6月20日，3D打印技术参考注意到，美国国家航空航天局（NASA）再次向近250家小型商业团队提供资金来开发尖端技术。今年的第一阶段小型企业创新研究（SBIR）和小型企业技术转让（STTR）计划获奖者正在解决碳中和和能源存储等关键优先事项。在这些项目中，有六个项目因其对3D打印的创新应用而脱颖而出。 SBIR和STTR计划帮助美国各地的小型企业和研究机构开发新技术。对于2024年，NASA为这些倡议分配了4485万美元，每个入选的团队将获得15万美元来测试他们的想法是否可行。值得一提的是，34%的获奖者是首次获得NASA SBIR/STTR奖项的。NASA每年都会在SBIR和STTR获奖者中关注众多3D打印项目，3D打印技术参考注意到，往年的资助项目包含复合材料3D打印、蓝色激光3D打印以及各类太空3D打印应用等。3D打印已成为该机构创造对空间探索至关重要的复杂、轻量级和高效结构的关键。今年的3D打印获奖者专注于开创性领域，从创建先进的碳化硅（SiC）光学器件到构建月球基础设施。 3D打印碳化硅空间光学器件 Additive Innovations公司计划通过3D打印碳化硅（SiC）来改进空间光学系统。SiC是一种理想的空间光学材料，它具有轻量、高刚性和低热膨胀性。传统上，SiC的制造既困难又昂贵。该公司计划通过3D打印来简化制造过程，使其更具成本效益和精确度。有了NASA的资金支持，该团队表示将提高其制造精确SiC部件的能力。他们还将研究如何预测SiC材料对温度变化的响应，并使其更加致密。这项技术最初将用于小型卫星，但未来可能扩展到更大、定制形状的光学部件以及其他应用，如汽车零部件和热交换器。 下图为中科院上海硅酸盐所使用升华三维设备3D打印的碳化硅反射镜 这些光学系统对于望远镜的反射镜、传感器、相机、通信系统以及分析天体的仪器至关重要。领导这个项目并为此付出专业知识的是Additive Innovations的总裁Andrew Klein，他曾在ExOne担任了八年的研发总监。3D打印技术参考猜测，这项研究会不会将采用粘结剂喷射技术？在国内，峰华卓立利用粘结剂喷射技术开发了SiC材料。 在轨3D打印实时监测 Advent Innovations公司致力于确保太空制造中的质量问题。该项目涉及开发一种红外热成像系统，用于3D打印过程中的实时缺陷检测。这一技术对验证太空中打印部件的完整性至关重要，例如任务物流所需的工具和组件。Advent Innovations公司通过将可移动的、非接触式的红外摄像头与挤出机头集成，旨在在构建过程中检测和消除缺陷，确保从打印时刻起部件就符合必要的标准。 在轨道、月球或火星上进行可持续和灵活的太空任务是至关重要的。太空制造允许根据需求创建关键物资，如工具、支架和其他用于任务物流和维修的组件。自2014年在国际空间站（ISS）上首次展示3D打印以来，已在太空中打印了许多部件，主要使用聚合物材料。 FDM技术实时监控原理 然而，目前太空中的检查仅限于打印后的“目视检查”。Advent Innovations公司希望通过创建一个在打印过程中检测缺陷的系统来改变这一现状。在地球上，红外热成像技术通过生成实时图像来发现缺陷并验证材料的完整性。这种方法可以帮助太空中的打印部件立即满足标准。随着欧洲航天局最近将一台金属3D打印机送到国际空间站，太空制造的重要性日益凸显。这个项目对于确保太空中3D打印部件的可靠性至关重要。 空间大型桁架3D打印技术 Branch Technology公司希望利用其自由形态3D打印技术在月球表面建造大型桁架结构。基于桁架的结构由相互连接的三角形单元组成，使用极少的材料即可创建坚固且稳定的框架。这项技术允许材料在自由空间中沉积并固化，形成既轻便又坚固的结构。这些结构可以支持月球上的电力生产和通信，展示了3D打印技术在大型月球项目中的潜力。 Branch Technology公司的3D打印技术 大型桁架3D打印在太空中的价值在于其能够构建出既坚固又轻质的支撑结构，这些结构不仅能够在极端太空环境中保持稳定，还能有效支撑太阳能板、通信天线等关键设备，为深空探测和长期驻留任务提供可靠的基础设施支持。通过3D打印技术，大型桁架可以实现在轨制造，大大提高了太空任务的灵活性和可持续性。 3D打印轻量级旋转爆震发动机 优化旋转爆震火箭发动机（RDRE）的设计和性能是一项复杂的任务，因为其中涉及的物理学原理十分复杂。RDRE是一种先进的推进系统，通过连续的爆震来产生推力。这项技术由NASA开发，相对较新，并一直在NASA和其他组织的积极研发中，有望提高燃料利用率和产生更大的功率，这对于深空任务至关重要。 尽管NASA已经成功测试了RDRE，展示了其潜力，但工程公司Quadrus希望通过结合先进的模拟策略和3D打印技术来改进其性能。他们的目标是创造一种轻量级的RDRE，在减少硬件质量的同时最大化推力和效率。 NASA旋转爆震发动机与Quadrus公司3D打印的组件 3D打印将被用于制造RDRE的组件，确保它们既轻便又结构坚固。这项研究的目的是填补RDRE开发中的技术空白，并计划通过热试发射验证这种方法，最终为NASA的发动机综合性能计划做出贡献，同时推动火箭推进技术的发展。3D打印技术参考注意到，Quadrus公司与NASA最新的合作成果为，双方采用SLM 3D打印工艺开发了一款双金属结构旋转爆震火箭发动机喷射器，并将于今年夏季测试。 其他项目还包括大型3D编织预成型复合材料用于热保护，一家名为Dynovas的公司正在利用其高级压力树脂传递模塑 (DAP-RTM) 系统应对挑战，该系统改善了树脂在材料中的流动，更有效地预处理预成型件，并使用量身定制的机械注射技术来确保最终产品致密且可靠。同时，该系统能以更低的成本、更高效的方式生产更高质量的3D编织复合材料。 最后一项计划使用3D打印和电化学技术来改进航天器上使用的放射性同位素电力系统 (RPS) 的绝缘性能。通过SBIR和STTR计划，NASA继续为开创性的创新铺平道路，这些创新将塑造太空探索及其他领域的未来。通过对3D打印技术的投资，该机构正在获得更多的任务能力，并为商业应用开辟新的途径，帮助充分发挥增材制造在太空和地球上的潜力。 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.航空航天领域3D打印技术2024最新市场及应用现状 2.为航天器3D打印多孔铜合金部件，建立孔隙与机械及电性能之间的关系 3.NASA投入新资金启动25项太空探索3D打印项目 4.航空3D打印应用新里程碑：空客A350升力系统部件获批量生产批准

作为高附加值产业，航空航天工业一直对先进制造技术的开发和采用具有强大推动力。随着该行业对节能减排、轻量化、可靠性和舒适性的要求越来越高，飞机和火箭制造需要越来越多的高性能材料和新设计。传统的制造工艺已经达到了满足要求的极限。 2023年3月，全球首枚全3D打印火箭发射成功 航空航天工业增材制造市场现状和趋势 增材制造的快速发展为满足这些行业需求提供了可能性，新技术提供了独特的优势和可行性，可以克服几何形状、材料、性能和功能方面的限制。它为制造具有高精度复杂、复合和混合结构提供了前所未有的设计自由，这是传统制造路线无法实现的。增材制造的上述优势在航空、汽车、电子、医疗、军事、建筑等领域的广泛工业领域正在得到应用。 3D打印技术参考查询到the business research company发布的数据报告，航空航天和国防增材制造市场正在以指数级增长，2024年的市场规模将从去年的36.2亿美元增长至44亿美元，复合年增长率 (CAGR) 为 21.5%，到2028年将达到87.6亿美元。快速增长的原因归因于增材制造技术成本的降低、供应链优化、材料的开发、机器自动化及后处理技术的进步。 但数据需要对比参考，每一家市场调研公司的数据通常相差巨大。3D打印技术参考查询到voxelmatters的数据指出，2022年，航空航天领域增材制造总产值为1.6亿美元，全球生产了近190万个（主要是聚合物）零件。其中包括所有原型、工具和最终零件。预计，到2032年，该领域将产生13亿美元的收入，每年生产1700多万个零件。考虑到令人难以置信的减重潜力和推动航空航天所有发展的更可持续的航空发展，预计这将是一个保守的预测——10年预测期的复合年增长率为23.9%。 航空航天工业增材制造2024应用现状 在航空航天领域，美国多年来一直在引领多种3D打印技术在火箭、航天器、民航客机等领域的研究与应用，但国内在此方面已经由追赶发展到差距并不明显的地步。 在航天方面，2023年3月，全球首枚“全3D打印火箭”发射，虽未能进入轨道，但首次向全世界展示了全3D打印的火箭可以承受最恶劣的轨道发射条件。对于增材制造行业以及对3D打印技术的应用来说，它无疑是一个重要的里程碑。 全球首枚“全3D打印火箭”Relativity Space人族1号 国内3D打印龙头企业铂力特已助力东方空间、星际荣耀、蓝箭航天等多家商业航天客户发射、飞行试验取得成功；倍丰智能则为航发制造领域头部客户提供了大量研发服务，并已实现商业化应用；华曙高科在航空航天国家队以及深蓝航天等民营航天系列重要项目中得到批量应用。国家队方面也积极主动布局3D打印技术厂房建设和应用布局。2024年4月，航天六院将我国首个3D打印卫星贮箱用于探月工程，标志着3D打印技术在太空在轨应用方面的进一步发展（公开消息）。 华曙高科3D打印的火箭蜂窝式格栅翼 铂力特协助中国航发涡轮院和西北工业大学研制的中介机匣 我国探月工程实现首次实现3D打印贮箱在轨应用 在航空领域，3D打印技术在减少航空发动机零部件数量、减轻机身重量方面效果显著。2023年，我国自主研发的国产大型客机C919顺利完成首次商业载客飞行，C919飞机中应用了大量3D打印技术制造的零部件。2024年3月，武汉天昱制造出3D打印的飞机起落架主体，其只需用到传统制造工艺的10%的材料，极限载荷达73吨。 西空智造3D打印的燃油喷嘴 2024年3月，3D打印技术参考注意到，GE航空航天公司宣布，今年计划向其全球制造工厂和供应链投资超过6.5亿美元用于提高其生产能力，满足商业和国防客户不断增长的需求。在计划中特别提及到，部分投资将用于增加增材制造（3D打印）机器和工具，以增加军用旋翼机发动机部件以及窄体和宽体商用飞机发动机的产量。GE多年来持续推动3D打印技术在航空发动机的中的应用，实现了燃油喷嘴、热交换器、涡轮叶片等一系列产品的大规模制造和应用，其产品用于LEAP、GE9X、GENX发动机的安装，适用于中国C919、客A320neo、波音737 MAX等机型。 GE9X作为一款巨大的高旁通比涡扇发动机，集成了GE航空集团在过去十年中开发的先进技术，其中包含增材制造的零件304个，首次将多种材料和打印工艺投入到单一航空发动机的生产中，是新一代商用发动机家族中的巅峰之作。基于此，GE航空建立了第一个增材制造技术工业化航空航天供应链。 GE同时在大规模合并零件一体化制造领域引领技术发展，其最新的案例是3D打印了直径1米的In718高温合金航空部件，这是该公司使用金属3D打印工艺制造的尺寸最大航空航天零件之一，通过将150多个零件合并为一个，采用3D打印代替传统铸造，使零件的质量和成本降低了30%。 END 增材制造在航空航天工业中的应用是整个增材制造市场最重要的组成部分。该技术在几何设计和优化自由、功能整合和零件整合、材料利用和能源效率、定制和小批量生产，以及缩短制造周期方面的显著优势，成为当今航空航天工业实现制造技术升级的利器。注：本文内容由3D打印技术参考与增材制造技术前沿共同创作。 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： 1.2024 Formnext｜陶瓷增材制造前沿创新应用 2.3D打印技术助力碳化硅陶瓷实现快速轻量一体化制造 3.航空3D打印应用新里程碑：空客A350升力系统部件获批量生产批准 4.2024全球3D打印设备制造商格局，涉及中美欧排名和不同工艺市场比例

火箭发动机是人类工程师创造出的伟大产品，它为探索宇宙和社会进步产生了重大价值。自从其诞生，它的设计主要依赖于工程师的经验、直觉和传统的计算工具，对火箭发动机进行设计和评估。这种方法通常需要进行大量的试错和迭代，设计过程较为繁琐且耗时。同时，人工设计受到工程师个人经验和知识水平的限制，可能无法全面考虑各种因素，导致设计结果存在不确定性。 传统工程师设计和3D打印的火箭发动机 计算工程设计是火箭发动机的新型设计方法，充分利用了计算机和数学方法，通过建立精确的数学模型和强大的计算能力，对火箭发动机进行模拟、分析和优化。这种方法能够准确预测火箭发动机的性能和表现，并找出潜在的问题和改进方案。计算工程设计大大提高了设计的效率和准确性，降低了设计成本，并且能够通过自动化和智能化手段，快速响应设计需求的变化。 由计算工程自动化生成和3D打印的火箭发动机 3D打印技术参考注意到，致力于利用软件算法设计下一代复杂实体产品的LEAP 71公司，于近日实现了重大突破！其使用计算工程完全自动生成（完全没有用到传统CAD）和借助3D打印制造的火箭发动机，第一次测试就取得了成功，证明了这种方法的有效性。 首次实现火箭推进器无人化设计和制造 LEAP 71的大型计算工程模型Noyron用于生成火箭发动机设计，这是首次实现完全通过自动化流程生成的可运行火箭推进器。在整个过程中，没有人工的直接参与或干预，显示了技术的先进性和高效性。在确定推进剂类型和其他基本规格后，到最终制造出推进器，整个过程耗时不到两周，这表明了制造流程的迅速和高效。在普通的计算机上，生成新的设计变体只需要不到15分钟。这种快速的设计迭代能力可以大大加速产品的研发和优化过程。 推进器由德国领先的金属3D打印公司AMCM使用改装后的EOS M400金属打印机以铜材料打印出来，显示了3D打印技术在火箭制造领域的应用潜力和实际成效。 选择铜作为打印材料，是因为它具有较高的传热效率，发动机工作过程中进行主动冷却，以确保实现紧凑且高性能的发动机设计。但铜的低熔点也带来了一定的风险，如果冷却系统发生故障，铜材料会立即熔化，这可能对推进器的性能和安全性产生影响。因此，冷却系统的可靠性和稳定性至关重要。 发动机使用环绕发动机外壳的薄型冷却通道进行冷却。这些通道具有可变的横截面，范围从0.8mm到1.2mm。煤油通过这些通道被加压，以冷却发动机并防止其熔化。由于主动冷却，发动机内部的燃烧温度虽然高达约3000°C，但发动机表面温度则远低于200°C。 推进剂通过同轴旋流喷射器头注入发动机。这种喷射器类型被认为是目前最先进的。此外，通过在燃烧室壁附近的小孔中注入煤油燃料，实现了燃烧室内额外的薄膜冷却。发动机配备了多个用于热和压力数据的测量端口，这些端口使得信息能够反馈到Noyron计算模型中，从而进行进一步的分析和优化。 简而言之，该火箭发动机通过先进的冷却系统和推进剂注入技术，确保了发动机在极端条件下的稳定运行，并通过数据收集机制为未来的设计和优化提供了有力支持。 首次测试即成功 “我们对结果非常满意，”LEAP71的联合创始人Lin Kayser表示，“发动机首次运行就毫无瑕疵，包括长时间稳定运行，验证了稳态性能。燃烧时间仅受限于可用的燃料量，持续了12秒。英国Airborne Engineering Ltd的团队出色地执行了测试任务。” 此次热试车于2024年6月14日星期五在英国韦斯特科特（Wescott）的Airborne Engineering测试场进行。发动机首先以1.8的氧化剂与燃料比（低于标称的2.3）进行了3.5秒的热试车。通过使用较少的氧化剂，发动机的燃烧温度略低。在确认发动机性能正常且所有温度都在预期范围内后，发动机在标称的2.3氧化剂与燃料比下进行了完整的12秒长时间燃烧测试。发动机的表现符合预期，达到了稳态，这意味着它基本上可以按需运行，燃烧时间仅受限于测试现场的燃料供应。  该发动机第二天在谢菲尔德大学被拆解，经过仔细检查确认没有损坏。推进器将留在英国进行未来的测试。对数据的初步分析表明，冷却通道的压力降（即阻力）高于模型预测，这是由于3D打印的粗糙度造成的。LEAP 71将对现有发动机进行后期平滑处理，并修改Noyron以输出略有不同的冷却通道几何形状，以供未来的发动机使用。 计算工程设计与3D打印技术的结合 采用计算工程设计与3D打印技术的结合，在火箭发动机的设计与制造中能够带来显著的价值。首先，计算工程设计通过精确的数学模型和强大的计算能力，为火箭发动机提供了高效、准确的设计方案，确保了发动机的性能和可靠性。而3D打印技术则能够直接根据这些设计方案快速、低成本地制造出复杂的火箭部件，大幅缩短了制造周期，降低了成本。 总的来说，两种创新技术的结合，为火箭发动机的设计与制造带来了性能优化、成本降低、制造效率提升和创新推动等多重价值，是航天科技领域的重要发展方向。 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.金属3D打印仿真优化，减少支撑、防止打印失败，试试这款国产软件 2.3D打印技术助力碳化硅陶瓷实现快速轻量一体化制造 3.航空3D打印应用新里程碑：空客A350升力系统部件获批量生产批准 4.吕坚院士、毛新平院士等团队3D打印迄今最强铝合金！屈服强度达656MPa！  

增材制造技术应用于能源领域，其主要优势在于能够制造出传统制造方法难以实现的复杂结构，提高打印件的结构完整性，减少材料浪费，缩短生产周期。但在实际应用中仍然面临着许多挑战，例如：不同材料的打印参数复杂，从而影响部件性能；打印过程中的热应力和变形问题难以控制，导致成品质量不稳定。为了应对这些挑战，工艺仿真就尤为重要。 仿真能够帮助提高生产效率和成品质量。在3D打印过程中，零件可能会出现多种缺陷，如翘曲、开裂、孔隙、变形等，仿真可以预测这些缺陷的发生，并提供相应的调整建议。3D打印中材料的选择、打印速度、层厚、温度等参数，也会对最终部件的性能产生重大影响。而在新品开发过程中，仿真可以快速验证设计的可行性和可靠性，减少原型的制作次数，缩短研发周期。对于生产部门来说，仿真可以减少支撑结构和材料浪费，从而降低开发和生产成本。最后，仿真确保了打印部件的机械性能和精度，满足严格的质量要求。 全流程工艺仿真和分析，提速5-10倍 VoxelDance Engineering（VDE）是由漫格科技自主研发的一款仿真软件，它能够对增材制造过程进行全流程工艺仿真和分析，帮助工程师在实际打印之前预测和规避潜在的问题。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。 在漫格自主研发的仿真软件上线后，根据客户的需求，漫格科技对一封闭叶轮模型进行了仿真优化。考虑到添加支撑的数量和后处理时去除支撑的困难，以及打印设备尺寸等因素，将模型倾斜45°摆放，并用VoxelDance Manufacturing（VDM）软件设计支撑方案（图1）。该方案为全支撑方案（零件的底部加满支撑），打印虽然会成功，但难免会造成材料和打印时间上的浪费。因此，出于对成本以及方案可行性的考量，客户要求在保证打印成功的前提下尽可能的减少支撑。 图1 封闭叶轮全支撑打印方案 此案例中，使用了汉邦激光HBD-200D机型进行打印。HBD-200D配备外置净化循环系统，与主机实现实时通讯，实时监控及反馈成形氛围；滤芯使用总寿命可达2000小时以上，满足高强度、长时间、连续性生产的打印任务执行。 封闭叶轮打印信息 打印设备机型 HBD-200D（汉邦科技） 材料 316L不锈钢 打印时长 50小时 3D打印过程仿真优化 此外，金属材料的各种材料参数，如热膨胀系数、导热率和弹性模量等参数以及设备参数，如激光功率、扫描速度和扫描策略等参数均可能影响翘曲现象。 方案一 为减少支撑，首先参考了SLA的经验设计了一种少支撑方案（图2），并使用VoxelDance Engineering（VDE），对该方案进行仿真。仿真完成后，将零件的最大允许位移量设置为0.5，位移超过0.5的部分将会显示成红色，同时将变形比例放大至3倍，仿真结果如图3所示。 图2 少支撑方案一 图3 少支撑方案一仿真结果 零件边缘大部分区域的位移都超过了容许范围，这是由于SLM工艺中的热循环过程，即激光熔化和随后的冷却反复进行，会引起材料的反复热胀冷缩，每一层的热循环都会产生新的应力和变形，尤其是对于高导热性的金属材料，这种效应更加显著。热循环的不均匀性和累积效应以及热应力、残余应力等因素的多重影响会引起较大的翘曲变形。若缺乏必要的支撑，翘曲变形无法得到有效限制，会对打印结果产生严重影响，因此这种方案是不可能打印成功的。 方案二 根据方案一的仿真结果，用VDM软件重新设计了另一版支撑方案（图4）。在方案一中可能出现较大变形的位置增加了支撑。使用VDE软件仿真完成后，依然将最大允许位移设置为0.5，仿真结果如图5所示。 图4 少支撑方案二 图5 少支撑方案2仿真结果 这次的仿真结果表明：零件各处的位移量都在允许的范围内，仅仅是在支撑的某些地方存在着较大变形，这对零件本身并没有太大影响。但即便如此，还需要考虑打印过程中可能出现的变形问题。最关注的是零件上表面Z方向的位移。因为打印的每层厚度是50μm，如果打印过程中零件上表面的翘曲位移超过的这个值，刮刀就会有撞刀的风险，进而导致打印失败。因此在VDE仿真软件中将允许的最大位移设置为0.05，逐层查看上表面的翘曲情况。发现在打印的过程中，图6所示位置处的翘曲已经明显超过了允许范围。 图6 方案2打印过程仿真结果 可以判断该方案在打印到这个位置时极有可能出现撞刀的情况导致打印失败。为了验证预测，将这个方案进行了真实的打印。真实情况如图7所示，与仿真预测的结果完全一致。 图7实际打印零件翘起情况 方案三 为避免因打印过程中，构件上表面翘曲而引起撞刀，在最终版方案中，将容易发生翘曲的位置A处增加了较强的支撑（图8），随后进行了仿真。仿真结果中可以看到（图9）：零件的变形都在允许的范围内，进一步追踪打印过程中的翘曲位移，之前翘曲严重的区域现在未呈现明显的翘曲。 图8少支撑方案三及底部视图 图9方案三打印结束后及过程中仿真结果 图10方案2中B位置仿真结果 对于图8中的B位置，此前的仿真结果显示该位置变形较小，为防止因重力而引发塌陷，只需在此添加弱支撑即可（图10）。通过VDE最终的优化方案，实现了一次打印成功，打印出的零件如图11所示。 图11依据最终方案打印成功的零件 并且对于在此前方案二中预测变形较小的区域B，其打印结果表明：支撑连接处并无开裂（图12），这也进一步证明了仿真结果的准确性。 图12打印件内部情况展示 在本案例中，使用了VoxelDance Engineering（VDE）对支撑方案进行仿真来预测打印结果，判断零件是否能够打印成功，并依据仿真结果在VoxelDance Manufacturing （VDM）中对支撑方案进行改进。VDE实现了过程可视化，可以及时预测出打印过程中可能出现的问题并对支撑方案进行进一步优化调整，最终得到可靠的方案以确保打印成功。此案例中的汉邦激光的HBD-200D金属3D打印机以其高精度、高稳定性和人性化设计，提供了高效、高质量的金属3D打印体验。 相比于之前的全支撑方案，方案三减少60%的支撑，很大程度上减小了材料的损耗。打印一次封闭叶轮的时间在50小时左右，如果通过真实打印来优化零件，其时间成本以及材料设备等方面的开销是不可估量的。而VDE对封闭叶轮进行一次仿真的时间只需要3个多小时，仿真结果可以避免因打印失败而造成的多种损失。VDE仿真软件可以减少实验次数和材料浪费，从而降低开发和生产成本，最终确保打印部件的机械性能和精度。 联系漫格科技：sales@voxeldance.com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.直播报名｜华曙高科3D打印创新与产业化网络研讨会（高分子专场） 2.为航天器3D打印多孔铜合金部件，建立孔隙与机械及电性能之间的关系 3.通知！超快速且实惠的3D打印技术，探索生产级增材解决方案 4.增材制造技术助力我国500兆瓦冲击式水轮机模型通过验收

轻量一体化，成碳化硅主要应用方向碳化硅（SiC）陶瓷凭借其比刚度大、热导率高、热变形系数小以及稳定性好等综合品质，广泛应用于航空航天、汽车工业等高端制造的电子设备、散热解决方案以及光学系统等领域。 ▲轻量化设计的碳化硅反射镜（来源：升华三维） 轻量化的实现途径主要有三大方面：一是材料的优化设计和应用；二是产品结构的优化设计；三是先进制造技术的开发应用。三者相辅相成以实现最终产品的轻量化制造。碳化硅陶瓷在具有低密度的同时具有高机械强度，是作为轻量化设计的理想材料；再通过轻量化构型设计思路，不仅可以降低对材料的使用要求，还能减少昂贵材料的使用量、改进强度重量比、缩短加工时间；结合增材制造(3D打印)技术成形复杂异型构件的独特优势，将是SiC陶瓷材料与结构设计相结合的重点方向。3D打印技术具有智能、无模、精密、高复杂度的制造能力，它能够完成传统工艺不可能完成的制造。不过相对于塑料或金属有固定的熔点，通过加热融化后就可以进行粘贴。而碳化物陶瓷没有熔点，如碳化硅会在高温下氧化成二氧化硅，或者是其他的气体、激光的作用下直接分解，导致无法直接3D打印，需打印出一个素坯再去烧结。而基于烧结的3D打印复杂结构、轻量一体化制备碳化硅已成为主要应用趋势。PEP工艺为碳化硅快速轻量化制备提供解决方案在SiC陶瓷制备方面，升华三维的粉末挤出3D打印（PEP）工艺具有3D打印与粉末冶金工艺相结合的双重优势，可从SiC的素坯成型工艺入手，并结合适宜的烧结工艺，使烧成的碳化硅陶瓷毛坯达到近净成型，以减少后续加工量，并保证了产品性能满足使用需求，这为实现高性能碳化硅陶瓷构件大尺寸、轻量化、一体化制备提供了解决方案。 ▲不同晶格结构填充的碳化硅样品（样品来源：升华三维） 晶格结构是一种最典型的轻量化设计结构。基于其复杂的结构形态，使用水射流切割、铸造、化学镀和电沉积等传统的制造技术制造，耗时、昂贵，并且无法达到高分辨率，而采用3D打印的数字化制造方式，可实现以较低的成本和时间来制造高分辨率和复杂形状的薄支柱和晶格几何形状，这一显著的优势让其成为了理想的填充成形方式。目前，除了在消费品、体育用品、工业设备等领域备受青睐之外，超轻和多功能特性的晶格结构也在再生医学、汽车设计、航空航天等领域有着深度的应用。 ▲晶格结构填充实现碳化硅的轻化量（样品来源：升华三维） 升华三维结合PEP技术特性及自主切片软件优势能力，开发了20多种自定义“晶格填充结构”模式，可对产品的实体区域进行便捷的晶格填充结构设置，自动规划打印路径，均衡结构内部应力。每种模式都有其独特的优势，适用于特定的应用工况，实现快速轻量化、孔隙间距、孔形设计调整等需求。有助于客户快速实现产品的轻量化设计和制备。 升华三维通过自主PEP技术独特优势与反应烧结工艺相结合，已实现了碳化硅复杂结构制造。PEP采用基于蜡基体系的碳化硅颗粒喂料（UPGM-SiC），具有高强度、高硬度、高热导率、高化学稳定性等优异性能的陶瓷材料，适应于航空航天、微电子、汽车工业等领域。且可支持客户自定义开发。▲升华三维碳化硅3D打印材料通过3D打印设备利用颗粒熔融挤出成型方式先打印生坯，然后再经过成熟的粉末冶金工艺脱脂和烧结，得到结构性能优良的碳化硅结构件。这为实现碳化硅陶瓷部件的近尺寸、轻量一体化制备提供了全新方法。 而采用的反应烧结碳化硅工艺，具有处理温度低、时间短、不需要特殊及昂贵的设备、反应烧结胚件不收缩，尺寸几乎不变、烧结过程无需加压，可以制备大尺寸、形状复杂的制品。 升华三维为碳化硅制造提供高价值服务在应用案例中，上海硅酸盐研究所利用升华三维大尺寸独立双喷嘴打印机UPS-556系统的颗粒熔融沉积工艺结合反应烧结制备SiC陶瓷新方法，成功制备了碳化硅陶瓷光学元件等高附加值组件。基于PEP的颗粒熔融打印方法避免了微重力条件下粉体打印潜在的危害，为未来空间3D打印提供了可能。PEP工艺为该案例中的复杂结构、大尺寸、轻量一体化碳化硅元件的成功制备提供了支持，可有力地支撑国家遥感卫星发展和空间基础设施建设，提升了我国在遥感探测技术的核心竞争力。该团队制备的SiC陶瓷最新研究数据显示：密度可达3.12g·cm3，硅含量降低至10vol%左右，抗弯强度和弹性模量分别达到465MPa和426GPa，力学性能与常压固相烧结SiC陶瓷相当，可提高SiC陶瓷环境使用温度。相关研究成果发表在《欧洲陶瓷学会杂志》(Journal of the European Ceramic Society)上，并申请中国发明专利2项（其中1项已授权）。 ▲采用气相和液相联用渗硅得到的SiC陶瓷力学性能 随着碳化硅应用领域的不断扩展，将进一步推动碳化硅市场的高速发展。3D打印技术作为高端装备制造领域的重要技术手段，始终致力于解决传统制造工艺提出的挑战，在实现特种陶瓷无模成形、缩减产品设计周期、精细陶瓷微结构等方面发挥着极其重要的作用。 升华三维将深化先进陶瓷的开发与研究，加强对大尺寸、高性能、复杂结构层的设计与制造能力，实现对层内各种穿插、交织、多孔等三维结构达到强度、刚度、韧性、耐久性等多性能的完美平衡，结合实际应用开发更多实用的晶格填充结构。升华三维现已建成完备的粉末挤出3D打印工艺链，支持从材料配方开发、打印设备定制、到脱脂烧结工艺适配的灵活解决方案，为客户快速实现理想产品的设计和制造提供高价值服务。

3D打印技术参考近日注意到，一款被称为柔性轴的3D打印产品获得空客以及欧洲航空安全局(EASA) 的批量生产批准，用于空客A350升力系统中。 利勃海尔航空是该部件的供应商，它也是航空零部件的一级供应商。3D打印的柔性轴集成在襟翼系统的主动差速齿轮箱中，它将旋转运动传递给位置传感器，并补偿齿轮箱和传感器之间的角度和轴线不对齐。3D打印的柔性轴能够像实心轴一样传递旋转运动，但其独特之处在于它可以绕过或穿过实心轴无法通过的障碍物。 增材制造技术前沿注意到，该柔性轴采用钛合金3D打印制造，设计层面的复杂性有所增加，但已成功进入航空领域。该部件传统上由七个部件组装，零件数量的减少可提高可靠性并显著减轻重量。与利勃海尔之前开发和制造的3D打印部件相比，该柔性轴具有更高的复杂性，代表着向高度集成系统应用迈出的更进一步。 利勃海尔航空自多年前就已开始批量生产3D打印部件，推出了用于A350前起落架的打印接近传感器支架。该支架是有史以来第一个符合钛合金增材制造要求的空客系统部件。 2022年，欧洲航空安全局批准了第一个在飞机上使用的3D打印承重金属部件——用于IAE-V2500发动机防冰系统的“A-Link”，该发动机为空客A320提供动力。3D打印A-Link零件作用是在发动机进气罩上固定一个环形热空气管道，后者可防止在飞行操作期间结冰，一台发动机上总共有九个A-Link零件。然而，发动机在运行过程中发生的振动会导致A形连杆在其安装孔处磨损，因此每隔几年就需要更换备件。 航空领域正越来越多的将3D打印技术用于客机零件的直接制造，本文所讲述的案例展示了3D打印技术在航空领域应用的又一重大突破。这一成就不仅体现了增材制造技术的高水平发展，也预示着3D打印在更多高端领域应用的广阔前景。 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： 1.2024全球3D打印设备制造商格局，涉及中美欧排名和不同工艺市场比例 2.峰华卓立粘结剂喷射砂型/金属/陶瓷3D打印解决方案 3.揭秘锻打印，西空智造高性能3D打印装备助力航空航天制造！ 4.大咖云集：报名第四届航空航天增材制造大会

3D打印技术参考于近日注意到，香港城市大学吕坚院士团队联合北京科技大学毛新平院士团队、南方科技大学朱强讲席教授团队、昆士兰大学张明星教授团队以及西安交通大学、宝航新材料等，在《Materials Today》发表了题为“Additively manufactured fine-grained ultrahigh-strength bulk aluminum alloys with nanostructured strengthening defects"最新研究。 https://doi.org/10.1016/j.mattod.2024.05.006 该研究介绍了一种通过激光粉末床熔融（L-PBF）技术制造的创新性超细晶Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金，该合金通过纳米结构平面缺陷进行强化，特别适用于要求高强度和优异延展性的复杂形状部件。由于L12有序Al3(Sc, Zr)纳米颗粒的不均匀分布，该合金呈现出具有三重模态晶粒分布的层次化异质微观结构。在打印后的合金中，研究人员策略性地引入了包含堆垛层错、9R相和纳米孪晶的定制平面缺陷。除了纳米尺度的平面缺陷和三重模态晶粒分布外，进一步的直接时效处理增加了纳米析出物的数量，从而共同将屈服强度提升至656MPa，这一数值高于迄今为止报道的几乎所有L-PBF制造的Al合金，同时还保持了7.2%的良好延展性。这项工作为高性能铝合金部件的近净成形制造开辟了新途径，以满足先进结构应用的需求。 L-PBFed Al-Mg-Mn-Sc-Zr 合金的力学性能 目前的高强度锻造合金，如2xxx和7xxx系列合金，由于其对热裂纹的高敏感性，在增材制造过程中表现出较差的可打印性。这种脆弱性归因于它们广泛的凝固温度范围和由L-PBF过程中复杂的热历史引起的高水平残余应力，从而导致机械性能较差。减轻上述缺点的最有效策略是开发细晶粒结构，这种结构提供了大量的晶界（GBs）来破坏凝固过程中产生的应力，从而提高对热撕裂的抵抗力，并有效抑制裂纹。大量晶界的存在还阻碍了位错迁移并增强了机械强度。从传统铸造工艺中获得灵感，可以通过接种处理来触发显著的晶粒细化，这包括引入晶格匹配的晶核粒子（无论是原位形成还是外部添加），或者加入具有高生长限制因子（即高Q值）的有效溶质。这种处理通常会在L-PBF过程中抑制裂纹并细化晶粒，从而产生具有理想机械响应的致密材料。 近年来，通过添加合金元素（如Ti、Zr、Sc、Nb和Ta）或/和陶瓷颗粒（如TiC、TiN和TiB2）来开发用于L-PBF的高强度铝合金种类繁多。另外，最近的研究表明，将商用Ti-6Al-4V和Ti-22Al-25Nb合金粉末添加到难以焊接的7075 Al合金的L-PBF中，可以制得无裂纹且几乎完全致密的部件，并具有细化的晶粒。近年来，人们对含有Sc/Zr的L-PBF Al合金也给予了广泛关注，并在商业上取得了一些成功，这些合金以Al-Mg-Sc-Zr和Al-Mg-Mn-Sc-Zr为代表，具有显著细化的微观结构和增强的机械性能。尽管晶粒细化在这些合金中有效提高了强度，但在新开发的铝合金中实现强度和延展性之间的平衡仍然是一个重大挑战，这一挑战阻碍了L-PBF铝合金的更广泛商业应用。 L-PBF技术用于制造接近全致密的Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金 在开发高性能合金方面的突破揭示了引入纳米尺度的强化平面缺陷（如孪晶界和堆垛层错）以增强机械性能的变革性潜力。这种增强对于实现显著的延展性至关重要，因为它有助于分散应变的流动。纳米尺度的平面晶体缺陷作为晶体塑性的辅助通道，通过减少移动位错的平均自由程和提供位错相互作用和存储位点来鼓励位错累积，从而有效增加了位错的存储能力，最终实现了高强度和延展性之间的和谐平衡。这一现象在低堆垛层错能的先进合金系统中得到了成功应用，其中锰钢和从高到中等熵或多主元合金系统作为典型示例。然而，由于铝的SFE值约为166mJ/m²，将高密度SFs和纳米孪晶作为铝合金微观结构设计策略的一部分存在挑战。理论上，铝的SFE只能通过合金化特定的溶质元素进行微调。不幸的是，除了Mg、Ag和Zn之外，这些元素在铝中的溶解度非常有限，这限制了铝中SFE的可调性。 一般而言，铝合金中的堆垛层错（SFs）或纳米孪晶仅在经历了极端凝固或变形条件的特定微观结构中才能被检测到，例如通过磁控溅射在极快冷却过程中制备的薄膜Al-Fe过饱和固溶体。对于块状铝合金，这些平面缺陷通常是在经过严重的塑性变形后获得的，以实现优异的机械性能。因此，通过结合堆垛层错和纳米孪晶，以及多种强化机制（如晶界强化、析出强化），并结合L-PBF（激光粉末床融合）特有的加工路线，可能为增材制造的铝合金实现理想的拉伸延展性与超高强度之间的统一提供一条有前景的途径。 在本次研究中，介绍了一种有效的方法，通过在激光粉末床融合（L-PBF）技术下增材制造高性能铝合金中引入纳米级平面缺陷，这些缺陷在铝合金中很少被观察到。我们将堆垛层错（SFs）、纳米孪晶、9R相以及超细晶粒（UFG）整合到构建的Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金中，实现了在打印态和热处理态下显著的机械强度与延展性的结合。通过精心调整Mg含量，成功降低了在L-PBF铝合金中引入平面强化缺陷的能量壁垒，从而贡献于优异的机械性能。 细晶粒、无裂纹 Al-Mg-Mn-Sc-Zr 合金 L-PBF 的理论计算 基于边到边模型（E2EM），定量计算了晶体学匹配度，以指导超细晶粒微观结构的形成。经过广泛纳米析出处理的热处理合金，具有高达656MPa的出色屈服强度，这超过了之前报道的通过L-PBF技术生产的任何铝合金的值，同时仍保持了7.2%的适中延展性。 打印态 Al-Mg-Mn-Sc-Zr 合金的层次化非均匀微观结构 在打印后的Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金中，存在着大小约为200纳米的超细晶粒，而Al3(Sc, Zr)颗粒则作为晶粒内的异质形核位点。这些特征共同影响着合金的性能 这项工作不仅为高性能铝合金部件的快速原型制作奠定了坚实基础，而且还揭示了将类似策略应用于其他合金的新机遇。这种新型合金不仅为高性能铝合金部件的快速原型制作提供了坚实基础，还为将类似策略应用于其他合金开辟了新机遇。总之，通过多种强化机制的共同作用，Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金展现出了有前景的机械性能。 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.更易热处理和表面处理！一种新3D打印铝合金成为应用宠儿 2.马前教授团队最新：3D打印轻质/高效/铝合金超材料！ 3.显著进展：粗粉+大层厚，倍丰实现铝合金高强度、高效率和低成本3D打印 4.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！

3D打印技术参考近日注意到，法国领先的增材制造市场研究机构Aniwaa发布了2024年版的增材制‍造设备开发商分布蓝图，展示了614家3D打印机制造商及其技术。该蓝图根据反馈进行了100多次更新，揭示了行业内的知名企业和最新趋势。 随着3D打印技术工艺种类和材料日益增多，整个行业呈现出碎片化的状态，每种技术和材料都需要特定的专业知识，并产生了各种各样的专业解决方案。不同的制造商专注于独特的领域，如聚合物3D打印、金属3D打印、复合材料3D打印以及其他新兴技术。此外，持续的创新使市场变得多样化，许多小型专业公司致力于解决小众应用。这种广泛的专业领域使得用户和新玩家很难比较和选择所需要的技术。本文内容在梳理Aniwaa主要信息的基础上进行了必要的品牌补充。 聚合物3D打印品牌组成比例为55% 根据Aniwaa的完整信息图，聚合物3D打印工艺继续保持主导地位，占所有制造商的55%。长丝、颗粒和液体/凝胶等材料挤出方法继续引领市场，表明此类材料在行业中很受欢迎。 线材领域的主要参与者包括消费级的创想三维、纵维立方、Prusa等公司，以及专业级和工业级的Raise3D、远铸智能、一迈智能、Markforged、Stratasys等公司。在基于颗粒挤出的领域，阿博格较为知名，该技术因能够使用塑料颗粒而受到重视，这有助于降低材料成本并使用再生塑料。3D打印技术参考注意到，国内一迈智能也推出了类似打印机。 对于聚合物粉末床熔融3D打印技术，3D Systems、EOS、华曙高科、HP等公司继续引领市场。国内品牌华曙高科在国际上已经形成了较高的知名度。 光固化技术领域的代表企业则是3D Systems、Formlabs、联泰科技、铼赛智能、纵维立方、Nexa3D、Carbon3D等。尽管液体/凝胶挤出类别市场规模小得多，但此类技术开发使用柔性和生物相容性材料的技术，能够将3D打印技术的潜在应用范围扩展到医疗和可穿戴设备。 金属增材制造品牌组成比例为26% 在备受关注的金属3D打印机市场中，覆盖29个国家的157家制造商，LPBF技术开发商仅占金属增材制造制造商的40%，低于去年的50%。 相反，DED技术正在崛起，目前占所有金属增材制造设备品牌的37%，且该技术目前正在经历新的技术发展。对DED技术而言，国外较为知名的品牌当属Meltio、Optomec和Sciaky等公司；国内的代表厂商包括英尼格玛和融速科技等，通历激光开发的环形光斑同轴送丝/粉的激光加工头，实现了DED技术的硬件突破。 粘结剂喷射是另一项正在发展的金属增材制造技术，因它能够快速且廉价地生产复杂的金属部件而备受关注。这一领域的主要代表企业包括HP、3DEO、Desktop Metal等公司，它们均拥有成熟的应用案例；国内开发商包括三帝科技、峰华卓立、易制科技、共享智能等，但在成熟应用案例方面，国内尚较为缺乏。 在地理分布方面，美国以33家领先，其次是德国28家，中国以25家排在第三，这三个国家拥有超过一半的金属增材制造品牌。从全球各地区分布看，欧洲是主导力量，共有62家金属增材制造硬件制造商，而亚洲有42家，美洲有38家。 Aniwaa密切关注的另一个细分市场是陶瓷增材制造。根据VoxelMatters，陶瓷增材制造市场在2022年创造了1.13亿美元的市场，预计到2032年将以33.5%的复合年增长率增长到20亿美元以上。 高性能陶瓷重量轻且稳定，可以承受极端的机械、热和化学应力，非常适合航空航天应用等。该领域的设备制造商数量从40家增加到52家。Aniwaa统计了四种陶瓷增材制造工艺，光固化、挤出、粘结剂喷射和材料喷射。国外从事光固化的Lithoz、3DCeram最为知名；国内的知名开发商则包括从事光固化技术的乾度高科和十维科技，从事挤出技术的升华三维，以及从事粘结剂喷射技术的三帝科技和峰华卓立，等等。 此外还包括一些尚处于起步阶段且几乎没有竞争对手的新兴技术，例如电子、玻璃、木材和生物材料3D打印技术。信息图还增加了一个专门介绍后处理设备的部分，重点介绍了20家提供粉末处理、热处理、表面处理、着色等解决方案的制造商。它们解决了增材制造行业的一项关键需求，这对于精加工3D打印部件至关重要。 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.不容忽视的SLM金属3D打印技术新发展，是否正在掀桌子？！ 2.通知！超快速且实惠的3D打印技术，探索生产级增材解决方案 3.消费电子行业3D打印技术最新应用，AI设计冷板带来突破 4.工业规模增材制造：已有大厂尝到了粘结剂喷射金属3D打印的甜头

对制造速度和成本的追求，使SLM金属3D打印技术在装备结构、打印工艺以及后处理方面不断得到升级优化。 从装备结构和后处理的方向来说，研发人员所做出的努力包括为机器配置双向送粉、边打印边送粉功能，缸体可取出以实现连续生产，通过移动式振镜扫描扩大生产幅面，全自动循环送粉，配备自动化清粉台等。 从优化打印工艺和制造形式的方向来说，SLM技术正在经历新的发展，提升速度降低成本的努力已经出现了三种技术路线：一种是以国内开发商为代表的大量增加激光器的数量，配置十几台、二十几台甚至三十几台的激光器实现大幅面、高速度制造；另一种是以Seurat公司为代表的的区域打印技术；第三种则是光束整形技术。 01.新技术路线开始展露头角，传统多激光技术面临挑战 一个比较明显的趋势是，国内头部SLM技术开发商似乎停止了前几年那样拼激光数量的研发态势，转而努力让能够实现批量生产的设备更加稳定和可靠。在国际范围内，此前风头无两的Concept Laser、SLM Solutions均被收购；目前的主要玩家剩下EOS、3D Systems、Velo3D等。但对于新路线的探索，品牌商们选择固守的居多，有些则正另辟蹊径。处于技术的飞速发展时代，多数技术的弊端实际上尚未充分暴露，目前无法判断哪种形式才会是最终的未来。 毫无疑问的是，面对制造速度的挑战，多激光路线率先打破局面，但同时也面临拼接质量、路径规划和制造稳定性的挑战；后来的区域打印和光束整形技术在原理上可行且实现了制造实践，但尚未得到航空航天、汽车、医疗等多个领域的应用验证。因此，未来的发展形式如何，尚未可知。 然而，新技术一旦被验证可行，它的制造优势则会对多激光技术带来毋庸置疑的挑战。因此，从事传统多激光SLM路线的头部企业是否在布局新技术，又是否有危机感呢。 当多数企业通过改造设备结构和打印机配置来优化纯铜打印的时候，国产希禾增材率先推出国产绿光金属3D打印解决方案。 随着Seurat于2021年左右开始推出基于SLM技术的区域打印工艺后，国内西空智造的同类技术也已取得重大进展，并有望于本年度推出商业化设备。除此之外，西空智造还新推出了一种称之为“锻打印”的新技术，可全面提升增材结构件力学性能。 对光束整形技术的探索早在2021年就已经有报道，3D打印技术参考也在多篇解析中指出了该技术的新优势。国外EOS公司紧紧把握技术发展特点，率先推出了光束整形金属SLM 3D打印机；在此方面，国内已有高校在开展相关研究，此举将为后续的装备研发奠定基础。 从这些例证可以看出，国内也绝对不缺乏对新路线探索的创新企业。相比优化结构设计和配置更多激光器，通过改变光学设计来推动SLM技术的发展则相对更为困难，这也是后来者备受关注的重要原因。要取得商业的成功，需要另辟蹊径，走差异化路线。 传统SLM技术光学原理 区域金属3D打印技术光学原理 金属3D打印光束整形技术原理 02.区域/面3D打印与光束整形，通过改变熔融过程提升制造速度 毋庸置疑的是，面区域打印和光束整形3D打印相比传统的高斯光束打印具有先进性。当一台打印机同时配备一台激光器时，这种优势便得以显现。而传统的机器不得不通过搭载更多的能量源来追平这一速度差异。 新的技术类型改变了传统的光斑，优化了熔融过程，进而提升了3D打印速度。 Seurat采用脉冲激光控制技术，将包含200万个直径约为10μm光点的光束投射到10mm的正方形区域中，一个脉冲即可熔合一片区域（如5×5mm，10×10mm）。这种技术相比传统单激光逐点扫描，构建速度号称提升了1000倍。 区域打印、BJ、L-PBF以及电弧沉积工艺在最小特征尺寸、生产率方面的对比 光束整形技术对打印速度的提升也具有重要意义。EOS给出的结论是，与光斑尺寸为85µm的标准单400W激光加工相比，环形大光斑可创建更宽的熔池，曝光速度提高了2倍，如果再增加一个激光器，这一性能有望得到进一步提高。而Fraunhofer IAPT研究人员指出，在近似打印参数条件下，光束整形后打印效率可以提高1.5-2.5倍。除此之外，通过光束整形可以避免传统高斯光束打印过程中的多种问题。但需要指出的是，大光斑也意味着能量密度的降低，若实现致密打印，势必要求搭载能够输出更高能量的激光器。 不同光斑熔化过程仿真 EOS光束整形技术3D打印的叶轮 除此之外，区域打印和光束整形打印对金属3D打印速度的提升还不只是体现在熔融过程上面，如果这两种技术延用目前传统SLM设备在其他方面的速度优化手段，在理想状态下可能会完全碾压目前堆放激光器的方法，但仍旧需要时间验证。 END 总的来说，现有的手段并无完美，而新的技术需要时间验证有效性，但可能存在“掀桌子”的风险，工业用户绝不会容忍自己的制造成本更高。 回顾国内SLM技术的发展历程，创新企业从不缺乏，无论是形式创新还是工艺技术原理，一些企业正在走出差异化的发展模式。 展望此后的发展方向，目前尚无法得出哪种技术路径更具优势，但国内领先企业需要做好迎接挑战的准备，在夯实已有技术的同时，应承担起研发新一代技术的责任。同时，国内此前一些并不太知名的企业正在技术差异化的道路上展露头角。