近日，3D打印技术参考注意到，Oerlikon AM（欧瑞康增材制造）与ArianeGroup（法国阿丽亚娜航天公司），签署了一份价值高达90万欧元的订单，为后者的新型Ariane 6火箭生产3D打印热交换器组件。阿丽亚娜6型运载火箭是一种低成本运载火箭，地球同步轨道有效载荷运载能力为3~6.5t。由于采用小尺寸和全新技术，发射成本将比“阿丽亚娜5型火箭”降低了30%。与ArianeGroup的成功合作以及增材制造部件的使用是欧瑞康巩固其航天公司增材制造部件供应商地位的又一重要里程碑。 Ariane 6火箭 阿丽亚娜6号具有优化的灵活性和效率，以更为可靠且经济高效的方式将各种有效载荷发射到太空。Oerlikon AM的3D打印铝合金部件将作为机载设备的热管理装置（热交换器），保障火箭发射器达到预期性能要求。 01. 充分利用3D打印技术的制造优势 欧瑞康增材制造与阿丽亚娜6技术团队密切合作，确保热管理解决方案符合最严格的技术规范。在开发过程中，该团队利用了金属3D打印相对于传统制造的主要优势，例如增加设计几何自由度、最佳的重量优化和快速的交货时间。热交换器的全新紧凑设计非常适合安装空间有限的应用，这一点也充分利用了增材制造的优势。 02. 专为批量生产而设计 首次发射后，阿丽亚娜6号每年将经历几次发射，进入包括近地、地球静止转移和太阳同步等在内的多种轨道。因此，热交换器组件明确设计用于批量生产。欧瑞康增材制造公司将根据对火箭的预测需求，支持阿丽亚娜集团满足其未来几年的生产要求。阿丽亚娜6号预计将成为欧洲进入太空的领先解决方案，预计市场需求巨大。 03. 通往一级供应商之路的里程碑 欧瑞康增材制造公司董事总经理 Hendrik Alfter 表示，“为阿丽亚娜6号交付部件是一个重要的里程碑，因为我们巩固和扩大了公司作为航天工业系列部件可靠和创新合作伙伴的地位。推动二三类空间器件产业化是我们成功的前提。这些产品已经成为我们产品组合的一部分，使我们在短期内为行业提供飞行关键1级部件的道路上迈出了重要的一步。” 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.SLM-3D打印一体化多金属材料散热器，揭示未来应用潜力 2.「理光」欲将粘结剂喷射金属3D打印用于铝合金散热器制造 3.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 4.高导热、高强度——用于热交换器3D打印的「双两百」铝合金问世

聚醚醚酮，通常称为PEEK，是一种半结晶热塑性塑料，因其机械性能高而在制造业中备受推崇。几年来，它一直是增材制造领域的一种具有成形挑战性的材料。如今，这种材料已经能够以丝材的形式用于FFF挤出成形，也可以粉末的形式用于SLS激光烧结成形。PEEK主要用于航空航天、医疗或汽车行业，具有耐热和耐磨性，优秀的重量/强度比使其可以替代某些金属。然而，它是一种要求苛刻的3D打印材料，难以打印并且需要一些特殊条件。 PEEK的生产及特性  PEEK是PAEK系列（聚芳醚酮）的一种，以其高热机械性能而闻名。根据上氟新材的介绍，PEEK的分子结构显示了其独特的芳香环和极性官能团组合，以及酯键和双键侧链的存在，这些结构特征赋予了PEEK优异的机械性能、耐热性、化学稳定性和生物相容性。如果将该行业中不同聚合物以金字塔的形式分类，PEEK处于高性能聚合物类别的顶端。 3D打印聚合物性能金字塔 PEEK于20世纪70年代末首次投放市场，由于性能卓越，很快引起了航空或电子等行业的兴趣。它是一种半结晶聚合物，大约30%的材料质量在打印过程中结晶。在它的融合过程中，分子在热的作用下部分排列在它们之间，形成一定的秩序直到完全凝固，这使其在温度升高时保持机械特性。 PEEK的3D打印  PEEK的熔点极高，玻璃化温度143℃，熔点达到343℃，使其加工极其困难。无论是采用FFF/FDM挤出还是SLS烧结，打印温度设置通常接近400℃，且对温度场稳定性和均匀性要求非常严格。PEEK的3D打印必须掌握其结晶过程，由于部分结晶，材料的密度会发生改变，因此有必要保持高温水平并避免温度出现波动。 以挤出工艺为例，喷嘴的温度应持续保持在约400°C，腔室温度加热至约100°C，底板加热至约200°C，降低PEEK打印时的翘曲、使打印件充分均匀结晶。就化学反应而言，材料在打印过程中会改变密度，然后在冷却时收缩。以国内一迈智能具有超大构建尺寸的SPAC HT 920为例，其打印尺寸达到920*620*920mm，打印温度高达500℃，腔体温度220℃，热床温度300℃，优异且稳定的温度条件为打印大幅面的高性能制件创造了基础。此外，国内远铸智能、陕西聚高等公司也开发出了适用于PEEK挤出打印的装备。 一迈智能PEEK FDM 3D打印过程 华曙高科PEEK SLS 3D打印过程  对于激光烧结工艺，为防止成形过程中的零件翘曲变形，要求SLS成形过程中预热温度设置在330-337℃的(激光烧结窗口)范围内；老化的PEEK粉末熔点更高，烧结窗口更窄，预热温度设置更是接近400℃，需要专门开发具有超高温预热环境的打印机。据3D打印技术参考了解，华曙高科的PEEK材料打印工艺已进一步升级，可以实现更稳定的打印，且通过优化材料配比大大降低了PEEK的应用成本。华科史玉升教授团队、德国EOS公司也专门开发了适用于PEEK打印的超高温SLS设备。   PEEK的应用领域  尽管PEEK是一种要求很高的材料，但也必须说它为制造商提供了极佳的机械和化学特性：它非常耐热、耐磨、具有高耐化学性、可消毒和介电性能。PEEK还具有高强度重量比，可替代某些金属。此外，PEEK具有阻燃性，这将使其成为一种备受关注的3D打印材料，适用于航空航天等具有火灾/烟雾限制的行业。如果我们将其与其他高性能热塑性塑料进行比较，PEEK的机械强度超过ULTEM。 3D打印的PEEK特别受医疗领域的关注，其具有生物相容性和可消毒性，可用于定制植入物的制造。PEEK具有类似于人体骨骼的特性，3D打印的PEEK植入物可以促进植入物周围组织的重建，加速骨融合，当前3D打印制作的PEEK医疗植入提已经用于临床。 3D打印PEEK医疗植入物 3D打印PEEK卫星框架 航空航天和汽车领域也是PEEK 3D打印很常见的市场。增材制造使按需制造更高效、更轻便的定制零件成为可能，高性能材料的加入更加拓宽了相关应用。PEEK将提供更高的耐磨性和耐温性，同时优化重量，这是此类领域的关键部件。用PEEK制成的零件已经被送入太空，证明这种材料可以满足最苛刻的行业。 最后对于价格，PEEK是一种非常昂贵的材料。据3D打印技术参考对一迈智能和另一相关公司的咨询，3D打印的PEEK线材价格为3500元/kg左右，粉末价格为1500元/kg左右。 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.超越PEEK，3D打印的碳纤维增强尼龙有怎样的性能和应用潜力 2.孟加拉国专科医院购买中国3D打印机开展PEEK颅骨植入手术 3.华科史玉升教授团队开发出能3D打印PEEK的激光烧结SLS设备并成功实现临床应用 4.3D打印PEEK植入物迎来重要发展：国家药监局发布注册审查指导原则

聚芳醚酮 (PAEK) 因其优异的机械性能、良好的生物相容性和高温稳定性而成为增材制造领域重要的高性能聚合物材料。3D打印技术能够制造复杂结构和定制功能的独特优势促进PAEK产品的快速开发，从而促进了其在各个领域的应用。然而长时间以来，此类材料几乎只能采用熔融挤出工艺进行3D打印。 当前国内外绝大多数商业化的激光烧结（SLS）3D打印设备腔体最高粉床预热温度通常为200℃左右，主要用于成形较低熔点的热塑性聚合物材料。PA12及其复合材料(熔点在180℃左右)目前仍是SLS技术用的最多、也是最成功的成形材料，占SLS商品化材料的90％以上。 EOS P810激光烧结碳纤维增强PEEK 超高温SLS 3D打印 而对于高性能聚芳醚酮、聚芳酰胺这类特种聚合物材料来说，熔点较高。以聚醚醚酮PEEK材料为例，其熔点约为340℃，为防止成形过程中的零件翘曲变形，要求SLS成形过程中预热温度设置在330-337℃的(激光烧结窗口)范围内。而老化的PEEK粉末熔点更高，烧结窗口更窄，预热温度设置更是接近400℃，对温度场稳定性和均匀性要求更加严格。 3D打印技术参考查询的华科团队的相关专利指出，现有技术中的SLS设备通常采用红外辐射加热管对成形台面进行加热，这种单纯红外辐射加热的方式难以达到400℃高温，因此亟待需要研发另外一种稳定可控的加热方式来实现诸如PEEK之类的高性能特种聚合物材料的高温激光选区烧结要求，尤其是满足严苛工艺条件下的均匀性预热需求。 史玉升教授团队开发出的能够打印PAEK聚合物的激光烧结3D打印机，可以有效实现400℃的高温预热，因而适用于高熔点聚合物如PEEK的激光烧结成形。 （a）第一代HT-LPBF装备HK PK125，（b）第二代HT-LPBF装备HK PK350，（c）PEEK粉末材料，（d）PEEK材料成形过程 针对现有技术的缺陷或改进需求，华中科技大学团队发明了用于高温激光选区烧结的框架结构、缸体预热方法、相应的光学热力防护及冷却系统。通过结合高温下的激光选区烧结工艺特征尤其是高精度预热的需求，对送粉缸体及成形缸体的内部组成构造重新进行了设计，同时还对具备独立空间的送粉系统和成形系统及其绝热功能组件等进行优化，不仅能有效实现送粉与成形两个关键操作的独立预热与控温，还能有效实现激光烧结温度场400℃的高温精准预热，由此顺利解决高性能聚合物材料在高温激光烧结成形时的翘曲问题，且不需预铺粉过程、降低激光烧结延迟时间，从而得到较高的加工效率和更高的加工精度。 此外，研究团队还制备了适用于激光烧结工艺的PEEK粉末材料，可同时满足粉末高温流动性、烧结窗口与堆积密度等关键指标的要求。制备的粉末整体形貌均一，堆积密度达0.37±0.01g/cm3，烧结窗口达27.26℃。 更为关键的是，史玉升教授团队与华中科技大学附属协和医院杨操教授团队合作，在国家重点研发计划项目的支持下，使用所开发的高温激光烧结设备开展了PEEK的临床应用研究，实现了椎间融合器临床应用。术后定期跟踪随访，进行功能评估，病人各项指标正常，术后恢复良好。 超高温SLS 3D打印商业化案例 在很长一段时间内，公开宣传可以进行PEEK激光烧结的商业化3D打印机只有EOS。其所推出的EOS P800系统内部操作温度为385摄氏度，在此温度下，PEEK材料所成型的部件与产品性能优良。由于不同的温度、新旧粉末混合比例以及冷却过程都会导致烧结部件与产品的性能不同。为了达到PEEK材料的优良性能，EOS在P800系统采用了OLPC（激光功率在线控制）模块，在升温降温过程中由OLPC模块通过实施检测对激光功率进行控制，保障所烧结的部件性能优势且品质稳定。   EOS P810打印的碳纤维增强PEEK零件（来自EOS） 除EOS之外，3D打印技术参考注意到华曙高科的一则消息：成功开发出全新超高温高分子材料3D打印解决方案，并已成功烧结某知名PEEK等高温特种材料。该公司指出，全新的超高温高分子材料3D打印解决方案，采用滚筒铺粉方式，对材料的适用性非常强，打印成功率高，同时用户体验非常人性化，活塞清洁位置设计科学合理，粉末清理十分便捷。 华曙高科超高温高分子材料3D打印的相关医疗产品（来自华曙高科） END 高温激光选区烧结是粉末床增材制造技术的重要分支，其与通常情况下的激光选区烧结技术最大的不同在于其可以加工高性能特种工程塑料，例如聚芳醚酮、聚酰亚胺等。对于这些高性能特种工程塑料而言，其通常具有非常高的熔点，通常高于300℃。为了避免成形过程中制件翘曲，同时保证制件精度，需将成形腔预热到非常高的温度(接近材料熔点)，这对设备和粉末材料提出了非常高的要求。 史玉升教授团队此前还发表了综述文章，从材料性质、成形工艺、力学性能和产品应用等方面阐述了增材制造高性能PAEK材料的最新研究进展，系统介绍了它们在生物医学、航空航天、电子等领域的代表性应用。最后，讨论了高性能增材制造聚合物未来发展的当前挑战和可能的解决方案。相关论文可通过下方链接下载。https://doi.org/10.1002/adma.202200750 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.激光烧结“面曝光”3D打印迎来重要发展，大幅提高速度、降低成本，适应更多材料 2.华科史玉升教授团队开发出能3D打印PEEK的激光烧结SLS设备并成功实现临床应用 3.3D打印PEEK植入物迎来重要发展：国家药监局发布注册审查指导原则 4.材料专场：PEEK 3D打印为何如此困难？成功打印，需要哪些技巧

近日，3D打印技术参考注意到，全球标准组织ASTM International发布了新的战略指南：增材制造现场技术准备报告（QQ群下载）。这份报告是对ASTM AM CoE组织第二次专业研讨会的成果，该研讨会与美国国家航空航天局 (NASA)马歇尔太空飞行中心 (MSFC) 和America Makes 合作举办，旨在探索最先进的监测技术，加速增材制造 (AM) 零件快速且具有成本效益的各环节认证。 该研讨会汇集了来自政府机构、研究组织、工业界和学术界的代表， 讨论了在增材制造资格和认证中应用高成熟度现场监测技术的挑战、技术进步、潜在解决方案和前景，包括使用原位方法的增材制造质量保证方法，在增材制造生产中集成现场监测系统，以及现场监测数据与增材制造材料特性和传统的非原位检测技术的相关性。    美国国家航空航天局(NASA)马歇尔太空飞行中心(MSFC)是先进制造领域的领导者。NASA  MSFC增材制造实验室拥有包括激光粉末床熔融和送粉定向能沉积在内的最先进的制造技术。该实验室研究的重点是支持太空飞行组件的认证，其凭借设计、后处理、无损评估、损伤容限、金相学、机械测试和计量学等专业知识支持增材制造技术的应用。 报告指出，随着增材制造领域的快速发展，增材制造加工的复杂性和零件的临界性在增加，现场监测成为评估质量的重要组成部分，现场监测的作用变得越来越重要，它有可能为跨各种相互作用的过程变量提供增材制造过程健康状况的整体视图。验证增材制造过程中的控制状态和表征过程偏差的能力对于促进生产环境中增材制造零件的快速、低成本鉴定和认证至关重要。  实现实时自动化缺陷检测的最大挑战  使用现场监测技术进行缺陷检测的水平   虽然现场监测的一些功能已经被用于商业软件和系统，但目前大多数物理和数据驱动的建模方法仍然处于较低的TRL水平。为了使技术整体成熟，行业需要结合不同高TRL领域的努力，以减少重复工作，并为不同的模型类型(即多物理场和数据驱动、有限元、回归分析、机器学习等)创建重点工作。在潜在的重点工作中，由于涉及大量决策树，机器学习可能具有开发低成熟度项目的最大潜力。这也可以用来帮助多种传感器模式的连接，以告知和弥合物理的差距。 此外，增加对基准测试的关注将普遍有利于提高成熟度并加速采用现场监测进行增材制造资格认证。总的来说，目前用于鉴定的原位监测技术的TRL受到数据流程中成熟度最低组件的TRL的限制。目前，解释和分析数据是最需要工作的具体组成部分。   截至2020年的传感器技术就绪水平(深蓝色)和2025年展望(浅蓝色)  目前，许多缺陷难以检测到，并且大多数难以证明传感器数据与最终部分缺陷之间的因果关系。在努力建立已证实的因果关系的同时，需要为不同类型的缺陷定义关键缺陷大小。这将在检测到缺陷后为决策树设置阈值，并将有助于确定所需的计算能力，定义数据处理和保留负担，进而采取纠正行动和控制操作。或者，即使可以稳定的确定任何尺寸的缺陷可以在机器和材料中可靠的检测到大小，也可能是一种增长途径，并将降低解决这个非常具有挑战性的问题的障碍。 研发战略路线图 数据显示，人工智能(AI)、机器学习(ML)、传感器技术等领域的高关键应用和跨技术创新相结合，推动了现场监控技术的快速发展。这项工作的结果突出了行业专家之间对有效使用现场监控技术进行增材制造资格和认证的进一步讨论的必要性。 研发路线图向增材制造社区传达了增材制造CoE研发计划的当前进展和目标。该路线图概述了增材制造标准化研发的未来，以及使这些努力与标准制定保持一致的框架。 战略指南文件可在QQ群（867355738）下载。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： 1.250页成果下载 | 由增材过渡到减材，完成零件复合加工 2.3D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 3.面向增材制造控形与控性的多尺度力学设计 4.NASA喷气推进实验室公布2022年三项3D打印应用成果

增材制造或三维（3D）打印为汽车行业提供了巨大的机会，通过整合零件、定制材料属性、实现多功能组件和简化制造工艺来减轻车辆重量并提高车辆性能。然而目前用于直接制造汽车零部件的增材制造研究有限，部分原因是汽车产量庞大。近日，日产北美技术中心、Altair公司、ExOne公司、德克萨斯大学的研究人员探讨了使用增材制造结合创成式设计方法直接制造金属汽车部件的潜力。以雷达安装支架为例，表明通过减轻42%的重量并简化制造和装配过程，可以实现所需的零件强度和安全性能。还基于两种主流增材制造系统进行了生产成本分析。结果表明，金属粉末的成本是汽车行业更广泛采用增材制造的限制因素。 图1 智能巡航控制雷达传感器安装支架的基线设计和加载条件 汽车行业正在广泛采用增材制造（AM）技术，如今已经发展到汽车制造商不仅可以将其用于快速原型制作，还可以用于生产最终用途组件，这些组件对于满足严格的要求至关重要，包括不断增加的燃油经济性法规、定制需求以及大流行后世界的供应链挑战。增材制造为汽车制造的新时代缩短了周转时间，最大限度地减少了材料浪费，提高了能源效率并简化了供应链。增材制造大致可分为以下几类：材料挤出，粉末床熔融，粘合剂喷射，片材层压，材料喷射，还原光聚合和定向能量沉积，这些技术中的每一种都有自己的优势和局限性，例如材料成本，制造速度，零件机械性能和可靠性。 在金属增材制造中，最广泛使用的材料原料是粉末，但也使用线材，箔带和液体形式。激光、电子束、超声波、等离子弧等高能量密度热源用于将材料直接粘合在一起。粘结剂喷射是另一种技术，它依赖于构建后的加热和烧结来巩固金属粉末并实现所需的机械性能。增材制造可以为汽车行业带来新的改进，允许在短时间内实现更轻、更复杂的构建。轻量化是内燃机汽车燃油经济性和纯混合动力电动汽车能源效率的重中之重。已经有许多例子探索了增材制造以减轻车辆零件/组件的重量或生产复杂的零件和备件。使用增材制造本田展示了重量减轻50%的曲轴；通用汽车将八个组件合并为一个座椅支架部件；宝马将Roadster车型车顶支架的重量减轻了44%；福特使用AM进行了原型设计，这是传统制造无法实现的歧管；保时捷制造了3D打印活塞，以提高功率和效率；奥迪利用3D打印为一系列车辆生产多个零件。图2 拓扑优化工作流程 图3 设计决策及性能表 这项研究探讨了使用增材制造直接制造的车辆金属部件的潜力，特别是粘结剂喷射方法。粘结剂喷射已成为激光粉末床熔融（LPBF）和直接能量沉积（DED）的有前途的替代工艺，因为它具有更高的打印分辨率，更好的表面质量，更少的支撑结构需求，更少的材料浪费，更高的产量和更低的整体生产成本。以雷达安装支架为例，通过增材制造和创成式设计，通过显着减轻重量（约42%）和简化制造和装配过程来提高零件强度和安全性能。还进行了基于两种主流增材制造系统的生产成本分析，揭示了金属粉末的成本是汽车行业更广泛采用增材制造的主要限制因素之一。图4 冯米塞斯应力、位移和固有频率的比较图5 通过粘结剂喷射的增材制造的ICC雷达安装支架的顶视图和底视图 图6 频率响应函数测量3D打印部件在2个位置的2个不同部件，最大频率为 440 Hz、最小 356 Hz、平均389 Hz 图7 两个系统的相关零件嵌套布局 图8 两种3D打印系统相关的相对成本分配 总结这项研究探索了使用增材制造直接制造金属汽车部件的潜力，特别是粘结剂喷射方法与汽车应用的创成式设计相结合。以雷达安装支架为例，证明重新设计和增材制造的部件满足并超过了所有要求的性能规格和安全要求，重量减轻了42%，工艺简化了50%。目前，金属粉末的高成本仍然是在大批量汽车制造应用中更广泛采用金属增材制造的限制因素。未来的研究将包括降低粉末成本的方法和其他D打印工艺的评估，包括选择性激光熔化和直接能量沉积，以实现具有成本效益的金属增材制造，用于最终用途车辆部件的中等批量生产。 参考：www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278612523000729 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.GE Additive或在探索下一代金属3D打印技术 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.最新突破：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，GE Additive已经与知名蓝色激光器开发商Nuburu签署了一项联合技术协议，双方将共同探索蓝色激光技术对增材制造速度、准确性和商业的价值。 Nuburu首席执行官兼联合创始人Mark Zediker博士表示：“随着我们继续推进蓝色激光技术的研发，蓝色激光的功率已经进一步提高，从而能够开辟新的应用。已经实现的关键性能里程碑为金属3D打印的重大进步开辟了新的可能性。GE Additive在金属增材制造方面的专业知识将使我们能够快速优化区域打印方法，这些解决方案有可能改变军事物流、航空航天、医疗设备制造等领域的格局。” 由激光逐点扫描转变为蓝光+面区域熔化 根据3D打印技术参考去年的报道，NUBURU获得了美国空军“小企业创新研究”（SBIR）计划的第二阶段合同，以开发基于蓝色激光的区域3D打印技术，而GE Additive已经参与到该项目中。这项合同的目标是制造出更大规模的3D打印机，其打印速度将是基于红外激光的打印机的100倍，基于该项目的第一台机器已于今年5月交付给美国空军。 GE Additive在金属3D打印技术应用方面具有领先的经验，其所开发的部件受到严格的监管，因此对于金属3D打印质量控制和保障具有绝对的话语权。通过NUBURU发言人的表述，3D打印技术参考认为该合作的的关键在于，能够将蓝色激光、区域打印以及GE Additive的专业知识联系起来，这或可推进更新一代粉末床激光熔融金属3D打印技术的商业（落地应用）发展。 如果按照发展代际划分，SLM技术已经经历了单激光到多激光的发展，当前最新的技术发展类型表现为区域打印。虽然该技术也在有着“无支撑”、变光源形式，但并不能称之为该技术进化的主流方向。区域打印对于SLM技术来说，可称得上是制造效率的代际发展，而将这种打印模式与更高吸收率的蓝光相结合，则是优中更优的解决方案。 所谓区域打印，采用了脉冲激光代替常规使用的连续激光，通过光学设计取代原有的逐点扫描，变为逐面扫描，因此能够大幅提升制造效率。蓝光的优势在于金属对该波段激光的吸收率要远高于常规使用的红外激光，是铜、铝等高反射金属的更佳选择。更高的吸收率能够使工艺窗口更宽，熔化过程更为可控，飞溅污染将会减少；对激光器功率的需求也会将大幅降低，同时，激光扫描速度也会因吸收率的提高而增加，进而表现在打印效率上。蓝光的另一个物理优势是小尺寸光斑，对于金属3D打印来说可以获得更精细的分辨率。同时，蓝光能够在相对红外激光与聚焦透镜两倍以上的距离产生与后者相同的光斑尺寸，从而获得更大的扫描区域。 蓝色激光的吸收率优势   蓝光具有小尺寸焦点，对于增材制造，蓝光可以实现更精细的分辨率，更大的扫描区域 区域金属3D打印过程中产生的羽流 NUBURU还于近期向3D打印机开发商Essentium交付了蓝光激光器，双方正在合作开发用于定向能量沉积 (DED) 的金属3D打印的系统。  而对于粉末床熔融技术的开发，专注于激光技术的NUBURU需要一个强有力的合作者，但其却没有选择区域打印当前最知名的Seurat，而GE Additive是金属3D打印熔融过程基础知识、过程控制等领域的专家。对于双方的合作，NUBURU表示将加速其开创性的蓝色激光进一步扩展到创新的金属3D打印解决方案，而对于GE Additive，这可能有助于其探索下一代金属3D打印技术。 蓝光激光器正在日益受到重视，3D打印技术参考注意到，在2023年的“增材制造与激光制造”国家重点研发计划专项中，“制造用蓝光半导体激光器”赫然出现其中！ 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.蓝光+区域打印 | 美空军资助100倍速未来金属3D打印设备研发 2.上海交大采用国产装备开展铝合金蓝色激光定向能量沉积研究 3.西门子能源签署59吨区域金属3D打印零件制造协议 4.国外正在开发一种基于蓝色激光的新型金属3D打印机

西南交大联合华中科技、中车工业研究院、中车青岛四方机车、北理工以及曼彻斯特大学发表了联合综述，总结了当前铁路行业利用增材制造技术的优势和挑战，对增材制造部件的疲劳评估进行了强调，详细讨论了应对挑战的潜在设计方法，包括公认的结构完整性和未来前景。研究结果不仅有利于铁路工程增材制造技术应用的发展，也有利于实现金属部件的轻量化设计，改进性能评估和安全检查策略。 上文总结了增材制造技术在铁路行业的应用及优势，涉及使用激光熔覆修复表面损坏、制造不再生产的零件、打印复杂零件以及开发超高强度材料等等，从而能够制造复杂零件、节省材料、缩短交货时间和快速设计迭代。本文将主要介绍增材制造技术在铁路行业应用的挑战与策略、铁路行业增材制造路线图。 (a) 最高设计时速600公里/小时的高速磁浮交通系统转向架；(b) SLM生产的磁悬浮臂；(c) HRAM生产的空气弹簧安装梁；(d) HRAM 生产的 ZL205A 合金的机械性能，以及验收指数 三. 增材制造技术在铁路行业应用的挑战与策略 与其他快速发展的技术一样，增材制造在铁路领域的实际应用面临着重大挑战。与成熟的传统制造方法相比，增材制造技术仍然需要提高生产力和质量控制。大多数科学文献来自大学和国家实验室，因此缺乏实际应用所需的经济和技术分析。相比之下，企业申请了大量专利，重要的产业创新并未公开。因此，增材制造技术的研究及其在铁路行业的技术应用还存在一定差距，仍存在关键的科学、技术和经济问题。 （1）增材制造零件结构完整性的关键 增材制造技术为复杂结构部件的设计和生产带来了前所未有的解决方案。然而，将这些优势扩展到大型承重铁路部件需要更深入了解这些材料的机械性能。增材制造工艺的异质微观结构、加工引起的缺陷、表面质量差和残余应力特征仍然知之甚少。探索这些因素的性质及其对铁路部件在其生命周期中的影响是一项关键挑战。 (a) 新开发的合金粉末，命名为CCRC-HP-1；(b)不同SLM铝合金的拉伸性能比较；(c) 使用CCRC-HP-1 合金粉末的 SLM 打印部件 SLM制造的高速磁悬浮交通转向架磁悬浮臂的剩余寿命评估 （2）资质认证 考虑到复杂的参数空间等因素，打印高密度、可预测性能、高可靠性和稳定性的零件是一项真正的挑战。增材制造铁路部件的迭代生命周期包括设计、打印机、原料、参数、后处理、性能测试方法、性能评估和工程应用。每个生命周期及其子步骤都会对随后的最终零件性能产生影响。还应注意的是，增材制造工艺选择是一个集成的迭代活动。例如，在设计过程中，构建因素包括零件尺寸、复杂性、特征分辨率、构建速率、原料、多合金、工艺经济性和成熟度。对于每种合金的使用，每种增材制造工艺都有其独特的优点和缺点，而且原料的可用性也各不相同。可以理解的是，考虑到安全影响，在铁路部门引入增材制造技术时，标准的制定至关重要。因此，资质成为增材制造零件生产和应用的关键环节。 影响增材制造铁路组件生命周期因素的详细流程图 目前，缺乏技术标准意味着无法保证给定增材制造产品的尺寸精度和性能。增材制造标准，包括原料、工艺、测试技术和质量控制，主要由ISO和ASTM承担。尽管已经发布了一系列增材制造标准，但疲劳性能和缺陷容限标准的缺乏使得增材制造认证变得困难，特别是对于特定行业。与铁路行业相比，增材制造标准在航空航天行业取得了进一步进展，这也是航空航天领域引领增材制造市场的主要原因之一。然而，与铁路领域相关的增材制造标准的制定仍处于起步阶段。 （3）经济可持续性 除了上面讨论的科学和认证问题外，铁路行业目前和未来对增材制造产品的应用障碍将是经济方面的考虑。对于铸造和冲压等传统工艺，零件通过模塑或加热或加压成型制成的，导致初始成本高昂。随着零件数量的增加，高昂的成本得到了分配，从而迅速降低了单位成本。由于避免了新零件的额外成本，因此单位成本不会随增材制造零件的数量而显著变化。因此，它比原型生产中的其他制造工艺便宜得多。 第一个增材制造的铁路部门安全关键部件（制动悬架连杆） 降低维护成本在铁路行业尤为重要，因为铁路行业的设计和制造迭代速度很慢，基于这些要求，减少实物库存中的零件库存并简化物流和整个供应链，将使增材制造技术在备件应用中更具吸引力 四. 铁路行业增材制造路线图 增材制造工艺技术的成熟、计算机和网络的快速发展以及竞争前的合作，是绘制铁路行业增材制造路线图的协同力量。在短期内，全球铁路运营商和制造商都可以采用增材制造进行翻新、维修和维护。修理传统制造的零件或制造备件，是减轻零件过时或交货时间长问题的机会。 增材制造高铁部件一体化设计-制造-评价框架流程图，主要包括四个主要步骤 从中期来看，增材制造可用于传统零件的重新设计、零件整合、拓扑优化或晶格结构的使用。在这里，驱动因素转向了对轻量化、减少材料浪费、降低生产成本和提高性能的需求。简化了冗长的开发时间尺度，以适应增材制造实现的更轻巧、更灵活的设计和结构。 增材制造路线图显示增材制造在铁路行业不同发展时期的可能应用 从长远来看，增材制造提供复杂的几何形状、结构重量减轻、定制设计、开发周期时间缩短、设计迭代快速和性能增强等优势。增材制造带来的复杂性不仅延伸到零件的几何形状，还延伸到零件内的微观结构，可能具有特定位置的属性。开发更快、更安全和更可靠的铁路系统是增材制造应用的主要驱动力。未来在铁路行业的应用可以充分利用增材制造的优势。多材料和多功能增材制造也引起了极大的兴趣，它有可能使设计人员能够定制组件。例如，增材制造工艺可以生产用于超高速轨道的部件，根据铁路轨道支架内部的应力分布改变孔隙率，可以生产具有梯度密度的定制轨道支架等。 结论 本文概述了增材制造在铁路行业的应用和研究，以及与增材制造铁路部件相关的挑战和前景。主要优势在于制造复杂零件、节省材料、缩短交货时间和快速设计迭代。综述了增材制造在铁路行业的近期研究和应用。目前，增材制造在铁路行业的应用还在很大程度上处于工程化的道路上。使用原始零件几何形状修复传统制造的零件或制造备件是目前的主要应用。由于传统零件不是为增材制造设计的，因此从材料特性的角度来看，增材制造替换零件将与原始零件不同。增材制造技术在铁路工程中缺乏认证标准、零件的结构完整性问题等可靠性差和其他限制是其广泛应用的主要挑战。然而，增材制造在复杂几何形状、结构减重、定制化方面具有极佳的设计潜力并支持快速设计迭代。未来，随着基于可靠结构完整性方法的增材制造材料、技术和标准的发展，增材制造将被用于建设更快、更安全、更可靠的轨道交通系统。 参考：Structural integrity issues of additively manufactured railway components: Progress and challenges 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，未经授权转载违规。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： 1.六机构联合综述：铁路部件3D打印的结构完整性问题、进展与挑战（一） 2.3D Systems要收购Stratasys！潜在对手竟然还有这么多！ 3.北理工院士团队：采用国产多激光金属3D打印装备制备出高铁刹车盘 4.Formnext2023增材制造展金属粉末品牌展商预览

2022年11月，粘结剂喷射3D打印技术的领导者Desktop Metal宣布获得德国一家主要汽车制造商价值900万美元的粘结剂喷射3D打印系统订单，用于动力总成部件的大批量生产。 Desktop Metal表示已为多个全球汽车品牌提供服务——包括特斯拉、宝马、雷诺、大陆和福特——其中许多品牌使用该公司的技术来3D打印最终用途汽车部件。3D打印技术参考查阅了大量资料，发现已有多家知名品牌汽车制造商正在挖掘粘结剂喷射，尤其是用于金属3D打印的应用潜力。 01客户或是宝马同一客户总订单达1690万美元 2021年12月，Desktop Metal宣布获得了德国汽车制造商790万美元的同类订单。尤其值得注意的是，两份合同是同一个买家，订单总价达到了1690万美元（1.2亿人民币）。 这意味着，该汽车制造商对粘结剂喷射技术极为认可，为其带来了显著的成本效益，因此追加投资。考虑到宝马是Desktop Metal通过BMW iVentures的首批投资者之一，大众汽车正在积极与惠普合作，而戴姆勒奔驰已经与EOS合作多年，广泛猜测这家德国企业是宝马汽车。而且3D打印技术参考还在宝马发布的增材制造产业园宣传片中看到了Exone的Innovent X金属打印机，进一步印证了这种可能。这两笔订单也使Desktop Metal成为促使粘结剂喷射技术落地应用、尤其是汽车领域应用的主要推动者。 宝马增材制造产业园中的Exone金属打印机 然而需要指出的是，随着对Exone的收购，Desktop Metal已将前者的砂型粘结剂喷射3D打印技术纳入旗下，后者也并未明确指出两份订单所涉及的系统类型。但新闻稿中一句“to support digitally casted powertrain components for a popular car line”，对于数字铸造的描述似乎有一定的倾向性。而两笔订单所也均提到将用于制造汽车动力总成部件制造。 采用粘结剂喷射金属3D打印技术和SLM技术制造的宝马水泵轮 Desktop Metal目前确实拥有众多类型的3D打印工艺，如砂型、树脂、陶瓷、纤维等，其所提到的众多汽车用户采用的哪种技术无法产生明确的认知。3D打印技术参考进行了包括学术论文在内的广泛查询，发现对该技术的报道或应用公开仍然极少，但本文仍聚焦于金属粘结剂喷射在汽车领域的应用。 02大众汽车将粘结剂喷射金属3D打印用于生产2021年，德国大众汽车透露，未来几年将加速使用粘结剂喷射3D打印工艺进行汽车生产，并将在公司位于德国沃尔夫斯堡的主要工厂进行相关部署。为实现这一创新进步，大众汽车在过去几年中投资了数百万欧元。 采用HP设备制造的大众汽车档杆 此外，该公司还与西门子建立了软件合作伙伴关系，并扩大了与惠普的合作。惠普提供所需的粘结剂喷射金属3D打印机，西门子提供增材制造专用软件。西门子和大众联合开展的一项关键研究是优化构建室中组件的摆放，可以在每次打印过程中生产的零件数量提高了两倍。他们希望通过积累经验，发现哪些组件可以在未来经济快速的生产，或者增材制造如何支持大众汽车实现生产数字化转型。 采用HP设备制造的T-Roc敞篷车A柱组件 大众汽车沃尔夫斯堡工厂的目标是到2025年每年通过3D打印生产多达10万个组件。使用粘结剂喷射工艺制造的第一批组件——用于T-Roc敞篷车A柱组件，已进行认证。这些部件的重量比由钢板制成的传统部件轻了近50%，仅仅是这种质量上的减少就已经使制造商对这种工艺特别感兴趣。到目前为止，大批量生产的成本效益还不够。然而，新技术和相互间的协作已经体现出生产线在经济上的可行性。 03福特汽车布局粘结剂喷射金属3D打印技术 福特汽车对于3D打印技术的最新进展实际上更新非常缓慢。2018年3月，福特领投Desktop Metal 6500万美元，该公司高级工程副总裁兼首席技术官Ken Washington博士在当时被任命为Desktop Metal董事会成员。当年年底，投资4500万美元开设先进制造中心，配备了大量、多种类型的3D打印机。 2020年，福特购买Desktop Metal的P-1粘结剂喷射金属3D打印机。这台设备的打印尺寸只有200 x 100 x 40mm，正如福特汽车研究与技术总监所提到的，购买它的原因更多是为了尝试这项技术，为未来采用其进行生产做准备。 Desktop Metal P-1粘结剂喷射金属3D打印机  2021年，福特与当时尚在的Exone公司宣布突破6061铝合金粘结剂喷射金属3D打印成形。在由福特和ExOne共同创立的项目中，由工程师、材料科学家和制造专家组成的团队共同开发了这种用于铝材的快速可靠粘结剂喷射3D打印和烧结的工艺，可提供与压铸可比的性能，烧结件的密度可达到99％。福特公司增材制造技术负责人表示，“这是汽车工业生产3D打印和烧结零件的一个突破。虽然3D打印工艺与冲压车身面板有很大不同，但我们现在更加了解铝合金的性能，以及铝在轻量化车辆中的价值。高速铝合金3D打印为我们刚刚开始关注的其他应用铺平了道路，因为它能够用铝制作以前不可能的复杂零件。”  福特和ExOne共同开发了铝合金粘结剂喷射3D打印和烧结工艺 福特与ExOne的联合开发项目于2019年就已启动，福特领导了最终的材料和可重复性测试，以验证其准确性。而通过福特对当时两家粘结剂喷射金属3D打印领导者的投资或合作，可以看出这家汽车公司正在积极布局这项技术。相信不久之后，会有比较突出的应用。 04通用汽车应用粘结剂喷射金属3D打印技术 3D打印服务商Azoth于2021年7月发布消息称，其正在采用Digital Metal的粘结剂喷射金属3D打印机为通用汽车旗下2022新款凯迪拉克V系列BLACKWING车型制造手动换档旋钮，这是车辆上的几个3D打印部件之一。这个零件具有装饰性，但它具有只能通过3D打印制作的几何形状，背面设计用于散热，正面具有无法加工的底切。该零件之所以引人注目，是因为它通过了3级生产零件批准程序。 粘结剂喷射金属3D打印技术制造的手动换档旋钮 Azoth的联合创始人兼总经理认为粘结剂喷射将是一项非常具有颠覆性的技术，能够达到汽车生产所需的速度和质量水平，制造商正在努力提高零件产量。在通用汽车上使用该技术，证明了粘结剂喷射金属3D打印具有成本效益。  05展望未来优势与不足 粘结剂喷射金属3D打印能够以高速、低成本、无模制造实现中小批量生产，同时采用大型设备则可以过渡到大规模生产。相对于粉末床激光熔融金属3D打印，其成本更低、吞吐量更高；相对于传统的注射成形，其无需模具。在当零件制造数量处于某一个区间时，粘结剂喷射金属3D打印是具有成本效益的选择。 然而该技术也有缺点。正如3D打印服务商Azoth所提到的，粉末清理为该工艺的实施带来了很大不便，该环节占用了很大的劳动力成本，特别是在复杂零件或有很多内部特征结构时。在该处理过程中，操作人员需要用小刷子或压缩空气进行清理粉末。但此阶段的零件非常脆弱，非常容易损坏。 烧结也是该工艺面临的巨大挑战。一是成本，一台烧结炉的费用可能比一台小型打印机的成本要高的多，这是许多研究人员和设计公司难以接受的。寻求外部服务商是解决问题的方式之一，但需要注意的是，脆弱的零件质量在寻求外部服务时也存在不确定性。二是变形，基于烧结的间接3D打印均面临零件变形的问题，主流的设备商当前通过仿真和零件预变形的来克服，但在实际的生产中可能需要尝试多次以确定形状。 福特汽车公司增材制造技术负责人表示，对于大多数增材制造技术，瓶颈是机器，但对于粘结剂喷射工艺不是这种情况，后处理是其最大的限制因素。尽管如此，它仍然是一项重要的技术。它可以扩展到生产量，过程本身非常灵活，而且零件质量很好。 展望未来，这项技术号称能够实现金属3D打印低成本、批量化生产且拥有高于其他3D打印技术数十倍工作效率的工艺，有望成为取代传统制造方法的领先金属3D打印零件工艺。虽然该工艺目前还不是主导技术，但它是增长最快的技术之一。 注：本文内容由3D打印技术参考创作。欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.弥补短板，MIM制造商将粘结剂喷射金属3D打印技术纳入生产体系 2.占地27亩！汉邦科技金属3D打印装备研制基地一期项目开工建设 3.迈向国际，中国工业级3D打印品牌深入欧美增材强国腹地 4.三种金属3D打印技术分别适合怎样的汽车行业应用

增材制造技术越来越多的应用于航空航天、医疗保健、汽车和能源领域。尽管具有良好的设计灵活性、较短的交货时间和较高的材料利用率，但铁路行业对增材制造的应用与航空航天和汽车行业相比仍有一段差距。此外，各种增材制造组件在维护、优化设计和生产中的作用尚不完全清楚。 近日，3D打印技术参考注意到，西南交大联合华中科技、中车工业研究院、中车青岛四方机车、北理工以及曼彻斯特大学发表了联合综述，总结了当前铁路行业利用增材制造技术的优势和挑战，对增材制造部件的疲劳评估进行了强调，详细讨论了应对挑战的潜在设计方法，包括公认的结构完整性和未来前景。研究结果不仅有利于铁路工程增材制造技术应用的发展，也有利于实现金属部件的轻量化设计，改进性能评估和安全检查策略。   (a) 火车转向架中使用的候选部件；(b) 防侧倾系统支撑的拓扑优化流程图  一. 增材制造对铁路行业带来改变 与传统制造技术相比，增材制造将3D制造转变为简单的自下而上的2D层沉积，从而大大降低了设计和制造的复杂性。可以快速生产出几乎任何形状的零件，这是增材制造的核心优势。 （1）设计自由度高  由于3D零件是逐层构建的，因此在设计零件时，不再需要考虑传统的设计规范，例如底切、工具进入和拔模角度。这为设计师提供了前所未有的设计自由度，可以轻松创建非常复杂的几何零件。结合拓扑优化和其他设计工具，增材制造可用于生产性能优异的轻量化零件。它还提供了整个部件的微观结构和成分变化的可能性，以局部定制属性。  （2）缩短交货期 作为一种数字制造技术，增材制造过程依赖于使用数字工作流程，无需工具（如模具）来构建零件。以前，获得原型可能需要几天或几周的时间，而增材制造将其缩短到几个小时。增材制造支持的一步制造减少了其他工艺的使用，如机加工和焊接。尽管有些零件需要更长的后处理时间，但与传统制造工艺相比，增材制造小批量生产最终用途零件的能力仍然可以节省大量时间，并能够按需制造，从而避免可能会损坏的产品的可能性和最终变得过时/过剩。 （3）材料浪费减少 提高原材料和最终组件之间的重量比对于减少制造的经济影响至关重要。对于通过CNC铣削等减材制造制造的物体，在极端情况下，不到5%的原始材料可能构成成品部件，从而产生高达95%的废物。增材制造工艺通常会产生更少的浪费，因为材料只在必要时熔化，而且大多数原材料都可以回收利用。在激光熔化过程中，该过程生产出接近最终形状的零件，导致废品率约为5%。需要注意的是，增材制造原料可能无法完全回收，支撑材料和后处理加工也会产生废料 （4）原型制造风险降低 原型制作成本是设计师最关心的问题。即使是制造过程中的微小变化也可能对时间和成本造成巨大影响。在生产昂贵的组件（例如模具或工具和夹具）之前，通过增材制造制作的原型验证设计可以消除原型制作过程中的重大风险。 （5）小批量生产更具成本效益 如果需要数以千计的重复零件，设计模具可能是最经济的方式。但是，如果只需要少数相同的零件或过时的备件（不再制造的旧零件或制造商不再营业），增材制造可能是最经济、最快速的生产方法。增材制造不需要工具，使其成为小批量生产的最合适选择。增材制造不仅适用于需要一次性生产的定制零件，也适用于按需制造零件。它允许企业根据需要生产备件，从而减少对仓库空间和成堆备件的需求。 二. 增材制造技术在铁路行业的应用 经过30多年发展，增材制造技术已广泛应用于许多领域，然而应用于铁路行业却是在最近十年才发生，许多铁路公司和研究人员已经开始考虑在本行业中使用该技术。相关应用涉及使用激光熔覆修复表面损坏、制造不再生产的零件、打印复杂零件以及开发超高强度材料等等。  （1）损坏零件修复在铁路车桥装配、卸车、运行维护过程中，车桥的轮座、齿轮座、轴身等部位会受到划伤、凹痕、微动磨损等，激光熔覆广泛用于局部损坏部件的快速修复和再制造。 铁路车轴的激光熔覆  激光熔覆铁路轴材料   2010年，澳大利亚Hardchrome Engineering Pty Ltd首次提出利用激光熔覆技术对铁路车轴进行试修；2013年，皇家墨尔本理工大学针对轴面损伤开展了基于激光熔覆修复轴颈位置的研究；2017年，焊接研究所 (TWI) 检测了大型金属部件的激光熔覆工艺，该项目证明了激光涂层对铁路车轴的适用性；中国中车、西南交通大学等国内机构也探索了激光熔覆用于铁路车轴修复的研究，相关研究旨在为电动多单元车桥的再制造选择最佳工艺参数，以满足车桥的机械性能要求和轮对压装条件。除了铁路车轴，激光熔覆还被用于修复铁路车轮踏面、辐条板、齿轮箱等，并取得了一些成功。  （2）更换常规零件在许多情况下，铁路公司所需备件的生产可能已经停止。此外，还必须考虑列车每天停运所产生的成本。为了解决这些问题，增材制造成为及时且低成本生产过时备件的一种选择。德国国家铁路德国铁路DB公司在2015年就将增材制造技术应用于铁路设备的运维，其为每个维护车间配备了至少一到两名增材制造专家，确定哪些部件可以有效打印；瑞典SJ AB列车运营公司也部署了该技术用来生产过时零件。  (a) 使用 WAAM 技术打印二次挡辊的过程；(b) WAAM 打印的近净形轮对轴承盖；(c) 打印的 转向架连接器使用增材制造技术快速生产模具也是铁路行业的重要应用，采用砂模打印无需其他工具即可快速生产原型和所需要的零件。除此之外，该技术的定制制造特点还可以减少对外包工具的以来，西门子移动在其 RRX铁路服务中心采用增材制造来生产工具。 （3）优化设计 近年来，增加有效载荷和降低维护成本一直是铁路行业提高效率的最大问题。有效载荷的效率可以通过有效载荷比来量化，铁路部件的重量优化设计是提高有效载荷比的一种方法。   (a) 二级垂直阻尼器座(b) 抗蛇形阻尼器座 (c) 横向止动器的拓扑优化流程图  基于增材制造复杂晶格结构零件设计流程图  虽然增材制造技术可以提供更多的设计自由度，但传统零件（设计用于铸造或其他CNC加工技术的零件）无法充分利用该工艺。在增材制造可行性研究中，克诺尔制造了一种用于铁路打磨系统的创新控制面板功能载体，该面板比传统的铝面板轻90%，允许更紧凑的组件排列方式。在低地板车辆和未来可能的铁路应用中，这是一个极具吸引力的解决方案。越来越多的案例证明，增材制造与结构优化相结合，包括集成设计、拓扑优化和点阵结构，可以在结构轻量化、装配集成等方面取得突破。 注：下篇将介绍增材制造技术在铁路行业应用的挑战与策略、铁路行业增材制造路线图。参考：Structural integrity issues of additively manufactured railway components: Progress and challenges 注：本文内容由3D打印技术参考整理编辑，转载请联系授权，侵权转载会违规。 欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.北理工院士团队：采用国产多激光金属3D打印装备制备出高铁刹车盘 2.华曙高科-重磅发布批量金属3D打印系统FS511M和FS350M 3.金属3D打印专家铂力特与西门子签署战略合作协议 4.占地27亩！汉邦科技金属3D打印装备研制基地一期项目开工建设

德国铁路股份公司（德语：Deutsche Bahn AG）一般简称为德国铁路（DB），是一家总部设于柏林的德国国有运输公司，于1994年创立，由原德国联邦铁路及德国国营铁路合并而成。3D打印技术参考注意到，该公司采用3D打印技术已经生产了100000个备件，在使用增材制造技术方面达到了一个重要的里程碑。这一成就说明了3D打印对列车维护的变革性影响。 DB使用3D打印创建的零件 该公司于2015年开始使用3D打印，最初生产塑料衣钩等简单物品。近期，该公司生产的第10万个零件——一个用于调车机车的齿轮箱，采用3D打印模具铸造。该部件重达570公斤，占地近一立方米，是DB使用该技术生产的最大、最重的产品，该公司在铁路行业的3D打印技术应用方面处于全球领先地位。 DB使用3D打印制造的齿轮箱 据DB称，通常情况下，由于制造商的交货时间，通过标准采购获得齿轮箱等零件平均需要10个月。为了解决这个问题，DB已转向3D打印，以将交货时间缩短至仅两个月。使用粘结剂喷射，通过将粉末材料与液体粘结剂混合以形成用于铸造外壳的模具来制造齿轮箱。 齿轮箱是DB不断扩展的数字仓库的一部分，该仓库存储备件的虚拟技术图纸。这些部件可以使用3D打印机快速方便生产。目前，该仓库包含大约1000个虚拟模型，但DB的目标是到2030年将其增加到10000个不同的组件。 DB使用3D打印创建的零件 DB表示，这种方法不仅可以节省空间并降低存储成本，还可以缩短交货时间和供应链，从而促进独立性。DB公司的一位数字化和技术董事会成员强调了3D打印在全球供应紧张和原材料短缺时期对于列车维护的关键作用。此外，DB指出，3D打印更具可持续性——通过最小化距离和库存来减少二氧化碳排放和浪费。因为在生产中只使用必要的原材料，该技术还节约了资源。 为了促进生产，DB使用自己的打印机并与合作伙伴网络合作。2016年，DB发起了“Mobilitygoes Additive”网络，该网络目前包括140多个组织，包括用户、打印机制造商、打印服务提供商、大学和初创公司。该团队合作使用各种3D打印技术（如材料挤压、粉末床工艺和粘结剂喷射）推进创新。 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; 硕博千人交流Q群：248112776；网址： 延伸阅读： 1.重点关注：黑格科技将推出消费领域桌面3D打印机 2.TCT解析 | Stratasys & Desktop Metal合并的背景及未来发展 3.回顾与再现 | 十年前的全球发动机支架轻量化设计挑战赛 4.麻省理工：使用陶瓷强化金属3D打印材料