计将达到19亿美元。 金属增材制造硬件的复合年增长率为32.3%，表明与聚合物增材制造硬件相比，其基数较小，但增长迅速，而聚合物增材制造硬件的复合年增长率较低，为23.7%。尽管金属增材制造的复合年增长率较高，表明年增长率更快，但聚合物增材制造硬件在过去10年中保持了较大的市场规模，并且也显示出收入的大幅绝对增长。 从这些洞察中我们可以看到，这两个行业都在经历稳健的增长，但聚合物增材制造硬件较大的初始基数和整体收入表明其在消费领域占据了更主导的市场地位。金属增材制造硬件尽管起点较低，但仍显示出非常惊人的增长率，表明市场采用率不断扩大，技术进步推动其在消费领域的使用增加。 3. 用于消费品领域的3D打印的材料市场 由于应用的成本和附加值较高，与金属增材制造硬件相比，金属增材制造材料产生的收入比例更高。总体而言，消费产品领域的金属增材制造年收入从2023 年的1300万美元开始，每年稳步增长，到2033年达到1.86亿美元。聚合物增材制造材料的收入从2023年的3900万美元的较高基数开始，并且逐年增长，最终达到2033年将达到2.85亿美元。 2023-2033年消费应用产生的增材制造材料收入 金属增材制造材料的年复合增长率约为30.8%，显示出在较小基数下的强劲增长。聚合物增材制造材料的年复合增长率约为22%，表明初始收入数字较大后持续增长。金属和聚合物材料在过去十年中都呈现出稳健的增长趋势，其中聚合物在此期间保持了较高的收入。但从相对年增长率来看，金属材料的增长率更高，复合年增长率快于高分子材料。 4. 消费品领域的3D打印服务市场 金属增材制造服务机构的收入在2023年开始为4300万美元，并遵循稳定增长模式，到2033年将达到5.48亿美元。另一方面，聚合物增材制造服务机构的收入在2023年开始时为3.56亿美元，并且逐年增长。到2033年，这一数字将达到32亿美元。金属增材制造服务机构的年复合增长率约为29%，而聚合物增材制造服务机构的年复合增长率约为24.6%，这表明在较大的初始收入基础上持续增长。 根据VoxelMatters的数据，消费增材制造领域的服务机构目前代表的商机相对较小，但它们正在扩大。聚合物增材制造技术在收入方面仍保持较高份额，巩固了其在市场上的主导地位。眼镜、运动服和鞋类等聚合物产品为实施专业增材制造生产线的增材制造服务提供商提供了巨大的机会。 金属3D打印技术服务机尽管总收入较低，但仍在以稳定的速度扩张，这表明对金属增材制造服务的需求不断增长。 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（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.标志性事件：MIM生产商收购间接金属3D打印技术开发商！ 2.Wohlers最新报告：2023年全球3D打印市场破200亿美元，增长11.1%！ 3.全球主要3D打印上市企业现状：中企势头凶猛，外企陷增长困境 4.最新：国内航天首次实现一体化3D打印贮箱在轨应用

4月4日，3D打印技术参考注意到，一家名为Greene Group Industries (GGI)传统金属注射成型开发商收购了间接金属3D打印技术开发商Holo，该事件实际上具有重要的标志性意义。一是“先进的”3D打印技术未能找到足够多的行业应用以支持其实现良性发展，二是传统制造行业已关注到3D打印技术对其生产流程的重要价值。 行业交叉，寻求价值Holo是Autodesk的衍生公司，其开发了基于光固化的PureForm金属间接3D打印技术，能够实现纯铜、不锈钢、钛合金、镍基高温合金等材料的复杂金属零件快速原型设计和规模化生产。 尤其需要指出的是，该公司率先攻克了基于DLP技术的纯铜3D打印。通过DLP+脱脂烧结工艺成型的纯铜的致密度平均为96-98%，足以达到大块铜95%的导热率和导电率。此外，该工艺还可能会减少激光打印产生的裂纹问题。基于已经成熟的工艺，Holo着重于散热器件的开发与制造，而不是销售3D打印机。3D打印技术参考2021年的报道中指出，其一条试验生产线每月可生产20000个纯铜小零件，并希望每年生产数百万个铜散热片零件。 Holo光固化金属3D打印技术原理 Holo 3D打印的纯铜和不锈钢零件 GGI公司拥有百年历史并提供高品质金属零件，被认为是各种金属成型技术的行业领导者，包括冲压、成型、数控加工、线切割加工以及金属注射成型 (MIM)。其先进的制造、销售和支持网络使其能够从初始产品概念出发，迅速提供原型，并开发短期生产过程。 GGI公司首席执行官表示，“Holo 的技术是对我们金属注塑、冲压和精密加工产品的补充。这项交易使GGI能够在不到两周的时间内交付原型金属零件，其表面质量和特征分辨率可与金属注塑成型相媲美。PureForm增材制造技术将通过支持整个产品生命周期的更快迭代来加强我们与客户的合作伙伴关系，同时GGI保持其优质的工程服务和质量。” Holo 3D打印的特征小至50微米，壁厚为100微米 Holo 3D打印技术具有极高分辨率   Holo的旗舰产品PureForm增材制造技术使用由MIM粉末和光固化树脂混合而成的金属浆料，实现开发高分辨率、高吞吐量零件间接3D打印。具体的说，该技术根据光聚合原理生产高精度零件生坯，其原料为金属粉末和光敏聚合物的混合体。通过掩模曝光，可以精确快速地成型整个层面，聚合物粘结剂选择性的在局部交联，将金属粉末粘结在一起。打印完的生坯经历脱脂和烧结后可以形成致密化的零件。间接金属3D打印，终要与MIM行业融合 间接3D打印技术的后端流程与MIM技术完全相同，这使传统金属注射成型制造商能够非常轻松的将该技术纳入生产流程。 间接3D打印技术有助于实现快速原型制作，而这些是传统制造方法难以实现的，这是此类技术对于MIM行业的关键价值之一，是GGI收购Holo的重要原因。3D打印技术因免于开模具而能大幅提高了开发的灵活性，缩短开发时间，并降低开发成本，属于对MIM领域早期零件开发的重要补充性甚至颠覆性技术。Holo 3D打印设备 当前，粘结剂喷射、光固化等间接金属3D打印技术均使用用于MIM的粉末作为3D打印材料，对于MIM行业来说未增加材料成本。对于基于光固化的间接金属3D打印，可以实现超精密3D打印，制造表面质量更好、细节特征更精细甚至超过MIM标准的零件。 除此之外，Holo还声称其技术能够实现复杂设计的规模化生产，并认为是航空航天、汽车、医疗、电子和工业领域的理想选择。 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（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.技术文件：苹果关注直接与间接金属3D打印，两种路线全方位对比 2.金属/陶瓷挤出高性能3D打印，被多个重点行业客户使用 3.升华三维：使用挤出技术3D打印纯铜换热器 4.最新：国内航天首次实现一体化3D打印贮箱在轨应用

3月29日，3D打印技术参考从希禾增材了解到，该公司即将推出具有中大成型尺寸的绿激光SLM 3D打印机XH-M350G，成型尺寸为350*350*500mm，是当前全球为数不多的配置绿激光、且具有中大成型尺寸的SLM金属3D打印机。 开发绿激光装备已经成为SLM技术发展的一条细分赛道，尤其在打印纯铜等高反射金属方面，绿激光具有传统光纤激光无法超越的成型效果。希禾增材背靠专业的激光器研发企业——公大激光，开发出多款适合多用途的绿光激光器。2023年，希禾增材推出XH-M160G设备，成为国内首家、全球第二家推出商业化绿激光LPBF设备的厂商。 01单模连续绿光光束质量更高的绿光激光器 当前绿光激光器主要有固体、光纤两种技术路线。其中，固体绿光一般适用于低功率激光器，光纤绿光适用于高功率激光器（目前最大功率可达3000W左右）。 光纤绿光有单模、多模等不同类别，希禾增材自研的532nm波长单模连续绿光光纤激光器，具有不同类别中最高的光束质量。光束质量是影响打印质量的重要因素，光束质量越高，能量分布越均匀，打印质量更细腻。希禾增材3D打印的纯铜产品，电导率值达到101.5%IACS，致密度超过99.6％，零件表面粗糙度Ra6-10μm。 XH-M350G配置如下： 可选配多种功率（500W/750W/1000W），可选单激光或双激光配置，不同版本具有不同的成型效率。 更大的成型尺寸，净成型尺寸达到350*350*500mm 深度定制光路系统、更小的光斑，光斑大小可控制在40-60um 覆盖材料范围更广，除常规材料外，覆盖铜、贵金属、难熔金属等更多材料体系 高度开源软件，设备&工艺控制软件支持高度开源 配备永久滤芯，确保滤芯长期使用，简易拆卸结构；气氛循环系统创新设计，大幅降低洗气、打印过程中气体消耗，降低使用成本 模块化设计 设备日常维护管理便捷，搬运、运输、安装简便 02为纯铜产品3D打印打开更广阔的应用空间 当前，市面上虽已经有基于近红外激光的设备可以打印纯铜，但不得不改造设备结构，配备更高功率的激光器（如1kw）。具有高反射的纯铜对绿激光的吸收率接近40%，相当于常规SLM用红外激光的8倍，是高反射金属的更佳选择，同时打印普通的不锈钢等金属也具有有更高的效率。 由于传统SLM设备在打印纯铜产品方面存在欠缺，相当大数量的应用不得不使用铜合金代替。绿激光金属3D打印机XH-M350G的上市，将满足当前市场上大部分3D打印纯铜（Cu）、铜铬锆（CuCrZr）、铜铬铌（CuCrNb）、锡青铜（CuSn10）、铜铝合金、铜镍合金、钨、钽、黄金、铂金等材料应用场景对成型尺寸的需求。 2024年，该公司还将陆续研发上市XH-M600G、XH-M650G、XH-M800G等大尺寸、多激光产品，以匹配更多应用场景的需求；绿激光金属3D打印技术正在成为铜基材料、难熔金属材料、贵金属材料等细分市场领域的最佳解决方案，促进金属增材行业进一步全面、快速、健康发展。 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（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.公大激光携绿光激光器及3D打印产品亮相2024美国西部光电展 2.粘结剂喷射金属3D打印质量不好？航空航天用户和苹果都在尝试 3.批量3D打印核燃料组件：西屋电气累计生产突破1000件 4.铝合金3D打印大综述：增材制造过程中的缺陷控制和微观结构

3D打印技术发展至今，工艺种类已多达数十种，从快速交付备件到定制化生产，3D打印技术可以帮助简化设备维护，加速研发过程以及通过功能为导向的设计来提升产品性能，这项技术毫无疑问正在引发制造转型。但是无论是哪种工艺类别，都不能解决所有问题，都应当根据具体的应用选择合适的工艺类型，并考虑与其他制造技术配合，且应在确有必要时使用。 材料挤出3D打印，已经从最初的打印普通塑料，发展到可以打印高性能聚合物以及连续纤维复合材料，甚至是金属与陶瓷。尤其对于后者，基于挤出的制造方法相比激光熔融技术，投资成本更低、更为灵活便捷，特别适合于办公室环境以及工业环境下的前期开发。 升华三维无疑是国内金属/陶瓷材料挤出3D打印工艺的重要开创者，其开发的PEP（Powder Extrusion Printing）技术，利用“3D打印+粉末冶金”相结合的间接工艺，实现了金属/陶瓷零部件低温段成形，高温段成性的技术突破。其产品已在航空航天、核工业、光伏半导体、电子信息、新能源等重点行业获得使用。 这种间接3D打印技术实际上发端于已经非常成熟的金属注射成型（MIM)行业，前者需要后者的脱脂与烧结专业技术。MIM技术在20世纪80年代后期开始在汽车制造、消费电子、医疗等领域得到广泛应用。但该技术在实际应用中也存在着局限性，因为每一个金属零件都需要设计一个相对应的模具，这需要较长的交货期和高昂的启动资金。而3D打印技术完全摆脱了模具的束缚，通过逐层打印，可以在短短数小时内得到客户想要的模型生坯，后续通过传统MIM的脱脂和烧结工艺，得到最终的致密高性能金属部件。 其主要优势包括： 可以为粉末冶金行业数字化赋能，解锁应用并释放粉末冶金的潜能 3D打印低温成形，PIM工艺高温成性，实现高性能结构产品制造，打印产品性能可达到粉末注射成形水平 可利用粉末注射成形成熟稳定的技术体系，材料体系广泛、产品性能一致性好 打印设备、打印材料及打印成本更低，更有利于3D打印应用的推广及普及 绿色环保，打印材料可循环利用，有效利用率高 可实现金属、陶瓷和金属/陶瓷复合材料等应用开发，金属/陶瓷复杂产品定制化生产方案 基于PEP技术，升华三维目前推出了两款核心3D打印设备——工业型独立双喷嘴3D打印机UPS-250及大尺寸独立双喷嘴3D打印机UPS-556，均采用独立双喷嘴设计，可以同时打印或者各自轮流打印金属和陶瓷材料，实现不同种类材料的复合产品开发及复杂结构的成形，具有操作简单、工业型、高精度、高质量、高性价比等优点。配套3D打印专用脱脂炉和烧结炉，构成一套完整高效的间接3D打印装备体系和解决方案。 ▲升华三维PEP工艺链核心设备示意图 在适配材料方面，具有类同于粉末注射成形（PIM）工艺所用的潜在材料均可适配。已开发出不锈钢、钨合金、纯铜、高温合金、硬质合金等金属材料，及氧化锆、氧化铝、碳化硅、氮化硅、羟基磷灰石等陶瓷材料，PEP技术有成熟稳定的粉末冶金技术加持，制备的金属/陶瓷零部件具有良好的机械和物理性能，可达到粉末注射零件水平，满足高性能金属基和陶瓷复合材料的制备需求。 能够为工业制造带来降本增效的效果： 该方案相比粉末冶金工艺，无需使用模具，大大节省开模时间与成本； PEP技术与直接的激光3D打印技术相比，打印设备、材料及投入成本大幅降低； 打印材料可循环利用，有效利用率高，废品损失少； 其结合烧结制备工艺在复杂结构件近净尺寸成型方面拥有巨大的成本优势。 可见，在成本优势即竞争优势的当下，间接3D打印工艺的效率优势在叠加成本优势后，其发展空间自然而然地被打开。   升华三维表示，其具备多元化的3D打印系统及装备研发制造体系，全面自主研发的设备、软件和材料可稳定用于生产型企业、高职高校、科研院所等多领域。未来，PEP工艺也将与其他3D打印工艺实现优势互补。升华三维一方面不断升级设备端与材料端技术，逐渐帮助工业用户打开设计制造的限制，使增材制造迈向产业化；另一方面把握好关键的3D打印设备工艺，通过实现汽车、医疗植入、航空航天、电子信息等应用端的更多突破，助力智能制造、绿色制造。  欢迎转发 主编微信：2396747576（请注明身份）; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.粘结剂喷射金属3D打印质量不好？航空航天用户和苹果都在尝试 2.批量3D打印核燃料组件：西屋电气累计生产突破1000件 3.第三届增材制造技术（国际）高峰论坛征文大赛通知 4.TCT亚洲峰会-航空航天增材制造论坛看点

粘结剂喷射金属3D打印技术（下称MBJ）具有相比于其他金属增材制造技术更低的制造成本、更快的打印速度以及更少的后处理操作，该技术长时间备受关注，但实际应用却又受到质疑，主要原因包括对制造质量的担心以及形状控制困难。但需要指出的是，该工艺已经被航空航天用户采用制造相关产品。除此之外，综合多行业媒体消息，苹果公司目前正在测试粘结剂喷射金属3D打印技术以用于批量生产Apple Watch Series 9表壳。 01法国航空航天和国防承包商采用MBJ技术进行产品制造 3D打印技术参考注意到，法国航空航天和国防承包商JPB système于2023年收购从事粘结剂喷射金属3D打印技术开发的Addimetal公司的股份，并且已经投资基于该技术的产线建设。 JPB Système首席执行官表示：“我们对粘结剂喷射金属3D打印技术的兴趣已持续数年，它是最先进的3D打印技术，但仍然只有少数供应商。Addimetal提供了在小批量制造小型、复杂但轻质零件时提的更广泛且不受约束的解决方案。” JPB Système公司已经对这项技术进行了多年探索，采用该技术生产的飞行部件实验达到了预期。该公司表示，通过粘结剂喷射技术生产的零件通常是使用机加工或铸造工艺制造，在“可实现的几何形状”方面存在“限制”，而新技术能够以更快、更方便的方式提供耐用、重量更轻的替代品。除了对Addimetal公司提供财务支持外，JPB Système还将贡献其丰富的专业知识，以确定可以最有效利用粘结剂喷射技术的更多合适应用领域及其相应规范。 02日本航空航天制造品牌投资MBJ技术开发商并开展合作 3D打印技术参考注意到，2024年3月，粘结剂喷射金属3D打印技术开发商3DEO与日本航空航天工程和制造品牌IHI AEROSPACE建立战略合作伙伴关系并获得其投资。这种多方面、多阶段的合作关系旨在利用3DEO在增材制造设计和技术差异化方面的专业知识和资源，加强增材制造技术在后者公司内部的采用和实施。而在今年1月，该公司还获得了日本开发银行和精工爱普生公司的战略投资。 3DEO开发了基于粘结剂喷射+CNC+智能分层的粘结剂喷射金属3D打印解决方案，其愿景是提供低成本、大批量、高质量的金属部件生产和服务，致力于降低金属3D打印的单件成本，它也是当前从事粘结剂喷射金属3D打印技术开发取得良性发展的不多公司之一。3DEO开发了Saffron金属3D打印平台，125台制造集群年产2000万个零件。日本航空航天制造企业对该公司进行投资和合作，证明了对后者技术的重要信任，也代表着双方共同努力探索航空航天制造的新进步。 03国产BJ技术的重要开创者峰华卓立大尺寸MBJ解决方案 广东峰华卓立科技股份有限公司聚焦粘结剂喷射技术，是国内领先的工业级3D打印设备制造及应用服务商，中国工业级微滴喷射3D打印机的开创者之一，国家专精特新小巨人、高新技术企业。公司致力于为客户提供完整的先进制造解决方案，为航空航天、通讯、微波、军工、汽车、泵阀、核电、机械制造等领域提供工业级3D打印设备及完善的技术服务支持。 自2018年开始，峰华卓立开始金属3DP打印工艺研发测试，并探索3DP技术如何实现精度、密度和物理性能的一致性的研究，使其适应工业化的生产需求。目前开发了工业级金属打印装备BJM430、BJM460，后者是面向批量生产客户的而设计的高效金属增材制造装备，凭借其大小缸配置、产线优化、开源策略等优点，已经在汽车、粉末冶金、机械模具、教育科研等行业获得了良好的工业应用。面对更大的尺寸制造需求，峰华卓立在研机型BJM800，制造尺寸达800×500×400mm，将进一步降低金属3D打印的制造成本。 根据峰华卓立的介绍，其金属3DP技术已实现多种粉末如不锈钢、模具钢、钛合金、铜合金、硬质合金等材料的成型工艺开发，产品质量优于传统铸件的高密度零件，助力实现从研发、原型设计到批量生产。 客户可根据需求，选配自动送粉装置、除尘循环系统、转运小车、固化炉、清粉及粉末回收装置、真空脱脂烧结炉等辅助设备，从而提高整个生产流程的安全和效率。辅助设备的配置能够减少对人力的依赖，改善工作环境和劳动强度，确保粉末回收利用率超过95%。此外，峰华卓立为客户提供定制化的高真空脱脂烧结一体炉。通过定制化，该公司可以快速的帮助客户完成烧结和工艺测试。   峰华卓立一直致力于技术创新和产品研发，不断探索和应用新的方法和技术来解决粘结剂喷射金属3D打印面临的问题。 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（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.预测粘结剂喷射金属3D打印烧结窗口，橡树岭提出一种新方法 2.理光与西门子合作：开发铝合金粘结剂喷射批量3D打印解决方案 3.为量产而生！峰华卓立粘结剂喷射金属3D打印技术重大升级 4.Apple Watch 9或使用粘结剂喷射金属3D打印生产表壳

3月26日，3D打印技术参考注意到，韩国天主教大学的一个研究小组成功将世界上第一个生物3D打印的人工气管植入患者体内，该人工气管使用他人的成体干细胞定制。研究小组为一名50多岁的女性进行了移植，她在接受甲状腺癌手术后失去了部分气管。手术于去年八月进行，在进行了六个月的后续观察后，确认气管植入成功。 相关负责人表示：“这次移植是世界上第一个人造人体器官临床试验的成功案例，该器官通过应用生物3D打印精密工程技术从异体干细胞开发而来。据该大学称，研究人员使用了鼻甲手术等常见手术中废弃的人体组织，这些废弃的组织被重新用作功能性成体干细胞的新来源。他们还使用了从鼻中隔手术期间获得的废弃软骨组织中收获的软骨细胞，这些细胞被用来再生透明软骨。”这些生物材料的再利用对于再生医学也是新的探索。 3D打印定制的硅胶气管支架（仅做示例，与本文案例无关） 01再生医学发展的重要里程碑具有改变医疗干预的潜力 在手术之前，研究人员遵循严格的流程和质量控制协议来开发生物3D打印人造气管。气管的大小和尺寸根据患者具体情况定制，团队收集了患者的CT和MRI数据，以便设计出完美贴合的产品。气管的长度小于5厘米，花了不到两周的时间打印出来，并通过半天的手术移植到患者体内。 这项研究的成功是再生医学发展的一个重要里程碑，也标志着生物打印具有彻底改变医疗干预的真正潜力。它不仅为复杂气管疾病的创新治疗和再生医学的发展铺平了道路，也为人工器官移植的商业化技术的发展奠定了基础，并将在未来针对各种疑难杂症的组织器官再生工程与先进生物制药的开发发挥重要作用。 T&R Biofab生物打印机 人体组织3D打印 为此次移植提供3D打印技术的T&R Biofab公司科学战略主管Paulo Marinho 博士表示，“虽然现在说生物3D打印可以解决目前移植器官短缺的问题还为时过早，但它肯定增加了部分解决某些器官或某些特定适应症问题的希望，或者至少填补了传统移植器官之间的空白。” 这项开创性工作来自多个著名机构和关键个人的共同努力，耳鼻喉科、甲状腺和内分泌外科部门做出了重大贡献。据仁川圣玛丽医院称，这些医疗专业人员及其团队在开发生物3D打印气管的研究和临床方面发挥了重要作用。 02生物3D打印超越人类想象力的技术 生物3D打印是指用含有活细胞的混合物作为基础材料，打印出活体组织器官。3D打印在生物领域的应用大多处于探索阶段。根据贺永等浙大学者的梳理总结，生物3D打印大致可划分为4个层次： 第一层次为制造无生物相容性要求的结构，比如目前广泛应用于手术路径规划的3D打印等； 第二层次为制造有生物相容性要求、不可降解的制品，比如钛合金关节、缺损修复的硅胶假体等； 第三层次为制造有生物相容性要求，可降解的制品，比如活性陶瓷骨、可降解的血管支架等； 第四层次就是狭义生物3D打印，即操纵活细胞构建仿生三维组织，比如打印药物筛选及机理研究用的细胞模型、肝单元、皮肤、血管等。 3D打印主动脉心脏瓣膜模型能泵送液体 目前在生物领域，类器官被称为模拟体内微环境最好的技术之一。类器官是在特定培养条件下，使用原代组织、胚胎干细胞或诱导的多能干细胞在体外生成的一种微器官。 人们已经制造出肝脏、胰脏、胃、心脏、肾脏甚至乳腺等在内的各种类器官。类器官被应用于癌症研究、药物筛选和精准医学领域。但它仅仅在一小块定向培养的微小组织内模拟体内微环境，距离更大尺度的模拟依旧存在距离。 　　3D打印的人类心脏具备泵血功能 如果能直接用3D打印技术，打印出心脏或者肝脏，同样可以用来测试药物，辅助药物研发。2016年，生物3D打印企业Organovo与罗氏制药公司合作开展了一项药物测试，测试结果表明，3D打印的肝脏组织可以被用于区分多种药物的毒性水平。 相比于形态微小的类器官，这些仿生器官从更大尺度上，复刻了生物组织，提供了更丰富的体内环境模拟反馈。 心脏3D打印过程 3D打印的可呼吸肺泡组织 《Bioactive Materials》发布的研究显示，2022年，有实验室将六轴机器人改造成为生物3D打印机，打印出了心肌组织。这个心肌组织还分布着毛细血管，并在体外维持了六个月的搏动。 不止是药物研发，3D打印可能会助益整个生物领域，反哺生物技术研发。2019年，《微型机器》发表研究称，学者通过改进生物3D技术，打印出感觉神经元。感觉神经元是外周神经系统的一个重要组成部分。未来，当更多类型神经元细胞被成功打印之后，学者就能更直观地观察脑科学技术的效果，从而研发出更精准的脑科学治疗技术。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（请注明身份）;硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.【电子书】3D打印如何深度影响现代珠宝首饰设计和制造行业 2.两种模式创新：3D打印为复合材料产品开发带来新思路 3.应用行业渗透：宝马将使用电弧增材制造生产汽车部件 4.首都航天机械有限公司2023年增材制造技术创造近1亿元年产值