3D打印技术参考注意到，黑格科技将于6月1日发布一款名为UltraCraft Reflex的专业级桌面3D打印设备。笔者咨询该公司获知，该设备是黑格科技首次推出面向消费端的3D打印机。官方发布的品牌宣传片回顾了公司联合创始人团队创业初心，并展望了桌面3D打印的发展前景。 黑格科技是一家以3D打印应用和数字化智能制造技术为核心的创新驱动型科技公司。公司从应用需求出发，整合3D打印、材料研发、人工智能、软件开发及大数据处理等技术，在齿科、消费电子、骨科、康复科、工业、文创等多领域都已形成成熟应用生态。在实际应用中，很多领域的数字化过程往往是从个性定制化生产开始，而传统规模化生产的局限性自此显现。黑格科技敏锐洞察到在齿科领域数字化转型发展空间，依托深耕多年垂直领域的技术积累，以及对产品研发的持续投入，赢得了应用市场对其产品和服务的普遍认可。 总的来说，黑格科技此前所推出的解决方案均为面向某一行业，属成熟的工业化产品。而在受众更为广泛的桌面3D打印市场，更不乏强劲的个性化创意需求。黑格科技即将发布的这款3D打印设备系列，定位于专业级桌面3D打印设备，针对目标人群提出了“IdeaShapers”的理念，立足于为创意实现提供一站式造物支持。 光固化3D打印技术能够制造高分辨率和精细特征的零件，桌面型光固化3D打印机更是普通消费群体所能使用的重要机型。近十年来，3D打印机对于个人玩家的接受度越来越高，一系列优秀的创意通过消费级的3D打印机不断涌现，这同时带来了消费级3D打印市场的繁荣，并涌现了一批不容忽视的新企业。3D打印技术参考认为，以高品质制造水平著称的黑格科技如能推出消费级产品，必将吸引大量潜在的消费者。 据官方消息，预计在6月1日，UltraCraft Reflex 3D打印系列设备发布当天会同步开启预售。该产品为智造而生，让创意涌动，致力于助力用户开启热爱与创造之旅，具体产品信息值得拭目以待。 注：本文为评论文章，含广告内容。 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.麻省理工：使用陶瓷强化金属3D打印材料 2.好书推荐 |《增材制造先进材料及结构完整性》 3.围绕增材制造零件可靠性分析，概述增材制造方法的可重复性！ 4.使用知名国产DLP设备3D打印仿生晶格结构发表Nature子刊

注：本文内容由峰瑞资本委托发布，作者：颜黔杭。 十余年前，3D打印风头正盛。2012年，美国《时代周刊》将3D打印产业列为“美国10大增长最快的工业”。同一年，中国3D打印技术产业联盟正式成立，多地建设3D打印产业园区。2013年，德国提出工业4.0发展战略，旨在提升制造业的智能化水平，而3D打印是4.0战略中的关键一环。 淡出公众视线之后，3D打印并没有停止发展的脚步。 2019年，通用航空研发出世界上第一台采用3D打印组件的涡轮螺旋桨发动机。2022年，生物3D打印机制造出了心肌组织与毛细血管。2023年，Meta（原Facebook）宣布开发一款配备最新版OpenAI人工智能的3D打印机器人。 本月，中国的研究团队，通过干细胞分离、工厂化培养与组织化构建技术，用细胞培养出大黄鱼组织仿真鱼排。 3D打印过去数十年经历了怎样的发展？如今在哪些领域落地？未来又会有怎样的发展？在本篇报告，我们将聚焦3D打印，探讨以下问题： 3D打印如何与最新的AIGC技术相结合？ 为什么3D打印最先在航空航天和牙科落地？ 生物技术和3D打印相结合，会碰撞出什么样的火花？ 为什么说混合加工是3D打印的未来？ 3D打印有哪些优势和劣势？ 希望能带来新的思考角度。如果你也关注3D打印，或者在前沿科技领域创业，欢迎联系本文作者，峰瑞资本副总裁颜黔杭（qianhang@freesvc.com）。 互动福利 你认为3D打印会创造哪些新的机会？欢迎在评论区和我们聊聊。留言最走心的5位用户将获得《3D打印：从想象到现实》这本书。本书讲述了3D打印技术的突破性发展。期待你的分享~/ 01 /3D打印，给AI配上了双手 我们可以把3D打印理解为“聚沙成塔”。3D打印又称为增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料等其他材料逐层铺设打印，最后形成三维物体的制造方法。 无论是零维的点，一维的线，二维的面，最终都能聚合形成三维的实体。  就像在日常生活中，小孩子会用沙堆城堡，用积木搭建出想要的形状。我们可以把沙子理解成零维的点，被不断累加、堆叠之后，沙子就变成了三维的状态。 3D打印的起点是数字化的模型，终点是现实的物理实体。因此，3D打印相当于几何模型到真实物体的现实映射。3D打印和当下热门的大模型非常适配。人们可以通过大模型输出设计模型，再由3D打印机把物品制造出来。如果说AIGC与大模型是给AI配上了一支画笔，3D打印技术则是给AI配上了在现实中凭空制造物体的手。 2022年12月，OpenAI曾发布Point-E模型，只需几秒钟即可根据文本生成3D资产。 2023年5月，OpenAI再次发布了升级模型Shap-E，能够生成更高质量的模型。通过3D打印技术，这类由AI快速制作的3D资产，就能自动转化为物理世界中的真实模型。  ▲OpenAI发布的升级模型Shap-E生成的3D资产。图片来源：github 而Meta（原Facebook）也于2023年宣布开发一款配备最新版OpenAI人工智能的3D打印机器人。  ▲图片来源：3dnatives.com 关于3D打印的话题，近年来的讨论已经逐渐从过去30年的制造与材料科学的视角，转向了全新的领域。人工智能在3D打印领域的飞速应用，挑战了传统的3D模型制作方式。传统的制作方式，大多依赖设计师与工程师的专业能力。 借助于AIGC以及AI 3D扫描重建应用，即使是初级用户，也能轻松地创建大量属于自己的3D模型资产。 而ChatGPT这类具备逻辑能力的大语言模型快速崛起，让我们看到了通过简单语言交互即可实现3D打印工作的可能性。甚至在传统复杂的3D打印工艺编程上，大语言模型也展现出巨大潜力。未来，这类大语言模型能成为用户3D打印时靠谱的“老师傅”。 人工智能与3D打印，让人们打开了对未来的想象空间。然而，相比于借助其他领域的新技术，3D打印当前面临的核心工艺问题，比如力学性能有限以及表面精度不足，仍需由3D打印技术自身来解决。 这些挑战意味着新的技术创新机会。无论是从创业，还是投资的角度，抓住能解决当下3D打印工艺与应用局限的新技术，或许就拥有了成功的入场券。 / 02 /3D打印背后的工业哲学：减材VS增材 现代3D打印技术从何而来？  ▲图片来源: scitechdaily 日本名古屋市工业研究所的久田秀夫（Hideo Kodama）发明了利用大桶光敏聚合物成型的三维模型增材制造方法。 1980年5月，久田秀夫申请了与该技术有关的第一项专利。 1983年，美国人Chuck Hull成功发明SLA打印技术（Stereo Lithography Appearance，光固化成型技术），通过激光来催化光敏树脂成型，并制造出3D打印部件。 1986年，Chuck Hull基于SLA技术，创立3D systems copration。 1987年，公司推出了世界上第一台商业3D打印系统。 之后二十多年，各类新的3D打印技术（FDM、SLM以及CLIP等）不断诞生，打印的基础材料也从光敏树脂拓展到了金属粉末、生物墨水以及混凝土等等。 早在3D打印技术还没有爆红的2003年，隐形矫治就已经在运用3D打印技术制造牙齿模型。可以说，隐形矫治领域，是最早采用3D打印技术，实现批量化生产商品的民用细分领域之一。我们会在下文详细展开为什么3D打印机会最早广泛应用于牙科领域。 2008年，第一次有人穿戴3D打印的假肢（比如膝盖、脚、关节等）走上街头。 2012年，3D Systems推出世界首款开箱即用3D打印机Cube。  ▲Cube打印机&打印出的物体。图片来源：Amazon 随着2008年FDM和2013年SLA的关键专利到期，相关技术逐步开源，消费级3D打印市场迎来诸多新玩家，3D打印第一次出圈走到了大众面前。 在硬件方面，自2014年开始，消费级3D打印机热潮涌起，创想三维、3D Systems等公司推出更具性价比和易用性的产品，人们开始展望3D打印技术走入各行各业、家家户户的未来。 一场即将颠覆的制造技术革命正在酝酿之中。人工智能带来的智能化以及硬件的不断进步，让3D打印技术的爆发看起来指日可待。 然后，过去近十年，3D打印仍然像一种稀有商品，仅在工业的某些特定领域以及海外极客的工作室中出现。 关于3D打印的质量、材料、用户体验以及有限的应用场景等问题，一直存在争议，但这并未阻止3D打印技术的发展。在牙科及航空航天领域，3D打印新技术稳扎稳打，为行业实实在在降低了成本，提高了效率。 我们在上文提到，3D打印有个别称之一叫增材制造。工业制造领域有两大类制造思路，一种是减材制造，另一种就是增材制造。 减材制造起源于工业革命。火车、轮船、电机以及汽车等传统机械产品，都是减材制造的产物。减材制造通过各种方式切割、去除原始材料，制造出零部件与工具。这个过程中，材料会损耗。比如现代金属制造业，使用的车、铣、刨、磨、钻等切割工艺，就是减材制造技术。 而在3D打印过程中，材料不断增加成型，正好与减材制造工艺相反，因此被称为增材制造。 从本质上，减材与增材最根本的区别在于，减材的材料与成型过程是解耦的，而增材的材料与成型过程是耦合的。耦合和解耦是系统工程中常用的概念。 耦合可以理解为各个部分之间的连接程度，在高耦合的系统中，各部分之间的依赖性强。在低耦合系统中，各部分之间相互独立。解耦是指将高耦合的系统改成低耦合的系统。 用减材的思路生产物品时，无论是使用了什么锻造方式或者处理工艺，从最初的材料到成型的物品，都近似保持了原有的材料力学特性和强度。 例如制造减速箱齿轮，所用的材料是经由齿轮钢材锻造而成的齿轮毛坯，然后再进行切削处理，得到最终的成品。最终，齿轮的材料力学性质主要由毛坯决定。 增材则是一个耦合的过程，物件最终的力学性能和微观结构与成型工艺息息相关。骨科植入材料是非常典型的例子。人们通过改变材料的孔隙率，调整植入材料的强度，从而更适配不同类型的人体组织。这是普通的金属材料加工技术很难实现的。 具体而言，两种工具制造思路各有优劣。 减材的优势在于，适用于大批量生产；成型精度更高，表面质量更好；减材类型的打印技术已经成熟，门槛低；利用减材技术打印的产品，有更好的成品力学性能。 减材的劣势在于，很难加工结构复杂的或者微型的零件。其次，如果使用减材技术，材料利用率相对较低。比如，在航空制造领域，以飞机中框架为例，需要用大约3吨的毛坯材料，才能制作成150kg的成型零件。  ▲图片来源：NC Military Business Center 增材适用于小批量生产；加工性强，能制造极端复杂的几何结构。增材制造的利用率高，制造流程简单。 比如，在牙齿正畸领域，制作牙齿模型、人工牙冠以及牙齿贴片等等，如果利用传统方法，制作周期往往需要6到7天，如果采用3D打印，制作时间会缩短到数十分钟。 但增材的劣势也很明显，加工出的物品力学强度可能有限，整体质量可能不如使用减材技术制造的产品。比如，常见飞机发动机叶片对应的金属材料，很难用3D打印来实现。发动机在严酷的高温工作环境中作业，需要单晶钛合金这类非常特殊的金属材料进行减材成型，才能满足发动机的性能要求。 理解了增材和减材背后的底层逻辑，我们就能更清楚地意识到为什么3D打印还存在一些缺陷，以及为什么现在3D打印能够在部分行业应用，而没有被更广泛地应用。 / 03 /3D打印的流程 了解了3D打印的发展历史，我们再来把目光聚焦到3D打印的具体流程。与传统制造工艺相比，3D打印流程并不复杂，包含模型设计、加工规划、打印成型以及后处理这四大步骤。借助这些步骤，3D打印把数字世界，映射到真实物理世界。 ▍模型设计 在模型设计阶段，3D打印主要利用创成式设计这种技术。 创成式设计以拓扑优化技术为基础，在给定的设计目标下，例如轻量化、提高散热性能等等，直接生成满足需求但结构复杂的设计。这样的复杂结构，难以用传统减材制造工艺实现，我们很难做出内部镂空，但强度保持不变的结构。如今，这些问题都能都被3D打印解决。 市场中已经有在3D打印、工业设计软件领域发力的创业公司。比如，峰瑞已投企业优解未来是国内为数不多的，自主研发新一代智能设计拓扑优化SaaS平台的公司。 ▍加工规划 在加工规划环节，需要先把3D打印模型逐步“切片”，分解加工步骤，生成打印轨迹规划。此外，还要给3D打印模型设计支撑结构。打印过程中，物品需要有一定支撑，保持稳定性。 ▍打印成型 加工规划完成后，人们需要把一系列加工代码发给打印机。打印技术有许多种，比如选择性激光烧结、选择性激光熔融、光固化成型技术等等（具体详见下图）。  ▲3D打印相关技术。图片来源：亿渡数据 ▍后处理 打印成型并不意味着结束，还涉及非常复杂的后处理，比如去掉支撑结构、上色、精加工、打磨等等。后处理这道工序主要是为了弥补3D打印本身性能的不足，提升成型物体的精度与表面质量。 / 04 /3D打印的优势 ▍几何复杂性 3D打印提升了制造的灵活度，能实现高度个性化定制。一些结构复杂的设计，3D打印也能够实现。 ▍材料复杂性 人们可以通过3D技术，打印多孔结构或者多种材料复合的结构，让物品实现强度、功能等不同梯度的变化。 ▍层次复杂性 传统加工技术难以实现多尺度跨越加工。而3D打印技术的跨度非常大，可以用同一种技术原理，覆盖从微观到宏观的制造。 在微观制造尺度，2016年，科学家利用3D打印领域里的双光子直写技术，制成了目前世界上最小的用于肠胃检查的内窥镜。  ▲图片来源：格物者 在宏观制造尺度，2020年，河北工业大学团队打印出长达28米的新版“赵州桥”。  ▲河北工业大学3D打印赵州桥全貌。图片来源：河北日报 ▍功能复杂性 在工业领域，复杂的结构需要将每个零件单独加工，再装配到一起。把复杂的零件一体化，是工业领域对3D打印需求最大的地方。 / 05 /3D打印的缺点 当前3D打印有哪些缺点，这些缺点导致了3D打印不能在某些领域应用？或者即使应用，也要增加成本来补足缺陷？ 第一，力学性能有限。  ▲图片来源：3D打印技术参考 3D打印有可能出现表面与材料内部存在粉末未熔、微裂纹、孔隙等缺陷，因此零件的力学性能，例如强度、耐磨以及抗疲劳均不如减材制造的零件。为了保证成型物品性能，人们需要选用高价的原材料，以及更保守的工艺设计，最终成本变高，耗时增多。 第二，表面精度不足。 如果我们借助减材技术，比如车削、铣削、磨削等等，物体表面精度会更高。如果用3D打印，只能通过后道工艺，继续打磨，或者进行化学抛光。但这些后道工序会增加成本。  ▲左图为3D打印直接成型的物品，右图为经过后处理的物品。图片来源：3D打印技术参考 力学能力有限以及表面精度不足这两大缺点，限制了3D打印技术在其他领域的应用。如果3D打印想要应用在更多领域，需要改进这些缺点，或者提高后道工艺的效率。 / 06 / 为什么3D打印最先在航空航天和牙科落地？ 目前，在医疗保健、航空航天、汽车和体育用品等领域，都能看到3D打印技术的身影。而航空航天和牙科领域，3D打印技术被应用得尤为广泛。这两个都是典型的高附加值、高客单价行业，3D打印技术能够助力这两个行业提高产品成型的效率。 ▍航空航天 20世纪以来，几乎最新、最好的制造技术，第一时间都被用在了航空航天领域。 比如50年前的CNC技术（Computerized Numerical Control，计算机数字化控制，利用数字化对机床运动及加工过程进行控制），以及如今的3D打印技术。 为什么航空航天领域适合使用新技术？ 航空航天是典型的高附加值、高客单价、小批量、高迭代、多SKU的行业，一个零件的造价可能高达数十万甚至数百万。航空航天在轻量化、复杂结构的一次成型、节省材料以及灵活验证迭代等方面的制造需求，跟3D打印的属性非常契合。 “锤子”和“钉子”匹配得恰到好处，航空航天可以说是3D打印在工业界应用最多的细分领域。 比如，通用航空于2019年研发出了世界上第一台采用3D打印组件的涡轮螺旋桨发动机。 发动机里的中框组件，原本由300多个单独的零件组装而成。通用航空通过结构优化，将中框组件变成了单一的零件结构，借助3D打印实现一体成型。3D工艺让中框组件轻量化的同时，也降低了制造成本。  ▲涡轮螺旋桨发动机的中框组件由过去的300个零件优化为一个。图片来源：3Dprint.com 此外，美国国家航空航天局（NASA）通过3D打印技术，制造出了火箭发动机喷嘴，并于2014年成功点火试飞。 NASA的工程师称，“如果用传统制造方法，要造163个单独零件然后再组装起来，但3D打印只需2个零件，不仅节约了时间金钱，而且造出的部件能提高火箭发动机性能，减少失败可能性。” ▍牙科 除了航空航天，3D打印也在牙科领域被广泛应用。 牙科领域的需求特别个性化，尤其是正畸过程中，每个阶段牙齿都会有变化，需要定制化、分阶段的技术方案。如今在牙齿正畸领域，钢丝牙套逐渐退出大众视野，隐形牙套取而代之。 隐形牙套技术是典型的交叉学科技术，涉及口腔医学、计算机科学、生物力学、3D打印以及材料学等多学科的知识。制作隐形牙套时，很多环节需要3D打印技术。比如牙医设计矫正方案，要用到3D动态设计软件。制作牙模，也要用到3D打印机。  ▲图片来源：创想三维 传统制作正畸牙模需要多次取模、制作、调整，而且会有一定的精度误差。而3D打印技术通过数字建模，减小模型误差，能够提制作出精密度更高的牙齿模型。 我们在上文提到，3D打印出的物品力学性能有限，为什么这项技术还能在牙科以及航空航天领域广泛应用？ 3D打印的牙齿模型并不会直接作用于患者，只是为了制作牙齿模型，帮助牙科医生制作矫正器。大多数矫治器是用高分子材料，压在牙齿模型上倒模出来的，3D打印只是解决了过渡期间的需求。不过目前也有少数机构，通过更精细的3D打印技术，制作矫正器。 航空航天领域也是如此，人们一般不会将3D打印材料用在精度要求极其高的器件上。很多火箭也都是一次性的。 / 07 /生物3D打印，超越人类想象力的技术 除了航空航天以及牙科领域，未来3D打印也有望被更广泛地应用于生物3D打印。生物3D打印是指用含有活细胞的混合物作为基础材料，打印出活体组织器官。 3D打印在生物领域的应用大多处于探索阶段。根据贺永等浙大学者的梳理总结，生物3D打印大致可划分为4个层次：  第一层次为制造无生物相容性要求的结构，比如目前广泛应用于手术路径规划的3D打印等； 第二层次为制造有生物相容性要求、不可降解的制品，比如钛合金关节、缺损修复的硅胶假体等； 第三层次为制造有生物相容性要求，可降解的制品，比如活性陶瓷骨、可降解的血管支架等； 第四层次就是狭义生物3D打印，即操纵活细胞构建仿生三维组织，比如打印药物筛选及机理研究用的细胞模型、肝单元、皮肤、血管等。   目前在生物领域，类器官被称为模拟体内微环境最好的技术之一。类器官是在特定培养条件下，使用原代组织、胚胎干细胞或诱导的多能干细胞在体外生成的一种微器官。 人们已经制造出肝脏、胰脏、胃、心脏、肾脏甚至乳腺等在内的各种类器官。类器官被应用于癌症研究、药物筛选和精准医学领域。但它仅仅在一小块定向培养的微小组织内模拟体内微环境，距离更大尺度的模拟依旧存在距离。 如果我们能直接用3D打印技术，打印出心脏或者肝脏，同样可以用来测试药物，辅助药物研发。2016年，生物3D打印企业Organovo与罗氏制药公司合作开展了一项药物测试，测试结果表明，3D打印的肝脏组织可以被用于区分多种药物的毒性水平。 相比于形态微小的类器官，这些仿生器官从更大尺度上，复刻了生物组织，提供了更丰富的体内环境模拟反馈。  ▲实验室通过改进后的六轴机器人，打印血管及心肌组织。图片来源：《Bioactive Materials》 《Bioactive Materials》发布的研究显示，2022年，有实验室将六轴机器人改造成为生物3D打印机，打印出了心肌组织。这个心肌组织还分布着毛细血管，并在体外维持了六个月的搏动。 既然2022年，已经有实验室能做到这样的打印能力，或许未来，3D打印的生物器官可以被更广泛地用于药物测试。 当然，不止是药物研发，3D打印可能会助益整个生物领域，反哺生物技术研发。 2019年，《微型机器》发表研究称，学者通过改进生物3D技术，打印出感觉神经元。感觉神经元是外周神经系统的一个重要组成部分。未来，当更多类型神经元细胞被成功打印之后，学者就能更直观地观察脑科学技术的效果，从而研发出更精准的脑科学治疗技术。 / 08 /3D打印技术的未来——混合加工 直到今天，3D打印的应用领域还不够广泛。 因为3D技术很难实现规模化生产，人们大多用3D打印技术来实验产品设计或者生产小批量的产品。 在线制造平台HUBS2022年发布报告，调查了人们如何应用3D打印技术。其中62%的受访对象选择用3D打印技术来打样，17%用来制造单批次的零件，11%用来生产多批量的零件，8%用来生产工业制造所用的固定装置，2%用来做美学设计，比如打印鞋子。  ▲图片来源：在线制造平台HUBS 在成本方面，3D打印与传统金属加工工艺差别很大。传统工艺拥有规模效应，当加工量达到一定量级，边际成本将非常低。而3D打印成本下降的速度，远远慢于传统工艺边际成本的下降速度。 图片中有两条线，橙色的线表示传统的制造成本，蓝色的线表示3D打印的制造成本。 两条线的交点就是break-even point（收支平衡点）。如果产品制造数量在这个点左侧，3D打印更具优势。如果产品数量在右侧，那么传统加工方式更具优势。 这也解释了，为什么在航空航天域以及牙科之外，3D打印没有被大规模广泛应用。几乎大部分行业都存在break-even…

增材制造技术为现代制造业提供了自由度高的设计能力。然而工业应用需要对增材制造零部件可靠性问题进行广泛的分析，而重复性问题目前阻碍了该技术向充分、广泛的生产方向发展。随着当前研究的重点扩展到增材制造技术，需要确保现有方法的可重复性。近日，美国德州大学阿灵顿分校机械与航空航天工程学院的研究人员回顾了当前围绕增材制造零件以及类似可变制造过程的零件可靠性分析，概述了增材制造方法的可重复性问题的发生情况和影响。介绍了增材制造的验证方法和当前设计与验证方法的发展，以帮助工业领域采用增材制造技术。相关概述发表于《Journal of Materials Engineering and Performance》期刊。  原文链接：https://doi.org/10.1007/s11665-023-07897-3增材制造和可靠性介绍  在过去几十年里增材制造技术迅速发展，正受到越来越多的关注。增材制造技术的核心是实现其他方法无法实现的复杂几何形状零件，以小规模生产，并且引入更复杂的零件可以减少子零件的制备。数字化到成品方法的使用减少了制备零件的流程步骤，进一步缩短供应链结构。尽管增材制造技术在制造业中具有明显优势，但在工业上的应用却非常有限。很大原因是由于增材制造零件的可重复性和可靠性较差。要将增材制造技术制备的零件性能实现到传统制造方法的水平，必须注重可靠性。图1是综述论文组成图，表明对可变性、可靠性和最终设计的主题进行分析的必要性。作者这项概述填补目前增材制造研究中可靠性这一首要主题的这些空白。   图1 与可靠性主题相关的综述论文的比例 确保可靠性的流程  可靠性在制造和应用领域发挥着重要作用，尤其是航空航天和汽车等行业严重依赖认证程序来确定零件或结构的可靠性。在当前航空航天领域，工艺、设备和部件的认证对安全高效地使用关键产品至关重要。增材制造C20-29、JSSG-2006和MIL-STD-1530C等文件概述了应用于整个飞机结构的模拟、测试和验证以及后续认证策略。这些指南依赖于模拟结果来帮助零件制备减少成本和时间。由于与生产全尺寸零件相关的巨大成本，一种通用的测试方法被称为图2所示的“构建块”方法。另一种方法通常在增材制造零件中引用，被称为“点测试”。这种方法的特点是用全尺寸零件进行测试。通过对几个全尺寸零件的统计分析来建立设计的完整性，可以在特定情况下优化认证程序。在这种情况下，生产完整零件的成本几乎与生产大量较小样品的成本相同。  图2 用于减少资格鉴定和认证过程中的成本和资源的基本构建块方法通过实验、设计和分析预测可靠性 可靠性指标，如疲劳寿命或几何变化已被证明在增材制造和传统制造技术(如铸造和复合材料)中是相似的。然而可重复性却没有，可靠性需要可重复性。因此首先了解该技术固有的可变性。可变性源于制造技术所固有的工艺条件，如在增材制造方法中可用的一些常见可改变参数（包括扫描速度、构建板温度、层高度和间距等）。在优化可改变参数的实验设计和响应面法方面进行了广泛的研究。按照这种方法，创建流程图将质量特征与可改变的参数联系起来，如图3所示。另外一个大的变化是增材制造中不确定性影响的量化。预处理的变化从来源开始，粉末形态和原料粉末的化学成分是增材制造工艺引入的许多变量的起源。粉末直径、球形度和颗粒附着力的分布影响填料密度和熔化颗粒的流动性，并最终影响表征打印局部热特性的熔池形态。机械变化，如疲劳，强度和缺陷分布，通常出现在增材制造通过所有输入变量的自然波动，几何设计与机械性能相关联，如不同壁厚的样品机械性能不一，不同摆放位置零件性能不一，不同高度部位零件机械性能不一（图4）。此外，粉末的汽化导致粉末液滴形成具有较差的球形特性也会机械性能的变化。增材制造机械性能可靠性的另一关键指标之一源于缺陷密度和分布。   图3 各种工艺缺陷形成与扫描速度和功率映射 图4 不同厚度样品机械性能不一   图5 增材制造样品的不同位置缺陷分布 验证和检查的可变性 无损评估对零件进行检查，不会对零件的功能产生负面影响。正在开发的无损检测技术标准，如ASTM WK47031和ASTM 52908，可以帮助选择无损检测方法。工艺后处理检查，从模拟到物理检验，无损检验提供了检查部件故障或缺陷的方法，以更新部件的预期寿命，并确定部件何时达到预定义的退役标准。图6表明工艺选择可以通过3D-XCT来检验。此外，这项研究还提供了一个关键的力学元素，即临界孔径。临界孔径决定了基于最大检测孔隙的整个零件的强度，提高了增材制造零件在设计和制造方法中彻底无损检验的重要性。增材制造技术在逐层打印方法中提供了独特的优势，可以直接监测打印过程中的异常。破坏性测试是在机械极限下对部件的机械性能进行表征，不适合未来使用。  图6 三维X-CT孔隙度与激光功率的过程映射图，缺陷分布和最大检测孔径的表征对于理解打印组件的机械性能是不可或缺的 增材制造中的可靠性设计  可靠设计的起点是利用研究和测试中发现的统计信息来开发确定设计允许范围的置信带。制定这些限制的一种方法是通过物理测试产生统计信息。然而模拟可能不总是与物理现象一致，但相关性会随时间的推移而提高。在产品开发的初步阶段，通过模拟添加优化设计可以帮助辨别设计决策，在增材制造优化早期具有优势。在物理层面上，使用有限元模拟制造结果，可以帮助减轻昂贵的机械测试。这些结果可以实现可靠性优化，例如减少残余应力和变形。可以确定导致产生可靠结果的最高概率的设计参数。如不简化模型，模拟的计算成本非常巨大。代理建模和降维已经进入增材制造建模和仿真领域，作为有效的工具来降低全尺寸模型的计算强度。制造后增材制造零件的无损检测标准正在制定中，并发布了ASTM E3166-20e1等指南，协助将传统的无损检测技术过渡到增材制造。 研究者开发了标准零件如图7，用于所有增材制造机器评估关键可靠性参数，以确保来自不同机器和工艺的零件之间的同一性。同时提出了三个关键元素，化学成分，相组成和热历史，需要观察以确定成品零件。还有学者研究了16个不同的参数，其中气室压力被发现有显著影响，因此在后续生产中得到了更严格的控制。图8中看出得到的拉伸率和拉伸强度的置信范围缩小，降低了整个过程的不确定性。零件的后处理也可以减少可变性，减少可能导致性能特征不稳定的因素，如疲劳和残余应力。一些传统的后处理技术在增材制造中的有效性已被核查。此外测试这些工艺对增材制造后续设计性能的优势是至关重要的。如热等静压可以减少增材制造样品中的缺陷。为了减少表面粗糙度的可变性及其对机械性能的后续影响，可以利用喷丸强化等流行技术。   图7 标准测试工件(a)用于增材制造零件的鉴定,以及(b)在拉伸试样移除后 图8 (a)和(b)分别显示了正控制腔室压力前后的平均伸长率与平均抗拉强度的差值。采用过程控制后，通过清楚地显示95%预测界限之外的异常值，增加了过程的可预测性 未来需要确保增材制造的可靠性  这项研究阐述了增材制造中开发方法和标准以确保可靠的必要性。然而这个过程本身存在一些局限。其中由于行业制造商之间缺乏标准化。随着新技术的逐年增加，所需要的是一套经过测试的增材制造技术，用于生产零件。研究表明通过灵敏度分析和不确定性传播等技术对确保可靠性的最关键因素有更全面的理解，则将提供进一步的帮助。虽然许多方法侧重于使用现场监测和前/后工艺测试，但显然需要更成熟的技术来快速分析缺陷。数据库的开发对于采用增材制造以提供无损检验收集的信息至关重要。通过增材制造流程各个阶段的分析和数据记录，行业可以共同开发增材制造零件统计分析所需的测试，从而减少这一通常昂贵且耗时的过程。 展望未来，增材制造最关键的焦点需要是实现和认证。这篇综述介绍了可靠性的关键要素以及标准和确定的差距，这些都推动了可重复的发展过程。这些与可靠性相关的关键要素如图9所示。增材制造工艺分为五个阶段，每个阶段都代表了定义增材制造技术的前置、现场和后处理的关键方面。可变性，如结构高度对质量特征(如熔池大小、残余应力和缺陷密度)的影响，被相互关联地展示出来，证明这些参数之间的相关性，这些参数有些由用户控制。最终图9显示了可变性对增材制造中再重复的影响。虽然不是全面的，但这些可变性来源可以作为未来研究的主题，以量化并反过来减少其值的波动性。 图9 增材制造过程中对性能指标产生负面影响的可变性来源流程图 总结 总之，纵观制造业历史，新技术不断发展为旧技术中遇到的问题提供解决方案。从铸造和机械加工到粉末冶金和纤维复合材料，增材制造似乎已经成熟到可以广泛引入工业的地步。在评估行业时我们可以参考美国国家航空航天局(NASA)在20世纪70年代引入的技术成熟度来衡量制造技术的成熟度。这种规模提供了一种想法，即一项技术何时可以被行业采用。从测试技术的基本操作原理的第1级开始，在所有希望利用增材制造技术的行业中始终达到第9级。牢记这一目标，各行业人们将继续努力，确保制造技术的可靠性和一致性，不仅可以提供复杂和限制较少的设计机会，而且还可以带来尚未完全实现的经济、生态和组织效益。 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.用好设备，解决问题 | 三维扫描助力轮船制造企业增强综合竞争力 2.国产3D打印数据准备软件重磅发布新版本，助力2万用户效率提升 3.科学家对金属3D打印中的缺陷形成有了新认识，能充分控制熔池稳定性 4.无支撑金属3D打印：VELO3D成功探索全球范围可重复、无差别制造

聚乳酸(PLA)由乳酸为主要原料聚合而成，是少数不依赖石油资源，可以由玉米和其他粮食作物发酵生成的有机物。聚乳酸最大的特点是具有热塑性和可降解性，在常温条件下，就可被微生物分解成二氧化碳和水，不会对环境造成污染，因而是一种可再生生物降解高分子。 PLA在性能上与塑料极其相似，具有强度高、模量大的优点，是熔融沉积FDM 3D打印工艺的常用耗材之一，在3D打印技术领域通常以丝材的形式存在。然而FDM工艺固有的成形特点，使其无法发挥出3D打印技术的全部优势。 3D打印技术参考注意到，捷普公司（Jabil）于近期推出了一款可用于粉末床烧结的PLA 3D打印粉末PLA 3110P，可为石化粉末（如PA12）提供生物基替代品。该材料由捷普公司与领先的聚乳酸 (PLA) 生物聚合物制造商NatureWorks合作开发，是首款基于PLA的粉末3D打印材料。  1. 特点和优势 PA12等石化粉末的生物基替代品 与现有材料相比，具有更低烧结温度和显著更小碳足迹的成本效益 PLA易于使用，比传统粉末缩短制造流程 可以支持热成型和压缩模具所需的精密几何形状 凭借可再生来源的生物材料和较低的烧结温度，新开发的PLA粉末可生产出比PA12能耗更低、碳足迹更可持续的SLS基材。PLA成分完全来自经过认证的可再生来源生物材料，满足了对石化粉末的生物基替代品的需求。 与熔丝制造 (FFF) 等3D打印方法相比，SLS的优势包括更高的输出、精度和设计自由度。因此，这种基于PLA的粉末可以形成热成型和压缩模具所需的定制、精密几何形状。而且，该产品显著降低的烧结温度转化为节能和更快的制造效率，有可能降低SLS系统相对较高的能源使用。 2. 将温室气体转化为高性能聚合物 Jabil和NatureWorks合作创建、测试和验证的PLA 3110P粉末，将 NatureWorks在PLA 技术方面的专业知识与Jabil在开发聚合物配方、新型化合物和材料系统集成方面的经验相结合，其合成材料的碳足迹比PA12小89% 。因此，这种新的工程材料可以推进可持续发展计划，同时为尼龙基材料提供低碳替代品。 据研究公司SmarTech Analysis，聚合物增材制造技术预计将在未来十年内进入众多行业，到2030年打印产量将增长到每年近260亿美元；而根据VoxelMatters Research的数据，2021年聚合物粉末材料市场价值近2.5亿美元，尼龙（PA12 和 PA6及其他，包括复合材料）约占这些收入的三分之二（约70%）。 3D打印的PLA热成型牙科矫正器及模型 当前用于激光烧结粉末床3D打印的材料类型主要包括PA6、PA11、PA12及其复合材料等尼龙系列，以及TPU、 PP（尚未成规模）、 PPS、PEEK等。随着新的Jabil PLA 3110P材料的推出，客户在制造原型以及制造支架、夹具、固定装置和工具方面有更多的材料选择。此外，新的PLA粉末是一种环保选择，可用于生产热成型和压缩模具所需的精密几何形状，包括定制牙科印模。  除了材料的进步，捷普还继续扩展其全球增材制造平台和解决方案，以补充公司世界一流的制造能力。Jabil已经部署了数百台3D打印机——从桌面模型到高度复杂的工业系统——以满足广泛的原型制作、工具和批量生产需求。 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.最新：国外团队使用中国3D打印机发表Science重磅研究 2.Science最新：3D打印有机硅弹性体，制造出高性能生物结构 3.使用知名国产DLP设备3D打印仿生晶格结构发表Nature子刊 4.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

物业工作周报5月17日，工业级3D打印领航企业华曙高科携手合作伙伴先风三维、巴斯夫、大众汽车、飞而康、常州工学院、上海黑焰医疗、上海联泰在江苏常州共同举办了3D打印创新及产业化论坛。  此次论坛以“共话尼龙增材创新，引领增材量产未来”为主题，聚焦加工服务、汽车、医疗等行业的增材制造技术创新，并实地探访国内专注尼龙加工服务超10年的龙头企业先风三维，积极探索增材制造的批量生产之路。 会议由华东区大区经理单少华主持。 自主创新助力增材制造产业化 李世超，华曙高科全国销售总监 当前，生产企业正面临向批量化终端零部件生产的转型，为满足市场需求，华曙高科在设备风场、效率、稳定性、成本控制等方面做了一系列创新，近期发布了面向批量生产的金属3D打印解决方案FS511M及FS350M。未来华曙高科将一如既往，持续创新研发新产品，推动3D打印产业化发展，帮助更多的合作伙伴迈入增材制造批量化生产的时代。  持续创新：构建高分子增材制造综合竞争力彭云鹏，华曙高科高分子产品事业部产品工程师 增材制造生产面临的挑战包括生产效率、稳定一致性、工件质量、产能等，作为SLS技术的创新引领者，华曙高科在高分子增材制造技术领域不断探索，持续创新，进行了设备、材料、软件、应用和技术服务等全产业链的布局。 - 新软件体系，尺寸更准，装配类工件精细校准 - 开源材料体系，更多高性能材料选择 - 更大尺寸540mm高缸403设备 同时，华曙高科开创了CAMS、Flight、PA6、PEEK、TPU等多个技术高峰，自主研发了PA12系列及PA6材料，并与合作伙伴携手，为客户提供近20种高分子3D打印粉末材料，并配置多激光器实现更高水平的生产力，为用户带来更具成本效应的批量化SLS解决方案。 精准满足客户的强烈要求许龙，常州先风三维科技有限公司副总经理 先风三维十多年来专注于选择性激光烧结SLS技术，为医疗、汽车、消费品及电子、教育和航天航空等领域用户提供高效稳定的“设计与制造”3D打印一站式智能制造解决方案。目前先风三维拥有11台华曙高科多型号高分子3D打印设备，包括403P系列、Flight 403P系列等，每年打印工件超过300万件，已实现批量生产，其规模在行业内处于领先水平，开辟了一片全新的市场应用领域。  高性能材料及创新应用，促进增材制造产业化黄剑，巴斯夫（中国）有限公司中国区销售经理 介绍了巴斯夫一系列前沿海外案例，以及不同材料在不同行业的应用。多年来，巴斯夫Forward AM与华曙高科开展了一系列增材制造材料、工艺等创新研发合作，Forward AM增材制造中心配备了包括华曙高科高分子设备在内的20多台3D打印机，开发了面向SLS、MJF以及FFF技术的多种高性能3D打印材料及创新应用，满足海内外不同应用场景的需求，促进增材制造产业化。 3D打印技术在汽车行业的应用与研究吴宏涛，大众汽车（安徽）有限公司高级工程师 工装夹具，是3D打印技术在汽车领域的一个重要应用。相较于数控机床加工，采用华曙Flight技术生产的3D打印夹具和固定装置所需的生产时间大幅减少，并且制造成本大幅降低，也不再需要备件库存。开发性能更好的3D打印材料将是3D打印行业的重中之重，同时也决定着3D打印行业未来发展，相信3D打印将在小批量和批量生产领域大显身手。  航空航天增材制造应用案例分享王旗，飞而康快速制造科技有限责任公司销售总监 在航空航天领域，增材制造为先进设计提供了更大的可能性，一体化，轻量化，个性化，快速化的迭代更新契合了当今迅猛发展的商业航天趋势。采用增材制造技术，可以突破传统减材制造的工艺局限性，减少由于复杂内部特征和复杂装配集成而产生的制造技术难题，飞而康科技作为国内领先的金属增材制造解决方案提供商，将用科技赋能“智造”，为客户创造更高的商业价值。  增材制造精密成形关键技术研发及产业化应用 祝世超，常州工学院航空制造工程系副主任 增材制造产业的高质量发展，依赖于关键技术的全面突破、技术体系成熟度的综合提升，表现在扩展材料种类、改善成形效率、革新质量控制手段、降低综合成本。目前，常州工学院进行了一系列增材制造精密成形关键技术研发及产业化应用，正努力建设成为以智能制造产业发展需求为驱动的政、产、学、研、用一体化协同创新的产科教融合生态圈。 数字化外科个体医疗一站式解决方案杨林，上海黑焰医疗科技有限公司运营总监 随着数字医学的快速发展，基于大数据的AI计算，专业软件及多学科团队协作（MDT）克服外科手术的视觉局限、进行仿真模拟，从单凭临床经验向数字化定量测算的智能化转型，根据最佳手术方案术前选择手术工具和器械，可以利用3D打印技术，设计生产个体化医疗器械；形成术前、术中、术后全链路数字化、精准化，高效化。从软件到硬件、从产品到服务，黑焰医疗提供“个体医疗数字工程中心”全链路整体解决方案。  光固化增材制造及产业化应用高兴彬，上海联泰科技股份有限公司北区销售总监 联泰科技拥有国内光固化技术领域最大份额的用户群体，其技术被广泛应用于航空航天、电子电器、口腔医疗、文化创意、教育、鞋业、建筑等行业，在工业端3D打印的应用领域具有较大的品牌知名度及行业影响力，致力于为多行业用户在“分布式制造”和“规模化定制”之间构建连接，不断融合、创造、演进全新商业模式，对3D打印行业、制造业乃至人们的生活方式带来变革。 演讲结束后，参会客户乘车前往先风三维实地参观3D打印创新中心，感受3D打印产业化、批量化生产的大趋势。   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.机械臂砂型3D打印机和智能化产线，峰华卓立推动铸造产业升级 2.华曙高科-重磅发布批量金属3D打印系统FS511M和FS350M 3.意义重大！17天，浙江大学借助3D打印制作大黄鱼肉 4.麻省理工-通过SLM原位形成纳米碳化物和硅化物强化In718合金

导读：具有轻量化设计的新型蜂窝晶格结构在汽车和航空航天领域越来越受到关注。近年来，该研究领域已经发现使用3D打印技术设计和制造的蜂窝结构具有高强度重量比等显著优势，同时增加了这些结构的多功能性。3D打印技术参考注意到，印度知名的韦洛尔理工学院于近日使用中国纵维立方的DLP设备进行了一项使用人工神经网络提高新型混合仿生3D打印晶格结构性能预测和实验验证方法的研究，相关文章发表于nature子刊scientific reports。   在具有体积或重量限制的情况下，产品性能、安全性、成本和环境影响会受到显著影响。离散开孔晶格结构正在成为这些问题的一类新兴解决方案，晶格结构相比固体材料具有众多优势，如轻质设计、高渗透性和对区域结构的直接控制，这种控制可以通过优化体积内的材料分布来提高结构的功效。从设计的角度来看，尺寸精度、残余应力、表面质量和微观结构是晶格结构的一些主要优势。这些因素影响整个结构的机械性能和其他关键特性，如表面积、孔隙率、流体动力学和材料使用等。因此，调整这些设计特性对于优化和预测这些结构在特定应用中的表现至关重要。 大多数早期研究都集中在自然结构的力学特性与其结构几何形状之间的联系，它们通常表现出相似的模式。这些结构的例子包括龟壳、骨小梁、海螺壳、鱼鳞、蜘蛛网、植物茎、竹树结构、木材等。低重量、周期性的开放晶格结构因其增强的性能而广泛应用于航空航天、汽车和医疗应用，这促使科学家开发出更加先进的结构以增强其性能，而这些结构的机械行为会受到晶胞形状、大小、相对密度和制造方法的影响。与封闭的基于壳的晶格结构相比，基于开放式支柱的晶格结构可以通过可控的刚度、更出色的SEA和更广泛的平台应力来提高机械质量。为了成功开发轻型桁架结构和蜂窝单元的计算机辅助设计模型，并优化结构以使其具有出色的刚度、强度和重量属性，当前的研究工作较为广泛。根据研究，晶格单元的拓扑结构或形式、材料的性质和晶格结构的相对密度是影响整体结构特征的三个关键因素。 在这项研究中，研究人员设计了一种新型混合型晶格结构，其灵感来自竹树结构中的圆形图案和类鱼物种真皮层上的重叠图案。其总共开发了16种不同类型的晶格结构，相关参数包括晶胞大小、厚度、重叠区域等，晶格结构尺寸限制为40×40×40mm的简单立方体。晶胞的大小和圆形区域的重叠对于单位晶胞计数至关重要，改变每个结构中的参数可能会导致每个特定晶格结构中的单位晶胞计数不同。 从鳄鱼皮观察到的竹树、鱼鳞和鳞片的新型混合仿生晶格细胞结构的演变 3D打印技术参考注意到，晶格结构采用Fusion 360软件进行建模，使用纵维立方开发的Anycubic photon mono 4k机型进行了相关结构的3D打印，该设备打印尺寸为130×80×165mm，凭借出色、可靠的打印能力深受市场欢迎。所设计的晶格单元壁厚为0.4-0.6mm，如果壁厚低于允许范围，则晶格单元打印失败，如壁厚超出了允许范围，在给定体积内将无法实现恒定重叠。4-6mm的参数圆直径范围是从竹签直径的灵感中考虑的，低于所考虑范围的直径不适合打印，超过范围则会减少给定体积内的晶胞数量，导致机械性能下降。 仿生结构的镶嵌视图   基于还原聚合的3D打印机和树脂材料的规格 样品的显微图像显示每个晶胞都获得了均匀的打印，精度测量显示这种打印方法可以可靠的制造外部尺寸与所需尺寸偏差小于0.5%的部件。对所有3D打印试件进行准静态压缩试验，计算各结构的能量吸收能力，并将机器学习技术（如人工神经网络 (ANN) 与 Levenberg–Marquardt 算法 (ANN-LM) ）应用于本研究，以预测晶格结构的能量吸收，相关参数包括重叠面积、壁厚和单元格尺寸。 ( a ) 新型混合仿生晶格结构的设计和建模( b ) 切片( c ) 使用3D打印机制作样本( d ) 准静态压缩测试( e) 3D打印样本在压缩载荷下的失效( f ) 样本的显微图像显示材料的均匀性 3D打印的不同规格的晶格结构 样本的制造和测试与预测值进行比较 人工神经网络是机器学习中快速发展的深度学习领域的一个特征，它可以从数据中学习的方式类似于我们神经系统中的神经元如何从过去的数据中学习并预测或分类的形式提供答复。人工神经网络用于包括图像识别、语音识别、机器翻译和医学诊断的多种活动。研究了3D打印晶格结构的特性以及它们在能量吸收应用中的预期用途，所选网络设计的性能证明了晶格结构的能量吸收能力的预测和实际测试结果非常相似。 总的来说，使用人工神经网络工具获得的结果得到了验证，可以成为晶格能量预测的有利工具，这可能是轻量化晶格设计的一种新方法。 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.降低3D打印机使用门槛，纵维立方推出APP助力一键高质量打印，包含海量自有模型资源 2.8K最优光源+超高精细节！纵维立方最新光固化3D打印机上市 3.超高精与大尺寸并存！纵维立方光固化新品即将强势登场 4.年营收数亿 | 纵维立方7周年发布多款3D打印新品及新技术

3D打印技术参考注意到，在5月8日-12日举办的第二十一届中国国际铸造博览会，峰华卓立推出了一款机械臂式粘结剂喷射砂型3D打印机，这款被称为PCM-800R的新装备具有中小打印幅面、同时可无限拓展，适应于未来数字化工厂灵活配置的特点，在博览会期间引起了广泛关注。 铸造展现场展出的PCM-800R机械臂砂型3D打印机 粘结剂喷射砂型3D打印技术目前已被广泛用于铸造领域，被认为是降低传统铸造生产劳动强度和人力成本以及实现绿色制造的重要技术。峰华卓立作为中国粘结剂喷射技术的龙头企业，本次推出的机械臂式粘结剂喷射砂型3D打印机同时集成了众多新技术，能够较好的解决当前该领域所面临的一些生产难题。 1.新一代的高效新落粉铺粉砂型打印机，比上一代提高40%以上的效率；   2.实现视觉AI自动纠错功能，及时修补打印错误，并持续打印，避免材料浪费；   3.独立负压控制系统，让打印更稳定精确，解决行业长期痛点；   4.耗材及易损件全生命周期管理系统，服务保养及时提醒，提高设备的长效运行；   5.机械臂打印系统占地体积更小，打印灵活配置，精度不低于±0.3mm，适配多种材料和粘结剂。 铸造展现场展出的PCM-800R机械臂砂型3D打印机 PCM-800R相比传统双缸打印机仅配置成形箱体，可在砂量不足时自动快速上料，减少开始阶段对材料的使用需求；将数字化灵活的工业机器人与粘结剂喷射打印系统相结合，简化了装备的整体配置，多轴整合化繁为简，XYZ三轴方向皆由机械臂操作，每次打印铺砂自动抬升0.2-0.5mm；8喷头阵列，1pass打印，实现快速成形；简化的机构还为维修、扩展以及喷墨机构后期升级带来便利。 虽然当前推出的版本打印尺寸为800 x 500 x 300mm，通过机械臂与打印箱体的配合可完成任意的长度扩展打印。 除此之外，面对粘结剂喷射砂型3D打印机对铸造行业的强劲需求，该公司还推出了砂型3D打印智能柔性产线解决方案，包含新砂库、旧砂库、供料辅机、打印主机、一级清砂位、二级清砂房、浸涂位、烘炉、智能立体仓储等，全程采用RGV小车、机械梁搬运，自动化粉末清理，加快工厂的智能化运行。 面对铸造行业当前对砂型3D打印生产效率的追求，该公司最大的PCM2500装备已经将打印时间控制在17S左右，并计划生产6000 x 4000 x 2000mm的定制化设备，为铸造行业提供大型和快速可靠的生产，在减少人工的同时采用更少的喷头解决方案实现较低的运营成本，帮助客户加快投资回报。 粘结剂喷射砂型3D打印被广泛认为是用于功能精密零件批量生产的最快增材制造解决方案，铸造行业使用该技术可快速制造出复杂的金属零件，并用于航空航天、汽车和能源行业。机械臂式粘结剂喷射砂型3D打印机的推出，扩充了峰华卓立的产品线，增强了砂型打印装备在百万级别内的市场竞争力；智能化生产线的推出，则为铸造工厂进一步的转型升级带来了新的契机。 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.华曙高科-重磅发布批量金属3D打印系统FS511M和FS350M 2.金属3D打印专家铂力特与西门子签署战略合作协议 3.3D打印后处理过程复杂，自动化趋势明显，市场规模将达18亿美元 4.Rapid+TCT 2023亮点回顾：超20家中国企业与国际展商同台演绎，硕果累累

物业工作周报近年来，随着增材制造应用面越来越广泛，终端用户对设备的需求也更加多样化。同时，批量生产的应用也对增材制造技术提出了更多的挑战，包括打印效率的提升、打印质量的稳定一致、生产和人工成本的控制以及用户体验的提升等等。     工业级3D打印领航企业华曙高科深入理解航空航天、模具、汽车、医疗等产业化用户的需求，充分发挥在增材制造产业化应用领域的丰富经验，通过自主创新，在增材制造效率、质量、成本、智能化等领域不断取得新的突破，推出更多面向产业化细分用户的解决方案。   5月12日，第五届SAMA增材制造产业发展大会在上海隆重举行，华曙高科执行董事、副总经理程杰先生在本次大会发布了面向量产的两款金属增材制造系统 ——FS511M和FS350M。这两款金属增材制造解决方案以大尺寸、小身材、高效率、高质量、安全智能等优势，为航空航天、汽车、模具、医疗等行业新应用带来更多的可能，加速工业级增材制造的批量生产的进程。  FS511M是华曙高科针对批量化增材制造推出的四激光双向铺粉金属增材制造设备，配备自研全套操作系统，可实现产线布局，其成型缸尺寸为540×540×670mm（含成型基板厚度），成型体积比友商同级别产品大93%，充分考虑航空航天、模具等应用领域生产要求，可成形材料包括钛合金、铝合金、不锈钢、模具钢、高温合金等。 FS511M一大亮点是采用全新优化的风场设计，多层风场加风墙设计，保证风场从右往左均匀分布，提升大幅面多激光打印均匀性，实现高质量长时间打印。 FS511M配备了华曙高科自主研发的粉末输送筛分循环系统，集新粉输送、溢粉回收及溢粉筛分功能为一体，能实现惰性气体保护下100%全闭环粉末管理，清粉效率高，安全可靠。 自主研发集成粉末输送、回收、筛分循环系统 大尺寸成型缸的转运效率和安全性是一大挑战，得益于华曙高科雄厚的自主研发能力，FS511M配备华曙自主研发的缸体“建造”、“清粉”及“取件”独立三工位，并拥有“一键转移”功能，取件方便，减少人工操作，避免取件过程中的机械碰撞，保护客户资产。 独立“三工位”设计，操作便捷，稳定安全 为确保成型质量，FS511M自主研发高效智能的智能铺粉检测监控系统，实现打印过程实时监测并记录，保证零件打印过程全程可追溯。在打印过程中，缺粉、塌陷、剐蹭、翘曲等铺粉瑕疵可自动识别，并智能补粉，有效提高打印质量，减少人工操作。 FS350M标准基板尺寸为425×350×50mm，标配4个激光器，具备同级别产品领先的激光器配置，确保高效生产，可打印钛合金、铝合金、模具钢、不锈钢等多种材料。 FS350M主机占地面积仅6㎡，支持高密度、高灵活性的工厂布局，大幅提升生产效率。 布局紧凑占地面积小 FS350M采用成熟的双向铺粉技术，在保证成品质量的前提下，缩短单层铺粉时间，缩短打印间隔时间，比传统单向铺粉效率提高38%。具备丰富的扫描策略，用户可自主选择高效率模式、智能模式、高质量模式，满足其个性化应用场景需求。 为确保打印质量，实现高精度搭接，华曙高科自主研发优化搭接策略+精校准系统，多激光搭接偏差≤土0.05mm。 与此同时，FS350M还配备了高效的智能粉末管理系统，能实现不停机连续供粉和多台设备供粉。可循环粉末管理系统还可回收打印过程中溢粉，经过筛粉处理后重新给打印中的设备供粉，降低客户使用成本。 华曙高科为所有用户提供完善专业的技术支持及售后服务，包括： 1. 设备整机质保1年，可向用户提供两次免费设备维护、保养。质保期后，亦可为用户继续提供满足需求的模块化设备维护、保养服务，以及备品备件耗材供应，根据市场情况合理收取费用； 2. 长期为用户免费升级公开发布的、具有自主知识产权的修复性软件； 3. 首次装机，为用户进行理论和实践结合的操作人员培训，并协助组织考核，考核通过后颁发操作授权书，方可上岗；针对用户长期性、定制化的需求，售后服务团队也可提供定制版培训方案。 一直以来，华曙高科致力于为用户最大化提升产能，满足市场多样化需求。未来将持续发布更多创新、产业化的增材制造解决方案，敬请期待！

2023年5月15日，西安铂力特增材技术股份有限公司与西门子（中国）有限公司签署战略合作协议，建立长期战略合作关系。铂力特董事长兼总经理薛蕾、副总经理杨东辉、西门子全球增材制造负责人Karsten Heuser、西门子（中国）有限公司数字化工业集团高级副总裁兼西部大区总经理姚峻等出席签约仪式。   此次签约，双方将在探索数字化工厂建设、金属增材制造设备研发生产等领域开展合作。西门子方将提供最新的自动化和驱动产品，以及相应的支持服务等，铂力特方将针对这些产品进行应用技术开发等工作。 姚峻博士表示：“增材制造能够大幅提升制造企业的生产灵活性，为制造业发展带来更多可能。西门子拥有覆盖增材制造全产业链的数字化解决方案，能够为增材制造企业提供更先进的自动化及驱动产品、更多样的应用、更智能的设计软件，充分释放其生产潜力。通过此次战略合作，西门子与铂力特将依托数字化技术开启合作新篇章，赋能增材制造落地更多行业，助力制造业加速实现高质量发展。” “铂力特设备线已与西门子开展多年合作，希望西门子能够与我们携手共进，探索、创新，协助铂力特开发更多智能、稳定、高质量、高效益的金属3D打印设备，共同推动工业4.0的发展进程。”铂力特副总经理杨东辉说。   此外，西门子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，深入讨论了金属增材制造应用发展现状与前景等问题。   智能制造，共创未来。铂力特与西门子将秉持共创共赢的理念，充分发挥各自领域的优势条件，在金属增材制造设备、增材制造数字化等领域开展合作，共同拓展增材制造行业应用，推进金属增材制造智能化进程。 西门子股份公司是一家专注于工业、基础设施、交通和医疗领域的科技公司。通过融合现实与数字世界，西门子赋能客户推动产业和市场变革，帮助数十亿计的人们，共创每一天。西门子自2014年起开始与铂力特建立合作，共同打造先进的技术和解决方案，确保设备成形过程的质量和安全性，使设备运行更可控，生产过程更可持续。 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.西门子能源签署59吨区域金属3D打印零件制造协议 2.西门子能源：90台金属3D打印机、100种认证应用案例、400种零件进入批量生产 3.铂力特第1000台SLM设备顺利通过客户验收 4.铂力特2023一季度营收1.33亿，16万平米四期项目即将开建

近日，3D打印技术参考注意到美国白宫已于本月发布了更新版的《关键技术和新兴技术的国家标准战略》，很意外的是，3D打印技术并没有被包含在其中。然而外媒分析，认为这份文件并不能表明拜登政府将放弃为增材制造行业给予大规模的支持，而是证明了相反的观点——3D打印可能不再作为一种“新兴”技术对待，但同步的政策和资金支持从未中断，而且规模越来越大。 2023年4月，美国能源部三千万美元征集十吨级大型近净形部件制造技术。 2023年3月，美国陆军新授予1亿美元用于地面部队3D打印和数字化改造。同月，通用电气宣布计划在2023年向公司现有的制造设施投资超过4.5亿美元，其中GE航空与3D打印相关的资金将获得超过1600万美元，这些资金将用于设备升级，增强增材制造能力。全球最大的独立发动机制造商美国康明斯也宣布将投资15亿美元用于新技术，它也是首批拥有GE Additive金属粘结剂喷射平台的客户之一，并于2021年初将其第一个金属打印部件（柴油发动机喷枪头适配器）商业化。而借助包括粘结剂喷射工艺在内的金属3D打印是其实现清洁能源和净零碳排放目标的重要新技术。   2023年2月，美国海军战略潜艇项目执行办公室（PEO SSBN）执行主任Matt Sermon在美国海军工程师学会（ASNE）会议上表示，（美国）海军将需要继续大幅加大增材制造技术的部署力度，以满足未来十年的生产期限。同月，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。 2022年10月，美国白宫发布了更新版《先进制造业国家战略》，文件指出，美国必须继续投资和支持先进技术的研发，克服阻碍增材制造应用的关键技术障碍。同月，美国国防部网站发布了一项最新的制造技术提案，计划使用增材制造技术来设计和制造能够在极端条件下运行的高超音速武器和车辆系统。 2022年9月，美国空军间接资助SLM Solutions开发“世界最大”PBF金属3D打印机，并授予蓝色激光专家NUBURU第二阶段合同，开发基于蓝色激光的区域3D打印技术。 2022年，施乐液态金属3D打印机和Meltio3D的定向能量沉积增材制造装备分别被安装在了美国黄蜂级两栖攻击舰第2号和第5艘舰上；2023年3月，Markforged X7 Field Edition被安装在在新罕布什尔号弗吉尼亚级潜艇上。此外，亨廷顿英格尔斯工业公司（HII）最近被批准用于海军海上系统（NAVSEA）船舶的3D打印零件。 2022年7月，美商务部提供了370万美元支持推进金属增材制造标准化制定，用以提升这一重要行业的竞争力。 2022年5月，美国政府发起了推动美国3D打印及制造业发展的“AM Forward计划”，波音、诺格、通用航空、雷神、洛克希德·马丁以及霍尼韦尔，这些军事和准军事企业均同意参与该计划。 2022年2月8日，美国白宫发布的更新版《关键和新兴技术清单》(Critical and Emerging Technologies List，简称CET List)，列出了20个被视为关键新兴技术领域要素的大类，3D打印、可持续制造、智能制造和纳米制造均在其中。 这些证据表明，美政府只会增加并将继续增加对增材制造行业的财政、行政和意识形态支持。与人工智能和量子计算等领域的标准化相比，增材制造的进展可能存在差异，同时也可能远远落后于传统制造，但如果将其与所有其他工业4.0技术进行比较，增材制造的标准化处于领先地位。这表明在国家标准战略中提出的所有关于标准化的建议已经使增材制造领域相对成熟。 2022版《关键和新兴技术清单》包含增材制造 虽然3D打印在其中一些领域的应用仍处于起步阶段，但该技术有望在许多已确定的领域提供广泛的应用和研发机会。增材制造对其他技术领域具有重要作用，其在帮助美国实现其国家安全目标方面的潜力越来越大。  美国《关键与新兴技术清单》2020与2022版对比（来自道琼斯风险合规） 美国各部门对各战略目标的支持清单 美国仍然在3D打印技术的某些领域保持着全球领先地位。 大型连续纤维3D打印技术 连续纤维3D打印技术综合利用工业机器人、末端执行器、原位检测、智能监测与机器学习等技术，能够快速输送、沉积连续纤维增强体。美欧3D打印技术开发商与机器人制造商已共同开发了一系列先进的连续纤维3D打印设备与制造工艺，诞生了Orbital Composites、Continuous Composites、Arris Composites等公司。在该技术领域，我国发展滞后。增减材3D打印技术 该技术在航空航天、军事等领域具有重要价值，并因此名列2020年的出口管制名单。美国洛马公司、HybridManufacturing Technologies、Fabrisonic、Relativity Space等公司在该领域都颇有建树，尤其以Relativity Space世界最大金属3D打印机最为知名，借助强大的增减材混合制造能力，该公司能够在30天内打印出整个火箭整流罩，并能在短短60天内生产出整枚火箭。粘结剂喷射3D打印技术 美国在该技术领域保持绝对领先地位，几大粘结剂喷射3D打印的供应商，Exone、Desktop Metal、GE Additive、HP均是美国企业。该技术能够有效解决3D打印工艺过程中的高成本、相对较长加工周期的问题，从而将金属3D打印推向批量化生产。这项技术被汽车行业广泛看重，福特、大众等公司也与相关企业展开了相关合作。而在同技术领域，国内目前鲜有可商业化的产品。无支撑金属3D打印技术 不需支撑或少支撑进行大尺寸金属3D打印对许多工业最终用户来说非常有吸引力，此举在增加设计复杂性、简化后处理方面至关重要。美国Velo3D公司在该技术领域保持绝对领先地位，国内鲜有该方面的技术，更无产品。通过集成质量保证体系及先进的软件系统以及无支撑技术，该公司获得了来自航空航天和能源市场的充足客户。3D打印仿真软件 3D打印工艺仿真主要研究加工参数、粉末、几何构型等因素对于宏观变形、残余应力、部件微观内部金相组织及性能的影响，对于零件控形控性研究与生产具有重要价值。在该技术领域，美国有ANSYS、Netfabb等成熟的解决方案，而我国目前还处于研究阶段。先进设计软件 面向增材制造的先进设计工具集合了强大的几何建模和仿真分析功能，并在充分考虑增材制造工艺特点的基础上，帮助工程师快速掌握面向增材制造的设计方法，充分发挥增材制造带来的广阔自由度，同时可重复使用的工作流使设计流程走向自动化。美国nTopology是知名的优化设计平台，此软件开发出了一些列优秀的设计，在技术领域国内存在很大差距。 美国两党基础设施法的资金以及一系列相关的政府行动正被用于推动美国的先进制造业，这标志着将推动美国3D打印和其他先进制造技术的进一步快速发展。由于国家竞争意识的存在，对美国来说，对新技术领域尤其是先进制造技术的投入显得更为急迫，其力图确保与中国等国家拉开更大的差距，获得绝对的领先地位。注：本文内容来自3D打印技术参考，转载请依据转载须知。欢迎转发 主编微信：2396747576; 硕博千人交流QQ群：867355738；网址： 延伸阅读： 1.超越锻件│HRL 7A77 3D打印铝合金被批准用于新应用领域 2.3D打印后处理过程复杂，自动化趋势明显，市场规模将达18亿美元 3.NASA着力开发火箭发动机的多合金和多工艺增材制造 4.使用3D打印制造工装夹具，克服传统挑战的十个优势