造成陶瓷增材制造工业应用滞后的主要原因是成形缺陷过多和成形质量差。其中，裂纹缺陷严重影响陶瓷件的力学性能，是该技术向工业实用化推进的最大障碍。目前，现有的陶瓷增材制造裂纹缺陷研究主要集中在实验方法的裂纹形貌和抑制上。在往期文章中，3D打印技术参考已经介绍了间接和直接陶瓷增材制造的裂纹形态，本期内容主要介绍陶瓷间接增材制造裂纹的形成机制，探究裂纹形成机理。 1. 陶瓷间接增材制造裂纹产生的机制 根据裂纹形成阶段，间接陶瓷增材制造中的裂纹缺陷分为成型裂纹和烧结裂纹。成型裂纹主要是由于生坯成型阶段收缩应力超过聚合物结合强度造成的，形貌表现为水平和十字形裂纹，尺寸为纳米到微米量级。烧结裂纹出现在高温热处理阶段，裂缝开口大，方向性不明显，横向、纵向和斜向裂纹在烧结件表面交联分布，严重影响陶瓷件的力学性能。  对于光固化陶瓷浆料间接增材制造，陶瓷浆料被激光照射并聚合，同时浆料中的感光树脂交联形成玻璃状聚合物，这伴随着收缩应力的产生。当收缩拉应力超过树脂的结合强度时，就会产生垂直于拉应力方向的细裂纹。玻璃状聚合物进一步固化形成固化层，固化层在两端发生聚合收缩，产生指向固化层中心方向的收缩拉伸应力。当固化层上端的拉伸应力超过聚合物的结合强度时，将产生垂直于激光扫描方向的交叉裂纹。受凝固层位移的约束，当前层收缩产生与前一层相同类型的裂纹。此外，层间结合不良会在相邻层的交界处产生平行于激光扫描方向的水平裂纹。间接陶瓷增材制造翘曲和裂纹形成图：（a）没有翘曲和裂纹的打印结果；(b) 翘曲形成(c) 裂纹形成 在高温脱脂热处理过程中最容易出现裂纹，由于生坯中含有大量的有机结合剂，高温热处理过程中有机结合剂的快速热解导致局部压应力过大。在局部压应力下，陶瓷粉末之间的毛细力，液相粘合剂被有机物热解产生的气体混合物从生坯内部带到表面。在粘结剂排出过程中，生坯内部容易形成交联孔隙。孔隙受到高温热膨胀，产生高内压应力，导致它们破裂并形成微裂纹。此外，在极端升温速率下，当陶瓷材料的结合强度超过生坯内局部区域气体聚集产生的压应力时，会导致零件开裂形成宏观裂纹。陶瓷坯体中可能存在未反应的单体和光引发剂，固化层末端未反应的光引发剂在高温下热解产生自由基，使残留单体聚合，产生较大的机械应变并且增加了样品中的残余应力，进而破坏了聚合物的键合关系，导致生坯出现更严重的宏观裂纹。 脱脂过程中气体释放过程与陶瓷件裂纹分布 SLS技术通过激光束直接熔化低熔点粘结剂粉末。由于坯体制备阶段激光能量密度低，激光烧结冷却慢的特点，坯体温度梯度低，不易产生裂纹缺陷。裂纹多形成于高温脱脂、烧结和冷却阶段。在高温脱脂阶段（400~600℃），粘结剂迅速热解，固相陶瓷颗粒原子发生迁移，陶瓷颗粒接触点通过形核和晶粒长大逐渐形成烧结颈。粘结剂热解导致陶瓷生坯严重体积收缩，导致烧结颈部内原子键的结合强度或晶界界面能被局部区域收缩应力超过，导致严重的收缩裂纹。在高温烧结阶段（1600℃以下），陶瓷颗粒充分烧结并熔合在一起，随着烧结温度的升高，晶粒尺寸变得过于粗大。晶粒粗大导致晶界结合强度低，在后续冷却收缩引起的收缩拉应力作用下，易沿晶界形成微裂纹缺陷。除了晶间裂纹，热收缩产生的拉应力也会在层间结合强度低的地方产生裂纹缺陷。此外，烧结阶段的极端加热速率导致烧结部件表面和内部之间的温度梯度过大，由此产生的热应力会导致生坯出现开裂缺陷。烧结件在冷却阶段，其内部相变可能导致相体积发生变化，使大晶粒晶壳在静止的非晶核周围收缩产生微裂纹缺陷。 (a) 相变收缩微裂纹(b) 硅基陶瓷中微裂纹的形态 综上所述，陶瓷浆料间接增材制造裂纹主要发生在成型和烧结过程中，在成形阶段，收缩拉应力的存在是产生裂纹缺陷的关键因素，有机物热解产生的局部压应力是产生烧结裂纹的主要原因。陶瓷粉末铺粉间接增材制造裂纹主要发生在高温烧结过程中，局部拉应力引起的烧结颈断裂和晶粒过度长大引起的晶粒粗化是裂纹的主要来源。直接和间接陶瓷增材制造工艺在冷却过程中都会产生相变裂纹，这主要是因为相变过程伴随着相变粒子的体积变化，使相变粒子与基体之间产生拉应力和压应力造成的。 2. 间接陶瓷增材制造裂纹产生的抑制策略 裂纹缺陷严重阻碍了陶瓷增材制造技术的工程应用，是亟待解决的问题之一。从工艺、材料成分方面采取合理的裂纹抑制方法，有助于提高陶瓷件的成形质量。 优化工艺参数 对于间接陶瓷增材制造，激光功率、扫描间距和固化深度是成型工艺的主要参数。在随后的脱脂和烧结过程中，升温速率和保温时间都是可调参数。选择合适的激光功率可以避免生坯中出现大量未反应的单体，从而降低脱脂过程中出现裂纹的可能性。固化深度与激光功率正相关，合适的固化深度可以避免分层和层间水平裂纹。研究发现SLA制备Al 2 O 3，当层厚为50 µm时，适当增加固化深度可显著减少坯体表面裂纹数量。在随后的高温脱脂过程中有机物的缓慢热解可以有效减少或避免烧结部件中的开裂缺陷。通过降低陶瓷生坯中有机物的热解速率来避免烧结部件开裂，从而获得无裂纹陶瓷部件。合适的升温速率是保证有机物适当热解速率和获得无裂纹陶瓷件的关键；与升温速率相比，合适的保温时间有利于有机热解产物的稳定排出，避免因气体剧烈膨胀而产生的裂纹缺陷。此外，适当的烧结温度有助于降低生坯的热收缩率，从而减少烧结件的裂纹数量。足够的烧结温度和保温时间有利于晶体的熔化、生长和样品的高致密化，从而抑制裂纹的产生。 升温速率对裂纹的影响：在空气中(a) 0.1℃/min；(b) 0.5℃/分钟；(c) 1℃/分钟；(d) 3℃/分钟；(e) 5℃/min，在氩气中 (f) 0.1℃/min；(g) 0.5℃/分钟；(h) 1℃/分钟；(i) 3℃/分钟；(j) 5℃/分钟 总的来说，激光功率和扫描间距是制备近乎无裂纹生坯件的关键参数。在高温烧结过程中，生坯表面和内部受热不均引起的局部拉应力是裂纹萌生和扩展的主要原因。合理的升温速率和保温时间有效降低了烧结件的温度梯度，解决了因温度梯度引起的局部拉应力过大的问题。 调整材料成分 通过合理调整和优化材料成分，也可以获得高性能、无裂纹的陶瓷件。陶瓷浆料的成分对坯件的裂纹缺陷影响很大。通过在浆料中加入非反应性组分，可以减少固化层的聚合收缩反应，从而降低生坯内部的内应力。研究发现，通过向浆料中添加非反应性成分来改变聚合物基体的热脱脂工艺，从而最大限度地减少烧结部件的裂纹。   添加非活性成分对裂纹的抑制作用：(a,b,e)只含有活性成分；(c,d,f) 添加非反应性成分 浆料中陶瓷粉末的粒径大小也是影响坯体成型质量的重要因素之一，适当增加粉末的粒径可以显着减少成型裂纹的数量。研究发现，含有小粒径粉末的浆料在成型过程中会产生过度收缩变形，从而导致广泛的交叉裂纹，并且可以通过选择合适的粉末粒径来制备无裂纹的陶瓷部件。 不同粒径陶瓷颗粒抑制裂纹的效果：(a∼c) 0.35 µm；(d∼f) 3 µm；(g∼i) 7  µm 与基于浆料的增材制造技术相比，粉末扩散SLS技术中的裂纹也受材料成分的影响。在成型过程中，如果陶瓷粉末中的粘结剂含量不足，陶瓷颗粒就不能牢固地结合在一起，导致生坯出现分层和开裂缺陷。但粘结剂含量过高会导致脱脂烧结后生坯收缩变形较大，导致烧结件出现严重的宏观裂纹缺陷。因此，混合粉末中的粘结剂含量应尽可能低，同时不影响烧结件的密度和成形质量。 END 陶瓷增材制造尤其是间接成形技术已成为制造先进陶瓷的主要途径，但裂纹缺陷已成为限制其应用的主要障碍，也成为陶瓷增材制造技术最重要的研究方向和需要解决的关键问题。本文系统阐述了间接陶瓷增材制造裂纹的形态特征、产生原因和应对策略，为解决陶瓷增材制造裂纹产生具有指导意义。 本文内容素材来源： 南华大学刘志文副教授《Advances in crack formation mechanism and inhibition strategy for ceramic additive manufacturing》发表于Journal of the European Ceramic Society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.工艺总结：直接与间接陶瓷3D打印工艺种类及特点 2.影响陶瓷增材制造工业化推进的最大障碍及挑战 3.干货分享：陶瓷3D打印之粘结剂喷射技术的成形材料、优势与挑战 4.无需脱脂烧结，重点实验室采用高精密陶瓷FDM 3D打印研制介质天线

 该标准指南的标题为金属增材制造 - 成品零件属性 - 相对密度测量方法，旨在支持 PBF-LB工艺和参数开发、零件验收标准和过程控制测试。 制造完全致密的零件仍然是增材制造中的一个挑战，因为该过程本质上会在零件中引入体积缺陷，从而降低零件的相对密度（即增加孔隙率或零件中存在小空隙，使其不完全致密）和机械性能表现。 当缺陷的尺寸、形状、位置或严重程度使其变得无法接受零件验收时，它将被称为缺陷。缺陷或缺陷的形成受制造工艺、构建参数、原料和几何因素的影响。因此，准确测量制造零件的相对密度是确定零件和工艺质量的重要初始步骤。 体积缺陷的数量、尺寸和形状影响零件的机械性能，特别是在循环载荷下。这些数据可以指示不规则形状（如LOF 孔隙或微裂纹）或球形孔隙（如小孔或截留气体孔隙），并通过指定标准确定可接受性。虽然这些指标可以量化，但在本指南中，将强调每种方法捕获此数据的一般功能，但不会对这些数据类型提出详细建议，而重点将放在相对密度测量上。   新的 ASTM F3637-23 标准提供了测量金属增材制造 (AM) 零件的制造后相对密度和密度评估测试样本的指南。标准测试方法通常用于测量零件相对密度，并详细介绍了与 PBF-LB 零件一起使用的过程更改或建议。用户可根据具体情况酌情考虑是否可扩展至其他类型的金属增材制造工艺。 该指南旨在应用于测量增材制造零件相对密度的方法的选择过程中，以平衡成本、精度、复杂性、零件破坏和零件尺寸问题。其他方面，例如孔径、形状和分布及其对增材制造工艺和材料的影响超出了本指南的范围；然而，每种方法获得这些度量的能力是在各种密度测量方法的背景下讨论的。   xct测量密度 在评估方法时，了解不同方法的各种属性如何进行比较可能会有所帮助。例如，使用低分辨率XCT来测量较大的零件缺陷，使用金相学来识别较小的工艺缺陷的数量，可能被证明是生成准确缺陷数据的非常有用的方法。提高测量精度的另一种方法是采用多种基于相似原理的方法，例如比重法和阿基米德法。  非破坏性方法——阿基米德、超声波、比重瓶法和XCT是非破坏性方法，而金相方法需要破坏部分才能获得相对密度。所有无损方法均可用于表征零件相对密度；然而，随着零件尺寸的增加，这些方法使用起来会变得很麻烦。阿基米德法需要更大且专用的装置来进行相对密度计算，这对于适当的精度来说可能很昂贵，但仍然是成本最低的选择，XCT和超声波结果高度依赖于几何形状和尺寸，并且许多比重测定设备无法处理更大的零件体积（许多比重瓶可处理1cm3至3.5cm3的样品体积，但是有些可以处理最大10cm3）。虽然其中一些方法可能不适合表征较大零件体积，但所有方法都可以提供相对密度。低成本且快速的测量方法，例如阿基米德法，可以用作工艺开发的手段或生产过程中统计过程控制的数据。   扫描超声系统用于表征研究零件的质量   孔隙形态数据——金相和XCT方法可以提供相对密度测量和单个缺陷的具体几何细节（即尺寸、长宽比和形状）以及整个零件的相对密度。然而，金相和 XCT测量高度依赖于数据的分辨率，无论是检查的切片、图像数量、显微镜分辨率还是其组合，如用于金相方法或用于XCT的体素尺寸。阿基米德法、超声波法和比重瓶法在测量相对密度时不提供这些类型的数据。 基于理论材料密度的相对密度测量——阿基米德、超声波和气体比重法在计算相对密度时依赖于理论材料密度值。所选的理论材料密度值可能是系统误差的来源。材料密度取决于成分。每种材料都有成分规格和该成分的允许变化。这与制造过程中的材料蒸发相结合可能会导致材料密度值与材料供应商或在线来源报告的值不同。用户应谨慎对待报告值的依赖性，并确保理论密度能够代表材料（即，来自特定材料批次、从最终材料测量或从可靠的数据库等）。 ASTM F3637-23标准是根据世界贸易组织贸易技术壁垒（TBT）委员会发布的《关于制定国际标准、指南和建议的原则的决定》中确立的国际公认的标准化原则制定的。 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： 1.401页下载！America Makes发布增材制造标准化路线图3.0 2.美发布《关键和新兴技术国家标准战略》，3D打印未被提及，但支持力度继续加大 3.重磅：《增材制造工程技术人员国家职业标准》颁布 4.8月，传统工艺&增材制造：现场碰撞！

7月18日，3D打印技术参考注意到，America Makes（美国国家增材制造创新研究所）和美国国家标准协会 (ANSI)共同开发的增材制造标准化路线图3.0版本。该路线图描述了增材制造当前和期望的未来标准化前景，并重点关注使用增材制造技术的工业市场领域。  America Makes和ANSI增材制造标准化协作组织AMSC于2016年3月正式成立，是一个跨部门协调机构，其目标是加速制定符合需求的全行业增材制造标准和规范，从而促进增材制造行业发展。AMSC的成立是因为许多标准制定组织参与增材制造各个方面的标准制定，因此需要进行协调，以维持一套一致、协调且不矛盾的增材制造标准。AMSC并未制定标准或规范，相反，其目的是帮助推动协调的标准开发活动。 2023年7月17日，America Makes和ANSI宣布发布增材制造标准化路线图3.0 。该文件总共确定了141个标准化差距（包括60个新差距），并在增材制造生命周期领域提供了相应的建议：设计、材料、过程控制、后处理、零件材料特性、资格和认证、无损评估、维护和修理以及数据。AMSC希望该路线图能够被用户广泛采用，以促进采取更加协调的方法来制定增材制造标准的未来。 GE公司采用金属3D打印代替铸造，发现成本更加经济 来自150个公共和私营部门组织的约300名人士支持了该路线图的制定，其中包括美国联邦政府机构和国家实验室、SDO、工业界、学术界等的代表。该文件代表了AMSC自2022年9月以来工作的总结，旨在确定增材制造技术的关键安全、性能和质量问题、相关已发布标准和正在开发的标准，并评估差距。“差距”意味着不存在解决相关问题的标准或规范。  该路线图提供了标准工作应在何时进行的优先时间表。在141个差距中，54个差距/建议被确定为高优先级，64个为中优先级，23个为低优先级。在91个案例中，需要额外的预标准化研究和开发 (R&D)。该路线图还确定了SDO或其他能够制定标准或进行研发的机构。展望未来，AMSC将继续跟踪SDO的进展，以解决路线图的差距和建议。  3D打印零件制造流程图   America Makes技术总监Brandon Ribic表示：“AMSC路线图的发布是一个重要的里程碑，其显示了影响增材制造领域的最新标准化活动。该路线图说明了过去五年中取得的进展，以及标准和研发方面仍存在机会以增加增材制造技术的使用。” ANSI总裁兼首席执行官Joe Bhatia表示：“ANSI向制定AMSC路线图的志愿者表示衷心感谢和祝贺，我们相信它将继续指导增材制造领域的标准化活动。ANSI长期以来一直成功的将公共和私营部门的利益相关者聚集在一起，概述新兴技术以及国家和全球优先事项的标准化需求。” 本文件已上传qq群，或该组织官网下载，网址如下：https://www.surveymonkey.com/r/5F3LRN7 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： 1.62页成果下载：ASTM发布由NASA支持的增材制造现场监控技术战略指南 2.250页成果下载 | 由增材过渡到减材，完成零件复合加工 3.3D打印研究成果下载：花费5年、1720万欧元，提交5500个样本，专注于缺陷和工艺分析 4.调查研究：增材制造，打开批量生产的新阶段

7月17日，3D打印技术参考注意到，苹果或正在使用华曙高科和铂力特的金属3D打印设备大批量生产2023款Apple Watch Ultra相关部件。此消息获得报道后，3D打印相关股票多股冲高，甚至部分涨停！ 截止发稿前 香港投资银行TF International的苹果金融分析师郭明錤在Medium上发表的一篇文章称，下一代Apple Watch Ultra将采用一些采用增材制造生产的机械钛合金部件。郭明錤在苹果亚洲供应链中的联系人获取数据，包括有关3D打印部件的情报。该网站还指出，该分析师的预测足够准确。   第一代 Apple Watch Ultra 在用于生产Apple Watch Ultra机械部件的3D打印机供应链方面，IPG Photonics是激光组件的独家供应商，华曙高科和铂力特则提供3D打印平台。如果出货顺利，相信更多苹果产品将采用3D打印技术，这将有助于改善苹果供应链的生产成本，而上述供应商也将受益于这一新的生产趋势。 据外媒报道，这些组件可能包括数字表冠、侧按钮和其他操作按钮。上述组件是“Apple Watch Ultra”的唯一机械部件，此前采用CNC加工。虽然目前3D打印制造的机械零件仍需经过CNC工艺进行后处理，但该技术仍然可以提高生产效率并降低生产成本。 多股冲高的迹象表明，3D打印技术对于向知名大品牌供应链渗透可极大提升技术认可度，电子3C产品动辄千万级的发货量将为3D打印大批量制造带来极大契机，从而推动该技术向更多产品和行业发展。  苹果公司选择中国本土3D打印品牌制造相关组件，对于提升两家公司的国际市场认可度将起到极大推动作用。长期以来，两家公司着力布局海外市场，并已经取得了一定的品牌认可度。 苹果使用3D打印技术生产电子产品组件，是上周荣耀手机新品中使用该技术的又一重要助推。西门子增材制造副总裁Karsten Heuser通过LinkedIn首次在西方媒体报道了荣耀项目，他表示：“荣耀Magic V2通过设计钛合金铰链，在折叠状态下厚度仅为9.9毫米。根据公告，采用3D打印使其重量减轻了62%，并将铰链部件的数量从92个减少到仅4个。与传统加工的钢和铝部件相比，定制的钛合金部件的强度也得到了提高。”据3D打印技术参考了解，多家中国3D打印相关企业参与了该部件的设计和生产，其中汉邦科技有有渠道商参与其中。 Heuser最后指出，“虽然欧洲增材制造行业的许多人仍然解释说增材制造只能实现小批量生产，但这些例子清楚的表明了增材制造大批量先进制造的道路。尤其是作为增材制造领域先驱的欧洲金属L-PBF设备公司，需要对这些发展保持警惕。” 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.荣耀跨界航空工艺，钛合金3D打印首次被批量用于手机行业 2.听专家说 | 核动力、航空、航天3D打印技术应用到哪一步了 3.8月，传统工艺&增材制造：现场碰撞！ 4.调查研究：增材制造，打开批量生产的新阶段

近日，3D打印技术参考注意到，荷兰建筑设计公司Studio RAP借助陶瓷3D打印技术、计算研究和手工玻璃，为荷兰PoortMeesters住宅中心庭院构建了一对由代尔夫特蓝陶瓷打造的拱门。它由3000块独特的瓷砖建造，揭示了21世纪陶瓷和装饰的真正潜力。 瓷砖大门的设计灵感源自传统代尔夫特蓝瓷的颜色（该项目也因此得名），旨在参考这座城市的历史并展示当前的技术进步。RAP工作室的设计受到传统代尔夫特蓝瓷的影响，其形式随着时间的推移发生了巨大的变化，从模仿中国和日本的东方设计发展到当代荷兰视角。采用算法设计，受自然启发的蓝色图案通过使用尖端设计和3D打印技术，将代尔夫特称为今天的知识之城。 装饰框架由3D打印的粘土砖构成。计算形式允许考虑生产限制，例如最大延伸、扩展、缩小和内部支撑制造。使用算法进行3D图案设计，瓷砖的形状各不相同。例如，瓷砖凸出部分有白色流纹，代表山脉，山谷地区有蓝色釉湖。 门宽4米、高8米、深12米，覆盖了一个巨大的公共楼梯。强烈的蓝色展示了与代尔夫特的蓝色瓷器和周围运河的关系，同时它与覆盖建筑的大地色调工艺形成鲜明对比。Studio RAP利用配备定制挤出机的工业机械臂，精细地分层打印粘土混合物，按照预定义的图案进行制作。每块瓷砖尺寸约为30 x 40 x 7厘米，制作时间仅需15分钟。经过精心的上釉和烧制后，瓷砖呈现出令人惊叹的陶瓷效果，然后被运输和安装到现场。 Studio RAP是一家建筑设计公司，将计算设计的力量与创新的数字制造方法相结合。其团队由建筑师、设计师、机器人专家、程序员和研究人员组成。其试图探索创新技术，努力改进设计、生产、管理和建造建筑的方式。 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.影响陶瓷增材制造工业化推进的最大障碍及挑战 2.工艺总结：直接与间接陶瓷3D打印工艺种类及特点 3.报名 | Formnext深圳增材制造展= 4.2023 TCT亚洲3D打印展预约全面启动

由于技术壁垒高、产业链滞后以及市场认知不足等原因，三维视觉关键技术长期以来由国际巨头公司垄断。作为国内首批自主研发三维视觉技术的科技企业，先临三维专注于高精度的3D视觉技术研发与应用近20年，实现了高精度三维扫描产品国产化，填补了国内行业技术空白。 3D打印技术参考注意到，先临三维于6月30日迎来第10万台高精度3D视觉产品的交付仪式。这是先临三维高速发展的里程碑，也是中国品牌在高精度三维视觉领域中走向普及应用的重要时刻。 创新，是企业不断成长强大的唯一出路。通过高强度的研发投入，先临三维不断推出开创性的产品。近日，先临三维旗下品牌先临天远（专注于工业计量），重磅发布了一款集三目视觉、132线蓝色激光于一体的计量级3D扫描仪——FreeScan Trio三目激光手持三维扫描仪。新品采用自主研发的智能自定位技术，助力激光扫描正式进入无需粘贴标志点的全新时代。 FreeScan Trio提供98+26+7+1激光线组合，并配置3个500万像素高分辨率高性能工业相机。三目视觉与密集激光阵列两大硬件的升级，配合优化的软件算法，共同支撑起智能自定位技术。这让FreeScan Trio在高效模式下，无需借助外部定位装置，无需粘贴标志点，即可实现激光扫描，从而带来突破性的工作效率提升。 先临三维计量级产品技术主管俞百春表示，FreeScan Trio在高效模式下无需借助外部定位装置，不仅省去了繁琐的标志点粘贴步骤，还不需要光学跟踪、反向定位等系统的辅助。这一优势在处理大型工件时尤为明显。例如，对于整车车身的扫描而言，当传统的激光扫描仪还未完成标志点粘贴的预处理工作时，FreeScan Trio已经完整获取了车身数据。 值得一提的是，FreeScan Trio以其独特的三目视角结构为亮点，在行业中独树一帜。设备采用三个500万像素的工业相机进行摄影测量，无需编码点，即可轻松准确地确定三维空间位置。此外，三目视角的排列组合带来了更小的镜头夹角，大幅减少在扫描深孔和狭窄区域时可能出现的视觉盲区，从而提升了数据获取的完整性。 与此同时，FreeScan Trio作为FreeScan系列的旗舰产品，延续了该系列一贯“精益求精和突破创新”的产品基因，共打造“高效扫描/标准扫描/精细扫描/深孔扫描/摄影测量”五种测量模式，进一步拓宽了产品的适用范围。 就精度而言，FreeScan Trio保持了高精准度和高精密度（重复性精度稳定）的卓越性能。标准模式下，最高精度可达0.02mm，而在精细模式下更进一步提升至0.01mm。 作为一款突破性新品，先临天远FreeScan Trio将成为工业制造新一轮生产力加速的助推器，通过精准测量助力精密制造，以高效率三维测量持续推动航空航天、汽车工业、重工机械、电子电器等行业高质量发展。 多年来，先临三维在高精度3D视觉领域持续深耕、不断创新。未来，先临三维将继续向集成化、模块化、智能化、无线传输、云端计算等方向持续技术创新，不断突破高精度3D视觉技术的应用边界，为更多领域的转型升级提速。 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.先临三维2022年度报告：营收7.68亿元，同比增长35.34% 2.强强联合！先临三维与大族机器人签署战略合作协议 3.执着于高精度 | 先临天远发布“小个头”计量级手持三维扫描仪 4.先临三维助力西门子智能制造成都创新中心增材实验室建设

在当前阶段，传统制造技术的界限被打破，3D打印给设计和生产带来了前所未有的可能性。金属增材制造改变了行业并重新定义了人们对制造业的思考方式。但问题是，金属增材制造能否发挥这么大的作用，以及这项技术是否是才刚刚开始显示其潜力。 金属增材制造技术发展至今已经衍生出十几种工艺类型，然而目前也只有少数工艺在特定、高度专业化的应用需求市场中获得了使用，该技术正在经历漫长的渗透过程。战略咨询和增材制造市场分析专家AMPOWER深入研究了该行业的现状和未来前景，试图揭示其真实的发展潜力。   市场发展——曲折的认知增长之路 金属增材制造的历史可以追溯到几十年前，但直到激光技术和数字化取得了巨大进步，这项技术才取得了重大进展。以最少的材料、经济高效的制造高度复杂部件的前景促进了大量金属增材制造工艺的开发。今天，已经有二十种不同的金属3D打印工艺，占主导地位的激光粉末床熔融(LPBF)已经使用了近30年，现在已经被少数几个行业采用作为生产技术。几家欧洲公司在其发展中发挥了至关重要的作用，他们在21世纪初将第一批研究和生产机器用于工业和大学。今天，全球有80多家PBF设备供应商，占全球安装的金属增材制造设备的80%以上。 在2010年代，金属增材制造市场经历了快速增长，部分原因是技术进步、早期采用者的激烈资格认证工作以及媒体的大量关注。许多供应商的年营收增长率达到50%或以上，公司市值在2012年至2015年间达到峰值，此后许多公司都没有超过这一水平。在这段炒作期过后，市场年增长率放缓至20%左右。虽然市场最初是由机器制造商的增长推动的，但今天金属粉末供应商和增材制造组件生产商贡献了很大一部分。 增材制造市场增长曲线 从用户的角度来看，购买机器背后的动机已经发生了重大变化。在2000年代和2010年代初，由于担心这项技术会取代机械加工等现有工艺，一些人投资了增材制造技术，他们不想错过这场预期中的制造业革命。然而，由于缺乏对通过增材制造实现真正价值的理解，导致技术效率低下或未充分利用。即使在今天，许多安装的金属增材制造设备的利用率也很低。 2010年代围绕金属增材制造未实现的价值炒作可以归因于低估了所需要付出的努力以及其他因素。公司向用户承诺，这台机器将具有数字化流程链，能够实现简单、无缝和零浪费的生产。人们声称或假设“一切”和“所有几何形状”都可以生产。然而，用户很快意识到，在实施过程中有显著的学习曲线需要克服，并且增材制造并不是在所有应用领域都是经济可行的。 当增材制造技术试图从研发过渡到生产时，进一步的障碍出现了。机器的可靠性经常带来挑战，这使失望情绪进一步增加。此外，航空航天和医疗保健等行业出现了监管障碍，这些行业需要进行设备认证和工艺验证。在这些高价值行业，产品故障会造成严重后果，需要事先进行广泛的测试和保障。 由于技术经验有限和行业不成熟，在程序和标准方面，设备商试图应用仅部分适用的指导方针或标准。此外，来自利益相关者的意想不到的内部阻力浮出水面，因为他们不愿意承担与采用新技术相关风险，更愿意坚持已经被证明有效的方法。 然而，延迟实施的主要原因是缺乏对增材制造技术的能力和局限性的广泛了解。只有当增材制造技术被应用在正确的领域，它才能产生价值。许多公司由于缺乏信心和能力去进一步探索，最终没能克服挑战。 金属增材制造技术发展现状 金属增材制造技术的快速扩张阶段已经结束，但我们仍可以看到该行业的强劲增长。根据AMPOWER报告数据，设备、原料和零件制造服务产生的收入目前约为30亿欧元，预计未来五年将稳定增长约26%。尽管与其他生产技术相比，金属增材制造的整体市场仍然较小，但其增长率高达传统金属制造工艺的十倍。  2016-2022年金属增材制造市场和2027年预测(10亿欧元)(来源:AMPOWER) 为了评估增材制造技术的发展现状，主要考虑两个指标：技术的成熟度及其在行业内的采用率。这些指标在不同的金属增材制造技术之间差异很大。一些技术在某些生产链中已经变得至关重要，而另一些技术仍处于开发的早期阶段，还有一些技术则初露锋芒。 AMPOWER基于两个指数开发了一个模型来表征增材制造技术的成熟度水平：工业化成熟度指数和技术成熟度指数。这些指数描述并比较了工业环境中各种增材制造技术的能力和采用率。  AMPOWER成熟度指数:金属增材制造2023和自2019年以来的发展(AMPOWER提供) 技术成熟度指数评估工艺能力、机器可靠性和可用性以及质量控制措施。工业化指数评估了机器的安装基础、供应链、材料可用性、可用的公共知识和研究，以及每项技术的标准化程度。每个类别都根据其具体重要性进行加权。通常，技术成熟度提高之后才会实现工业化。 近年来，许多金属增材制造技术已经从研究转向了最初的工业应用。然而，只有激光和电子束粉末床熔融技术在工业环境中被广泛使用。根据估计，目前安装的机器数量约为14000台，每年新增1500多台PBF打印机。随着工业需求的增加，机器变得越来越多样化。机器尺寸已经显著发展，可以制造长度高达1.5米的零件，并能够使用多个激光器。 许多行业现在已经认识到金属增材制造的价值。通过结合3D打印、设计和材料，这些行业创造了独特的组件，可以在生产或组件使用寿命内提高性能并节省成本。因此，一些行业开发了专门用于增材制造的产品，并将该技术无缝集成到其生产流程中。 市场发展前景——增加规模效应金属增材制造技术具有改变世界的潜力，许多公司也希望借此开发出革命性的技术和应用，但无论是供应商还是用户，最终目标仍然很简单：产生利润。 对于许多供应商来说，增长一直是实现临界质量和实现盈利运营的主要目标。时至今日，由于缺乏盈利能力，该行业的许多公司，无论是成立不久的还是老牌企业，都依赖于投资来为其运营提供资金。因此，预计金属增材制造行业参与者之间的市场整合将增加，从而达到必要的规模。 金属增材制造技术的应用最广的工艺种类——LPBF技术市场出现位移的风险越来越大。目前，有超过70家技术供应商，他们的机器具有相似的特征，但从客户的角度来看，往往没有提供明确的差异化。此外，传统的PBF技术很可能存在过时的风险，应当密切关注所有正在努力解决该技术传统制造弊端的创新，如面烧结、无支撑打印，甚至基于更高吸收效率波段激光的面烧结。 金属增材制造技术被广泛关注的另一工艺类型——粘结剂喷射技术的市场整合在近年来发生了剧烈的变化。3D打印技术参考对此进行过系统的介绍，独角兽Desktop Metal在收购了昔日的竞争对手Exone后，如今同样面临增长带来的困境，与Stratasys的潜在合并谈判就是意图走出发展困境、提升市场规模效应的最好例证。 END 总的来说，本文回顾了金属3D打印技术的发展的曲折历程、当前的发展现状及未来的发展前景。得益于其他行业技术的发展，金属3D打印得以制造高性能的组件，进而发挥制造技术的应有作用。该行业正在快速发展，但大规模的应用仍受到很多因素的影响。在金属增材制造当前的市场发展情况下，各行各业的应用水平又达到了怎样的程度，以及如何进一步释放其潜力，限于篇幅，将在下篇文章进行介绍。 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.报名 | Formnext深圳增材制造展 2.2023 TCT亚洲3D打印展预约全面启动 3.工艺综述：金属增材制造技术的重要创新发展及代表性企业 4.NASA：航空航天领域3D打印材料的可获得性、工艺复合制造及成本组成考量

7月12日晚间消息，在当日的荣耀Magic V2暨全场景新品发布会上，荣耀发布新一代折叠屏手机荣耀Magic V2。 荣耀CEO赵明表示，荣耀Magic V2搭载91%金属结构铰链，升级自研盾构强度的钢材，首次采用航天的钛合金3D打印工艺，支持 40万次折叠。 发布会中所提到的荣耀自研的“鲁班钛合金铰链”是荣耀Magic V2的厚度突破9.90mm的关键，而铰链中的轴盖又是影响折叠屏厚度的关键，钛合金技术可以让轴盖变得更轻更薄，从而带动折叠屏整体厚度和重量的下降。  电子产品金属结构件一般以不锈钢和铝合金为主，不锈钢光泽感好，但重量不占优势；铝合金有轻量优势，但硬度一般。而钛合金的强度高于不锈钢，重量却只有同体积不锈钢的一半，能同时做到硬度和重量两者兼顾。由于钛合金的传统加工难度大，良率低，从而造成生产成本较高，因此一直没有被3C行业广泛应用。金属3D打印工艺能十分有效地解决钛合金材料成型的问题。在此之前，金属3D打印的钛合金零件已被广泛地应用在航空航天、医疗等领域，目前在3C行业无疑是一重大的应用突破。 除了钛合金材料本身的特性能够带来轻量化及强度提升的优势之外，结合金属3D打印技术，能在此基础上通过轻量化、一体化及薄壁结构的设计优化，进一步降低零件的重量及提高产品集成度。 金属3D打印3C产品金属零件的难度在于设备、材料、技术三者的融合。汉邦科技针对3C产品金属零件的精细化结构特点，开发了超精细打印专机及工艺，能实现最小零件成型精度±0.025mm，壁厚 0.2mm，以满足3C产品金属零件的轻量化、集成化及精细化结构要求。汉邦科技专注于金属3D打印装备及工艺的开发，致力于以专业的态度及精湛的工艺助力于3C电子消费产品的升级，推动金属3D打印技术在电子消费领域实现批量化生产应用。 注：本文内容由汉邦科技整理编辑，转载已获授权。 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.报名 | Formnext深圳增材制造展 2.2023 TCT亚洲3D打印展预约全面启动 3.Nature最新：超越TC4，3D打印获得更高强韧性钛-氧-铁合金 4.突破：粘结剂喷射完成攻克钛、铜、铝3D打印制造

3D打印技术参考注意到，2023年7月10日，西安铂力特与日本合作伙伴ORIX Rentec在铂力特西安总部签订了代理商协议。ORIX Rentec，是日本最大的测试设备以及ICT产品（信息、通信和技术）的租赁解决方案提供商。自1976年成立以来，该公司为数万家制造业客户提供了服务，致力于帮助他们解决生产现场自动化、质量管控、产品试制过程中发生的问题。铂力特则是国内金属3D打印的龙头企业，也是国内第一家科创板上市的3D打印企业，与西门子、空客、赛峰等国际知名企业均建立有合作。 ORIX Rentec董事、事业战略本部长表示：“ORIX Rentec自2015年开始开展3D打印新业务，业务囊括金属、树脂3D打印机销售、租赁；金属、树脂3D打印服务；金属3D打印机导入指导培训服务；金属3D打印机共享服务等多样化业务。期间也积累了大量的优质对象客户，完成了近2000多个零件的打印、设备的销售项目。今后，ORIX Rentec会继续充分利用既存的客户资源和自身的技术优势，将铂力特的产品和服务进行适合日本客户需求的本地化，为日本客户提供定制化、优质的解决方案。” 铂力特副总经理贾鑫先生表示：“铂力特和Orix Rentec在过去几年间，在为日本客户提供打印服务方面有着密切的合作。此次代理商协议的签订，是铂力特与Orix Rentec合作关系的进一步发展。我们期待与Orix Rentec携手，在设备推广、细分市场应用开发、技术咨询服务等方面展开合作，为日本地区客户提供交钥匙工程，帮助客户创造价值。”  双方达成合作之后，ORIX Rentec将借助铂力特的大尺寸、高效率及智能化的金属增材制造设备以及铂力特十余年使用金属增材制造技术生产高品质工业零件的经验，满足日本地区客户对金属增材制造设备日益增加的需求，提高日本市场的金属增材制造技术的普及率。铂力特将借助ORIX Rentec在测试设备以及ICT设备租赁事业中所积累的优质制造业客户资源，更加精准有效地开拓日本市场，开发新应用。 此外，ORIX Rentec一行还参观了铂力特企业展厅和智能制造厂房，并与铂力特方举行了座谈，深入讨论金属增材制造技术在日本地区的发展现状、应用前景以及设备市场推广等问题。 精诚合作，共赢未来。铂力特与ORIX Rentec将充分发挥各自的优势，在金属增材制造设备推广、应用开发等领域精诚合作，为日本地区客户提供金属增材制造解决方案，为客户创造价值。铂力特副总经理贾鑫，副总经理喻文韬，ORIX Rentec常务董事、技术本部长，ORIX Rentec董事、事业战略本部长出席了签约仪式。 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.真·自动·高效！铂力特革新批量化金属3D打印解决方案 2.智能制造，共创未来│3D打印专家铂力特与西门子签署战略合作协议 3.报名 | Formnext深圳增材制造展= 4.2023 TCT亚洲3D打印展预约全面启动

粘结剂喷射金属3D打印通过选择性的在粉末床上喷射粘结剂来制造零件生坯，然后进行脱脂和烧结以实现材料冶金结合。在脱脂和烧结过程中，粘结剂烧尽，颗粒间发生颈缩，并且随着烧结的进行，粘结横截面积增加。粘结面积的增加导致生坯部件强度的增加。然而，由于高温作用，零件整体拉伸强度受到影响，因此具有悬垂特征的部件在重力作用下会发生扭曲或下垂。 用于避免零件下垂的传统方法是添加支撑或使用陶瓷支架，3D打印技术参考注意到，HP实验室的研究人员新开发了一种新颖的解决方案——一种形状保持涂层，可以消除烧结过程中对支撑结构的需求。 零件在烧结时需要添加支撑物 研究人员将形状保持涂层应用于铜和不锈钢生坯部件并进行烧结，该涂层表现出在烧结过程中抵抗变形的能力。悬伸量为28mm的铜零件和悬伸量为33mm的不锈钢零件在烧结后保持完整，成功抵抗了部分凹陷。涂层与零件表面形成冶金结合，在烧结过程中提供强度和稳定性。 为了确定铜和不锈钢零件的变形/下垂情况，在无涂层保护的情况下，生坯部件在500-1040°C的温度下进行了热处理。铜生坯零件在氩气和氢气保护气氛下以1040℃烧结4小时，不锈钢生坯件于1370℃烧结2小时。结果显示，铜烧结件的偏转角为20°，不锈钢烧结件的偏转角为13°。 (a) 铜生坯件 (b) 出现严重下垂的烧结铜件 (c) 不锈钢生坯件和 (d) 出现严重下垂的烧结不锈钢件 形状保持涂层的开发是为了防止烧结过程中的零件变形。将专为铜开发的SRSC-Cu涂层应用于生坯表面，在300°C下烧结1小时+500°C下2小时+650°C下1小时+1000°C下30分钟，结果发现具有28mm悬伸的烧结零件保持完整，变形量极小。这些结果说明了SRSC-Cu涂层可以消除烧结过程中的零件变形。值得注意的是，零件表面的SRSC涂层可以通过喷砂来去除。另据报道，具有50mm悬伸的零件在烧结后也保持完整，没有下垂。 带有SRSC-Cu涂层的铜零件能够抵抗烧结变形 通过对涂层生坯进行不同温度的热处理，研究人员能够更好的理解无支撑烧结的机理。根据他们的发现，当在300°C下处理1小时+500°C处理2小时时，涂层与零件表面形成牢固的冶金结合，并避免下垂。同时，多级烧结有助于增加烧结颈结合的体积，为其自身提供强度。当涂层零件被加热到600°C时，涂层中的化学反应会使其转变为多孔网络，粘附在零件表面。相关研究报道了有30°、45°和60°角悬垂特征的零件实验结果，均成功抵抗了变形。 研究人员还研究了316L不锈钢零件的无支撑烧结。为不锈钢开发的SRSC钢涂层应用于生坯表面，并进行烧结。结果显示，不锈钢零件在过程中也未出现抵抗变形的能力。在烧结的初始阶段，SRSC成分冶金结合到零件表面，并提供必要的强度，以防止在重力作用下下垂。与SRSC Cu涂层类似，SRSC钢涂层在烧结时会发生化学反应，反应产物与零件粘附较弱，经过清洗和喷砂处理后，没有先前涂层应用的痕迹。 具有SRSC-Steel涂层的不锈钢表现出抵抗烧结变形的能力 上图：在多倾斜角度下抵抗变形；下图：涂层可以诱导可控量的变形 在形状保持涂层的开发过程中，发现某些涂层在烧结时会引起正变形，使零件产生抵抗重力移动并抵消零件下垂。通过优化的涂层配方，研究人员能够调整零件的变形程度。研究展示了形状诱导涂层可以在烧结过程中为铜生坯部件增加新的尺寸，研究人员将这种有趣的新现象描述为“粘结金属4D打印”，因为3D打印的绿色零件在烧结过程中通过外部涂层转化为新形状，并能扩展来制造自组装金属结构 总的来说，这项发明对于粘结剂喷射金属3D打印具有重要的意义，在零件生坯具有能够支持自动化清粉处理的强度前提下，变形是影响该技术落地应用的另一重大影响因素。该问题的解决，将进一步增加3D打印对于零件设计的自由度，并为粘结剂喷射金属3D打印批量化应用带来机遇。 相关专利推荐：US20220226892A1相关论文推荐：Support-free sintering of 3D printed binder jet copper and stainless steel parts’, pages. 1494–1505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.粘结剂喷射金属3D打印│知名汽车品牌均在挖掘其应用潜力 2.干货分享：陶瓷3D打印之粘结剂喷射技术的成形材料、优势与挑战 3.最新突破：粘结剂喷射完成攻克钛、铜、铝3D打印制造 4.航发零配件供应商将粘结剂喷射金属3D打印纳入生产体系