双材料3D打印是一种能够实现多种材料复合打印成型的先进制造技术，可解决多材料复合打印的难题。允许在单个部件中实现多种材料的集成，从而制造出传统制造方法难以实现，且满足不同功能和性能的复杂结构产品。为开发及生产特定具有改进性能的功能部件提供额外的可能性。 SLM金属3D打印的多材料结构体 金属3D打印的多材料结构体非激光路线 升华三维推出的PEP（粉末挤出）工艺是一种创新的金属/陶瓷间接3D打印技术，可以不再局限于某种单一材料制造，释放了3D打印技术的潜力，极大满足了复合打印复杂产品的需求。它将3D打印与粉末冶金相结合，具有低温成型、高温成性的独特特点。其采用的颗粒材料熔融挤出成型方式，在3D打印双材料过程中起着关键的作用。基于PEP工艺开发的独立双喷嘴3D打印机，发挥了独立双喷嘴挤出成型系统的优势，可以同时打印或者各自轮流打印金属和陶瓷材料，能够实现不同材料的复合打印。 独立双喷嘴系统制备双材料结构 采用独立双喷嘴挤出系统的设计目的和最大功能之一，就是进行两种不同材料的打印。该系统可配合其自主研发的切片软件功能得以实现双材料复合打印，可在同一个模型上打印两种不同材质的材料，赋予产品不同部分不同材料的功能及性能。独立双喷嘴功能充分释放了产品设计师的创意思维，满足并实现以复合功能设计为导向的复杂产品设计构想。 双喷嘴系统制备复合结构的能力 设计灵活性：3D打印的层叠成型方式，允许设计师制造复杂的几何形状，可提供更大的设计自由度； 材料多样性：PEP工艺可以适配多种金属和陶瓷粉末材料，包括难熔金属和高性能陶瓷，这为制备具有不同物理和化学性质的金属陶瓷复合结构提供了可能； 复杂结构制造：能发挥3D打印的高复杂度结构成型和双喷嘴独立挤出材料的优势，可制备出传统方法无法制造的复合材料+复杂结构产品； 一体化成型：能够实现双材料结构件的一体化成型，避免了传统工艺中多部件组装带来的问题，有助于提高双材料结构的整体性能和可靠性； 快速开发生产：具有快速制备双材料复杂结构的能力，能够缩短制备周期，提高生产效率，有助于加快产品的开发和商业化进程。 ▲独立双喷嘴系统不同打印模式的样品 @升华三维 该系统在制备双材料复合结构方面展现出显著的潜力，但同时也面临着一系列技术和工艺上的挑战，制约着这一技术路线的发展。需要通过深入研究和技术创新，不断优化PEP工艺打印双材料的实现能力，提高其制备复合结构的能力和市场竞争力。 双喷嘴系统制备复合结构面临的挑战 材料适配性：尽管PEP工艺能够处理多种材料，但不同材料之间的适配性仍是一个挑战。需要深入研究不同材料在PEP工艺中的行为特性，以确保它们能够稳定地结合在一起形成复合结构； 挤出胀大效应：在挤出过程中，热塑性材料可能会因为挤出胀大效应导致最终样品尺寸比设定尺寸大，这需要通过优化打印工艺参数来控制； 层间堆叠孔隙：打印过程中可能产生堆叠孔隙，尤其是在同一层的相邻打印线条、上下相邻两层之间，需要通过优化打印工艺来减少这些孔隙； 后处理工艺：PEP工艺制备的复合结构需要经过脱脂烧结处理后才能达到最终的应用要求，后处理工艺的选择和优化对双材料复合结构的性能有重要影响，特别是在两种烧结工艺差异较大的材料上，可能需要结合特殊的材料设计和后处理技术。 双材料制备案例分析及应用方向 PEP技术能实现不同金属／陶瓷材料间的复合打印，这意味着应用场景也得到了进一步的扩展。基于独立双喷嘴系统，升华三维目前已开发有支撑打印、支撑连接打印、复合材料打印、不同部位指定材料打印、镜像打印、复制打印等，为不同材料的复合结构开发和应用提供支持。可适用于科研教育、航天航空、军事国防、生物医疗、汽车制造、能源化工等领域的金属/陶瓷多材料、金属/陶瓷复合材料及其产品的快速开发制造。 ▲独立双喷嘴3D打印机支持的打印模式 @升华三维 双层梯度硬质合金制备 双材料复合打印弥补了传统单材料打印的缺陷，尤其在聚合物基梯度功能结构制备中具有独特优势。今年10月，中南大学粉末冶金国家重点实验室与株洲金韦硬质合金有限公司科研团队，在3D打印梯度硬质合金在PDC衬底的应用研究中，采用间接3D打印工艺制备无η相高韧性渗碳梯度硬质合金(FGCCs)。本研究采用PEP工艺的独立双喷嘴3D打印机预置了仅外层贫碳的双层硬质合金生坯，通过预烧结渗碳制备了三组新型 FGCCs。为高性能PDC衬底双材料增材制造提供了解决思路。该研究成果发表在国际顶级期刊《Ceramics International》。 ▲双层硬质合金3D打印模型示意图 @Ceramics International ▲烧结与渗碳样品宏观形貌与金相图 @Ceramics International 93W和96W梯度功能材料制备 在钨合金材料开发领域，一高校与升华三维的联合项目中，采用双喷嘴系统实现了难熔金属93钨合金和96钨合金的双材料打印，打出来的成品界面处无缺陷，γ相分布较为均匀。在航空航天、核能、太阳能、生物工程植入等领域具有极大的应用价值。 ▲93W和96W梯度材料 @升华三维 金属双材料填充打印 金属双材料打印案例中，还有采用两种不同成分不锈钢材料进行复合打印的，用于认证《金属双材料复合结构不同性能变化对功能件影响》研究的可行性。该案例利用了PEP工艺切片软件的晶格填充功能自动生成晶格骨架，再使用独立双喷嘴系统分别挤出骨架和晶格空隙填充材料，从而实现样品结构的制备。因两种材料成分接近，可使得两者能在优化后的同一套后处理工艺上实现烧结，最终获得了双材料结合致密，且冶金性能优异的样品。 ▲不同成分不锈网材料复合打印 @升华三维 铜与陶瓷材料复合打印 此外，在材料差异较大的应用中，以铜线圈&陶瓷绝缘线圈为例，此部件为电动马达领域的产品，同时由铜线圈和陶瓷隔离层组成。铜线圈能够与铁或铁合金组合产生磁场，使用陶瓷材料使铜导线与铁及铁合金部件绝缘。该案例利用了升华三维3D打印设备的独立双喷嘴系统，同步解决了铜及陶瓷结构件的复合成型和导电绝缘的难题。而打印好的生坯经过脱脂烧结等一系列工艺处理后，可得到最终的成品件。 ▲铜线圈&陶瓷绝缘线圈 @升华三维 PEP双材料复合打印作为增材制造技术中的一种独特体现方式，为设计和开发高性能多功能复合材料和复合结构领域提供了更多可能。其在异质功能结构一体化成型、个性化定制、环保材料开发等方面都具有前瞻性，有望展现出广阔的应用前景和市场发展潜力。

机器人领域正以前所未有的速度进行着创新与变革。其中，材料的选择和生产方式革新成为推动这一领域前进的关键力量。PEEK材料在机器人领域的应用热度持续攀升，3D打印技术也为机器人生产带来了全新的灵活生产模式。 以塑代钢，机器人的 “理想之选” PEEK（聚醚醚酮）是一种高性能热塑性工程塑料。它具有一系列能够以塑代钢的特性，在保证优异的各项性能的同时拥有比金属低得多的密度，使其在机器人领域展现出巨大的应用潜力。 首先，PEEK材料具备出色的机械性能，能够承受较大的外力而不变形，这对于机器人在复杂环境下执行任务至关重要。例如，在工业机器人的关节部位，需要材料能够承受频繁的运动和较大的负载，PEEK 材料的高强度特性就能确保关节的稳定性和耐用性，减少因材料疲劳而导致的故障，延长机器人的使用寿命。 其次，PEEK材料具有良好的化学稳定性。它能够抵抗多种化学物质的侵蚀，无论是在潮湿的环境中，还是接触到腐蚀性的液体，都能保持性能的稳定。这一特性使得机器人可以在化工、食品加工等特殊行业中安全可靠地运行，不会因为环境中的化学物质而影响其工作性能。 PEEK材料分子结构 此外，PEEK材料还拥有优异的耐高温性能。它能够在较高的温度下保持良好的物理和机械性能，这对于在高温环境下工作的机器人，如焊接机器人、高温炉作业机器人等，无疑是一个理想的材料选择。 3D打印：开启机器人灵活生产新时代 传统的机器人生产方式往往需要大量的模具和复杂的加工工艺，这不仅成本高昂，而且生产周期长，难以满足快速变化的市场需求。而3D打印技术也许能为机器人生产带来了革命性的改变。 在机器人研发阶段，3D打印技术可以快速制作出原型，帮助工程师验证设计思路，及时发现并解决问题。与传统的制作原型方法相比，3D打印大大缩短了研发周期，降低了研发成本。而且，工程师可以根据测试结果对模型进行快速修改和优化，然后再次打印，这种迭代式的设计过程能够加速机器人的研发进程。 一迈3D打印PEEK材料机器人部件（组装前） 一迈3D打印PEEK材料机器人部件（组装后） 在生产阶段，3D 打印可以实现个性化定制生产。不同客户对于机器人的功能和性能要求可能各不相同，传统的大规模生产方式很难满足这种个性化需求。而 3D 打印技术可以根据客户的具体要求，快速打印出符合特定需求的机器人零部件，甚至可以直接打印出完整的机器人。这种个性化定制生产模式不仅能够提高客户满意度，还能为企业开拓更广阔的市场空间。 机器人领域，PEEK与3D打印将完美结合 目前，在机器人领域，已经有许多成功应用PEEK材料的案例。例如特斯拉的人形机器人Optimus，以及一些医疗机器人的关键部件采用PEEK材料制作，既满足了医疗环境对材料的严格要求，又实现了个性化定制，提高了医疗机器人的治疗效果。 PEEK材料的优良性能也为3D打印的机器人零部件赋予了更高的品质。采用3D打印技术制作的PEEK材料零部件，不仅具有良好的机械性能和化学稳定性，还能在轻量化方面表现出色。轻量化对于机器人来说至关重要，它可以降低机器人的能耗，提高机器人的运动速度和灵活性。 一迈高性能打印解决方案 一迈3D打印PEEK材料机器人案例 ↓↓一迈品牌简介↓↓ 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。一迈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。其重视品牌打造，目前已获得中国、美国、欧盟的商标证书 。该公司追求核心技术研发，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。如今，一迈的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。

第七届中国（成都）国际3D打印大会（简称：第七届IAME）将于2024年12月27日-29日正式举办。第七届IAME以“增材制造学术及技术交流+3D打印技术与装备展+3D打印大赛+专项活动+重点企业考察”为基本框架，内容涵盖第七届中国（成都站）国际3D打印技术大会与装备展、中国（成都站）国际3D打印创新创业大赛、重点企业考察等其他活动。 本届大会将有国家增材制造创新中心主任卢秉恒院士在内的9位院士以及超过200位国内外专家学者出席并做专题报告。大会将采用“1+6+N”的模式，即一场高规格主会搭配六大聚焦不同专业领域的论坛，涵盖金融、能源动力、航空航天、教育创新发展、生物医疗、汽车及轨道交通装备制造等领域，并设置国际学术会议、技术成果展示、创新创业大赛等多项活动。同时，会上将揭牌增材制造精准医疗创新联盟，发布增材制造产业化“成都宣言”，创新的会展赛融合新模式，将会议、园区与展览完美融合，为增材制造产业发展呈现一场高规格又兼具权威性、专业性的交流合作盛会。 大会报名通道

高精度零件的打印一直是增材制造行业的难点之一。打印这些零件过程中的发生的变形问题会影响产品最终的使用和装配。尽管可以通过添加支撑等方式，控制打印过程中出现的变形，但对于一些结构较为复杂的零件，添加支撑有时也难以避免变形。因此一款能够通过快速仿真来实现变形补偿的软件就变得尤为重要。 VoxelDance Engineering (VDE)是由漫格科技推出的一款增材制造仿真软件，它不仅拥有强大的仿真能力，还可以基于扫描结果对零件进行变形补偿优化。软件的求解算法利用GPU并行加速，相对于传统的有限元求解算法，提速了5-10倍。 装配精度难题，仿真可助力 随着种植义齿的个性化需求越来越大，增材制造技术在齿科领域逐渐成熟。但是3D打印种植体与种植基台的装配精度一直是困扰业界的难题。广州瑞通增材公司在国内推出了完整的齿科增减材复合制造(Additive-Subtractive Hybrid Manufacturing, ASHM)一体化解决方案，利用漫格科技的仿真软件，成功解决了3D打印种植体与基台装配精度难题。 义齿零件（马龙桥）的外部存在多个用于后续加工的定位环（图1），并且定位环的变形量需要控制在0.10mm以内，所以它的加工难度比较大，装配精度要求非常高。 图1 原始牙模零件 变形补偿功能，这样用 通过使用漫格科技VoxelDance Additive对原始牙模零件进行了数据处理，按经验通过添加支撑的方式，来控制零件变形，然后进行切片打印（图2）。打印后发现，变形依旧存在，定位环远超出了装配所需的尺寸要求，显然是不符合精度要求的。 图2 原始牙模的实际打印结果 随后，工程师利用VoxelDance Engineering（VDE）对原始牙模进行了仿真处理，它能够对增材制造过程进行全流程工艺仿真，分析并进行变形补偿，帮助工程师在实际打印之前预测和规避潜在的问题。仿真后，观察其变形程度（图3）与打结果中的变形趋势一致。 图3 原始牙模仿真结果 工程师对打印出的零件进行了实验室扫描，得到含有零件变形信息的模型，并将其与原始牙模模型进行了拟合。通过对打印前后两个模型的几何信息进行比对，计算得到该牙模的位移场（图4）。从图中清晰地看到打印件变形场的分布情况，多个位置超出了最大位移限制。 图4 牙模打印后位移场 最后工程师将扫描得到的位移场信息反向施加到原始零件的模型上，对零件进行变形补偿，得到补偿后的零件打印数据。 补偿零件在打印过程中依旧会发生变形，但变形后的补偿零件会更加接近原始零件的设计尺寸。 将零件的变形量控制在了0.10mm内，完成了装配任务。 为了验证补偿效果，工程师将补偿零件进行了实际打印并再次扫描。 将其与原始模型比对后发现变形量显著降低，完全满足定位环的精度要求（图5）。 图5 补偿后牙模的位移场 扫描结果的变形补偿，是根据打印件扫描得到的位移场对原始零件进行反向补偿。VoxelDance Engineering (VDE) 软件提供了“变形补偿”功能，降低了打印过程中的变形量，确保零件精度。该功能可以实现在零件初次打印变形量过大时，根据打印结果对零件进行迅速调整，使得后续打印件更为接近原始设计尺寸，从而提升产品的整体质量。 精准预测零件变形和开裂，对于降低金属3D打印风险、成本几乎是老生常谈。但如何用好仿真，却需要积累经验。 极度复杂的零件想要实现一次打印成功是很困难的，需要工程师结合仿真结果来优化打印方案，不断进行设计仿真制造迭代才可真正实现仿真工具的作用。作为国产金属3D打印仿真自主品牌，漫格科技推出的VDE软件，无疑补齐了行业短板，助力我国金属3D打印高质量制造。 申请试用或了解更多信息，请联系：Sales@voxeldance.com。

根据市场调研机构Verifiedmarketreports发布的行业报告《Copper Powder for 3D Printing Market》，2022年3D打印铜粉市场规模为8.5亿美元，预计到2030年将达到21亿美元，2024年至2030年的复合年增长率为12.1%。据此估计，目前铜3D打印市场或以达10亿美元 3D打印用铜粉市场规模将以惊人的复合年增长率实现收入和指数级增长。市场的增长可以归因于全球范围内电子、汽车、航空航天、医疗和其他应用对3D打印用铜粉的需求不断增长。 中体新材推出3D打印纯铜及铜合金粉末 3D打印技术参考注意到， 中体新材作为在3D打印金属材料领域持续深耕的创新型企业，凭借强大的研发体系和制粉工艺技术实力，成功推出两款新产品——纯铜以及铜铬锆合金，成功解决了铜产品加工过程的成分稳定性问题，且两款产品均能够实现每月数吨的产能。 铜铬锆合金——精确成分控制 铜铬锆（CuCrZr）合金是一种典型的高强高导铜合金。在该合金体系中，锆（Zr）元素的含量对材料整体性能起着至关重要的作用，可有效抑制晶粒生长，确保材料在高温工况下依然能保持良好的机械强度、硬度以及导电性。但在材料加工过程中，极易出现锆的烧损现象，使得合金中的成分比例精确控制一直是行业难题。 中体新材目前成功突破这一瓶颈，开发出稳定且精确的Zr成分控制技术，可将Zr含量范围控制在0.1-1%之间，同时Zr成分偏差严格限制在0.1%以内，精准的成分控制可确保每一批次的铜铬锆粉都具备一致性。 中体新材将铜铬锆合金粉命名为 CNPC-CuCrZr，粒度范围为15-53um，具有出色的流动性（霍尔流速< 20S/50g)，能够满足激光粉末床熔融的打印需求；良好的烧结活性也使打印件具有较高的机械性能。 打印测试块 样品光学图像 样品致密度测试 热处理后的拉伸性能测试 测试发现，样品 维氏硬度平均值为175.3，致密度平均值超过99%； 热处理的抗拉强度为584Mpa ，屈服强度为487Mpa，延伸率20%，在当前行业具有领先优势。目前，中体新材已具备每月数吨铜铬锆（CuCrZr）合金粉末的稳定产能，能够及时且持续提供高品质的铜铬锆合金粉。 纯铜粉——具有抗氧化特性 中体新材研发部同时推出了球形纯铜粉抗氧化技术，成功解决了纯铜粉极易氧化的问题，能够在粉末生产、储存、运输以及3D打印全过程中，形成一层稳定且有效的保护膜，将氧含量严格控制在极低水平。在整个3D打印流程结束后，纯铜打印件的氧含量可控制在1000ppm以内，确保纯铜粉打印部件的优异导电性和良好的力学性能，使其能够在电子、电力等对导电性要求极高的领域稳定发挥作用，同时可延长纯铜部件的使用寿命，减少因氧化导致的性能衰退和材料损耗，节省维护成本和材料更换成本。 同时，中体新材自主研发的AMP工艺，能够实现3D打印纯铜粉规模化生产。通过对气雾化工艺的精心优化与持续创新，中体新材每月能够稳定产出达十吨以上3D打印纯铜粉，为大规模生产提供坚实的供应保障。 铜3D打印粉末必须具备的规格要求 为满足3D打印的行业需求，铜粉必须满足某些规格： ▪ 粒度分布：铜粉颗粒的大小和均匀性对于实现高质量打印至关重要。一致的粒度可实现更佳的打印效果和更好的层粘附性，从而确保最终产品既精确又耐用。 ▪ 纯度：电子和航空航天等行业需要高纯度铜粉，以防止可能对零件性能产生负面影响的杂质。 ▪ 流动性：铜粉应具有出色的流动性，确保顺利送入打印机并进行可靠的铺粉。这对于进行高质量的可重复打印至关重要，尤其是在大批量生产中。 ▪ 与3D打印系统的兼容性：并非所有的3D打印系统都可打印铜粉。为了获得最佳效果，打印机必须能够达到有效烧结铜颗粒所需的高温并进行防反射处理。 中体新材纯铜粉末微观形貌 多元化领域应用 纯铜及铜合金是在3D打印领域被重点关注的重要材料之一，这是因为它具有优异的导电性、导热性、耐腐蚀性和韧性，在电力、散热、管道及装饰等多个领域展现出了广泛的应用潜力。特别是在3D打印技术的推动下，该技术能够制造出传统工艺难以实现的复杂结构和精细细节，所开发的火箭发动机零部件、高效热交换器、微型冷板等，在性能上远超传统制造工艺，因此能够 满足航空航天、电动汽车和高端计算等行业中，对于高性能、轻量化、复杂结构的需求。 ▪ 电子制造：铜的优异导电性使其成为制造电子元件（如连接器、热交换器和电感器）的理想材料。使用铜进行 3D 打印可以创建传统制造方法无法实现的复杂几何形状。 ▪ 航空航天工业：铜的强度重量比和耐高温特性使其非常适合航空航天应用，包括热交换器和发动机部件。其热性能有助于减轻重量，同时保持热管理效率。 ▪ 汽车行业：在汽车应用中，铜用于制造散热器、燃油喷射器和传感器等部件，这些部件的高导电性和耐用性至关重要。3D 打印可以快速制作这些部件的原型并进行生产。 ▪ 医疗器械：铜的抗菌特性使其在医疗领域受益，可用于生产医疗器械和植入物中使用的可消毒组件。 展望未来，材料创新、工艺优化和应用拓展将成为3D打印铜合金粉发展的三大引擎。中体新材将进一步研究探索更多新型铜合金元素的组合与配比，通过精准控制合金元素的添加量和表面改性的工艺参数，提高铜合金粉的激光吸收率和成形质量，开发具有更高强度、更好导电导热性以及更强耐热性能的铜合金材料，为3D打印铜合金部件在更多领域应用奠定坚实的材料基础。

12月21日最新消息， Desktop Metal已在特拉华州衡平法院对Nano Dimension提起诉讼，声称后者未能履行双方合并协议中规定的义务，即尽最大努力尽快获得监管部门的批准。 2024年12月，一直主张收购其他知名企业的电子电路3D打印开发商Nano Dimension，再次经历了董事会变动。与3D打印技术参考不久前报道的一样，关于对Desktop Metal和Markforged的收购，发生了重大变化。 Desktop Metal要求加快审判进程，并希望于1月进行，法院已安排在2024年12月30日举行紧急听证会。 Desktop Metal强调，公司将继续专注于履行合同义务、完成交易，并对合并能够迅速完成持乐观态度。其 不限于要求Nano Dimension配合寻求美国外国投资委员会（CFIUS）的批准，包括完成与CFIUS的谈判并执行CFIUS提出的缓解协议（根据合并协议的要求），并在收到CFIUS批准后的五个工作日内完成合并。 此外，Desktop Metal还请求法院宣布Nano Dimension未能履行其尽最大努力获得监管部门批准的义务，并且仍有义务采取一切必要行动尽快完成合并。Desktop Metal还寻求法院发布禁令，禁止Nano Dimension终止合并协议或采取任何与合并协议规定的义务不一致的行动。 据Desktop Metal称，合并协议中的所有其他监管条件均已得到满足，剩余的唯一监管条件是获得CFIUS的批准。 因此可以看出， Desktop Metal可能面临巨大的财务压力，急切希望合并，然而Nano Dimension内部董事的变动让收购事宜突然生变，让其措手不及。 关于围绕几家大企业之间的收购，还要回到2023年。起初Nano Dimension欲通过股市收购Stratasys，但遭到后者的抵制；之后Stratasys主张与Desktop Metal合并；紧接着3D Systems主张收购Stratasys，并代替后者向Desktop Metal支付了违约金，但最终收购也以失败告终。 Nano Dimension拥有巨大的现金流，希望在优质公司陷入发展困境时收购他们，但很显然近两年屡遭碰壁。其内部董事会股东之间也频繁发生矛盾，可以看出意见并不统一，闹剧多次登上行业新闻。而Desktop Metal摆脱困境的机会很有很能将再次破灭。

12月18日，中国工程院《全球工程前沿2024》报告在京发布。3D打印技术参考注意到，两项增材制造技术被纳入其中。同时，其他多项关键前沿研究也与该技术相关。 在工程研究前沿的机械与运载工程部分，包含4D打印的形状记忆聚合物智能结构。 在工程开发前沿的化工、冶金与材料工程部分，包含金属多工艺一体化增材制造关键技术和装备。 4D打印是在3D打印技术基础上发展起来的智能增材制造技术，它赋予了产品可控的动态演变能力。形状记忆聚合物作为智能材料，在4D打印中扮演着至关重要的角色，其在生物医学、航空航天、智能装备、柔性电子、机器人开发以及空间科学等领域均具有广泛的应用前景和重要的研究价值。 金属3D打印技术种类非常之多，而多工艺一体化增材制造的关键在于将多种增材制造技术有机结合。例如，将激光粉末床熔融技术与激光能量沉积技术、冷喷涂等相结合，可以实现高性能复杂结构零部件的制造。这种多工艺集成技术不仅提高了生产效率，还为高复杂度零部件的制造提供了新的思路。 NASA使用L-PBF工艺打印的GRCop-42铜合金和 LP-DED打印的HR-1高温合金整体式部件 此外，在“多尺度复合材料能量吸收结构、连续陶瓷纤维增强的金属基复合材料、基于机器学习的新型智能材料设计、高性能多元合金材料的高效定制制备技术、生物工程器官”，这些研究前沿领域，增材制造技术也将发挥重大作用。 报告指出，2024全球工程前沿呈现四大特点： 一是工程前沿研究向极微观深入——芯片、生物医学、量子物理等科技前沿不断深入发展，引发全球科技和产业创新颠覆性变革。 二是工程前沿探索向极端条件迈进——制造、能源、材料等领域技术加速进步，抗灾、耐极温、耐腐蚀等材料性能为制造业发展和极端环境作业提供了更加可靠的保证。 三是工程前沿开发向极精准拓展——全球卫星导航精确定位技术、机器人精准操控技术的发展，开辟了人类生产和生活新空间。 四是工程前沿创新向极综合交叉发力——多学科交叉渗透，理论应用互相促进，传统研究和新兴研究互相结合并扩散拓展，为全球科技创新与产业创新深度融合开辟新途径。 总的来说，3D打印技术参考认为，增材制造技术在多个领域的应用和技术创新，将对全球工程科技发展产生重大影响。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

12月19日，2024增材制造产业发展论坛暨增材制造产业年会在广州开幕。 中国 增材制造产业联盟副秘书长李方正作中国增材制造产业发展洞悉报告。根据对超400家企业的交流和调研，其指出，我国增材制造技术发展，正从“配角”变为“主角”，从“可选”变为“必选”。 01. 我国增材制造市场规模与技术应用现状 在产业发展方面，我国2023年增材制造行业企业总营收400亿，同比增长25%，近5年复合增长率27%，高出全球增速15个百分点。2024年全国增材制造产业规模将突破500亿，预计到2027年将达到千亿级的市场规模。 通过对66家企业的深度调研发现，这些企业2023年的总产值约130亿，这些企业专门从事增材制造的人员约1.5万人，人均产值86.7万，该产值是普通制造业人均产值的两倍（普通制造业人均产值得40万左右）。本科以上学历占比约50%，研发人员占比30%，而普通制造业研发人员占比约10%左右。 在技术应用方面，增材制造应用正在释放新动能。截至目前，我国增材制造已成功应用于国民经济39个行业大类（占比三分之一）、89个行业中类（占比五 分之一），覆盖产品全生命周期，逐渐进入多领域、广泛渗透新阶段。这说明增材制造技术已经在角色上开始慢慢向主角靠拢，而不仅仅是一个补充。另一方面，对于一些重点应用领域来说，增材制造技术已经从“可选”过渡到了“必选”。 在航空航天领域，增材制造技术解决了该领域传统结构造不出、谁设计谁制造的难题。通过 大范围零件整合进行集成化制造，实现轻量化、高强度组件制造，大幅提高装备可靠性，同时降低燃料消耗，带来更多附加效益。目前，增材制造技术在航空航天领域的应用规模已经具有较为可观的体量。 在汽车领域，李方正博士指出，通过对车场的调研发现，增材制造技术在汽车零部件研制的方面已经在发挥不可替代的作用；同时在动力电池领域也在发挥作用，从材料选择、结构设计到性能优化，3D打印技术为动力电池行业带来了新的发展机遇。 在医疗领域，医学3D打印器械产业快速发展。截至2024年11月，国内已获证或备案的3D打印医疗器械达199个，二类及三类器械达167个。 在消费品领域，3D打印玩具的火爆是2024年的一个重要看点，甚至引起了央视的关注。相关资料显示，近期TikTok Shop单周3D打印玩具中的龙蛋模型销量已经突破1万件，在美国拥有极高的人气，而这些3D打印的龙蛋相当数量来自中国义乌。另外，3D打印的“一条龙”也是今年的爆品。 02. 我国增材制造产业发展特点 李方正博士指出，国内增材制造市场增长非常强劲。从全球范围来看，国内增材制造产业规模已居全球第二，而消费级市场已达全球第一。2023年规模以上企业共200家，营收超一亿的企业为50家，预计2024年将有更多企业产值破亿。当前，3D打印业务相关上市企业共25家，专精特新小巨人企业数量52家，拥有上百台服务设备的服务中心超10家，装备、材料、服务多种业务于一体的综合型的强劲实力的供应商超20家。 对于全国增材制造产业发展区位特点，呈现出东高西低，沿海高、内陆低的发展态势，而且企业主要集中在京津冀、长三角、珠三角地区，北京最多21%，广东次之12.8%，江苏11.4%，上海10.5%，浙江7.2%。北京是我国技术发源地，集聚全国主要核心研发单位、应用单位，包括很多的高校、科研机构以及央企资源；长三角地区因为非常好的区位条件，较强的工业基础和非常开放的市场经济，所以外资、港资和增材制造领域特别青睐于这里；广东是前沿开放阵地，交通优势非常明显，增材制造技术应用非常高，属于应用高地，而且是我国增材制造桌面级设备发展最快的区域，也是出口的重要开放区域。 03. 我国增材制造产业发展面临的问题 即便我国增材制造产业发展迅速，但同样正面临一些新挑战。李方正博士指出，企业普遍反映存在几个关键问题：行业标准更新周期过长，无法及时反映最新的技术和市场变化；标准的实施落地存在困难，导致其在实际应用中的效果不尽如人意。这些问题已经成为众多专家和企业关注的焦点。 除此之外，产业还面临着成本控制、产品质量稳定性以及生产效率提升等方面的问题，技术层面的挑战也不容忽视。最后，国内缺乏一个能够整合行业资源、打破信息孤岛的公共服务平台，这在很大程度上限制了整个行业的协同创新和协同发展。 针对这些问题，增材制造产业联盟计划采取一系列措施。首先，着手构建一个标准生态体系，从长江流域开始，建立一个涵盖人才培养、标准制定和制造联合体的全方位合作平台。同时，将推动增材制造区域服务中心的建设，以解决区域化和集成化发展的问题。计划进一步持续打造增材制造示范应用场景，并进行推广。增材制造产业联盟2024年已经在北京、华东、西南和华南地区开展了相关工作，明年将继续推进。 最后，增材制造产业联盟正在规划建立一个增材制造公共服务平台，旨在打通行业和区域间的信息壁垒，解决人才、标准和政策信息的流通障碍，构建一个权威的增材制造产业线上生态系统。通过这些措施，希望能够推动产业的健康发展，实现协同创新和协同发展。 注：本文由3D打印技术参考创作，已经过李方正博士审核，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印技术参考于近日注意到，一款直径达0.6米的碳化硅遥感卫星反射镜成功使用3D打印技术制造，并完成了光学加工和镀膜，性能通过用户测试。该事件标志着采用光固化3D打印技术制造SiC陶瓷的技术路线成功得到验证，也标志着国内在大尺寸陶瓷3D打印应用方面取得重大进展。据 了解，此次打印项目采用了乾度高科 “米级”高精度光固化陶瓷 3D 打印机。 遥感卫星反射镜是卫星光学系统中的关键部件，随着卫星技术的不断进步，对反射镜的要求越来越高。碳化硅（SiC）材质因其具有优异的机械性能、热稳定性和光学性能，成为制造高性能遥感卫星反射镜的重要材料。传统制造碳化硅反射镜的过程复杂，存在加工误差大、材料浪费严重、复杂结构难以制造、成本高、周期长等多方面挑战。而3D打印技术为碳化硅反射镜制造提供了革命性的技术方案，尤其在复杂设计、形状优化以及生产周期和成本控制方面。 乾度高科大尺寸陶瓷光固化解决方案 接下来，3D打印技术参考将介绍，该大尺寸碳化硅遥感卫星反射镜的制造过程。 SiC反射镜光固化3D打印制作流程 光固化3D打印SiC反射镜的制作流程包括原料准备、3D打印、后续处理、性能评估与检测以及成品制备与应用等多个步骤。 1. 材料选择 光固化3D打印的碳化硅反射镜通常采用碳化硅陶瓷粉末和光敏树脂的复合材料。需要 确保碳化硅粉末能够在树脂中均匀分布； 树脂必须对紫外光有较强的反应能力，能在短时间内固化； 材料在光固化后需要经过高温处理（烧结），确保最终制品的力学性能和热稳定性。 常见的光固化树脂包括环氧树脂、丙烯酸树脂等，这些树脂能够与碳化硅粉末良好结合，并能在紫外光照射下快速固化。 2. 3D打印机选择 为保证反射镜的高精度，选择合适的光固化3D打印机至关重要。乾度高科针对碳化硅材料光固化3D打印的难点开展了长期研发，专门为高固含量陶瓷浆料高精度成型开发了桌面级和工业级3D打印机。打印过程中，使用柔性刮刀和光强补偿技术来确保浆料的均匀分布与固化，实现了高固含量纳米碳化硅材料的高精度打印成型。 在此次0.6米SiC陶瓷遥感卫星反射镜的制备中， 乾度高科利用了其“米”级陶瓷3D打印装备。该设备可实现1200×900×500mm大幅面打印，将助力碳化硅陶瓷的应用领域将进一步扩展，提升碳化硅陶瓷3D打印的精度和效率，同时降低成本。 使得更加复杂和精细的结构成为可能，进而推动新的设计和应用的出现。 3. 后处理：脱模与烧结 打印完成后，需要将打印件从打印平台上取出，并进行必要的清洗，去除表面未固化的树脂。 由于打印件中含有大量光敏树脂，必须进行脱脂处理。 这一过程通常通过在高温炉中加热进行，去除树脂的有机成分，准备进行烧结。 经过脱脂处理后，反射镜进入烧结阶段。将打印件在高温炉中加热至碳化硅的烧结温度，通常在1600-2000℃之间。烧结过程将使碳化硅粉末相互结合，形成致密的陶瓷结构。烧结时要控制升温速度和保温时间，以避免反射镜因应力不均而发生变形。 4. 表面处理与抛光 烧结后的反射镜表面往往较为粗糙，需进行进一步的机械抛光或化学抛光处理，以提高其表面光滑度和光学性能。由于遥感卫星反射镜对表面精度要求极高，通常需要进行多次抛光，确保反射镜表面具有足够的光学反射能力。 SiC反射镜光固化3D打印关键技术难点 采用光固化3D打印技术能够制造极为精细且复杂的几何形状，但其在陶瓷3D打印方面具有多方面的加工挑战。 首先是材料均匀性控制。碳 化硅粉末和树脂的混合均匀性直接影响打印件的质量。粉末的粒径、分散性以及树脂的粘度等参数需要精细调控。 其次是烧结过程中的控制。烧结过程中温度控制至关重要，过快的升温或不均匀的温度分布容易导致反射镜变形或开裂。 第三是表面光滑度，反射镜的表面光滑度对于卫星的观测精度至关重要。高精度的抛光工艺和表面处理技术需要在制造过程中精细把控。 国内外多家研究机构预测，碳化硅陶瓷3D打印技术的未来应用前景非常广阔，涵盖了航空航天、汽车、电子、医疗、能源、环境等多个领域。 随着3D打印技术的持续进步，特别是在精度、速度和成本控制方面的提升，碳化硅陶瓷将逐渐成为多个高科技领域的核心材料之一。 未来，随着技术的成熟，碳化硅陶瓷3D打印将在各行各业的高性能部件制造中发挥越来越重要的作用。

生物3D打印技术在医学领域正逐渐产生深远影响，由该技术开发出的功能性组织器官，在移植、疾病研究和药物筛选方面具有巨大应用潜力。在引导组织修复与再生方面，生物3D打印能够精准定位细胞空间位置。然而，尽管细胞生物打印技术取得了显著进展，但将细胞包裹于水凝胶生物墨水中的标准方法仍面临重大局限。其中一个主要挑战是如何实现与生理状态相关的细胞密度（1亿至5亿细胞/毫升），这对于有效的组织修复与再生至关重要。然而，目前的生物打印技术难以实现原生组织中的高细胞密度。 3D打印技术参考注意到，宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发了一种基于细胞球体（细胞群）的 生物打印 方法，可以精确、快速制造复杂组织，速度比传统技术快十倍。据该团队称，这一突破代表着朝着创建功能性组织和器官迈出了决定性的一步，为再生医学开辟了新的可能性。 相关研究以“High-throughput bioprinting of spheroids for scalable tissue fabrication”为题，于11月发表在自然通讯。 细胞密度对于创建功能性组织非常重要。因此，球状体提供了一种替代方案，它们的细胞密度接近人体组织。但是，尽管3D打印球状体似乎是实现这种密度的有效解决方案，但研究人员遇到了困难。当前的技术通常会在打印过程中损坏细胞，从而降低其活力。 为了解决这个问题，该团队开发了一种名为HITS-Bio（用于生物打印的高通量集成组织制造系统）的新方法。该系统使用喷嘴阵列同时操纵多个球体，通过将喷嘴排列成4×4网格，可以快速准确拾取16个球体并将其精确沉积在生物墨水基底上。研究人员解释，“它比现有技术快10倍，并且保持了90%以上的高细胞活力。” HITS-Bio工艺示意图 HITS-Bio技术在多个应用中展现了其效用。在大鼠模型颅骨缺损（约30mm³）再生治疗中，由于使用这种技术实现了高剂量的细胞输送，因此实际上加快了骨骼修复速度。三周后，伤口愈合率达到91%，六周后愈合率达到96%。此外，该技术还成功制造了包含约600个成软骨球体的可扩展软骨结构，凸显了其高通量效率（每个结构制造时间不到40分钟）以及修复体积缺损的潜力。 研究人员表示，HITS-Bio技术提供了可扩展的方式制造复杂且功能性组织。增加喷嘴数量可以制造更大、更复杂的组织，例如器官和肝脏等。该团队还在研究将血管融入人造组织中的技术，这是生产更多可用于临床或移植组织的必要步骤。