3D打印工藝
關注創建者：海克斯康設計與仿真 創建時間：2021-04-19
3D打印工藝的視頻教程
更智能的3D打印設計和工藝仿真應用網絡研討會
以應力為導向的創成式設計 快速獲得多組輕質、一體、光順的候選方案 無網格拓撲優化分析 無需第三方軟件，可將優化結果文件轉換為CAD幾何 同一平臺下對優化結果進行應力、模態的精準校驗 對優化方案，做打印可行性分析，獲取最佳的打印方案
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Altair Inspire? 結構優化與3D打印培訓
本次Altair Inspire? 結構優化與3D打印培訓 內容包括： 1.分析和優化設置（視圖控制、偏好參數設置；結構有限元分析；結構拓撲、優化流程） 2.連接、優化結果幾何重構（創建連接；分析具有“接觸”的模型； 3.曲面建模；PolyNURBS 建模；3D打印（SLM）工藝仿真）等。
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3D打印工藝的實例教程
△蜂窩板
△陶瓷型芯
△實心圓柱
因泰萊激光自2016年開始一直專注于陶瓷3D打印技術，針對光固化陶瓷3D打印中大壁厚陶瓷件普遍存在的脫脂燒結后開裂問題，這幾年因泰萊激光在研發上持續投入、組織技術攻關，對漿料配制、生坯打印成型、生坯的脫脂和燒結各過程進行有效控制，經過大量測試研究后，最終規避了大壁厚陶瓷件開裂風險，技術取得重大突破， 整個打印生產過程僅需一周的時間，便可得到合格的大壁厚陶瓷結構件，并已通過了多次試驗論證。
大壁厚氧化鋁陶瓷件3D打印工藝
以下是大壁厚氧化鋁陶瓷件3D打印工藝過程：
①3D打印成型：
△工藝人員操作打印中
△CeraBuilder 100Pro陶瓷3D打印機
△陶瓷3D打印過程
△打印完成升起
②脫脂燒結：
△放入燒結
③燒結后成品：
△脫脂燒結后氧化鋁陶瓷件
△脫脂燒結后的實心圓柱
展開 南極熊導讀：本期將向熊友們簡單歸納一些主流3D打印工藝，以及重點介紹一些非主流3D打印技術。
增材制造（Additive Manufacturing；AM）是指以三維模型數據為基礎，通過材料堆積的方式制造零件或實物的工藝。三維打印（3D printing）是指利用打印頭、噴嘴或其他打印技術，通過材料堆積的方式來制造零件或實物的工藝，此術語通常作為增材制造的同義詞，因此，又稱為“3D打印”。
△由鈦制成的3D打印噴嘴
它的制造形式，一般是以逐層沉積的形式構建組件。同時，國際上ISO/ASTM認可七種不同類型的增材制造技術：
1、光固化--紫外光通過逐點或逐層的光照，選擇性地固化液態樹脂；
2、粉末床熔合（PBF）--使用能量源（通常是激光或電子束）將粉末狀金屬或聚合物熔合在一起；
3、粘合劑噴射--沉積在金屬粉末或沙子上的粘合劑形成了幾何形狀；對于金屬，通常在打印之后還需要進行燒結，以熔化粉末；
4、材料噴射--材料的液滴被精確地沉淀下來，以建立一個幾何體；
5、片材層壓--通過超聲波焊接、釬焊、粘合劑或化學手段將材料片材堆疊并層壓在一起；
6、材料擠出--聚合物長絲或顆粒等材料被加熱并通過噴嘴擠出；
7、定向能量沉積（DED）--金屬粉末或金屬絲被送入由激光或電子束產生的熔池中，過程類似于焊接。
另外，"混合制造"描述了一種，將增材制造與傳統的減材技術相結合的工藝。例如，一臺數控機床可以配備一個DED打印頭，使同一臺機器既能3D打印材料又能銑削。
同時，南極熊需要特別強調的是，這七個系列中的每一個都有不同的3D打印細分類別。例如，定向能量沉積（DED）可以使用粉末或線材，用于制造金屬零件。光固化則包括立體光刻技術（SLA）和數字光處理（DLP）等類別，SLA是點掃描，而DLP一次固化一層。
展開 近日，澳大利亞3D打印設備制造商SPEE3D表示已進一步完善了其著名的超音速3D打印流程。他們獨特的工藝是以超音速將金屬粉末的細顆粒噴向目標，由快速移動的金屬粉末顆粒攜帶的能量使粉末粘合到目標上，從而逐漸形成完全3D金屬物體。
其工藝的主要優勢是更快的3D打印速度，比典型的粉末床激光工藝快得多。此外，該工藝還可以使用在常見金屬3D打印工藝中不易使用或甚至不可能的金屬粉末。例如，銅是SPEE3D系統中常用的金屬，但在其他系統中很少使用。
（SPEE3D僅用十二分鐘3D打印的銅輪）
進一步完善了這項工藝后，SPEE3D甚至可以混合不同的金屬粉末以形成動態合金，以及將材料混合在一起。例如，SPEE3D的機器生產了復雜的鋁制散熱片，使用銅制的功能來傳遞熱量，適合戶外使用。
（SPEE3D僅用六小時3D打印出一個大型銅輪）
SPEE3D的另一項改進是他們提高了噴嘴的可用性，特別是針對某些材料。當噴嘴以超音速噴射金屬顆粒時，噴嘴承受很大的應力，噴嘴極容易發生磨損和堵塞的情況。
該公司的旗艦機LightSPEE3D打印機將有更大的機器WarpSPEE3D加入。這臺機器可能使用相同的內部組件，但是實現更大的構建體積（1000直徑x700mm）。
展開 南極熊導讀：本期將向熊友們簡單歸納一些主流3D打印工藝，以及重點介紹一些非主流3D打印技術。
增材制造（Additive Manufacturing；AM）是指以三維模型數據為基礎，通過材料堆積的方式制造零件或實物的工藝。三維打印（3D printing）是指利用打印頭、噴嘴或其他打印技術，通過材料堆積的方式來制造零件或實物的工藝，此術語通常作為增材制造的同義詞，因此，又稱為“3D打印”。
△由鈦制成的3D打印噴嘴
它的制造形式，一般是以逐層沉積的形式構建組件。同時，國際上ISO/ASTM認可七種不同類型的增材制造技術：
1、光固化--紫外光通過逐點或逐層的光照，選擇性地固化液態樹脂；
2、粉末床熔合（PBF）--使用能量源（通常是激光或電子束）將粉末狀金屬或聚合物熔合在一起；
3、粘合劑噴射--沉積在金屬粉末或沙子上的粘合劑形成了幾何形狀；對于金屬，通常在打印之后還需要進行燒結，以熔化粉末；
4、材料噴射--材料的液滴被精確地沉淀下來，以建立一個幾何體；
5、片材層壓--通過超聲波焊接、釬焊、粘合劑或化學手段將材料片材堆疊并層壓在一起；
6、材料擠出--聚合物長絲或顆粒等材料被加熱并通過噴嘴擠出；
7、定向能量沉積（DED）--金屬粉末或金屬絲被送入由激光或電子束產生的熔池中，過程類似于焊接。
另外，"混合制造"描述了一種，將增材制造與傳統的減材技術相結合的工藝。例如，一臺數控機床可以配備一個DED打印頭，使同一臺機器既能3D打印材料又能銑削。
同時，南極熊需要特別強調的是，這七個系列中的每一個都有不同的3D打印細分類別。例如，定向能量沉積（DED）可以使用粉末或線材，用于制造金屬零件。光固化則包括立體光刻技術（SLA）和數字光處理（DLP）等類別，SLA是點掃描，而DLP一次固化一層。
展開 在金屬3D打印領域，有一種尚未普遍實現增材制造應用的金屬材料是鎢。鎢（簡稱W）是一種稀有的高熔點金屬，它具有很高的耐腐蝕性，是電子、電光源、化學處理、航天以及武器行業的理想材料。然而，也正是由于高熔點和高硬度的特性，使鎢成為一種難加工材料，也難以通過金屬3D打印技術進行增材制造。
根據3D科學谷的了解，在市場上已有公司實現了鎢金屬的3D打印，但是市場上有關3D打印工藝參數對鎢粉末材料的影響的研究仍然很少。
為了探究工藝參數對鎢材料加工的影響，來自GTP（Global Tungsten Powder）和Incodema3D等公司的研究團隊進行了一項題為“直接金屬激光燒結/選區激光熔融鎢粉（Direct Metal Laser Sintering / Selective Laser Melting of Tungsten Powders）”的研究，目的是確定影響鎢粉致密化的關鍵工藝參數，這對于制造具有良好機械性能的復雜零件至關重要。研究團隊還對低表觀密度或低球形粉末作為選區激光熔融3D打印原材料的可行性進行了研究。
激光功率為影響鎢粉致密化的關鍵參數
根據3D科學谷的了解，研究人員使用兩種樣品進行比較，一種是低表觀密度粉末，一種是具有高球形度高表觀密度粉末。研究人員使用EOSINT M 280 3D打印機為每種粉末創建了16個立方體樣件，共計32個樣件。隨后使用掃描電子顯微鏡觀察樣品的微觀結構，并使用軟件進行統計分析。
200W激光功率時，平行（頂部）和垂直（底部）激光掃描方向的微結構，圖片來源：GTP。
最終，激光功率被確定為影響鎢粉致密化的關鍵參數。對于低表現密度和高表觀密度的鎢粉末樣品，激光功率對于最終密度變化的影響分別占92％和70％。
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3D打印工藝的最新內容
在智能制造的浪潮中，金屬基增材制造（即金屬3D打印）技術因其能夠制造復雜、高性能零件而備受矚目。然而，該工藝的質量與穩定性，很大程度上取決于對打印過程中熔池及熱影響區溫度的精確控制。德國Optris公司推出的PI08M短波紅外熱像儀，正是為解決這一核心痛點而生，它通過提供實時、精確的溫度監測數據，為智能制造的閉環控制提供了關鍵支撐。
德國Optris紅外熱像儀生產廠家：https
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習3D打印頭三維模型的處理
2、學習穩態熱分析步的建立
3、學習穩態熱分析的邊界條件的施加
4、學習穩態熱分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench
用于金屬增材制造（3D打印）的工藝仿真，可以腳本化地分析打印過程中的應力和變形。
PyLumerical：Ansys Lumerical的Python接口。用于光子學、光電子器件和光芯片級仿真的工具。
PySpeos：Ansys Speos的Python接口。專注于光學設計和可視化仿真，常用于照明系統、顯示器等的光學性能分析。
打印工藝模擬與流體分析，全面掌握 Altair Inspire 在輕量化設計中的應用。
會議期間，圍繞復合材料 "可持續發展與智能制造" 核心主題，專家學者們就熱管理復合材料、智能復合材料等前沿方向，以及3D 打印新工藝、回收再利用技術等熱點議題展開深度研討。
引言
隨著增材制造技術的不斷成熟，增材制造工藝在電子行業的滲透率不斷增加，其在電子行業的應用主要體現在消費電子、柔性電子、先進封裝等領域，通過高精度增材制造技術實現個性化、復雜結構的零部件的快速制造。
電子產品中的金屬結構件在3D打印過程中會遇到打印變形超差、開裂等問題，尤其在首次打印結構件時，沒有過往經驗可借鑒，只能通過不斷試錯來尋找解決方案。
對于前期工藝開發，借助增材仿真專業軟件
2025年8月26日-28日，深圳國際3D打印、增材制造及精密成型展覽會（Formnext Asia Shenzhen）在深圳國際會展中心圓滿舉行。海內外增材制造全產業鏈展商亮相本屆展會，覆蓋汽車、航空航天、新能源等多個重點行業。
FLOW-3D 中國攜為增材制造打造的 FLOW-3D AM 流體仿真軟件亮相，與業界同仁交流前沿技術，共同見證增材制造領域的最新發展動態。
在深圳一鑫精密的日常業務中，我們作為資深的CNC機加工服務提供商，發現客戶們，無論是資深的工程師還是初創企業的創始人，都越來越頻繁地提出一個根本性的問題：隨著3D打印技術的飛速發展，我們傳統的機加工工藝是否會被顛覆？3D打印會取代機加工嗎？ 要回答這個問題，不能憑感覺臆斷，而需深入剖析兩種技術的本質。本文將從原理、優劣、應用場景等多個維度，為您提供一份嚴謹、深度且易于理解的對比分析。
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8月27日 14:00
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直播內容聚焦
? Simufact Forming軟件使用技巧
? 自由鍛與環軋工藝專業模塊介紹
? 自由鍛與環軋工藝行業案例分享
李仁軍
海克斯康工業軟件技術專家
主要負責海克斯康Simufact的技術支持與項目實施工作，在鍛造成形仿真、白車身焊接、金屬3D打印等工藝仿真領域具有多年的項目實施與交付經驗
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