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導(dǎo)讀：近兩年，隨著金屬3D打印技術(shù)在航空航天、軍工、汽車等市場(chǎng)端的認(rèn)可度越來越高，應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，金屬3D打印企業(yè)的出貨情況也在快速增長。2022年8月22日，南極熊注意到，最近國外知名金屬3D打印機(jī)制造廠商VELO3D、SLM Solutions等公司相繼發(fā)布了2022年第二季度的財(cái)報(bào)。

一旦第一層被涂上，送料桿就會(huì)被簡單地抬起并推回，以打印更多的層，直到最后的三維部件完成。摩擦沉積工藝與各種金屬兼容，如鋁、鈦、鋼和鎳基超合金。MELD的3D打印應(yīng)用主要是在國防領(lǐng)域，包括零件涂層、部件維修、金屬連接和定制金屬基復(fù)合材料坯料。由于其固態(tài)性質(zhì)，與傳統(tǒng)的激光3D打印相比，增材制造攪拌摩擦沉積技術(shù)具有較低的殘余應(yīng)力和明顯較低的能量需求。

最后，使用更便宜和可以廣泛使用的3D打印技術(shù)，與其他金屬和合金一起使用，加速耐熱噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)部件的開發(fā)，以創(chuàng)建一系列非常適合航空航天和發(fā)電應(yīng)用的單晶體。

△用三種不同的粉末材料3D打印Fraunhofer ILT的字樣，作為新型高產(chǎn)的EHLA 3D工藝的示范部件。照片來自Fraunhofer ILT。⑥MELD推出比SLM快十倍的攪拌摩擦沉積3D打印技術(shù)MELD制造公司是一家位于弗吉尼亞州克里斯蒂安斯堡的3D打印技術(shù)開發(fā)商，一直以來，該公司都在持續(xù)推進(jìn)金屬摩擦沉積工藝的開發(fā)和研究，同時(shí)制造基于該技術(shù)的3D打印機(jī)。

進(jìn)而幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行改進(jìn)工藝設(shè)計(jì)方案的虛擬驗(yàn)證，從而最終實(shí)現(xiàn)“一次打印即可成功”的目的。Simufact.Additive 側(cè)重于粉床熔融工藝仿真分析，其中包括選擇性激光熔融（SLM）、直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）、LaserCUSING?、等效模擬EBM（考慮真空環(huán)境和基板預(yù)熱）、多種金屬粉末床熔融（PBF）等。

△激光粉末床熔融技術(shù)制備的“Mg”形狀的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)(由鎂合金WE43制成)3D打印技術(shù)已廣泛用于制造不銹鋼、鈦合金、鋁合金等復(fù)雜樣件，并成功用于發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣，散熱管道，減重結(jié)構(gòu)件等。近年來，隨著對(duì)鎂合金在加工過程中易燃性的了解不斷增加，針對(duì)鎂合金的增材制造相關(guān)研究也逐步展開，以期突破傳統(tǒng)鎂合金制備工藝對(duì)鎂合金發(fā)揮輕量化優(yōu)勢(shì)的限制。

圖片來自Sintavia熱交換器非常適合通過3D打印的方式來實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)工程師可以最大化給定體積的表面積，同時(shí)又不損害零件的重量。而且隨著3D打印機(jī)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)打印機(jī)變得更大時(shí)，人們還可以制造更大的交換器。除了AMCM設(shè)備，Sintavia還從SLM Solutions訂購了兩臺(tái) 12激光金屬3D打印機(jī)NXG XII ，它們更大、更快。

本文概述了3D打印技術(shù)與當(dāng)前成熟的傳統(tǒng)CNC、注塑和金屬注射成型工藝之間的差異。CNC機(jī)加工和3D打印的對(duì)比材料上的差異3D打印的材料主要有液態(tài)樹脂（SLA）、尼龍粉末（SLS）、金屬粉末(SLM)、線材（FDM）等。液態(tài)樹脂、尼龍粉末和金屬粉末占據(jù)了工業(yè)3D打印的絕大部分市場(chǎng)。

如今17-4PH和316L不銹鋼是用于粘結(jié)劑噴射技術(shù)和金屬熔融沉積成型技術(shù)（FDM）的主流材料。不過，3D打印技術(shù)參考已經(jīng)報(bào)道過Ti6Al4V、鋁合金以及銅合金均可已實(shí)現(xiàn)基于燒結(jié)的3D打印工藝突破。實(shí)際上，所有已知的MIM合金都可用于以燒結(jié)技術(shù)為基礎(chǔ)的金屬增材制造。因此對(duì)于銅和硬質(zhì)合金材料而言其未來發(fā)展可以有更高預(yù)期——它們?cè)贚-PBF技術(shù)中較難進(jìn)行打印。2.

不同溫度下粘結(jié)劑的鋪展形貌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：從虛擬到現(xiàn)實(shí)的閉環(huán)驗(yàn)證為驗(yàn)證仿真結(jié)果，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的打印實(shí)驗(yàn)。采用M400Pro金屬3D打印機(jī)，在不同溫度下打印15 mm×10 mm×8 mm的長方體生坯。

圖5結(jié)論根據(jù)仿真結(jié)果，維德系統(tǒng)開發(fā)的磁流體動(dòng)力液態(tài)金屬3D打印機(jī)能夠打印任意形狀的3D固體金屬結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)是通過亞毫米級(jí)液滴的逐層圖案化沉積而成功打印的。一個(gè)孔口可以實(shí)現(xiàn)超過540克/小時(shí)的材料沉積率。這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)展順利，但在實(shí)現(xiàn)最佳打印性能方面仍存在許多挑戰(zhàn)，包括產(chǎn)量、效率、分辨率和材料選擇。

2016年西安賽隆在工信部工業(yè)強(qiáng)基工程項(xiàng)目支持下，累計(jì)投資1.2億元，建成了等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉裝備與服務(wù)、粉床電子束3D打印裝備與服務(wù)2條生產(chǎn)線，形成增材制造原料、裝備和技術(shù)服務(wù)完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，是國際能夠生產(chǎn)高品質(zhì)難熔球形金屬粉末的生產(chǎn)線和中國最大、全球第二的粉末床電子束3D打印制品生產(chǎn)線。Pro-beam公司來自德國，在電子束和激光焊接、微鉆行業(yè)和表面涂層方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。

他認(rèn)為重要的是工業(yè) 4.0體系，以及為批量生產(chǎn)應(yīng)用案例準(zhǔn)備3D工廠。Petch 還詢問了3D打印金屬目前遇到的問題，以及如何解決。Pastor表示，需要成本更低、速度更快、集成度更高，同時(shí)人們?cè)敢狻按竽懴嘈拧?em>金屬3D打印是一個(gè)可靠、穩(wěn)健、可重復(fù)的過程。

設(shè)計(jì)和原型制作服務(wù)金屬增材制造最早是作為一種快速原型和工具技術(shù)出現(xiàn)的。今天，大多數(shù)金屬3D打印服務(wù)來自于那些首先將金屬3D打印機(jī)帶入室內(nèi)以補(bǔ)充其他技術(shù)的先驅(qū)者。這些類型的公司通常擁有不到三個(gè)小尺寸的金屬增材制造系統(tǒng)，并逐漸擴(kuò)大他們的增材制造能力，提供小批量的增材制造生產(chǎn)以及原型和工具。

△電子束金屬沉積3D打印零件，受到美國總統(tǒng)Biden的關(guān)注2022年6月11日，南極熊獲悉，美國金屬3D打印技術(shù)制造商Sciaky宣布，電子束增材制造 (EBAM )工藝已率先實(shí)現(xiàn)每小時(shí)超過40磅（18公斤）的沉積速率。他們宣稱，這是世界上最快的工業(yè)金屬3D打印工藝之一。

電子束粉末床熔融（EB-PBF）金屬3D打印技術(shù)利用電子束對(duì)粉末床進(jìn)行預(yù)熱和選擇性熔化，逐層堆積制造三維零件。由于電子束的能量轉(zhuǎn)換率高，不同材料對(duì)電子束能量的吸收率都很高，利用電子束掃描粉末床，可以預(yù)熱到1000℃，大大減小了熔融沉積過程的熱應(yīng)力。 △Luis Izet Escano使用團(tuán)隊(duì)開發(fā)的設(shè)備研究3D打印制造的金屬零件結(jié)構(gòu)。

Point Digit 2.0 鈦解決方案采用 3D Systems 的直接金屬打印 (DMP) 技術(shù)和 LaserForm Ti Gr23 (A) 材質(zhì)打印，該材質(zhì)具有一流的氧氣水平 (<25 ppm) 和惰性打印氣體，可確保部件具有出色的強(qiáng)度、準(zhǔn)確度、高化學(xué)純度和可重復(fù)性。

期望由學(xué)生領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在月球上設(shè)計(jì)一條金屬生產(chǎn)管道，包括從月球礦物中提取金屬、用于 AM 的成型材料，以及測(cè)試和驗(yàn)證在月球上使用的3D 打印基礎(chǔ)設(shè)施。 △美國宇航局的獵戶座飛船于 11 月 16 日搭載該機(jī)構(gòu)的太空發(fā)射系統(tǒng) (SLS) 火箭發(fā)射升空，這是阿耳忒彌斯 (Artemis) 首次登月任務(wù)。

圖 9 3D打印陶殼模鑄模厚度變化與固相率的關(guān)系圖結(jié)論本文整合具無形狀限制優(yōu)勢(shì)的3D打印陶殼模、鑄造模擬分析及鑄造方案設(shè)計(jì)技術(shù)，分析3D打印陶殼模鑄模不均厚設(shè)計(jì)對(duì)其鑄件缺陷位置及凝固行為的影響，研究結(jié)果顯示金屬液凝固行為隨著殼模厚薄比增厚而改變，鑄件固液相轉(zhuǎn)換時(shí)間增加足以讓澆冒口發(fā)揮補(bǔ)縮效果、有利于方向性凝固的planar狀態(tài)隨厚薄比設(shè)計(jì)而優(yōu)化及凝固完全前主要固液界面位置對(duì)應(yīng)的殼模厚度及鑄造方案的設(shè)計(jì)