金属3D打印在高性能汽车领域的应用，在近期迎来新的案例。 知名保时捷改装商BBI Autosport以及德国超跑制造商Apollo，均采用3D打印技术制造了大尺寸的进气歧管和排气歧管。 BBI Autosport公司为保时捷991 GT2 RS跑车打造了全金属3D打印的钛合金排气系统。该产品具有极致的轻量化特性，全钛合金结构仅重5.4公斤，比原厂件轻58%。 而该公司的新案例则更让人惊讶。采用3D打印技术，产品实现了传统工艺无法实现的复杂曲面和优化的气流路径，使排气更加顺畅，内部端口设计能够平衡两侧的排气压力。该部件是真正的功能部件，在实现上述性能的同时，内环结构还有助于降低排气噪音。 这款产品由BBI Autosport与3D Systems合作，将增材制造的优势发挥到了极致。相比传统分段焊接的歧管，3D打印大幅减少了焊缝数量，甚至实现了无缝的一体化结构，提升了强度和可靠性，而且产品重量更轻。 此外，BBI Autosport还在开发3D打印的悬架部件、车身零件以及各种其他复合材料和金属结构，这些产品最终能提升车辆性能。 另一个案例由阿波罗汽车公司打造，它为即将推出的Evo超级跑车将配备了的排气系统由3D打印技术打造，并被该公司称之为是迄今为止最大的一体式3D打印钛合金排气系统，每个部件的打印耗时123小时。 该系统名为“龙鳞”，表面覆盖着鳞片状纹理，与阿波罗汽车以龙为主题的命名惯例相呼应。 排气系统采用航空级钛合金制造，并覆以耐高温陶瓷涂层，最高可承受1000摄氏度的高温。阿波罗汽车公司表示，鳞片状图案并非纯粹装饰，而是经过精心设计，旨在改善整个系统的散热性能。 对于一辆搭载法拉利F140 V12发动机、拥有超过800马力、转速高达9000转/分的跑车而言，这一点至关重要。该系统提供多种颜色可选，以匹配每辆车独特的“龙”主题。 “Apollo的龙鳞排气管体现了该品牌的核心设计DNA，是又一件展现德国叛逆工程精神的杰作。它将艺术、故事性和极致工程完美融合于一体，打造出一个功能性部件。其精雕细琢的设计令人叹为观止，代表了Apollo Automobil设计演进的下一个阶段，”该公司在一份声明中表示。 这两个设计体现出3D打印在专业改装和高性能汽车领域正在发挥重要作用，这些天马行空的设计体现了该技术的制造优势，也给汽车发挥极致性能的带来了新手段。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。#增材制造 #3D打印

笔者注意到，汉邦激光近日接连实现多项技术突破。在消费电子领域，汉邦激光研发了一款超薄VC均热板，并将于TCT亚洲展发布；在航空航天领域，汉邦激光携手前沿计算工程公司LEAP 71成功制造出米级3D打印气动塞式火箭发动机。 以精密制造与大尺寸复杂构件成型的双重实力，汉邦激光展现了金属3D打印技术在热管理、航空航天等多领域的深度应用潜力，为高端领域产业升级注入新动能，这些案例即将亮相TCT亚洲展！ 超薄VC均热板制造新突破，高精度打印+极薄壁 随着消费电子与高装装备不断向高性能化、智能化、薄型化等方向发展，对散热的需求也日益提高：如何在更薄的空间内，实现更高效、更均匀的热管理？ 为此，汉邦激光构建了从设计支持到后处理验证的全流程闭环解决方案，利用其HBD S200设备，采用铜合金加工工艺，一体化3D打印成型精细内腔结构：实现0.15mm薄壁与0.10-0.15mm 多孔毛细结构，致密度≥99.95%，突破精密制造能力极限。 相比传统制造方式，3D打印具有极高的设计自由度，实现毛细管网与支撑柱布局的自由设计，不仅有效提升了均热性能，还能大幅压缩研发周期，快速响应定制化需求。与此同时，铜合金基材结合成熟工艺，实现流道全通，带来稳定的气密性、导热性。 为满足消费电子、医疗、精密模具等多领域的高精度增材制造需求，汉邦激光专为高精度、高表面质量打造的HBD S200设备同样表现亮眼。该设备光斑直径≤35μm、最小打印层厚10μm，表面粗糙度Ra≤2.2μm，可实现±0.02mm高精度打印和0.06mm极薄壁成型，大幅减少后处理的成本与时间，适配批量化生产需求。 米级3D打印气动塞式火箭发动机，突破航空航天制造边界 在精密制造领域突破的同时，汉邦激光在大尺寸金属3D打印领域也实现了里程碑式的跨越。近日，汉邦激光与前沿计算工程公司LEAP 71合作，成功制造出了一款全球技术最复杂的空间推进系统——3D打印气动塞式火箭发动机（型号XRA-2E5)。 该发动机由LEAP 71运用其核心的Noyron计算工程模型，基于第一性原理物理学、工程逻辑及制造约束条件，在无需人工干预的情况下自主生成最优拓扑结构；汉邦激光HBD E800设备则凭借顶尖的金属增材制造技术，将这一精密数字模型完美转化为实体部件。 据悉，该发动机是目前全球已设计的尺寸领先的环形塞式推进系统，摒弃了传统火箭发动机的钟形喷管，采用 “由内而外” 的创新架构，集成环形燃烧室与中心塞体结构，能够在从海平面到真空的不同环境中保持较高效率，因此对于下一代可重复使用运载系统具有极大的吸引力。 气动塞式发动机包括浅角度悬垂结构以及复杂的内部流道，长期以来对设计、制造和运行带来极大的挑战性。汉邦激光的HBD E800系统凭借三大核心能力，实现该发动机一次打印即成功。 ➡️ 米级超大成形 + 高性能稳定成形 HBD E800成型尺寸达830 × 830 × 1250毫米，其超大成形缸体可轻松容纳米级气动塞式发动机构件。在打印航空航天类高性能金属材料时拥有极高的稳定性，确保了整个庞大构件从底部到顶部性能均匀，满足火箭发动机部件对结构可靠性的严苛要求。 ➡️ 无支撑打印：颠覆复杂内腔制造范式 此发动机最核心的技术突破，是实现了发动机整体结构的无支撑打印，不仅省去了大量的支撑材料和繁琐的去支撑工序，降本增效；更将设计师从传统的制造约束中解放出来，专注于如何最大化产品的热力学与流体力学性能。该发动机搭载再生冷却系统，内部包含极其复杂的螺旋/网状冷却流道，外部燃烧室由低温甲烷燃料冷却、中央塞体由液氧冷却。光滑的冷却流道内壁，避免了支撑残留导致的潜在风险，提升了发动机的冷却效率和可靠性。 ➡️ 一体化制造，重构部件可靠性 通过一体化制造，该发动机消除了传统多部件拼焊带来的焊缝与泄漏点，拥有了紧凑的完整结构和更高的推重比潜力，为 200kN 级液氧 / 甲烷发动机的可重复使用奠定了坚实的制造基础。 END 无论是0.06mm极薄壁的精密VC均热板，还是米级复杂结构的气动塞式火箭发动机，汉邦激光以自主创新的实力与卓越的品质为行业树立了标杆。更多前沿金属3D打印应用案例与解决方案，欢迎莅临2026 TCT汉邦激光展台。

3D打印的未来与人工智能紧密相连，有望推动自动化、设计优化和材料科学领域的进步。人工智能将通过实现智能切片算法、预测材料行为以及自动化整个增材制造工作流程，彻底改变3D打印行业。这种融合将为各行各业带来更高效、更精准、更个性化的制造流程。 将人工智能融入增材制造的关键优势 ➡️ 人工智能驱动的设计和优化 人工智能算法可以分析大量的材料特性和打印机性能数据，从而优化3D打印的部件设计，同时预测材料在不同条件下的性能，并优化打印参数，实现最高效率。 ➡️ 智能切片打印 人工智能切片软件可以综合考虑材料熔点、层温和部件方向等因素，生成最佳打印路径。这可以缩短打印时间，减少材料浪费，并提高部件质量。人工智能还可以实时监控打印过程，检测异常情况，并自动调整参数来保障打印质量。 ➡️ 自动化与效率 AI可以实现3D打印流程的诸多环节自动化——从设计、切片到打印和后处理。这显著提高了生产速度和效率，使3D打印比传统制造更具竞争力。AI机器人还可以协助材料处理和零件精加工，进一步实现工作流程的自动化。 人工智能与3D打印相结合，颠覆性项目展示 以下三个开创性的项目展示了人工智能如何通过增材制造增强产品创新： 1. NIKE AIR——人工智能重塑运动鞋制造 NIKE AIR（人工智能重塑）项目是一项富有远见的鞋类计划，旨在探索如何将人工智能设计和3D打印相结合，重新定义鞋子的制作方式——性能、个性化和可持续性。 耐克使用了机器学习模型，该模型基于庞大的运动员运动、压力图、生物力学和用户偏好数据进行训练。人工智能生成了独特的鞋型几何结构，并优化了缓震模式、能量回馈区域、透气性以及结构支撑。 AI设计的功能包括： ➡️ 缓冲图案 ➡️ 能量回馈区 ➡️ 气流和透气性 ➡️ 结构支撑 3D打印让这些功能性几何体栩栩如生： ➡️ 格子结构中底针对压力和回弹进行了优化 ➡️ 无需工具即可快速迭代的原型 ➡️ 大规模定制的潜力 使用传统方法几乎不可能制造这些复杂的几何形状。 2. 人工智能设计的纯铜火箭发动机 AMCM与德国软件公司Hyperganic合作，展示了人工智能驱动设计和工业3D打印如何彻底改变航空航天工程（特别是在铜制气尖火箭发动机的开发中）的一个突破性例子。 Hyperganic使用其算法设计引擎自动生成气动塞发动机的几何形状。该设计并非手工绘制，而是通过编程，形成一套规则，根据性能标准演化出复杂的几何形状，并且该算法优化了内部流道、冷却结构和喷嘴的形状。主要创新： ➡️ Hyperganic的算法设计根据性能目标生成整个引擎几何形状。 ➡️ 该设计包括内部冷却通道和弯曲喷嘴几何形状，并通过人工智能进行优化。 ➡️ 该发动机采用AMCM的金属3D打印系统和纯铜3D打印——非常适合航空航天领域的热管理。 该项目展示了人工智能如何设计复杂的推进系统，并进行数字化验证和按需制造。 3. 通用汽车座椅支架 通用汽车工程师与Autodesk合作，利用Fusion360中的生成设计技术，设计出了一种功能优化的新型座椅支架，这是一种将安全带扣固定到座椅上以及将座椅固定到地板上的标准汽车部件。 虽然典型的座椅支架是由八个焊接在一起的方形部件组成，但该软件却提供了超过150种备选设计，这些设计看起来更像是来自外太空的金属物体。通用汽车选择的设计由一个不锈钢部件（而不是八个）制成，比之前的座椅支架轻了40%，强度提高了20%。 为什么重要： ➡️ 减少零件数量=更少的故障点、简化的组装和更轻的车辆。 ➡️ 该设计不可能通过手工构思，也无法通过传统方法制造。 ➡️ 通过3D打印实现——可处理复杂的有机几何形状。 更广泛的影响： ➡️ 通用汽车的目标之一是减轻汽车重量、提高燃油效率并加快开发周期。 ➡️ 展示了汽车行业向人工智能驱动的工程工作流程和数字化制造的转变。 人工智能和3D打印相结合，实现了一种新型数字制造系统： ➡️ 自主：从设计到生产 ➡️ 自适应：从每次构建工作中学习 ➡️ 敏捷：快速响应新设计、新材料和新市场需求 因此，人工智能不仅会改善3D打印，还会将其转变为一个真正智能、可扩展的制造平台，这似乎是不可避免的。 注：本文由3D打印技术参考创作，未经联系授权，谢绝转载。

3D打印技术参考注意到，来自田纳西大学机械、航空航天和生物医学工程系以及滑铁卢大学机械与机电工程系的联合团队，使用激光粉末熔融（LPBF）3D打印工艺分别制造了具有高度疏水结构的AlSi10Mg铝合金，以及全疏水的4340钢。 什么是疏水结构，有什么价值 疏水性结构是指材料表面上的微观结构使其具有不易吸附水分子的特性。这些结构通常是由表面上微小的颗粒或凹凸不平的结构组成，在水接触其表面时，能够减少水分子在表面上产生的接触面积，从而使其快速滑落。 疏水性结构的应用领域广泛，包括润滑、防水、防油、抗菌等。在未来，这些结构还可以应用于柔性电子、医疗器械等新兴领域。例如，利用疏水性结构可以制备出具有超级防水性能的技术，使电子设备更加耐用可靠。 材料选择 研究人员使用金属3D打印技术制造了具有疏水结构的表面，分别使用了气雾化的AlSi10Mg（直径20–63 µm，中位粒径约44 µm）和水雾化的4340钢（尺寸范围27–63µm，中位粒径约46µm）。两种粉末的球形度很明显有很多大区别。 表面纹理结构设计 在结构设计方面，使用CAD软件设计了不同柱尺寸和柱间距的微柱阵列。使用切片软件仔细配置了激光扫描路径，确保每个柱的截面处只发生两点曝光，从而形成相邻的熔池，进而形成微柱。 表面形貌处理 3D打印的金属表面通过在乙醇和去离子水中依次进行超声清洗来清理。然后用去离子水冲洗表面并用压缩空气干燥。随后，将清理后的样品暴露于氧气等离子体中10分钟。等离子处理后的样品通过在110°C下用进行气相硅烷化处理1小时，赋予低固体表面能。 3D打印金属表面的形态学 使用L-PBF技术制造了具有不同柱尺寸和柱间距的铝和钢的微支柱阵列。 3D打印的铝合金表面纹理微支柱相对光滑；而钢表面纹理微支柱表面具有小颗粒状特征，换句话说，就是具有分层结构。 a-d，铝合金微支柱；e-h，钢合金微支柱 液体排斥性测试 经过氟化硅烷处理后，铝合金表面对水滴显示出高接触角，从约138°增加到约151°，表明表面具有很强的疏水性。 水滴与铝合金表面之间存在空气腔，进一步增强了表面的疏水性。这种状态的形成是因为微柱结构和低表面能材料的协同作用。而且，水滴可以在铝合金纹理表面进行滚动，而不会停留不动。不过，十六烷液滴与铝合金纹理存在一定的润湿性。而钢合金表面因为存在层级结构，无论对水还是油，均表现出全疏性。另一方面，微柱的尺寸比也会影响液体的润湿性。 研究人员还通过胶带剥离测试、超声清洗测试以及砂纸磨损等多种手段处理金属表面纹理，发现对材料的疏水性几乎不会造成影响（更粗的砂纸磨损可能会带来改变），证明了金属3D打印的纹理结构在耐久性应用方面很有潜力。 采用3D打印技术制造具有功能性表面的金属结构还是首次看到学术研究，证明了这项技术确实能够实现，未来或能在相关领域取得应用进展。#增材制造 #3D打印

达索系统携手法国设计师Patrick Jouin于近日推出了一款基于3DEXPERIENCE平台开发的3D打印座椅。该项目代表了双方为期四年的合作，旨在展示将人工智能虚拟孪生与材料效率原则相结合的全新设计流程。 这把椅子重3.9公斤，最高可承重100公斤。它采用仿生学设计的格子结构，尤其模仿了人体的骨骼密度和关节结构。这种设计使得椅子可以3D打印成平放折叠状态，无需组装。 生成式设计利用算法驱动的设计空间探索，能够同时优化美学和结构性能。工作流程从SOLIDWORKS演变至更先进的CATIA 3DEXPERIENCE平台，得益于基于标准的互操作性方法，允许在两个系统之间实现无缝数据交换。通过应用仿生算法和拓扑优化，团队生成了超越传统设计约束的高度复杂有机几何体。他们的目标是打造一款轻巧的折叠椅，在保持结构完整性和性能的同时最大限度地减少材料使用。 其开发得益于CATIA的强大功能以及结合SIMULIA的MODSIM方法。在拓扑优化之后，团队在统一的数据模型和用户体验中不断迭代，将建模和仿真相结合，以优化细节、改善应力点、减轻重量、增强强度并最大限度地减少材料使用。 最终设计出一把重量略高于3公斤、可进行30处折叠的椅子，展现了数字工程和跨学科协作如何提供受自然原理启发的可持续高性能解决方案。这种方法弥合了设计师和仿真分析师之间的差距，从而能够更快、更早地确定最佳设计方案。 通过将仿真直接嵌入到设计工作流程中，工程师可以准确预测产品行为，加速创新，同时降低后期故障、返工和不确定性的风险。平面3D打印显著减少了打印时间和材料消耗。生命周期评估证实，通过优化的增材制造技术，材料使用量和碳足迹均有所减少。

每两年一届的电子热管理领域全球顶级学术会议ITHERM 2025于5月27日-30日举办，会议前期还开展了ASME K-16/IEEE EPS冷板设计竞赛。要求参赛者根据要求设计出尽可能强大的冷板，并由组委会指定的电化学3D打印技术开发商Fabric8Labs进行增材制造，由英特尔和普渡大学S-PACK实验室进行性能测试。该比赛获得了先进液体冷却技术开发商Accelsius和汽车制造商丰田的资助。 本次竞赛旨在激发学生的创新设计能力，推动增材制造技术在热管理领域的应用。竞赛要求学生团队设计、分析和优化一个可3D打印的散热器（冷板），用于冷却采用强制对流水冷的恒定热流功率电子模块。 设计要求 散热片与底板尺寸：散热片尺寸为75.5 x 56.5 x 3mm，底板尺寸为100 x 80 x 1.6mm。最小特征尺寸为0.100mm（XYZ）；XY方向最大特征尺寸0.500mm；Z方向最大特征尺寸为3mm；最小特征悬伸角度20°。 边界条件仿真：仿真流量范围为1– 2L/min，功率负载为350W，冷却液入口温度为20℃；必须使用提供的模型进行仿真。 增材制造约束：冷板将使用纯铜进行3D打印，预期有效热导率约为380 W/m·K；表面粗糙度可假设为1.5μm，但可能因几何形状而异。Fabric8Labs将进行增材制造设计（DfAM）评审，确保设计的可制造性。 组委会将评估整体设计的最小化压降、热阻等以及设计美感。鼓励创造性，并奖励传统制造方法无法实现的新型结构。所有提交的冷板将在英特尔进行实验评估，实验结果将与模拟结果进行比较。 十五进四，中国学生团队占三席 3D打印技术参考注意到，组委会最终在世界各地的15个设计中，评选出四支优秀团队，分别为： 1.中国诺丁汉大学，Congrui Ma、Junren Mao、Hongzhuo Zhu 和 Jikun Qi 2. 布里斯托大学Yue Heng Tan；谢菲尔德大学Adam Blackwood；诺丁汉大学Nimrit Kanwal；伯明翰大学Derin Catstaban；拉夫堡大学Isaac Waters 3.香港中文大学，王晓彤、高子军 4. 滑铁卢大学Joseph Nonso Orakwe和阿尔伯塔大学Alex Inoma 方案一：仿生学设计和结构优化 方案一：来自中国诺丁汉大学的团队采用仿生学设计和结构优化，冷板中心区域有2296个导向微散热片，两侧有导流墙引导冷却液，并在边缘区域形成高速区域。冷板创新采用了可定制的微鳍和带孔隙的导流墙结构。微鳍设计灵感源自涡轮风扇叶片，通过密集排列的流线型叶片脉络，显著增大了散热面积，提升了对流换热效率。同时，导流墙的设计则巧妙地引导液体流动，在边缘区域形成高速流动区，进一步增强了散热效果。这种仿生设计巧妙融合了涡轮叶片的形状与叶脉的分支模式，既增大了散热表面积，又确保了冷却液的均匀分布，并最小化了压力损失。 在技术细节上，冷板的设计包含了多个关键特征：叶脉状流体通道模仿叶脉的分支模式，确保冷却液均匀流动并减少压力降；通道宽度和间距经过精心优化，以实现最佳的冷却液流动；微鳍以交错模式排列，进一步最大化散热面积并增强热传递；导流墙的曲率和导向孔也经过精心设计，以有效引导冷却液流动，提升整体散热性能。 模拟结果显示，在2L/min流量下，冷板底部的平均温度为307K，在1 L/min流量下为301K。压力分布显示入口最大压力为1820Pa（2L/min）和494Pa（1L/min），压力降为720Pa，显著低于基准冷板。 方案二：展示支柱晶格在热管理中的前景 方案二的灵感源自日本传统的篮子编织工艺中的Kagome图案，并结合了建筑领域中的树木仿生结构，旨在通过增材制造技术实现高效散热性能。Kagome点阵结构以其独特的几何形态，能够有效减少压力损失、热阻及重量，成为冷板设计的核心要素。 冷板由一对水平镜像的锥形结构构成，中央设有垂直支柱，整体呈现锥形Kagome点阵模型。这种设计不仅增强了结构强度，还显著提升了散热效率。为确保设计满足尺寸限制并实现最佳性能，团队进行了多轮参数调整。通过增材制造技术，成功实现了复杂构建方向和小特征尺寸的精确控制。 与标准平面翅片模型相比，Kagome设计的性能指标（FoM）提升了11.38%，达到74.49%。这主要得益于翅片板质量的显著减少（64.77%）以及压力降的降低。 方案三：创新融合混合翅片 方案三创新性地融合了流量调节壁、矩形翅片和针状翅片，通过流量调节壁精准分配冷却液，有效冷却角落区域的热点；矩形翅片增强局部热传递；而针状翅片则显著降低整体质量。此外，该设计还实现了较低的压降，并优化了冷却液在冷板内的流动路径。 借助FLUENT对这款混合翅片冷板的热传递和流体流动性能进行了全面评估。在入口温度为20°C、流量为0.5加仑/分钟（GPM）且加热功率负载为350W的条件下，冷板表现出色，热点温度控制在314.5K，总压降仅为2.12kPa，基于成本的性能指标（FOM）高达0.712。相较于传统的直通道设计，这款混合翅片冷板在降低总质量和压降方面表现出色，从而实现了更高的FOM值。 方案四：热流体拓扑优化+智能共形点阵 方案四通过融合热流体拓扑优化与智能共形点阵结构等前沿设计方法，并结合其他关键传热增强技术，成功设计出一款高效、轻量化的散热器。设计过程中充分考虑了电化学增材制造（ECAM）的技术特性，确保了设计的可制造性与高性能。据3D打印技术参考了解，方案四在所有方案中取得最终冠军。 该技术方案的核心是一个具有三维鳍片结构的装置，具有精细的内部微通道结构（通道宽250μm），能在10毫米尺寸的平板中高效散热。相比500μm微通道散热器，热阻降低7%、散热效率更高。 初步对比模拟结果显示，在0.5至1.0gpm的流量范围内，该散热器的质量基热工水力性能指标（FOM）平均提升了16.2%。具体而言，其重量减轻了55%，压力降预测值始终较低（降低21%-34%），且冷却性能与具有强大冷却能力的微通道散热器相当。此外，散热器的增材制造检查与原型制作也验证了其良好的可制造性，满足了悬垂、特征尺寸等打印约束。 END 先进的热管理解决方案已经成为提升产品性能的关键技术手段。尤其是借助3D打印技术，通过拓扑优化和网格化技术生成物理驱动的优化设计，进而获得轻量化高效的冷却结构。该流程适用于电子设备散热、汽车散热系统、航空航天热交换器等高效热管理和流体控制领域，是一种通过减轻重量和降低压力损失来提高效率的优化方案。 基于铜的高效热交换器3D打印正在发挥巨大优势，尤其是具有极小细节特征的结构，高精度的3D打印工艺如电化学与绿激光3D打印正在脱颖而出。

当前3D打印晶格结构设计领域正经历着一系列引人注目的发展，这些发展随着技术的不断革新和新工具的涌现，正为行业应用带来重大飞跃。迄今为止，多数拓扑优化软件主要聚焦于拓扑结构本身，允许设计师在初步设计阶段后选定特定区域进行晶格化处理。这一过程中，晶格化并非设计流程的固有环节，而是作为后续步骤加入。然而，这一过程正在经历变化。 3D打印晶格结构设计的最新发展 最新一代的软件工具已率先将拓扑优化与晶格化深度融合至模拟驱动的设计流程之中。 这种集成策略在轻量化应用中展现出尤为显著的优势，因为它允许晶格化作为设计过程的一部分，直接提升产品的性能和效率。另一项重要进展在于优化重复晶格结构的设计，包括梯度晶格、部件上支柱厚度或晶胞尺寸的精细调整，以及共形晶格（即与部件表面紧密贴合的晶格）的应用。共形晶格设计确保了晶格结构不会在边缘突兀地截止，而是通过拉伸晶胞以适应表面的复杂形态。此前，NASA一个的案例中，其将晶格与两个相对表面保持一致，同时根据应力分布调整密度，从而在高应力区域形成更致密的晶格结构。这种技术已在国内漫格科技VoxelDance Design以及nTopology公司的nTop软件中得以实践，展示了在航空航天领域制造更坚固、轻量化部件（减重可达50%）的潜力。 NASA对部件的局部壁厚和陀螺厚度进行了微调，并同时优化了激支架的重量和振动刚度 3D打印的立方体卫星结构，由壁厚为 250 微米的壳体和螺旋填充物组成 由浙大城市学院与之江实验室合作开发的3D打印卫星主体结构中的多孔材料 然而，晶格设计部件的复杂形态往往伴随着悬垂区域支撑结构的需求，这为后处理过程带来了挑战，特别是在支撑移除和表面精加工方面。为解决这些问题，行业正积极探索新方法。电子束熔化（EBM）技术因其特性而减少了支撑需求，但其在处理内部复杂性和小特征方面仍面临局限。为此，EOS等公司及Velo3D通过优化激光粉末床熔融技术，改进了软件、扫描策略和工艺控制参数，实现了无需支撑即可制造悬垂角度小于15°且内径较大的设计。这些进步为开发更复杂、结构更完整、表面质量更高的晶格结构开辟了道路。 阿丽亚娜集团含3D打印晶格结构的火箭燃烧室 高级晶格结构设计全周期软件 此外，一个新兴的趋势是开发涵盖增材制造高级晶格结构设计全周期的软件包。这些软件包集成了自由曲面设计、拓扑优化、晶格化、构建模拟（以确定最佳构建方向）以及构建准备中的支撑生成和切片功能。通过将所有关键功能整合到一个工作平台中，设计过程得以简化，使得晶格结构设计的实现变得更加频繁且高效。 X射线图像显示了毅力号火星车3D打印框架箱形梁内的晶格尺寸和结构的几种变化 3D打印技术参考注意到，算法工程软件的领导者Hyperganic推出了HyDesign工具，这是一款用于创建3D打印晶格结构的新型云原生设计应用。该工具可以使工业设计师、应用工程师快速设计基于晶格的产品。随着金属粉末床熔融增材制造技术的快速发展、软件工具的持续进步以及企业对新技术的浓厚兴趣，3D打印晶格结构的应用领域正迅速拓展，新的工程应用层出不穷。航空航天工业作为其中的佼佼者，不仅看重晶格结构设计的轻量化优势，还高度重视其将多个部件整合为一体的能力所带来的显著效益。 航空航天3D打印晶格结构潜在应用 晶格结构在航空航天领域的广泛应用中展现出极其广阔的前景，其优势集减轻重量、提升性能与优化设计于一身，成为推动行业进步的关键力量。在卫星平台，晶格结构以其卓越的减重效果和增强的性能表现，成为执行效率至上的太空任务时不可或缺的理想选择。它们不仅有效削减了卫星的重量负担，还促进了整体性能的提升，确保了任务的高效执行。 卫星平台使用的3D打印晶格结构 转向发射器领域，晶格结构在有效载荷整流罩中的应用同样令人瞩目。它们不仅实现了显著的减重效果，还通过优化隔热性能，为有效载荷构建起一道安全屏障，保障其能够安全、高效地穿越大气层，顺利抵达太空深处。 在飞机制造的各个环节中，晶格结构同样展现出非凡的潜力。无论是机翼、机身还是控制面等关键部件，晶格结构都能在保持结构完整性和卓越性能的同时，实现显著的轻量化效果。这一特性不仅提升了飞机的燃油效率，还增强了其飞行性能和灵活性。 此外，在航天器部件如太阳能电池阵的设计中，晶格结构的应用同样具有重要意义。它们不仅实现了部件的轻量化，还确保了结构的坚固性，为航天器提供了更为强大的任务执行能力和更长的使用寿命。这种轻量化而坚固的设计理念，正引领着航天器部件设计的新潮流。 随着增材制造技术的持续进步与不断创新，晶格结构在航空航天制造业中的应用前景将更加广阔。它们将为各种复杂轻量化部件的制造提供前所未有的解决方案，推动航空航天制造业向更高水平、更深层次的发展迈进。晶格结构，正以其独特的优势和无限的可能性，引领着航空航天领域的未来变革。 展望未来，设计的多功能性有望成为推动晶格增材制造进一步发展的主要动力，助力各行业实现前所未有的创新与突破。 注：本文内容由3D打印技术参考整理创作，未经单独授权，谢绝转载。

近日，上海漫格科技有限公司自主研发的VoxelDance Additive 5.0正式发布。这是一款集建模、仿真与制造于一体的增材制造（3D打印）工业软件平台，旨在为企业提供一站式的3D打印解决方案。 VoxelDance Additive 5.0平台包括设计软件VoxelDance Design、仿真软件VoxelDance Engineering和制造软件VoxelDance Manufacturing，为用户提供了完整的软件解决方案。通过整合设计、研发、制造、仿真、路径规划和打印任务管理等关键环节，VoxelDance Additive 5.0构建了一个无缝的增材制造数字流程。这一流程的优化不仅提高了生产效率和产品质量，还有效降低了制造成本。 隐式建模和场驱动，晶格单元设计利器 VoxelDance Design设计软件是一款基于隐式建模和场驱动设计，能够快速生产复杂的几何结构的软件。软件平台上可以通过设计各种晶格单元和晶胞来达到减重，或生成加强筋的目的。也可以设计纹理来改变模型表面，增加触感细节。软件支持用户自定义、自动化、重复使用设计工作流，同时也便于团队成员之间的共享和协作。 GPU并行加速，仿真提速5-10倍 VoxelDance Engineering仿真软件够对增材制造过程进行全流程模拟和分析，帮助工程师在实际打印之前预测和规避潜在的问题。漫格算法工程师拿软件仿真后的结果和实验过程中的变形结果做了对比，展示出一致的变形趋势与较小的误差。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。 制造软件更新，灵活排产，提升生产效率 VoxelDance Manufacturing基于VDA4.0更新了部分功能。例如，齿科功能增加了RPD一键翻转，牙膜修复功能，优化了2.5D摆放，轻量化支柱添加。3D摆放使用了GPU并行加速功能，优化了摆放方式以及互锁检测和倒角圆角的更新。升级后的加工规划套件VoxelDance Vector（原VoxelDance BP）不仅拥有激光路径规划功能，还优化了打印流程，提升了数据处理速度。满足了客户对灵活排产的需求，提升了生产效率。 漫格科技通过多年研发，成功打通了数据准备的各个环节，解决了制造商数据处理软件过多、操作复杂、数据格式不统一、数据编辑难以追溯、零件丢失等问题，提升了打印成功率，优化了生产效率。VoxelDance Additive 5.0支持多种工业级增材制造技术，包括LPBF、SLA、DLP/LCD、SLS、砂型和微纳技术。助力于航空航天、快速原型、鞋模设计、医疗器械等多个行业。 如果想要体验软件试用，请联系漫格科技工作人员，邮箱：sales@voxeldance.com。同时欢迎莅临即将到来的TCT展会，漫格科技将在8.1厅展位8J69展示更多细节。 上海漫格科技是一家致力于智能制造，具有自主创新能力的3D打印软件开发公司，以增材制造工业软件解决方案和服务，最终实现落实数字化工厂生产制造。覆盖了齿科、医疗、珠宝、教育、工业模具、汽车、航天航空、手板、鞋模、树脂，消费品等主流3D打印应用领域。全球越来越多的增材制造顶尖厂商、服务商已选择与VoxelDance深度合作，工业用户量已超2万，联合探索3D打印技术各个应用领域的创新和发展。 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.南航占小红教授团队：铝合金激光同轴熔丝增材制造重要发现！ 2.工业级/高速/稳定/大尺寸/FFF 3D打印！新解决方案引领制造新篇章 3.揭秘：国产3D打印机实现金属/陶瓷多材料、多结构制造革新 4.倒计时8天：TCT亚洲展超60场3D打印论坛、活动最全名单

3DXpert中文版为增材制造工程师提供了强大、全面、方便、高性价比的工艺工具套件，快速有效地将3D模型编辑为可成功打印的部件。无论在科研教学、还是批量生产的制造场景下，3DXpert都能协助用户将3D打印技术的潜力发挥到极致。 据3D打印技术参考了解，3DXpert 24.1版本现已上线。通过此次更新，正式开启了打造最易用的打印准备及增材制造设计软件的征程。部分改进已在本版本中实现,更多优化将陆续推出。除此之外，软件方还带来了40多项功能优化，旨在提高用户从增材制造设计、优化、打印准备、仿真到切片的整个工作流程的生产效率。 此版本的部分亮点包括： 优化的用户体验： 通过屏幕底部的选项卡轻松管理多个文件。现在可以通过工具提示更方便地获取屏幕上项目的信息。 增材制造设计优化： 灰度纹理- 通过新的灰度纹理选项，可将任何图像转化为细致入微的纹理。 隐式建模- 新的隐式建模框架提供了大量新工具。生成和偏移隐式结构。轻松创建基于的极坐标、球坐标和UVW坐标的隐式对象。 管道设计中的法兰- 单击一个按钮,即可为不同排列的通道自动创建翼法兰。 打印仿真- 洞悉零件内部： 不仅可查看零件外表面，更可查看内部任意点的仿真结果。通过零件中移动剖面平面,可评估应力、塑性等信息。 全新打印成型检查： 打印检查允许用户分析打印过程中实时生成的图像集合堆栈。该解决方案采用基于人工智能/机器学习的模型，识别不同异常或变形，并将它们与托盘基板上的零件关联。 点击图片链接，了解相关内容！ 了解更详细更全面的产品新功能，欢迎扫码报名4月18日举行的网络研讨会。 扫码预约： 3DXpert着力打造更符合市场发展趋势的一站式软件解决方案。 • 优化设计结构—— 通过创成式设计、隐式结构、晶格设计和拓扑优化， 最大限度地发挥增材制造的作用，减轻重量，增强功能性 • 保证打印质量—— 成熟的数据准备和先进的成型仿真功能，提高打印成功率和成品质量 • 面向智能制造—— 考虑增减材制造的需求，提供丰富的面向制造的编辑功能；自动化设计和准备，优化大批量生产工作流程 • 减少制造成本—— 灵活的扫描策略设置，优化打印效率并减少材料消耗和后处理 3DXpert添加支撑功能 3DXpert添加支撑功能与设计扫描路径 快捷的晶格结构设计 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.国产3D打印数据准备软件——VDA5.0新版来了！ 2.新方案解决3D打印过程中数据量过大的问题 3.TCT亚洲3D打印展：铂力特相关看点 4.TCT亚洲3D打印展：华曙高科相关看点

材料的固有机械行为可以通过施加力和测量产生的变形、屈服应力应变曲线来进行实验表征。例如，在拉伸载荷下，陶瓷等脆性材料的机械行为的特征是应力-应变曲线具有线性区域，随后出现尖锐的终止；弹性体表现出超弹性，其特征是快速上升的上凹应力应变曲线，没有明显的线性区域。对于金属、陶瓷和聚合物等均质材料，除了随机微观缺陷的存在之外，对载荷的响应还取决于固有的微观结构，例如晶体结构、原子键合以及组成分子/原子的尺寸和质量。 通过三维超材料微架构设计，增材制造可以实现对材料的机械性能定制，这些材料可以表现出不寻常的特性，如负泊松比、负压缩性、超轻和超刚度，形状可恢复性和多种稳定状态。这些架构材料在材料性能选择图表（如阿什比图表）中实现了以前无法达到的特性，表现出这些特性的架构材料通常是通过正向设计方法、拓扑优化以及机器学习来设计的。正向方法可迭代调整材料的设计参数（如单元尺寸、壁厚等），直到测量或模拟的材料性能满足规定的设计标准，这通常需要经验丰富的设计师的大量经验知识。虽然拓扑优化和机器学习已经显示出能够产生提供所需属性的设计潜力，但由于设计映射和响应不唯一，它们尚未在实践中准确捕获所有所需的机械行为，同时还存在大量变量。这些设计方法还由于制造缺陷、工艺可变性和不确定性的存在而变得更加复杂，需要大量的校准来解释具有数亿空间成分的增材制造样品中的缺陷。由于这些挑战，制造的样品的实际机械性能通常与设计性能显著偏离。 3D打印技术参考注意到，来自弗吉尼亚理工大学、加州大学、加利福尼亚大学、四川大学以及剑桥大学的研究人员共同发表了题为“Rapid inverse design of metamaterials based on prescribed mechanical behavior through machine learning（“通过机器学习根据规定的机械行为快速进行超材料逆向设计”）”文章，刊登于近期的《自然通讯》杂志上。  www.nature.com/articles/s41467-023-40854-1 在这项工作中，研究人员提出了一种利用人工智能和3D打印开发具有精确定义属性材料的新方法。通过3D打印制造人工智能生成的结构，能够使材料具有定制的机械特性。弗吉尼亚理工大学的郑晓宇教授解释，迄今为止，材料开发主要基于应力-应变曲线。然而，制造公差通常会导致与所需性能的偏差。研究人员如今通过人工智能和3D打印提出了一种新方法，用户定义材料所需的机械性能，人工智能由此生成3D模型，然后进行打印。  基于机器学习的快速逆向设计方法  就设计方法来说，遵循了几个步骤。利用生成反向和代理正向神经网络模型，输入包括用户定义的单轴压缩应力-应变曲线（以曲线特征和制造参数的形式，给定3D打印机的最大构建体积尺寸和最小可打印特征尺寸），输出一组最佳设计参数来描述数字晶格设计；然后进行3D打印和测试。为了实现这一点，研究人员开发了一系列晶格单元，能够在单调和循环压缩载荷下捕捉不同的曲线形状，这些压缩载荷涵盖了晶格/点阵/蜂窝结构的广泛力学行为。这些单元充当创建由两种不同（脆性和柔性）聚合物基材区分的训练数据集的构建块，机器学习管道从中学习各种机械行为、拓扑结构和工艺相关制造误差之间的关系，并生成复制目标应力-应变曲线的可打印晶格。这种方法允许快速创建具有完全可定制的机械行为的材料，同时考虑制造过程误差和非线性行为。 设计空间、可绘制的应力-应变曲线路径和结构单元  基于代表性目标应力-应变曲线和实验设计验证的逆向设计 为了证明设计过程的可定制性，研究人员通过图形化定制从商业中底测量的应力应变曲线来逆向设计鞋中底，以增强跑步性能。在足跟-脚趾跑步过程中，中底在不同负荷水平下被分为四个部分，每个部分的目标应力-应变曲线是通过定制基线曲线来创建的，目的是最大限度提高跑步的推进力和缓冲力。量身定制的中底由坚硬但舒适的脚趾部分、更柔软且更高推进力的前掌部分和更坚硬但耗能的鞋跟部分组成。此外，根据基底材料（TMPTA）在应变速率及其力学性能之间的比例关系对目标曲线进行了缩放，从而可以使用准静态训练数据对跑步场景中的动态响应进行逆向设计。结果显示，实验测试的曲线与每个定制截面的目标曲线之间具有极好的一致性（平均预测精度>90%），表明机器学习管道能够在不同的加载条件下产生满足多种定制机械响应的材料。  通过鞋中底的逆向设计证明了应力应变曲线的可定制性 研究人员还逆向设计了三个应力-应变曲线来实验验证方法的有效性，结果表明，这些先进的逆向设计的应力-应变曲线具有连续的峰值应力和协调的塌陷机制以及定制的软化效果，使得逆向设计的复合晶格成为机器学习设计的定制能量吸收填充材料的绝佳候选者。  ‍通过使用叠加设计梯度创建复合晶格来增强应力-应变曲线的可定制性‍ 科学家们表示，人工智能和3D打印的结合使材料开发具有前所未有的适应性。因此，3D打印将成为制造精确指定特征值材料的技术，这项研究可能会从根本上改变材料科学。  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.国内知名工控机品牌研华科技开始使用3D打印技术革新生产 2.多材料金属3D打印：高制造成本与高价值回报的博弈 3.60平米打印幅面！美能源部支持开发迄今最大砂型3D打印系统 4.聚合物3D打印晶格结构的准静态和动态压缩行为