1925年，美国Baker等人首次以电弧为热源通过金属熔滴逐层沉积的方式制造出“3D打印”金属材质的装饰物品，自此，工业制造打开了一道全新的大门。但经历近一个世纪的徘徊，这项技术的进展几乎停滞不前。直到1990年，英国Cranfield大学开展了WAAM技术的研究工作，并于2006年将该技术应用于飞机机身结构件的快速制造，进而开启了一个电弧增材的新纪元。 与国外相比，国内在电弧增材技术的上的起步相对较晚，但得益于中国庞大的需求市场，电弧增材近5年迎来了爆发式的增长。我国的电弧增材技术的发展，也经历了四个阶段。 1. 探索阶段 2016年以前为探索阶段。技术验证前期，在传统焊接机器人、机床等硬件配置基础上，探索电弧增材的技术可能性。 当时，操作者需要手工进行增材路径的编程，耗时耗力，且稍微复杂的结构编程难度就直线飙升，这也是为什么早期的电弧增材工件通常都是较为简单的回旋体或规则形状的原因。有一定工艺积累后，他们尝试通过编写一些脚本程序来规划稍复杂结构的路径。也是在这一阶段，早期的电弧增材玩家开始意识到自动CAM软件的重要性。如南京英尼格玛作为行业内最早开始投入电弧增材研究的企业，在2013年开始投入软件研发；2016年，南京衍构科技发布了第一代的电弧增材专用CAM软件IungoPNT1.0。 2. 开发阶段 随着电弧增材CAM软件的出现，行业发展也进入了第二个阶段，笔者称之为开发阶段。此时，初期用户已经开始期待将电弧增材应用于实际产品的制造。这就意味着，不仅要能把零件打出来，更要能够打印合格。因此，除了以CAM软件解决复杂空间轨迹的路径规划问题以外，针对电弧增材工艺的控形控性研究也成为了行业发展的关键词。 除了持续的工艺开发、软件算法优化迭代以外，越来越多的控形控性手段涌现出来，如多维传感耦合、机器视觉，过程锤击、辊压、超声等的一系列辅助技术，获得了较为广泛的关注和应用。 然而，个别产品单个样件的成功案例，并不能代表电弧增材技术在最终产品的制造工艺获得了验证。一个停留在实验室的样品到一个合格的批产零件，中间隔着重重困难。如何保证打印生产产品质量的一致性、稳定性、可靠性成为一个突出的问题。 3. 生产阶段 伴随着技术的不断迭代升级，以在2021年左右开始航空航天、国防军工领域的小批量生产应用为标志，电弧增材行业终于迎来了笔者心中的第三个阶段：生产阶段，这也是一个技术、装备急速发展的阶段。 全数字化的过程质量闭环监控和追溯，不断增加完善的标准化、资格认证体系，推动电弧增材迈向智能化生产时代。此时，电弧增材制造的应用场景也在被快速开发，在航空航天、汽车制造、轨道交通等领域受到了越来越多的关注。 原位增减材复合技术 伴随着材料技术及电弧增材制造技术的不断发展；通过采用原位增减材技术（即原位冶金、增材、减材的复合制造技术）使得一些高端复杂的结构、材料、功能一体化的构件的生产也变成了可能。 虽然电弧增材技术已极大缩短了生产工艺链，但其在复杂零部件生产时还是存在工艺之间（尤其是增材和减材之间）的频繁切换。 增材和减材之间的切换带了诸多问题：增材的工件是否方便拆卸？增材工件拆卸后是否存在变形？减材加工是投入设备还是委外，外协的物流和排期是否能够接受？减材工件如何定位，再次增材如何重新定位？减材加工的切削液如何处理才不影响再次增材？等等。除了工艺切换问题，还有部分工件在增材完成之后因结构干涉无法进行减材。 此时，原位增减材装备的优势便显现了出来：材料的原位冶金制备；零件生产加工过程一次拆卸，不用考虑多次装夹拆卸的问题；增减材一次装夹，不存在工序之间切换变形的问题；减少工序交替的时间浪费；不用考虑工序切换的重复定位问题；采用干切技术，减材之后可直接增材。 除此之外，增减材交替可解决刀具干涉导致内部无法加工的问题；增减交替亦可加工一些具有内部流道的结构，应对一些特殊材料的需求，可进行原位冶金等等，从而实现结构材料功能一体化设计的复杂构件的生产。 国外原位增减材复合技术应用 国外一度将原位增减复合装备用于军事，在户外甚至移动工程中进行制造和修复。 原位增减材装备的形式各有不同，像传统的机床厂家，如：DMG、MAZAK等，他们选择采用机床作为执行机构、集成增材制造装置，来实现增材与减材的功能。 2019年5月，卫星发射公司Virgin Orbit采用DMG MORI增减材复合设备为NASA打印了发动机燃烧室。 机床型增减材混合制造保证了零件的精度，但如果需要获得更大的加工范围以及更复杂的打印能力，设备能力限制和设备投入令人望而却步。 部分公司采用了机器人作为原位增减材装备执行机构，通过双机器人的增材减材交互配合或者单机器人增材与减材工具端的切换来实现制造，同时他们可以通过扩展机器人的移动轴，以最低的成本无限制的扩大整套设备的加工范围。 2018年，洛马公司曾使用多机器人增减材复合系统制造了卫星燃料箱体，目前该部件作为标准件应用在LM2100卫星平台上。 Relativity Space公司的“Stargate”3D打印设备拥有三台机器人，一台用来DED增材制造，另两台则进行减材加工。 机器人型增减材复合制造也有一定的局限性：高精度小机器人无法满足减材工具端所需的负载、刚性及稳定性，高负载的机器人又无法满足机械加工所需的精度。 机器人增材与机床减材复合制造 综上，有些从业者发现，将机器人增材与机床减材复合，可以发挥各自的长处，取得更好的加工效果。 智能化原位增减复合制造系统ArcMan M3000 南京英尼格玛工业自动化技术有限公司最新推出的智能化原位增减复合制造系统ArcMan M3000，是增减复合装备技术的集大成者，是目前全球市面上较先进的复合型增材装备之一，机床机器人复合型，用于复杂结构件的一体化成型，直接生产出近净成形件甚至成品件。 在电弧增材专用CAM软件lungoPNT4.0的控制下，快速生成增材路径以及过程减材路径，通过自动切换增材/减材工艺实现产品的全自动智能化生产。 ArcMan M3000配有lungoMC智造平台，对生产过程中的路径、工艺参数、环境参数信息等进行采集、分析、存储、追溯，实现全数字化可视过程质量监控，帮助用户更好掌握设备及产品的生产状态和信息。搭载自主研发的MaxFeed数字化大盘送丝舱，提供有效的连续生产保障。目前，在2021年底交付用户使用的M3000设备已经稳定运行，总生产时长超过10000小时。 近日，英尼格玛最新发布的智能化原位增减复合制造系统ArcMan M500， 具有更轻量、更紧凑的结构设计，设备主体可安装于集装箱内，实现户外和移动场景(公路、船舶上等)中零件的快速制造。 4. 未来标准化、规模化阶段 原位电弧增减材复合制造技术是缩短制造工艺链、颠覆传统制造模式的技术革新，它让电弧增材向实现最终产品快速制造更进了一步。而未来，生产阶段之后，电弧增材行业或许将进入标准化、规模化阶段。相信随着技术、市场趋于成熟，标准体系趋于完善，成本、效率进一步优化，电弧增材制造技术必将走进各行各业、千万工厂。 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.电弧增材制造获评中国航天科技集团2022年度十大技术突破 2.激光+电弧混合增材制造新工艺 | 哈工大团队取得重要研究进展 3.视频：ORNL使用3组机器人，电弧3D打印大尺寸金属零件 4.SLM少支撑技术！16激光大尺寸金属3D打印机多台装机！华曙高科实现重要突破

9月12日，工业级3D打印领航企业华曙高科在2023 TCT亚洲展重磅发布多款面向产业化用户的大尺寸高效金属增材制造系统：FS1521M系列、FS1211M、FS811M-U，以及面向超高温烧结产业化应用的高分子增材制造系统UT252P，新一代全封闭集成式智能高分子粉末后处理平台PMS，再次以创新引领增材制造大批量、规模化生产，为实现增材制造产业化持续努力。除此之外，新推出的SLM少支撑技术也极为引人注目。 自主研发少支撑技术  闭式叶轮支撑量减少99.8%   选区激光熔化成型闭式叶轮内部支撑去除困难，支撑残留严重影响成品质量。华曙高科在TCT亚洲展现场发布自主研发的SLM少支撑技术，采用该技术打印的闭式叶轮，支撑量减少99.8%，内外部25°各斜面结构在无支撑的情况下顺利成型，大大降低了打印消耗和后处理时间，提升了产品质量和效率。 FS1521M16激光持续突破 已实现多台装机   目前，在许多高精尖行业，超大尺寸零件生产周期长、成本高，需要高效率高稳定工艺技术体系支撑。华曙高科秉承创新理念，凭借对设备、工艺和材料的深刻理解，经过多年技术沉淀，正式发布超大尺寸精密零件批量生产金属增材制造系统FS1521M系列，以超大成形尺寸、16激光持续突破，助推增材制造产业化。 目前，FS1521M已实现多台装机，成功为产业化客户提供增质、提效、降本、高产出的大尺寸金属增材制造解决方案，为大规模工业制造赋能。   超大成形尺寸 效率与成本兼顾 FS1521M系列包含标准版FS1521M及高缸版FS1521M-U。为满足不同场景生产需求，最大限度降低材料成本，FS1521M系列配备超大尺寸通用平台，用户可根据需求，灵活选择不同幅面尺寸成形缸配置，不同尺寸方缸&圆缸可切换使用。 FS1521M-U成形缸尺寸为1530mm×1530mm×1650mm，能满足超大尺寸零件一体成形和批量生产需求。 16激光高效率 优异大幅面打印质量 FS1521M系列拥有16激光配置，成形效率达400cm³/h，提升超大尺寸零件打印效率。华曙高科通过搭接算法升级，成功解决超多激光搭接难题，使16激光搭接区域性能力学与非搭接区的偏差控制在5%以内。   创新双层风场设计，解决超大跨距大量烟尘去除问题，实现超米级以上幅面的高均匀稳定性风场。   双独立循环过滤系统，标配永久滤芯，支持长效打印。惰性气体保护下闭环粉末输送回收筛分循环系统，实现人粉无接触，解决超大工件打印巨量粉末管理和安全等问题。  FS1211M “大”有智慧 纵横无限   FS1211M成形缸尺寸高达1330×700×1700mm，其Y和Z方向均超过1000mm，体积大于1580升，适合大尺寸金属工件批量生产。可选配500W×8、500W×10激光器，光束质量高，多激光搭接校准精度控制在±0.05mm以内，全幅面光斑尺寸差异小，并且能很好地兼顾成型效率、表面光洁度等应用需求。 凭借高效、安全、稳定等优势，FS1211M也已在多家产业化客户处装机，实现高品质零件的规模化生产。 与此同时，FS1211M配备大容量粉箱，高效的惰性气体保护送粉及独立的溢粉转移和惰性气体保护筛分装置，可实现在全惰性气体保护下快速清粉和工件转移，并配置永久滤芯，降低使用成本。 FS811M-U  面向尖端行业多元应用场景的高效金属增材制造系统    FS811M-U是为了满足尖端行业多元应用批量生产的高效增材制造系统，其成形缸尺寸达840mm×840mm×1700mm（含成型基板厚度），相较FS811M体积提升77%，配备500W×8光纤激光器，可实现产线布局，为客户提供更大尺寸、高品质、一体化成形的解决方案。   UT252P  面向超高温烧结产业化应用的高分子增材制造系统   PEEK是PAEK系列（聚芳醚酮）的一种，具有优异的耐化学性、耐油性和高温热稳定性，熔点高达350℃。3D打印PEEK特别受医疗领域的关注，具备的生物相容性和可消毒性可用于定制植入物的制造，同时航空航天和汽车领域也是3D打印PEEK很常见的市场，适合更高的耐磨性和耐温性零部件制造。  UT252P是华曙高科推出的滚筒铺粉超高温烧结SLS设备，自主研发8区温控技术，温场均匀，可实现PEEK材料的稳定高效烧结。其打印的工件热稳定性、批次稳定性、颜色一致性和高纯度均达到使用标准，能实现工业化小批量生产。同时，经过创新优化，可实现材料2:8配比，粉末可循环烧结，为用户节省80%材料成本。 新一代PMS  全封闭集成式智能高分子粉末后处理平台   多年来，华曙高科始终高度关注产业化客户对于高分子增材制造产能、安全性、效率和使用便捷性等多方面需求。后处理作为增材制造中的关键一环，也是决定高品质和高产能的重要因素。 华曙高科推出的新一代全封闭集成式智能高分子粉末后处理平台PMS，是清洁智能高分子增材产线的完美搭档，旨在为产业化客户提供更高效、更先进的产业化解决方案。  与此同时，新一代PMS内置重量传感器，可实现一键自动配粉，节省更多人力成本，多种粉末配比模式可选，配粉精度可达0.1kg，其智能化管理还可助力企业降本增效。 依托于雄厚的技术实力，华曙高科将根据产业化客户多样化需求，持续创新完善产品线。华曙高科愿与更多的客户、合作伙伴携手打造更有竞争力的增材制造解决方案，共同推动增材制造产业化！ 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.华曙3D打印助力高尔夫行业创新突破，年产超1.5万件！(附演讲日程) 2.重磅分享（一）：航空航天增材制造批量生产面临的挑战与解决之道 3.重磅分享（二）：航空航天增材制造产线建设面临的挑战与要求 4.聚焦中国航空航天增材制造 ▏众多大咖分享一线3D打印技术应用现状

近年来，航空航天应用要求不断向高性能、高可靠性、低成本等方向发展，航空航天零部件也不断向着结构复杂化和整体化发展。铂力特具备十余年的航空航天零部件参研和定制化产品的生产经验、近十年的结构优化设计经验、完善的技术研发矩阵、久经工程检验的技术，针对大尺寸零件成形的效率、质量、安全等痛点问题，于TCT Asia 2023 现场重磅推出经过工程化应用验证的，超多激光、超大幅面设备BLT-S1500。 26激光、1500mm幅面，成形效率大提升 BLT-S1500设备成形尺寸为1500mm×1500mm×1200mm（W×D×H），突破成形尺寸限制，满足各领域大、中尺寸零部件的组合制造，大尺寸零部件的小批量生产，中小尺寸零件的快速批量生产。 BLT-S1500配备26激光器，最大成形效率可达900cm3/h。BLT-S1500采用动态铺粉策略，可实现多段自动变速，提高铺粉效率；BLT-S1500搭载的BLT-BP，可实现大尺寸零件一次性高效剖分，能够缩短打印前的剖分时间和准备时间，同时提高打印中的效率。此外，BLT-S1500可实现多光分区优化，兼顾打印质量和打印效率。 多项配置升级，实现高质量高效成形 BLT-S1500光路可靠，设备二十六激光光斑尺寸、能量密度一致，激光功率偏差≤±5W，光斑尺寸偏差不超过5%。设备各区域力学性能、粗糙度一致性高，零件成形质量高。 BLT-S1500通过校正方案优化、结构和控温方案优化等，对光学精度方案进行了整体优化，提高了拼接精度和拼接保持稳定性。拼接精度可达±0.05mm，并可保持3个月以上的稳定性。 BLT-S1500对流场方案进行了更新优化，满足更大幅面更多激光器要求。镜头保护方案优化，能实现打印过程中全程的镜头洁净的同时，能将工作的耗气量降低至＜15L/分钟。 BLT-S1500设备配置成熟的监控系统，实现打印过程中关键的设备与成形参数监控，提前预警相应信息。BLT-S1500搭载的铺粉质量监控功能，铺粉缺陷的检测准确率高。零件三维重建功能使得零件成形过程可视化，便于质量追溯。 BLT-S1500配置了自动粉末循环系统，解决了大尺寸多激光设备生产时间长，粉末流转节奏快的问题。自动粉末循环系统可以实现打印过程中的自动粉末回收、筛分和供应，提高粉末周转率，保证连续生产，降低生产周期和成本。 安全冗余设计，保障稳定连续生产 BLT-S1500采用整机安全冗余设计，BLT-S1500配备铂力特长寿命过滤系统，可根据滤芯阻力自动反吹清洁，滤芯寿命长。灰渣桶等配置采用安全设计，并配置惰化工装，在惰性氛围下湿化处理，可实现不停机安全更换灰桶。设备采用整机防爆设计，可以进行全方位氧含量、压力和温度监测。粉末在惰性气体保护下的密闭管道和空间内循环，保证人粉隔离和粉末安全处理。 智能产线管理软件，面向规模化生产 BLT-S1500搭载全新升级的BLT-MES 2.0，可实现增材制造领域计划层与执行层数据物联，为用户提供包括产品管理、项目计划、智能排产、制造执行、数据物联、统计看板、在线报表等端到端全链路的数字化制造解决方案，实现厂房能源监控及设备集中管控，助力批量生产。 铂力特具备数百台设备批量生产的成熟产线搭建方案和安全生产管理经验，助力用户降本、提质、增效、安全生产。 千光汇聚，构筑未来。未来，铂力特也将持续精进技术，不断创新，为客户带来更多降本、提质、增效的生产解决方案。 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.国内金属3D打印龙头铂力特，加强日本市场拓展 2.长文：“新一代软件”是金属增材制造未来发展的关键一环 3.重磅分享（二）：航空航天增材制造产线建设面临的挑战与要求 4.3D打印软件工业化应用最成功的公司，对该技术有哪些深刻理解

宁波众远新材料科技有限公司是依托于气雾化制粉技术，致力于金属材料创新的国家级高新技术企业，公司与中国科学院、浙江大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学和上海大学等多家科研院所有着紧密的合作关系。 公司主要产品为各类金属粉末，包括高温合金、铝合金、钛合金、模具钢和不锈钢等，在9月12-14日的TCT增材制造亚洲展期间，众远新材料将携几款出色的3D打印材料与广大用户见面，包括自主设计开发的新型铝合金材料ZY6061及高温合金材料GH4099、鞋模材料XM-7。其展位位于 4.1馆N05展位，众远新材料期待与各位增材制造领域专家进行深入探讨与交流。 铝合金ZY6061是在传统6061的基础上重新设计了成分，使该材料能够应用于增材制造。其具有良好的焊接性和导热性，并且能用于阳极氧化着色，提高打印部件的耐腐蚀性。 XM-7是一种模具钢材料，该材料在3D打印鞋模及手板等产品的应用潜力十分突出。由于其硬度与强度高于316L不锈钢，大大提升了模具的使用寿命。XM-7模具钢可以支持模具企业利用电解方法进行表面处理，去除悬垂位置的表面毛刺，便于鞋模企业进行咬花处理，修补支撑边缘的花纹。同时该材料还支持使用电镀方式进行后处理，提升模具耐用性。 GH4099是一种Ni-Cr强化的镍基高温合金，其正常工作环境为900℃，特殊情况下可在1000℃高温环境下短期使用。GH4099具有较高的热强性，组织稳定，冷热加工成形和焊接工艺性能优异，适用于如航空发动机燃烧室和加力燃烧室等高温增材制造结构件的制造。 众远新材料分别将于以下时间举行新材料的推介会： GH4099产品推介会将于9月12日14：00时举行； XM-7产品推介会将于9月12日15：30举行； ZY6061产品推介会将于9月13日14：00时举行。 届时可与该公司工作人员沟通交流。众远新材料依托经过验证的质量管理能力，强大的材料创新能力，有望成为值得信赖的材料开发合作伙伴。 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.大幅面、高温、高速、增减材一体！工业级FFF挤出3D打印设备重磅新品 2.干货综述：3D打印制造热交换器的五种材料选择及性能差异 3.升华三维将携大尺寸金属/陶瓷材料挤出装备亮相TCT 3D打印展 4.一类重要且有前途的3D打印金属材料——氧化物弥散强化合金

2023年3D打印行业技术和应用场景不断革新，在FDM技术领域掀起一波“高速”打印的浪潮，各大消费级打印机厂商接连推出其中小型高速3D打印机，为用户实现降本增效。 3D打印技术参考注意到，关于大幅面高速3D打印也将迎来重要新品。一迈智能基于其本身的技术积累，与汽车、航空等行业用户深入探索需求，结合原有大幅面/高温产品体系的工艺优势，打造出了一款同时具备“大幅面”、“高速”、“高温”、“双喷头”和“增减材一体”的生产工具，将于2023年TCT Asia正式发布此新品：YM-HST-1000-PRO。 高温、高速、大幅面 高温：YM-HST-1000-PRO的打印温度可达450℃，热床温度可达120℃，内胆温度可达到70℃，材料箱温度可达70℃，优异的温度条件使得它能够支持更多高性能/复合增强/通用工程材料的打印，IDEX独立双打印头模式使得它能够妥善地处理好支撑材料的打印。 高速：YM-HST-1000-PRO内置加速度传感器，基于Klipper固件进行开发，进行全新适配的算法升级，支持最高400mm/s的打印速度，在达到更好的表面效果的基础上，还大大提高了生产效率。 大幅面：YM-HST-1000-PRO的成形尺寸达到1000×1000×1000mm，充分满足大型零件的打印需求；使用了真空吸附PEI膜材的设计，免涂胶，可快速取模；采用全新逻辑的自动调平，尽管大幅面平台更容易产生一定的误差，算法均能将其弥补。 YM-HST-1000-PRO 一迈产品负责人表示，“YM-HST-1000-PRO很可能是全球第一台同时具备高温高速特性，并且成型尺寸达到一米的工业级打印机，我们相信很多行业的应用场景会因此真正达到降本增效的效果，例如在汽车、航空、船舶等领域，YM-HST-1000-PRO将成为一把利器，一款真正的生产力工具。” 颗粒打印+增减材一体 硬件：YM-HST-1000-PRO采用了模块化的X轴运动框架，可以进行快速更换，只需简单几步，即可从原本的线材打印机，变成支持颗粒打印+数控切削功能的增减材一体的3D打印机。 软件：除了硬件上的快速更换，该系统已内置了增减材一体成型的智能程序，用户仅需要使用IEMAI 3D EXPERT的特定配置参数进行切片，直接选择打印并开启增减材功能，设备程序会自动对颗粒打印模型的表面进行逐层的数控铣削，已达到更好的表面以及更高的加工精度。 一迈通过软硬件结合，实现增减材一体，用户无需学习复杂的数控软件，无需搬运模型及重新定位进行铣削，真正达到简单易用的效果。 一迈产品负责人表示，“实现用户友好的工业级打印机是我们一直以来的追求，我们相信，如此简单易用的增减材一体打印机，对模具制造工艺将是一个很好的补充，例如汽车、商用车、船舶、能源以及热压罐模具。” 应用案例 房车制造企业：麦卡是专业研发设计，生产制造皮卡越野房车，皮卡背驮式房箱的厂家。其产品具有轻量化，高强度，抗扭性强，通过性强，低风阻，经久耐用等优势。通过一迈高速3D打印技术，可以帮助其快速进行大尺寸部件的研发迭代和原型制作，部分3D打印零件可以直接终端制件使用。 设备参数     YM-HST-1000-PRO将于2023年9月12日至14日在上海国际会展中心举行的TCT Asia首次亮相。 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。该公司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 ，同时追求核心技术研发，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。目前，该公司的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。 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.针对3D打印高性能聚合物PEAK专门优化，威格斯&一迈强强联合 2.高性能大型金属构件增材制造技术汇总 3.一站式读懂如何为3D打印应用选择合适的聚合物材料 4.超高温SLS｜聚合物粉床3D打印技术的重要发展，以史玉升教授团队技术为例

热交换器的3D打印制造材料有多种选择，需要考虑的主要特性包括密度、导热性、增材制造的加工性能以及最后的成本。最合适的材料要根据组件要求、工作环境和边界条件进行选择。 3D打印热交换器的材料选择 当前的主要3D打印材料选择有： 不锈钢主要用于在高温和腐蚀环境下工作的热交换器制造； 镍基合金的导热系数高于不锈钢和钛合金可用于高温应用； 钛合金是一种轻质高强材料，也用于制造热交换器； 铝合金应用于以轻量化为主要要求、工作温度不超过250℃的领域； 铜合金由于其高导热性而成为非常合适的材料，但由于其通过3D打印制造的加工性能较差，因此尚未成熟。 1. 不锈钢 不锈钢由于其优异的机械性能、耐腐蚀性和相对较低的成本，一直被广泛应用于工业领域，因此它们是生产热交换器的良好候选材料。科学界已经克服了不锈钢增材制造工艺中的挑战，并且与传统工艺制造的材料相比，经过热处理的3D打印材料通常具有更优越的性能。许多研究都集中在评估这些合金的微观结构、机械和腐蚀性能，特别是316L奥氏体不锈钢，是最常用且最适合航空航天应用的材料。研究显示了3D打印的316L具有优异的腐蚀性能，表现出比传统材料更高的氧化物稳定性和相似的电阻，同时该材料适合制造薄壁特征。因此，316L是最适合热交换器3D打印的良好候选材料。然而，必须考虑材料的高密度和非异常的热性能。因此，这种材料并不适合制造航空航天应用中的航空发动机热交换器，但可以考虑制造其他工业领域中的热交换器。下图为3D Systems打印的不锈钢热交换器。 2. 镍基合金 镍基合金因其在高温和极高温度下优异的机械性能而广泛应用于航空航天领域。因此，它们也被选用于热交换器的制造。In625和Inl718是最知名的镍基高温合金，研究已经证明了通过这些材料可实现薄壁等特征的3D打印并已研究过各种工艺参数的影响。鉴于这些合金具有出色的腐蚀性和耐磨性，In625和In718将成为保证热交换器优异性能的绝佳候选材料。然而，减少飞机总重量的持续需求使得这些材料不适合制造航空航天领域紧凑型的热交换器。下图为GE通过3D打印制造的In718热交换器。 3. 钛合金 在各工业领域应用最广的钛合金是Ti6Al4V。它是一种具有高强度、低密度、高断裂韧性、优异耐腐蚀性和优越生物相容性的材料。最初，Ti6Al4V合金是为航空航天领域的结构应用而开发的，这种轻而高强的合金可以减轻高负载结构的重量，保持结构部件的可靠性。目前薄壁特征可行性的科学研究已在多项研究中使用Ti6Al4V，因为其可加工性以及最佳参数对微观结构、机械和热性能以及腐蚀和疲劳性能的影响已经评估了一段时间，包括对薄壁定制微观结构和机械性能、残余应力形成的热现象以及对薄壁最终几何形状的影响。研究发现，在薄壁的制造过程中，变形会累积，导致几何形状发生变化；特征高度越大，与标称值的偏差越大。临界点是薄壁在中部，变形趋于稳定到平均值。总的来说，这种材料是热交换器3D打印制造的有前途材料。下图为马里兰大学与 3D Systems 和美国能源部建筑技术办公室合作，3D打印的微型钛合金热交换器单个组件。 4. 铜合金 铜及其合金非常适合传热应用，但也面临许多挑战。它们对杂质敏感，并且由于表面反射率高和激光吸收率低，增材制造的可加工性非常低。此外，高热梯度会导致增材制造过程中分层和弯曲。然而，近年来，人们进行了许多研究铜合金增材制造可制造性的尝试，特别是在传热应用方面。一些研究已经采用添加合金元素的铜合金来降低反射率并提高吸收性能。这些研究主要集中在不同散热器配置和小型热交换器概念的增材制造上。随后，进行了比较分析，以评估这些打印结构与其传统制造差异。铜合金的增材制造还应用于航空航天领域的其他方向。在过去的十年中，多项研究报道了广泛的应用，特别是对液体火箭发动机的燃烧室的兴趣。用于航空航天的铜合金增材制造为制造具有增强的机械、热和电性能的轻质、复杂和定制部件提供了潜力。然而，确保增材制造铜合金零件对于特定航空航天应用的适用性和性能的研究、测试和验证仍在进行中。下图为通快3D打印的铜热交换器。 5. 铝合金 铝合金由于相对于其他金属材料具有高导热性、低密度和低成本，因此最常用于空气-油混合动力系统。铝合金有锻造和铸造形式，可分为可热处理和不可热处理两类。在增材制造中，最合适打印的铝粉通常基于铸造合金，因为增材制造和铸造工艺所需的材料特性相似，如可铸造性、低收缩率以及无凝固或液化裂纹。特别是，使用近共晶金属合金可以提高增材制造的加工性能，并且由于流动性更大，可以减少孔隙率和偏析等缺陷，从而更好的管理凝固阶段的熔池。此外，考虑到当今使用的复杂化学成分，近共晶合金可以实现合金元素更好的均匀化以及基体和组成相的更高稳定性。相反，变形合金不适合增材制造，因为它们需要较长的凝固范围，这会产生热裂纹。铝基材料的每种合金元素之间的相互作用决定了合金的响应和最终性能。当前通过增材制造加工铝面临的挑战包括材料的高反射率和导热率，这可能导致高孔隙率。在L-PBF工艺中，最常见的铝合金是近共晶Al-Si合金，例如AlSi10Mg、AlSi12、A357和A356。作为铸造合金的变体，新铝合金被认为是为L-PBF工艺定制的，包括Airbu sScalmalloy®和Aeromet A20XTM。下图为HRL 3D打印的铝合金热交换器。 通过SLM生产的AlSi10Mg具有超细结构，比铸造或锻造同等材料具有更高的强度，并且在高温下保持良好的极限拉伸强度。因此，它作为钛合金的低成本替代品在航空航天领域获得了应用，并在赛车运动和汽车领域获得了应用，从而为热交换器和发动机缸体部件提供了更大的设计自由度。A20X™基于Al-Cu系并添加了Ti和B，其强度可与7000系列相媲美，并保持良好的延展性，同时在高达250°C的高温下保持强度的能力优于其他增材制造铝合金。Scalmalloy®是一种Al-Mg-Sc- Zr合金，基于5000系列，因含有稀土元素因此不如钛合金具有成本效益，此外其高温性能虽然仍可以接受，但不如AlSi10Mg或A20X™。 性能差异1. 机械性能 由于L-PBF工艺能够产生独特的柱状微观结构，3D打印材料的机械性能仍然是研究的主题。具体而言，标准的缺乏给准确表征通过3D打印制造的材料带来了挑战。因此，科学界尝试使用多种方法来满足分析和解释机械性能的需求，包括工艺参数、打印方向等对机械性能以及蠕变性能的影响等，并将3D打印材料和传统工艺制造的材料之间机械性能进行了比较评估。下图为增材和铸造铝合金的机械性能差异。 2. 摩擦学和腐蚀性能 3D打印材料的腐蚀防护机制具有重要意义。表面粗糙度、微观结构和后热处理对于提高材料的腐蚀性能至关重要。高质量的表面或抛光处理有助于降低空气和海洋环境中的腐蚀速率，但对于高度复杂的几何形状和内部特征来说很难实现。对于后热处理，不同的温度和时间以及热处理的类型（固溶、时效等）会导致不同的性能，从而导致不同的腐蚀性能。人们对AlSi10Mg合金进行了大量研究，因为它是使用和研究最广泛的铝合金，对于其他铝合金则研究很少。 3. 后热处理的影响 铝合金的后热处理旨在消除各种制造缺陷和杂质，获得再结晶并改善材料在生命周期中的机械性能和行为。铝合金通常先进行固溶和淬火处理，然后进行人工时效处理。固溶处理涉及将材料保持在高温下，以使合金元素在基体中扩散。随后通常进行水淬，水淬可快速冷却，获得合金元素的过饱和结构，这会显著影响处理的成功。未能控制因素，如硬化介质的温度和搅拌、浸没速度以及零件的方向，可能会因孔隙生长而形成内部气泡，并导致永久变形。最后，时效处理包括材料的中长期持久性和中低温，以允许强化相沉淀并提高部件的最终机械性能。   铸造铝合金的常规热处理遵循 ASM 手册标准 L-PBF制造的铝合金的机械性能，打印态和热处理态材料之间的差异   铝合金最常见的后热处理是T6和T7热处理，与T6相比， T7涉及时效步骤，其特点是温度更高、持续时间更短，以实现显著的晶粒生长，从而提高材料的抗蠕变性。铸造铝合金的常规热处理遵循ASM手册标准，对于AlSi10Mg和A20XTM合金，可对照相应的铸造传统材料的标准热处理，而对于Scalmalloy®合金则不存在这些标准热处理。因此，对该合金进行了专门的热处理研究，建议的热处理包括在325°C温度下进行4小时的单一步骤或热等静压。研究发现， 325°C是理想的热处理温度，有利于Al3Sc沉淀物的形成，从而赋予热处理合金优异的性能。研究人员总结了3D打印不同铝合金的机械性能，打印态和热处理态之间的差异许多研究都集中在包括铝合金在内的多种增材制造金属合金的后热处理的优化上，并且特别关注标准处理效果的研究。 END 热交换器通常通过传统的制造策略生产。增材制造，特别是 L-PBF工艺可以生成复杂的几何形状，从而能够在短时间内大规模生产组件。增材制造借助拓扑优化和CFD建模等先进工具，能够优化形状，保证热交换器更轻、性能更高，并定制组件的机械和腐蚀特性。学术界和工业界目前正面临新一代换热器设计和生产的挑战。本文概述了采用增材制造技术生产热交换器的材料选择及性能差异，研究领域尚未全面了解 L-PBF工艺参数对制造的热交换器的表面粗糙度、微观结构和密度的影响。此外，仍然需要仔细分析选择合适的材料，以制造高质量的组件，保证可重复性、再现性和可追溯性。 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.综述：热交换器与3D打印、拓扑优化、晶格结构以及航天应用 2.由GE赞助，排名第一的散热器有怎样的结构设计和材料布局 3.3D打印的固有制造缺陷使其还无法完全替代热交换器的传统制造技术 4.一类重要且有前途的3D打印金属材料——氧化物弥散强化合金

历时 6 个月专家采访和应用研发 50页 “增材制造设计”封面选题 探索 10余 种增材制造设计模型 呈现 5 大增材制造设计模块 增材制造技术毫无疑问开启了制造业的新纪元。它完全颠覆了传统制造模式，为产品设计和制造带来了无限的可能。这种崭新的成型工艺可以突破传统机械加工的种种限制，实现极为复杂的几何结构设计，如复杂的空腔、连通结构等，精确表达设计者的每一个创意。它还可以大幅降低部件数量，将多个组件整合到一个部件中，极大简化装配。这为更轻更坚固的产品设计提供了可能。商业好处方面，增材制造可以完全按需生产、无需模具或工装，大大降低工具成本。生产周期也大大缩短，可以实现快速迭代优化设计。可以说，增材制造为设计注入了无限的想象力与可能，让科幻般的设计也能变为现实。它将彻底改变我们对产品设计与制造的认知。但是，要发挥增材制造的巨大优势，设计师必须在传统设计思维的基础上，进行更多探索。增材制造的特性决定了设计方法不能简单套用传统模式。   例如，需要考虑增材制造的基本规则，如避免过悬空的结构、以避免成型中需要添加额外的支撑结构，特征角度和位于成型表面或背面、表面质量截然不同，过大的圆孔设计在垂直成型过程中、很可能发生重力导致的变形等等。另一方面，运用增材制造的成型独特性可以带来不同程度的创新和产品优化设计，如采用拓扑优化、晶格等设计思路，能够为航空航天飞机、定制头盔等产品实现客观的轻量化设计。考虑到降低首件（或定制件）增材制造成本、或者超越工艺极限的设计迭代，增材制造成型仿真和工艺策略优化是最佳伴侣。   如果仍按照传统方法设计，无法充分利用增材制造的独特性。这往往会导致打印失败，无法实现期待的效果。《增材制造设计手册》正为此而生，它将为用户揭开设计奥秘，正确运用增材制造的独特之处。   下载《增材制造设计手册》，开启增材制造设计的崭新视野，发现设计的无限可能，创造出彻底颠覆传统的产品奇迹!  左右滑动查看 零件摆放 零件摆放指的是确定零件在打印时的放置位置和角度。摆放会影响后续的支撑结构生成和打印后处理。有些设计还需要根据摆放进行优化。  对于一些有明显结构特征的零件，像模具或涡壳，调整摆放角度的余地不大。而其他零件，比如支架，需要选择一个合适的摆放角度，既便于设计支撑结构，也要考虑打印过程中与刮刀碰撞的风险。总之，零件摆放对成功打印至关重要，需要充分考虑零件结构特点，综合确定最佳摆放方案。 设计规则 金属3D打印也有其特定的设计规则需要遵循。前面提到过要考虑零件的角度和摆放方向，这影响打印结果。另外，设计支撑结构也非常关键。设计时不仅要考虑支撑本身，还要全面考虑支撑对零件整体的影响。通过优化结构设计，可以调整支撑的强度，或者减少不必要的支撑。本章将重点解释设计时需要注意的支撑相关规则，以及一些需要优化的特殊结构，以指导设计者进行金属3D打印设计。  晶格结构 晶格结构是一种具有周期排列的多孔结构，由重复的基本单元格组成。它们密度低但强度高，具有优异的力学性能。晶格结构广泛应用于材料科学、建筑、航空航天等领域，因为它们可以在不增加重量的情况下提高刚度和抗冲击性，同时还有良好的抗疲劳和形变恢复能力。由于这些独特优点，特别是增材制造工艺可以在成本、成型可能方面完全量产晶格结构工件，晶格结构被广泛使用在航空航天、汽车、医疗、能源、建筑等许多工程应用中。随着科技进步，晶格结构在实现高性能、轻量化方面的应用潜力还将进一步扩大。   拓扑优化 拓扑优化是一种数学优化方法，它根据给定的负载、约束条件和性能指标，优化设计域内的材料分布。它通过在设计域内找到最优的材料布局方式，从而获得最优的结构性能，实现轻量化设计。由于拓扑优化生成的结构形状复杂，使用传统制造方法很难实现，增材制造成型技术的成熟使得拓扑优化设计方法逐渐扩大应用。 管路设计 3D打印可以自由设计复杂流道，这是其巨大优势。但流道设计还需考虑材料、空间、流道功能等多方面因素。虽然3D打印拓宽了设计自由度，流道设计仍需遵循一定逻辑与约束。要综合评估流道形状、结构参数、打印材料、后处理等各种因素的相互制约关系，优化流道的几何结构，以实现流体功能的最佳匹配。  生产制造 在熟悉金属3D打印的相关规则后，可以进行零件的优化设计。但是由于打印过程的不可预测性或零件结构的复杂性，可以利用增材制造过程仿真来预测可能出现的风险。仿真结果可以帮助优化支撑设计，进行预变形控制尺寸，或者平衡打印过程中的热量累积。本节通过案例详细阐述设计优化迭代的过程，利用仿真分析指导设计改进。   下载《增材制造设计手册》，开启增材制造设计的崭新视野。在此新的旅程中，发现设计的无限可能，创造出彻底颠覆传统的产品奇迹!  ⬇️ ⬇️ ⬇️ 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.长文：“新一代软件”是金属增材制造未来发展的关键一环 2.TCT亚洲展直击如何借助软件让3D打印流程找到“舒适圈” 3.沈航：面向金属增材制造的拓扑优化设计研究进展 4.AI驱动的创成式设计和增材制造优化半导体制造中的热管理

Dan Zhao等人在2021年发表的飞机回收相关的文章（Research on Scrap Recycling of Retired Civil Aircraft）估计，每年有740吨有色金属（不包括铝）可供回收，但其中只有一小部分被再利用。除了这些由传统工艺制造的零件，对于航空航天领域来说，采用金属3D打印制造产品也屡有废件产生，而且大量的支撑结构也造成了材料的严重浪费。因此，当金属3D打印的粉末使用量达到一定的规模时，回收就变得势在必行。  3D打印技术参考注意到，英国初创公司Additive Manufacturing Solutions Ltd (AMS) 启动了一个新项目——“增材制造航空航天材料回收和再利用”(R2AM2) ，已获得Innovate UK的资助，旨在探索将零件回收为金属增材制造原料的潜力以及回收后使用回收金属材料进行3D打印的可行性和实际可能性。 航空航天领域金属废件 根据 6K Additive（另一家致力于粉末回收再制造的公司）的研究，国际增材制造粉末市场预计到2023年将超过10亿美元，其中钛约占该市场的三分之一。鉴于持续供应限制和成本增加，以及地球资源并非取之不尽的事实，考虑利用约600吨的回收飞机零件比以往任何时候都更加重要，这些零件可以提供低成本、高质量的产品。AMS将这一过程称为“高价值废料开采”，并认为如果能够重复使用，那么英国市场上可以看到采矿的替代方案。   促进增材制造向循环经济发展 AMS首席执行官兼创始人Robert Higham表示：“英国曾经是增材制造技术的领导者，此后我们经历了一段停滞期，通过我们的工作以及该项目的成果，我们渴望使英国成为一个充满活力且高利润的国家国防、航空航天和汽车工业零件材料生产的原料和催化剂来源。获得Innovate UK支持是我们在这一领域的研发计划中重要且关键的一步。如果我们要继续实施促进和增加岸上制造的雄心勃勃的计划，那么建立安全、可持续的产品供应链至关重要。该项目是为高价值循环经济发展的真正可能性提供有价值数据的第一步。 AMS计划将废弃的航空航天零件回收成粉末，然后进行测试并用于制造新零件。这些零件将提供重要数据，以评估该流程为英国增材制造高质量原料提供回收材料的有效性。 3D打印技术参考注意到，回收再制造的金属粉末能否用于金属3D打印正在破除疑虑。 2023年6月，致力于开发低碳足迹钛合金开发的IperionX与福特高性能部门达成合作，双方共同探索使用IperionX的创新低碳、100%回收钛金属生产钛部件。IperionX通过将3D打印技术与其独特的钛金属生产工艺相结合， 该公司保证了设计和生产的卓越灵活性，减少浪费并提高整体效率。这种方式与3D打印的联系至关重要，因为它提供了一种可持续且高效的方法，可以在各种应用中使用其创新钛材料，包括汽车行业。 2023年3月，3D打印技术参考注意到，SLM Solutions与IperionX公司签订了一份不具约束力的谅解备忘录，后者将向前者供应回收再制造的钛合金粉末。谅解备忘录的签订，意味着SLM Solutions将为全球客户提供第一批由100%回收再制造的钛金属材料。 2023年1月，美国空军研究实验室（AFRL）公布了一项关于3D打印用钛合金回收和低成本生产新粉末项目的合同，美国国防部 (DoD) 技术加速器的国家安全创新网络部门（NSIN）将提供高达50万美元的研发资金，IperionX获得了合作机会。具体来说，该项目要求企业提交3D打印用Ti-6Al-4V粉末的回收方法提案，该方案需要具有低成本制造新粉末的特点。 IperionX致力于将金属废件转为低成本优质3D打印粉末 ’2023年2月，美国海军授权采用IperionX的回收再制造钛合金粉末为舰船3D打印制造泵组件，这将使美国海军显著缩短关键部件交货时间、提高设备可用性并持续重建美国关键钛金属供应链。 2020年，航空航天企业Relativity Space已经与6K建立了战略合作，共同开发经济、可持续的材料用于火箭3D打印。该合作将建立闭环供应链，届时，Relativity生产过程中产生的废料将通过6K转化为优质粉末，并重新部署到Relativity工厂。两家公司还将共同开发用于火箭制造和太空应用的新材料。 END 从长远来看，增材制造比传统制造更适合处理回收材料，这仅仅是因为开始时浪费的材料数量要少得多。国际能源署 (IEA) 估计，为了实现2050年的目标，到2030年必须在清洁能源上花费4.5万亿美元。这些资金中的很大一部分很可能会用于建立先进制造和回收之间的联系。 如果不大幅度、迅速的扩大回收能力，要实现扩大3D打印的生产规模并降低碳排放的目标似乎是不可能的。废粉回收和再制造正是3D打印有可能在未来几年内获得更大规模投资的应用类型。 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.Apple Watch 9或使用粘结剂喷射金属3D打印生产表壳 2.增减材复合制造实现高强度、轻量化铝合金光学结构快速成型 3.华曙3D打印助力高尔夫行业创新突破，年产超1.5万件！(附演讲日程) 4.铂力特硬质合金3D打印应用

包括路透社在内的众多报道表明，苹果公司目前正在测试用于批量生产Apple Watch Series 9表壳的粘结剂喷射金属3D打印技术，该产品将于9月12日发布。报告称，该生产技术将不再需要将金属部件切割成产品形状，从而减少了产品制造所需的时间，同时也有利于环境保护。报告补充说，金属3D打印有可能简化苹果的供应链，如果智能手表的测试成功，该公司将寻求在未来几年内在更多产品上使用该技术。   3D打印技术参考注意到，由于目前铝材料的粘结剂喷射打印烧结尚不成熟，Apple Watch Series 9的表壳采用不锈钢粘结剂喷射（Binder Jetting）金属3D打印；而此前已有消息公布，该公司的另一款智能手表Apple Watch Ultra的数字表冠、侧按钮和一些其他操作按钮使用钛合金粉末床激光熔融（L-PBF）金属3D打印生产。 就供应商的选择而言，来自中国的金属3D打印设备商华曙高科和铂力特提供了L-PBF工艺，因为苹果该产品的生产任务位于中国；而Binder Jetting工艺的提供商分析认为是是HP或Desktop Metal。苹果甚至可能考虑测试不同的工艺，以获知哪一种更具成本效益。   此前，苹果采用传统技术生产不锈钢手表表盘，约占该产品线总产量的10%。该公司利用锻造材料块体转换成更接近设备尺寸的较小金属块，然后使用CNC 加工来创建手表外壳的精确设计。据该报告称，金属粘结剂喷射技术可创建接近零件实际尺寸或“近净形状”，这些零件在后处理阶段将进行铣削。  据称，苹果在过去三年中一直在开发这项技术，并一直在为即将推出的Apple Watch Series 9专用的钢制表壳测试该工艺。目前尚不清楚新款钢制Apple Watch的首批消费者发货是否包含3D打印产品，但据报道，苹果计划在2024 年为其钛合金Ultra手表应用增材制造技术。 尽管取得了这些进展，3D打印预计仍将用于苹果制造流程中的小批量产品。事实上，大多数Apple Watch外壳以及Mac、iPad和部分iPhone等其他设备都是由铝材料制成的。Apple在铝合金3D打印方面尚未取得重大进展，预计将把重点放在钢和钛等材料上。    延伸阅读1：粘结剂喷射攻克钛、铜、铝3D打印制造，缺少商业化案例 粘结剂喷射金属3D打印技术长时间以来主要的成型材料为钢类合金，如HP公司发展多年的主要商业化材料仍为316L不锈钢。钛、铜、铝，均属于易氧化金属。根据3D打印技术参考此前的介绍，钛合金的打印和烧结过程对氧含量很敏感，如果过程控制不好，便难以实现零件致密化以及好的延伸率，设备稳定性、温度均匀性都是考量指标。这些因素造成采用粘结剂喷射来打印上述合金变得困难。 在研发方面确实已经取得了突破，钛、铜、铝实际上都已经号称取得了粘结剂喷射金属3D打印成型，但需要注意的是，这种成功可能仍旧需要大量的测试和工艺优化。截至目前，仍未有关于这三种材料采用粘结剂喷射金属3D打印的应用案例公布。 后期，若钛合金、铝合金以及铜合金能够采用粘结剂喷射实现3D打印实现稳定制造，无疑将带来革命性的影响，它将势必加速金属3D打印高效、低成本和批量化制造的进程，并能拓展更多的行业应用。 对于以苹果为代表的电子消费产品，粘结剂喷射金属3D打印技术如能稳定可靠的实现生产，无疑将极大程度简化相关产品的制造环节，并降低成本。同时，也将带动该技术更快速的发展，一些企业也将获得发展良机。 延伸阅读2：粘结剂喷射金属3D打印，将塑造一个蓬勃发展的市场 金属粘结剂喷射技术有望在金属3D打印的工业化中发挥重要作用，它可以使用较便宜的粉末和现有的冶金工作流程制造大批量零件。使用该技术制造的零件必须使用金属注射成型行业所熟悉的方法烧结成最终形式。 SmarTech在《Market for Bound Metal Additive Manufacturing 2022》中预计到2030年，基于烧结的金属3D打印零件制造市场规模将达到540亿美元； CONTEXT的最新市场研究结果指出，2022年第一季度金属粘结剂喷射市场增长最快，打印机出货量比2021年第一季度增长了113%。虽然该工艺还不是主导技术，但它是增长最快的技术之一。 IDTechEx在新报告《金属增材制造2022-2032：技术与市场展望》中表示，粘结剂喷射市场在中期将变得更具竞争力。 2022年，随着惠普设备的正式上市，中国已经有渠道可以购买。凭借早期因MJF技术塑造的良好口碑和打下的坚实基础，惠普在国内将会有较好的市场预期。但同时，市场也会对Desktop Metal所持续树立的批量化制造形象充满极大期待。在未来较长的时间内，这两家公司将会成为角逐全球粘结剂喷射金属3D打印制造领域的绝对主角。 对于国内该技术的发展，已经有了一定的进展。随着苹果公司关注这项技术，国内企业势必也将受到资本的关注。 无疑，粘结剂喷射金属3D打印技术将会塑造一个蓬勃发展的市场。   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.股票冲高！苹果或在使用中国金属3D打印机生产新款Apple Watch组件，引西方警惕 2.烧结，影响粘结剂喷射金属3D打印零件控形控性的重要因素 3.理光宣布突破6000和4000系铝合金粘结剂喷射金属3D打印成形 4.粘结剂喷射+CNC+智能分层，3DEO已发货超130万个3D打印零件

9月1日，3D打印技术参考注意到，空客联合其他15个合作伙伴（从行业领导者到小型企业、学术界和研究组织）发起了一项名为I-Break（起落架工业突破）的项目，旨在采用粉末热等静压、增材制造和复合材料等创新技术，特别是来自WAAM3D的电弧增材制造技术，开发和制造目前使用大型锻件生产的主要起落架结构部件。 该项目将耗资2250万英镑，I-Break项目将开发适用于准备投入使用的下一代飞机制造解决方案。所有这些技术都是为了缩短飞机上市时间并将工业二氧化碳排放量减少30%。 采用3D打印技术制造起落架的尝试并非首次，国内外均进行了长时间的研究，并取得了重要进展。 新华网于2013年就已报道过，中航工业副总工程师、歼-15总设计师孙聪在接受新华社专访时透露，钛合金和M100钢的3D打印技术已广泛用于新机设计试制过程，其中包括整个前起落架。 无论起飞还是降落，起落架都是支撑飞机的唯一部件，尤其是在飞机降落阶段，其承载的载荷不仅来自机身重量，还有飞机垂直方向的巨大冲力。因此，起落架的材料强度必须十分优异。此外，由于复杂的受力情况，起落架材料还必须具有超韧性、抗疲劳和和耐腐蚀的性能。 现代大型客机多采用支柱套筒式起落架，由外筒和活塞杆套接起来的缓冲支柱组成，机轮直接连接在支柱下端，支柱上端固定在飞机机体骨架上 传统上，起落架的主要承力构件均采用大型整体锻件进行制造。材料多选用低合金钢、钛或铝的合金，如波音787起落架主支柱外筒采用300M钢锻件，缓冲支柱活塞杆是钛合金整体锻件，这种整体的结构取代拼焊结构，能够有效提高寿命。在材料性能方面，300M钢的抗拉强度很高，达到1860Mpa，其横向塑性、断裂韧性和抗疲劳性也都很高，是大型飞机起落架的主导应用材料。钛合金因重量轻、强度高也被广泛用于起落架主承力构件上。 起飞过程起落架工作情况 起落架钢材料多采用真空感应加真空自耗重熔，材料冶炼成本高，因此材料价格较高。而起落架外筒及活塞杆为筒状构件，采用传统锻造+机加的制造方法，筒内实心部分需要采用深镗切削加工去除，易造成材料浪费，且加工难度大，制造周期长；特别是面对当前飞机型号的快速试制时，采用锻造工艺制造起落架将面临原材料尺寸规格限制、不利于快速响应等诸多技术问题。另外，当前的加工方法也限制了部件结构设计，从而使强度重量比无法得到有效改善。因此在满足材料性能的前提下，如何节约成本和简化工艺成了一个亟需解决的问题。 2021年，在赛峰集团与SLM Solutions的一个联合项目中，双方采用选区激光熔化技术制作了一款商务喷气式飞机的前起落架组件，采用SLM技术来3D打印制作如此大尺寸的飞机部件，尚属世界首次。该项目的目标是证明通过SLM 3D打印技术生产主要配件的可行性。与传统起落架零件通过5轴加工和三个锻造零件组装而成相比，为适应3D打印逐层制造的工艺特点，需要将组件进行重新设计，这不仅节省了整个制造过程的时间，最终还将原来的三个零件组合为一个整体，重量减少了约15％。 作为将载荷从车轮传递到飞机结构并在起飞后缩回的部件之一，赛峰对该零件的性能有严格的要求，因此材料选择了钛合金，它不仅强度高、耐腐蚀，打印后的表面质量也能够达到使用要求，仅需对功能表面进行机械加工。相比能量沉积技术，后者虽也能制造大尺寸零件，但仍需大量的后期加工才能满足使用要求。 I-Break项目通过英国航空航天技术研究所 (ATI) 计划提供支持，并由英国政府一项更大的计划提供资金，其中2.18亿英镑已分配给突破性的航空航天研发项目，支持全国各地的就业和增长。 航空航天技术研究所首席执行官Gary Elliott最近表示：“工业部长Nusrat Ghani在巴黎航展上宣布通过ATI计划进行的投资将支持一系列世界一流的技术研究项目，以提高航空航天的可持续性，从新的设计工艺到新材料。” 与SLM技术相比，电弧增材制造具有更高的制造效率，近些年来正在呈现应用加速阶段。WAAM3D在I-Break中的作用是围绕更高生产率的电弧增材制造工业化生产；控制高完整性结构应用的微观结构和机械性能；在线无损检测技术产业化；并在其升级后的RoboWAAM系统上生产相关尺寸和复杂演示部件。 I-Break项目包括多个工作任务，其他合作伙伴包括克兰菲尔德大学致力于新型 WAAM工艺和解决方案，以及关键新合金的验证；斯特拉斯克莱德大学致力于创新在线无损检测技术；世界领先的高性能传统和相控阵超声波仪器设计商和制造商PeakNDT致力于在线无损检测硬件系统。I-Break项目目前预计于2026年完成。 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.赛峰与SLM Solutions合作3D打印大尺寸商用飞机前起落架组件 2.聚焦中国航空航天增材制造 ▏众多大咖分享一线3D打印技术应用现状 3.首都航天机械有限公司实现超大尺寸铜合金产品的高效增材制造 4.逐梦苍穹，回顾GE航天航空增材制造之旅，中国航天航空能否弯道超车？