让部件保持长寿命,橡树岭实验室开发出一种抗蠕变3D打印铝合金-金属3D打印工厂

✅大唐盛世-3D打印一站式服务平台,专注于金属3D打印的设计、加工、定制生产及应用,为新老用户提供钛合金3D打印、不锈钢3D打印、铝合金3D打印、模具钢3D打印等近百种金属3D打印加工服务及综合解决方案。大唐盛世多年金属3D打印经验,打印精密度高(误差小于0.05mm),售后保证,不满意可重做。

让部件保持长寿命,橡树岭实验室开发出一种抗蠕变3D打印铝合金

铝合金的蠕变变形对于长寿命部件至关重要,尤其是在与导热和导电性能相关的应用中。随着铝合金3D打印应用的增加,了解这种工艺如何影响蠕变行为非常重要,特别是在200–450°C温度范围内。当前一些研究过的3D打印铝合金的抗蠕变性并不乐观,例如3D打印的Al-Mg-Zr在400°C峰值时效处理或260°C蠕变过程中的,蠕变阈值应力降低了65%;同样,3D打印的Al-Mg-Si在225℃施加100–130MPa的压缩载荷,样品只保持了65小时。3D打印铝合金的蠕变主要归因于两个问题:合金中存在的细化晶粒可能导致晶界滑动,以及缺乏抗粗化强化相。

近日,来自橡树岭橡树岭国家实验室的研究团队提出了一种新的基于Al-Ce-Ni得共晶体系。在铸造文献中,基于该体系的三元共晶合金具有高体积分数(>20%)的亚微米Al11Ce3和Al3Ni析出物,这些析出物在高达400°C的温度下具有抗粗化能力,有助于在时效至400°C后保持铸态硬度。由于这种三元共晶系统显示出在高温应用方面的前景,因此它被选择用于增材制造研究,如Jackson-Hunt模型所述,通过高凝固速度的微观结构细化可以增强共晶合金的强度。

让部件保持长寿命,橡树岭实验室开发出一种抗蠕变3D打印铝合金

已经开发出多种适用于增材制造工艺的铝合金

由于3D打印的Al-Ce-Ni-Mn合金不可热处理,也就是说,预计不会发生沉淀硬化,强度只会随着暴露在高温下的颗粒粗化而减少。因此,抗粗化性能和经过精细的微观结构的结合对AM-Al-Ce-Ni-Mn合金的高温性能至关重要。

通过跨多个长度尺度的微观结构分析以及对环境和高温机械性能的评估,研究人员发现Al-Ce-Ni-Mn合金确实是一种有前途的耐高温应用轻质铝合金,可在250-400°C温度范围内应用。与传统铸造高温合金相比,抗蠕变性在300-400°C时特别出色,考虑到10-100μm的小晶粒尺寸,这是一个意想不到的结果。考虑到现有的3D打印铝合金普遍存在的低蠕变性能,本文的结果颇出人意料,从而为未来抗蠕变3D打印铝合金的设计提供了几个重要的考虑因素。

让部件保持长寿命,橡树岭实验室开发出一种抗蠕变3D打印铝合金

铝合金3D打印应用

通过对微观结构和力学行为的广泛表征,得出以下结论:

1.合金在应力消除后微观结构很复杂,含有高体积分数(~35%)的球化亚微米金属间相。通过原子探针断层扫描,发现了至少四种不同的金属间化合物相,观察到的相的组成与热力学计算一致。铝晶粒大部分呈柱状并与构建方向对齐,晶粒宽约10微米,长约100微米。

2.在450°C下进行2小时的去应力退火会产生抗粗化的微观结构,因为在350°C下无载荷退火下,初始平均析出物半径118±29nm保持不变长达200小时。在400°C等温时效200小时后,平均析出物半径增加17%。在蠕变载荷条件下,抗粗化能力略有下降,在350°C下测试312小时后,析出物半径增加了37%,在400°C下测试747小时后,析出物半径增加了82%。

让部件保持长寿命,橡树岭实验室开发出一种抗蠕变3D打印铝合金

不同测试环境下铝合金的性能

让部件保持长寿命,橡树岭实验室开发出一种抗蠕变3D打印铝合金

不同测试环境下铝合金的性能

3.室温屈服强度为258±4Mpa,与在考虑晶界、固溶体和Orowan强化时所计算的结果接近,并预计载荷传递会带来额外的贡献。在室温下获得了可观的10±1%的拉伸延展性。400°C时的屈服强度为70±1MPa,比该温度下的Al-10Si-0.3Mg高约60MPa。消除应力后,在300和350°C等温时效200小时后,显微硬度保持在~110HV不变。在400°C时效200小时后,显微硬度略有下降11%。

4.3D打印的Al-Ce-Ni-Mn合金在300-400℃的抗蠕变性优于铸造高温铝合金如Al-12.5Ce、Al-6.4Cu-0.19Mn-0.13Zr和Al-0.10Sc-0.12Er。源自高体积分数的抗粗化亚微米析出物,这些析出物是扩散控制位错爬升的有效屏障,同时还提供负载转移。这些微观结构特征为未来抗蠕变3D打印铝合金的设计指明了方向。在T≤350°C的应力水平下没有观察到扩散蠕变,这表明晶界处的析出物是扩散流动的有效屏障。

除了Al-Ce共晶体系,也包括基于Al-Ni、Al-Fe和Al-Cu共晶体系。这些体系不仅具有固有的抗热裂性,3D打印加工相关的快速凝固还可以细化这些合金中的共晶结构,从而产生与Al-Si-Mg相当的室温机械性能。除了可打印性之外,新型共晶合金还有另一个优势。与Al-Si-Mg合金不同,几种合金中的强化相抗高温粗化,表明它们将具有优异的高温机械性能。由于共晶合金不含昂贵元素,例如Sc,它们是一种成本较低的替代Al-Sc基高温合金的材料。
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卢秉恒院士:3D打印技术的产业化,需要有战略眼光的资金支持-金属3D打印工厂

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卢秉恒院士:3D打印技术的产业化,需要有战略眼光的资金支持

8.11日,3D打印技术参考注意到,上海证券报刊登了卢秉恒院士的相关访谈内容。卢院士表示:“3D打印技术的产业化,需要有战略眼光的资金支持。”

卢院士接触3D打印纯属偶然。1992年,其前往美国交流学习,在参观汽车模具企业时,一台3D打印设备引起了他的注意:“只要将产品的CAD数据输进去,就可以把原型做出来。卢秉恒当即决定,把3D打印列入研究对象。

卢院士表示,中国企业生产能力很强,但是产品开发能力不足,开发速度慢,这项技术能帮助企业快速、低成本地实现新产品开发。起初卢院士想引进3D打印设备,但当时一台核心部件激光器要卖3万美元。卢院士决定自己造一台。他带着学生跑遍了全西安,找协作方加工关键部件,没有现成的就开机床自己做。1997年底,中国自主研发的第一台3D打印原型机诞生。2000年,由卢院士主持完成的“快速成型制造的若干关键技术及其设备”获国家科技进步二等奖。

3D打印需要资本助力

3D打印技术类似燕子衔泥造窝,材料一点一点累加,造出三维物体,又称增材制造。3D打印在新产品开发、首件制造等方面,能大幅简化流程、缩短周期、降低成本。

卢院士介绍,在材料、主流工艺与装备、关键零部件、控制软件及各领域工程应用等方面,3D打印已初步形成创新链与产业链。3D打印应用范围极广,未来将大有可为。国内3D打印订单大多是个性化、多品种、小批量、技术复杂的产品,一时难以产生显著的经济效益及投资回报。目前,3D打印缺乏资本支持,这不利于产业长期发展。

“有些投资人更看重赚快钱,对于一些技术难度大、投资额较大或回报期比较长的技术或产品,缺乏投资意愿。”

一项新技术,从研发到应用推广要经历较长时间。以应用于航空和医疗领域的3D打印产品为例,航空构件须符合适航条件,包括材料、工艺、检测、强度、高低温等,这需要大量实验数据进行验证。3D打印医疗产品被核准临床应用前,须收集大量实验数据,其间不能对病人收费,这意味着研发耗费的资金量较大。

“3D打印产业还有很长的路要走,希望更多有战略眼光的民间资本参与3D打印技术的研发和产业化。”卢秉恒院士表示。

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被国外评测的中国3D打印机:纵维立方Kobra Max水平如何-金属3D打印工厂

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被国外评测的中国3D打印机:纵维立方Kobra Max水平如何

自2022春季新品特别活动上全新亮相至今,Kobra Max凭借着全新的自动调平方案以及超大的打印尺寸,迅速成为了全球3D打印圈内的人气新宠。海外知名3D打印媒体ALL3DP也对其进行了全方位评测,本文将和大家一起看看国外玩家对这款产品的具体评价。

超大打印尺寸

Kobra Max打印尺寸高达400*400*450mm,能够满足专业玩家、创客对巨幅打印尺寸的需求,减少了打印大件模型时必须要拆分成多件进行制作的困扰。搭配的双螺纹Z轴运动部件是实现超大尺寸稳定打印的重要保障,稳定的运动部件为超大尺寸打印提供了全天候在线的安全感,为创作能力的飞跃,释放出空前的施展天地。

被国外评测的中国3D打印机:纵维立方Kobra Max水平如何

LeviQ自动调平技术

Kobra Max采用LeviQ自动调平系统能够通过传感器对平台多达25个点探测,将探头与平台之间的距离数值形成一个数字网格,再通过优化的算法对平台进行补偿,保证喷嘴在热床的高度始终相同,从而实现零误差打印。这套精确无比的自动调平技术极大简化了打印前期准备工作并进一步保障了打印成功率,能够更加专注于打印创意。

 

被国外评测的中国3D打印机:纵维立方Kobra Max水平如何

图源:ALL3DP

更快打印速度

打印速度也是Kobra Max重要优势之一,典型打印速度为80mm/s,搭配全新研发的挤出机更是让其能够快速响应、稳定运行,如果用0.6mm的喷嘴来取代原有的0.4mm的喷嘴,那么将得到一台能够快速制成大模型的高效3D打印机,让天马行空的创意加速奔赴!

 

被国外评测的中国3D打印机:纵维立方Kobra Max水平如何

图源:ALL3DP

晶格玻璃平台

Kobra Max配备了晶格玻璃打印平台,同时使用对热床平台没有材质要求的压力传感器,加热时耗材粘附力极强,冷却后能轻松取下模型,可反复使用而不损失性能,实现了更优的打印体验。

被国外评测的中国3D打印机:纵维立方Kobra Max水平如何

图源:ALL3DP

液晶触控屏

Kobra Max采用了比传统的TFT屏操作更灵敏的4.3寸液晶触控屏,同时,在色彩和明亮度显示上也更出色,为大家提供了更佳的操控和观看体验。

被国外评测的中国3D打印机:纵维立方Kobra Max水平如何

图源:ALL3DP

在进行了全方位的评测后,ALL3DP的编辑认为,Kobra Max保持了该品牌一贯的亲民风格,是一款性价比极高的产品。同时,让消费者和行业看到了其在改善使用体验方面的创新实力,这款产品赋能了更多行业和用户释放想象的空间,如果你正想入手一款大尺寸3D打印机,Kobra Max将是不二之选。

 

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影响金属3D打印的参数达50多个,需要监控哪些数据实现质量控制-金属3D打印工厂

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影响金属3D打印的参数达50多个,需要监控哪些数据实现质量控制

近日,3D打印技术参考注意到,EOS已与美国能源部 (DOE) 签署了一项合作研究与开发协议,将在橡树岭国家实验室(ORNL)开展一项关于金属3D打印质量控制的合作研究项目。需要指出的是,EOS与ORNL均开发有基于粉末床增材制造逐层异常检测的工具。

影响金属3D打印的参数达50多个,需要监控哪些数据实现质量控制

EOS模块化的监测产品包括四个不同的监控模块:System and Laser、PowderBed、MeltPool 和 Exposure OT(光学断层扫描)。除了监控一般系统状态的多个传感器外,OT技术使用sCMOS工业相机监控整个制造环境,并以高分辨率测量熔化过程的热量排放,始终控制材料的扫描过程和熔化特性,确保最佳的铺送粉和成型质量。同时,可配置软件将记录每层打印质量的详细信息。光学层析成像可以再现监控过程,并提供整个制造过程的质量分析方法,从而能够逐层和逐个地对金属增材制造过程进行更全面的质量控制。以前在下游进行的质量控制过程的很大一部分(无损检测)现在可以在制造过程中进行,从而显著降低与质量保证相关的成本。这同时能够满足批量生产中客户的要求。

ORNL则开发了一款基于神经网络的程序,它可以对从设计、材料、打印到测试的整个过程的每个步骤收集和分析数据,实时评估零件质量。开发了一款基于神经网络的程序,它可以对从设计、材料选择、打印到测试的整个过程的每个步骤收集和分析数据,实时评估零件质量。ORNL的深度学习算法基于神经网络动态识别,在台式计算机上,结果反馈的速度足够快,可以实时分析所有已探查机器类型的现场数据。在每个成像系统的原始分辨率下,可以按像素提供异常分类,定位精度往前迈进了一大步。在2020年,该算法已成功在九种不同粉末床3D打印机上进行了演示,这些机器涵盖了三种不同的技术。此外,探索的成像系统包括可见光、中红外和近红外相机,有效分辨率范围为20μm至290μm。重要的是,所开发的深度学习算法允许在不同的粉末床机器之间无缝传输学习的知识,从而减少了与每个单独机器相关的数据收集和手动数据标记负担。

影响金属3D打印的参数达50多个,需要监控哪些数据实现质量控制

研究人员使用基于神经网络的程序监视和分析3D打印的组件

此外,研究人员发现新型的深度学习算法在异常类别的鉴别方面相比以前的算法实现了更低的误报率,七个类别中的四个类别的误报率下降了25%以上。此外,逐层分类的时间减少了12倍,而改进的定位能力和融合后图像的加入可以识别更多类型的缺陷。

作为协议的一部分,ORNL研究人员将使用EOS M290及EOSTATE MeltPool 监控软件进行操作和数据收集。

金属3D打印过程需要监测哪些数据

目前,过程监控技术主要针对粉末床激光和电子束熔融技术,其影响3D打印质量的参数达50多个,每个参数都会影响最终零件的质量。总体可分为三类:

(1)设备状态和环境状态的监测

对于以激光为热源的3D打印技术来说,首先要监测的设备状态参数是激光功率、设备温度,更复杂的监控涉及到监控束斑的位置和聚焦,当偏差超过极限时系统将关闭。另外,激光3D打印设备都采用惰性气体保护来确保金属熔化时不发生氧化,因此也会对打印环境中氧含量进行在线监测。

电子束打印机需要监测的参数有真空度、电子枪的电压、束流、设备温度等。

(2)粉床铺粉的一致性监测

其原理是采用CCD摄像机,拍摄每一层铺粉后的粉床照片,通过对比标准的照片数据,检测粉床的平整度、有无凸起的高点、有无夹杂物等,如果发现问题可以通过一些技术措施纠正修补。

影响金属3D打印的参数达50多个,需要监控哪些数据实现质量控制

不同铺粉状态下的信号反馈

(3)工艺过程监控

工艺过程的的监测是最为复杂的。主要有熔池温度的监测、熔池形状参数的监测、扫描轨迹以及粉床温度的检测等。同时,工艺监控模块还需要测量熔化过程的热量排放,始终控制材料的扫描过程和熔化特性,识别出每种可能的缺陷类型,包括孔洞、孔隙、固体夹杂物或不完全熔合等。电子束选区熔化对粉床温度的监测尤为重要,这种工艺要对每一层粉末进行预热,预热的温度是决定成败的关键因素。

影响金属3D打印的参数达50多个,需要监控哪些数据实现质量控制

3D systems DMP Inspection自动执行数据分析

金属3D打印过程需要监测哪些信号

在SLM金属3D打印过程中,激光与材料作用会产生声、光、热及振动信号,这些信号中包含着丰富的信息,能够反映加工状态和构件内部缺陷,缺陷监测对识别失败构件、预测构件性能及反馈控制尤为重要,获得准确的监测数据是实现质量控制的前提。此前,华中科技大学联合上海交大、清华和南科大共同发表研究成果,曹龙超博士详述了当前SLM监测中用到的信号类型、监测技术和监测手段。

影响金属3D打印的参数达50多个,需要监控哪些数据实现质量控制

(1)声信号

SLM制造过程中,由于类型、尺寸、形态、位置等因素的差异,每一种缺陷都能够产生具有独特特征的声信号,采用合适的传感器采集并识别不同信号对应的缺陷类型是SLM过程监测的关键难题,也是质量控制的重要前提。声信号可以对SLM过程状态和缺陷进行监测,同时,提取声信号特征,可以建立信号特征和缺陷的对应关系。声信号传感器的相对位置、角度等对采集到的信号有较大的影响,在布置时需要重点考虑。目前,声信号的监测主要针对SLM单轨道扫描,需要进一步开发适用于多轨道多层甚至零件加工全过程的声信号监测方案。

(2)光信号

粉层、金属蒸汽、飞溅、熔池、小孔、凝固层等产生的光信号可以通过相应的光学传感器进行监测。目前,基于光信号对SLM过程进行监测是最常用的手段。研究者采用数码相机、高速摄像机、光谱仪/光电二极管和X射线等设备采集SLM过程中的光信号,进一步提取特征,对SLM构件的质量和缺陷进行监测。

基于光信号的SLM过程监测能够直观地反映粉层、熔池、飞溅和气孔等信息,是目前应用最多的SLM过程监测手段之一。近年来,光谱仪、激光超声等手段也逐渐应用于SLM过程光信号的监测。

(3)热信号

热传递是实现SLM过程的驱动力,熔池的形成与动态行为、液态金属的冷却与凝固、凝固层的热循环等都与热传递有关。SLM过程中复杂的温度历程对构件的微观组织、残余应力、变形等有直接影响,均匀的温度分布会形成质量良好的构件,不合理的温度分布会影响构件结构的完整性和质量。因此,研究热行为对保证SLM构件质量具有重要意义。

温度监测的难点在于材料的辐射率不易获得,辐射率与材料的形态、温度分布等关系密切,即便已知材料在常温下的辐射率,但在SLM过程中,材料的形态有粉末态、液态、固态及气态,而且不同位置的温度有差异。因此,粉层表面辐射率并不是常数,而是随材料状态、空间及温度变化,获取SLM过程中的辐射率是非常困难的。一个有效的解决办法是采用双色高温计和红外热成像仪相结合,因为双色高温计对辐射率的变化不敏感,可以用来校核红外热成像仪,这方面的有待进一步研究。

(4)振动信号

SLM过程中的振动信号也能很好地反映加工状态和构件质量。通过振动信号可以判断SLM过程中熔透深度、裂纹、铺粉质量等。SLM过程中铺粉辊的运动、小孔的形成、熔池的波动等均会产生振动信号,采用加速度传感器监测振动信号,也能为SLM过程监测提供一种有效手段。目前,基于振动信号对SLM过程进行监测的研究比较少,尚需在传感器的选择、布置、信号收集与处理方面进行深入研究。

(5)多信号融合

采用单一的传感信号仅能反映加工过程中的某一方面信息,不能全面地反映加工状态和缺陷信息,导致监测的信息不全,且监测的准确性不足,而采用多种传感器采集多方面信号能够比较全面的反映加工状态,使监测准确性大大提高。

END

为了提高金属粉末床增材制造技术的工业可接受度,很多厂家目前均推出了在线监测模块来检查制造过程中的异常情况,如刮刀碰撞、粉末铺设不均、飞溅以及孔隙等等。然而,这些实时监控手段能否具有足够的自动化水平,在分析生产过程中收集的数据方面,能否智能分析、判断并做出相应指令,还有待观察。

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收购与抵制收购,Stratasys与3D Systems近期动作不断-金属3D打印工厂

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收购与抵制收购,Stratasys与3D Systems近期动作不断

从7月开始,两家传统3D打印巨头Stratasys与3D Systems就消息不断,收购与反收购的戏码不断上演,觊觎新兴技术开发商的同时也被新的独角兽们所盯上。本期,跟随3D打印技术参考一览二季度两家巨头的精彩市场活动。

Nano Dimension收购Stratasys 12%的股份,后者发起抵制行动

2022年7月18日,以色列电子电路增材制造商Nano Dimension突然宣布已收购Stratasys 12%的股份。该公司在增材制造领域颇有建树,于2016年首次推出增材制造电子产品,2021年以5000万美元以上的价格收购了微型3D打印公司NanoFabrica;2022年1月,收购了高性能控制电子、软件和墨水输送系统的开发商Global Inkjet Systems;2022年6月,通过收购Admatec 和 Formatec拥有了陶瓷和金属3D打印能力。

所以,Nano Dimension仅仅是看好Stratasys的市场才大局购入后者股票吗?作为增材制造领域历史最悠久、领先的公司之一,Stratasys拥有广泛的聚合物3D打印产品组合,并在纳斯达克证券交易所上市。它将熔融沉积技术商业化,多年来通过并购扩大了其产品组合;与曾经的以色列知名制造商Objet合并,拥有了PolyJet技术,其正在发展的技术还包括了粉末床3D打印工艺。

收购与抵制收购,Stratasys与3D Systems近期动作不断

Stratasys被新独角兽觊觎

Nano Dimension董事长兼首席执行官Yoav Stern表示,“投资Stratasys的战略目的是其在相对成熟的细分市场中具有领导地位,Stratasys的技术可对我们的发展提供重要价值。”

Stratasys显然不以为意,并在7月26日表示正在准备为应对所谓敌意收购发起股东权利计划。对该术语的专业表述如下:它是指敌意收购的目标公司通过发行证券以降低公司在收购方眼中的价值的措施,它在对付敌意收购时往往很有效。在最常见的形式中,一旦未经认可的一方收购了目标公司一大笔股份(一般是10%至20%的股份)时,该计划就会启动,导致新股充斥市场。一旦该计划被触发,其他所有的股东都有机会以低价买进新股。这样就大大的稀释收购方的股权,继而使收购变得代价高昂,从而达到抵制收购的目的。

在过去的一年中,Nano Dimension已经收购了包括竞争对手Nanofabrica在内的许多公司,而且它一直在稳步增长,这或许是引起Stratasys忌惮的重要原因。

Stratasys收购科思创增材制造业务

8月8日,3D打印技术参考注意到,Stratasys宣布已签署收购科思创增材制造业务的最终协议。对于科思创来说,售价约为4300万欧元。

科思创是世界领先的聚合物制造商,推出了众多优质的3D打印材料,并与业内知名的制造商包括Stratasys、华曙高科、上海复志、远铸智能、Carbon、voxeljet等有广泛合作。

收购与抵制收购,Stratasys与3D Systems近期动作不断

Stratasys 收购科思创增材制造业务

科思创一直是Stratasys第三方材料的重要提供商,此次收购将使众多Stratasys的客户受益。Stratasys首席执行官Yoav Zeif博士表示,“创新材料是增材制造的基石,并能直接转化为3D打印创新案例,特别是在牙科矫正器和汽车零部件等最终用途零件的生产中。收购科思创增材制造业务将使公司具备业内最好、最完整的聚合物3D打印产品组合。”

科思创的一项重要产品——帝斯曼Somos树脂适用于SLA领域,对于Stratasys来说,这是一个非常有意义的举措,它有助于提高服务业务的利润率,并帮助向以3D Systems为代表的用户方销售产品,这无疑会巩固 Stratasys在某些领域的地位

3D Systems收购高速增材制造解决方案开发商dp polar

8月9日,3D打印技术参考注意到3D Systems已与高速批量3D打印工艺开发商dp polar达成收购协议,后者获得专利的大规模、分段、旋转喷射打印平台,消除了几乎所有增材制造平台的启动/停止操作,可在超大体积空间实现高生产率、高分辨率打印,单位时间内可生产的零件数量更多,单件成本更低。

收购与抵制收购,Stratasys与3D Systems近期动作不断

dp polar的旋转喷射3D打印平台

3D Systems总裁兼首席执行官Jeffrey Graves博士表示,“此次收购是高速执行投资战略的下一步,旨在为客户提供行业领先的增材制造解决方案组合,应对他们的关键应用挑战。dp polar设计了一个非常独特的系统,可提供真正的大批量生产。打印机的模块化设计可打印多种材料,可在一个高速平台上实现多个流程,不仅将生产力提高了几个数量级,而且降低了总成本。特别是嵌入平台操作系统中的机器智能水平,可在大型旋转打印平台上连续运行,这将极大提高吞吐量。”

3D打印技术参考注意到,dp polar基于喷射和光固化的成形工艺实际上Stratasys的Polyjet工艺极其相似,但无疑速度更快、操作更为便利

收购与抵制收购,Stratasys与3D Systems近期动作不断

dp polar 设计的打印工艺允许同时应用不同的材料,实现所需的性能特性——如弹性、硬度、耐温性或着色性

通过此次收购,3D Systems将利用其行业领先的聚合物材料产品组合以及 Oqton的软件技术,为航空航天、汽车、铸造、消费品和医疗保健等众多行业带来真正的高速、大规模生产增材制造解决方案。

两家公司均调低2022年预期收益

8月8日,3D打印技术参考注意到两家公司均公布了2022年二季度的业绩。

Stratasys第二季度总收入为1.666亿美元,比2021年第二季度增长13.3%,成为四年来第二季度的最高收入。

3D Systems第二季度总收入为1.4亿美元,与2021年第二季度相比下降了13.8%。非GAAP收入增长7.8%,反映出尽管供应链和宏观经济面临挑战,工业和医疗保健领域的需求依然强劲。

由于新冠疫情、全球供应链成本、货币风险和通货膨胀可能进一步阻碍经济活动,Stratasys与3D Systems均调低了2022年全年的目标收益。Stratasys将全年目标由之前的6.85亿-6.95亿美元调至6.75亿- 6.85亿美元,3D Systems则将全年目标由之前的5.8亿-6.25亿美元调至5.3亿-5.7亿美元。

END

3D打印市场的整合正在频繁上演,且越来越精彩,新兴的独角兽们已经开始觊觎行业龙头的地位且有将它们吞下的势头。在国外这些企业有Nano Dimension还有Desktop Metal;在国内,金石三维刚刚收购广州雷佳。传统3D打印巨头若继续保持优势地位,则需要时刻保持警惕。总之,3D打印市场的精彩戏码正在加速上演。

✅大唐盛世是一站式金属3D打印服务平台,长年专注于金属3D打印的设计、定制加工、小批量生产及后工序处理,拥有多年精密零件金属3D打印成型经验,旗下的大型金属3D打印生产基地位于东莞大朗镇光辉高新产业园,上万平米的打印生产制造车间,50多台高精度金属3D打印设备,CNC加工中心、4轴加工中心、5轴加工中心、三轴加工中心、铣床、数控车床、三坐标、精雕机、电火花机、钻攻机等配套设备上百台,擅长小公差、复杂结构原型、高精密度的金属零件小批量生产。为新老用户提供钛合金3D打印、铝合金3D打印、不锈钢3D打印、模具钢3D打印等近百种金属3D打印加工服务及综合解决方案。通过我们3D打印加工的产品被广泛应用于机械、医疗、通讯、电子、电器、汽车、航空航天等各行各业。公司自成立以来始终坚持:为客户提供满意的产品和服务的基本质量方针,严格执行ISO9001质量管理体系,加强6S质量体系的内部实施,并且通过全体员工的共同努力,让每一位客户对我们的服务及产品质量都表示满意。金属3D打印定制就到大唐盛世!

史玉升教授团队近年来在“超材料设计与增材制造”方向取得进展-金属3D打印工厂

✅大唐盛世-3D打印一站式服务平台,专注于金属3D打印的设计、加工、定制生产及应用,为新老用户提供钛合金3D打印、不锈钢3D打印、铝合金3D打印、模具钢3D打印等近百种金属3D打印加工服务及综合解决方案。大唐盛世多年金属3D打印经验,打印精密度高(误差小于0.05mm),售后保证,不满意可重做。

史玉升教授团队近年来在“超材料设计与增材制造”方向取得进展

近日,3D打印技术参考注意到仿生制造的最新成果,意大利理工学院的研究人员开发了一种机械手,使用SLA 3D打印的仿生肌肉来模仿人类抓取物体,仅重8克的微型执行器举起了8kg的物体,这是其自身重量的1000倍。

在我国,华中科技大学史玉升教授团队近年来在Materials Today, Bioactive Materials、Acta Materialia、Engineering、Applied Materials Today等期刊上发表系列文章,发展了多场耦合的超材料结构设计方法,建立了仿生设计、有限元仿真、结构计算、实验验证与性能预测等模型,突破了多性能耦合设计约束限制,拓展了多性能设计与调控空间,为超材料设计与增材制造技术在航空航天、生物医疗等领域的应用奠定了理论基础。

史玉升教授团队近年来在“超材料设计与增材制造”方向取得进展

超材料分类及典型应用

传统结构设计大多面向力学性能优化,在保证力学性能的同时实现轻量化。随着高端制造业的发展,构件面临极端服役环境,具有复杂化、整体化和多功能属性。多物理场耦合的多功能超材料设计逐渐发展起来。超材料结构往往极端复杂,具有宏微观跨尺度特点,传统制造技术难以实现,增材制造技术在制造这类复杂结构方面具有显著优势。团队在材料类期刊Materials Today上系统阐述了力学、声学等各类超材料基本原理和典型应用,介绍了典型超材料设计方法与增材制造工艺的研究进展,讨论了增材制造多场耦合超材料性能、超材料在设计方法方面的局限性、增材制造技术缺点以及超材料的发展趋势(Mater. Today, 2021, 50, 303-328)。

力学超材料

以功能为导向的结构设计,具有成本效益高、省时等优点,拥有较大的发展潜力。通过为给定单元和给定区域构造边界条件与优化目标,可拓扑设计出新型功能结构。团队提出了通过均匀化应变拓扑设计最大体模量力学微结构方法,并利用激光选区熔化(SLM)成功制备。通过准静态压缩试验,研究了拓扑优化超材料的力学性能和能量吸收能力。结果表明,随着晶格微结构单元数的增加,结构破坏机制从逐层断裂转变为45°倾斜断裂。拓扑优化的晶格结构的相对弹性模量为0.037,优于大多数已报道的晶格结构,设计的晶格结构在0.15应变下能量吸收效率达67.9%(J. Manuf. Process., 2020, 56: 1166–1177)。

史玉升教授团队近年来在“超材料设计与增材制造”方向取得进展

基于晶格的力学超材料灵感来自原子的堆积和竹子的中空特征。(A) 晶格原子的微观形态;(B-C)竹子的宏观和微观形态特征;(D)仿生八重桁架力学超材料

即便拥有先进的拓扑优化设计技术,当前的力学超材料性能仍远远落后于许多生物结构。受中空结构的强韧性竹子启发,通过SLM成形基于八重桁架力学超材料。在数值模拟的指导下,通过内外直径来实现仿生力学超材料轻量化,在低密度(1.25 g/cm3)下获得高压缩比强度(87.19 kN•m/kg),且不会在八重桁架结构配置中失去各向同性(di =0.59 mm,do=1.10 mm)。研究成果提供了一种仿生设计策略,实现具有各向同性及轻质高强力学的超材料设计与制备(Appl. Mater. Today, 2022, 26, 101268)。

声学超材料

吸声超材料在低频噪声吸收领域有着重要意义,传统吸声材料被制备后,其结构也随之固定,无法根据外界噪声频率变化做出相应吸收能力的调整。团队基于声音频率共振消声原理,通过设计迷宫式结构,采用FDM成形了吸声性能可调的低频吸声超材料,根据外接声波频率变化而动态调整结构,实现不同频率噪声的吸收,吸声频率在298-379 Hz宽频范围内可调(Chin. J. Mech. Eng.: Addit. Manuf. Front., 2022, 100036)。

史玉升教授团队近年来在“超材料设计与增材制造”方向取得进展

五模超材料类流体声学性能结果。(A)块体钛合金声场云图;B)五模超材料声场云图;C)实验装置示意图;(D)总散射界面,定义为各方向散射功率与平面波入射功率的比值

材料是由周期性单胞组成的复杂结构,具有水或流体等有效物理性质,可有效调控水下声波的传输路径。团队研究了模拟流体的结构设计、五模超材料的形态特征、有限元法预测的应力分布、力学性能和变形机理;提出了一种两步优化策略设计五模超材料,建立了水下声波频散设计方法,研究成果在中船重工实现了原理验证(Engineering, 2020, 6, 56-67; Compos. Struct., 2019, 226, 111199)。
热学超材料
轻质高强兼具散热吸能超材料在航空航天和汽车应用中具有重要意义。团队受柚皮对果肉屏蔽保护的启发,提出了柚皮微结构仿生多面体超材料设计方法,实现了优异的散热和吸能效果。

史玉升教授团队近年来在“超材料设计与增材制造”方向取得进展

图4受柚皮图形启发的多面体晶格结构的形态演变:(A)自然界中的柚子;(B)柚皮的形态;(C)受柚皮图形启发的多面体单元;(D)具有各种横截面形状的设计支柱

在实验和数值模拟的指导下,具有圆形支柱的超材料在Re=7000–30000时具有最高的努塞尔数、最低的压降和摩擦系数,表现出更高的散热指数;在0.92孔隙率下,热效率系数超过1,表现出较强的隔热能力。此外,具有圆形支柱的仿生多面体结构的比能量吸收超越传统点阵结构,在燃气轮机和冷却结构上有着重要应用前景(Adv. Mater. Technol. 2022, 2200076)。

生物超材料

孔隙率、模量、骨组织再生、应力屏蔽是骨支架设计中重点考虑的约束条件,团队提出了一种双锥支柱设计策略,减少类金刚石多孔金属生物材料的应力屏蔽,同时保持不变的孔隙率。设计的生物超材料骨支架的弹性模量和屈服强度,与传统金刚石晶格相比分别低41.46%和46.42%,有利于骨支架力学性能与宿主骨匹配,避免了应力屏蔽(Int. J. Mech. Sci., 2021, 197, 106331)。

史玉升教授团队近年来在“超材料设计与增材制造”方向取得进展

海胆棘及其仿生生物超材料支架的拓扑形态:海胆棘的针状外观和梯度孔隙的内部结构。

(A)光学图像显示了海胆脊椎的自然特征;

(B)微观计算机断层扫描(CT)图像在水平视图和纵向视图中显示内部分级孔隙度;

(C)SEM图像在(c1-c2)剖面图中显示了精细的内部形态;

(D)植入物内多孔支架位置示意图;

(E)仿生梯度生物五模超材料支架;

(F) 与水平视图中的均匀支柱相比,纵向视图和锥形支柱拓扑中梯度密度的几何特征

利用五模超材料构建骨支架来平衡孔隙率、力学与传质等多项性能。与传统金属生物材料相比,五模超材料生物超材料骨支架具有分级的孔隙分布、合适的强度等特点,显著提高了细胞接种效率、渗透性和耐冲击能力,促进了体内成骨,在细胞增殖和骨再生方面有着广阔的应用前景(Acta Biomater., 2020, 112, 298-315;Bioact. Mater., 2022, in press)。团队提出基于板格结构超材料设计新型骨支架,这类支架具有的平面压力状态不仅提升了力学性能,有效解决了传统桁架结构骨支架中普遍存在的应力集中问题。模拟与实验结果表明,本研究成果提出的板格超材料骨支架具有与人骨相匹配的力学与传质性能,通过各向异性特征对板格超材料骨支架的力学与传质性能的调控范围分别高40%和45%。上述发现为新型骨支架的设计与广泛应用提供重要参考(Acta Biomater., 2022, 148: 374-388)。

仿晶格超材料

受晶体材料中Hall-Petch关系启发,团队构建了具有解耦机械和质量传输特性的晶格超材料,以满足人工骨支架的需要。压缩实验和传质计算结果表明,纵横比为1和至少4个单元的晶格超材料具有最优的综合性能。该仿晶格结构的创新设计方法为开发广泛工程应用的多场耦合超材料提供了无限可能(Acta Mater. 2022, in press)。

 

史玉升教授团队近年来在“超材料设计与增材制造”方向取得进展

仿晶格超材料生物多孔支架设计示意图:

(A)用于修复骨缺损的人工生物医学支架示意图,其中需要同时优化力学和传质性能;

(B)紧密形式排列的金刚石原子架构;SLM制造

(C)Al-Cu-Mg和

(D)Ti/Al-Cu-Mg样品侧面的EBSD(电子背散射衍射)取向图;

(E)受金刚石原子启发,具有几何可设计性的金刚石微晶格;

(F)柱状金刚石微晶格;

(G)等轴金刚石微晶格

团队提出了一种模仿晶体结构各向异性超材料设计策略,通过构建具有不同的晶面(取向:[001]、[110]和[111])和晶向(旋转度:15°/Step)的晶格超材料,实现了弹性响应和质量传输性能的独立调控。结果显示,力学性能和传质性能的耦合关系减弱,对晶格超材料晶面和取向方向具有方向依赖性(Compos. Part B, 2022, 236, 109837)。

END

生物系统经过数十亿年的进化和自然选择,已形成并优化了其复杂的多层级组织结构,以达到最优的性能/功能来应对环境的变化。Nature以《推开3D打印的限制》”为题发表评述指出,材料和结构的创造将助力3D打印技术的发展,并建议“向自然界‘借’材料、‘借’结构”,突出生物仿生、生物灵感,以实现预期的功能。

同时,Nature《生物材料进化的启迪及其应用》综述性论文认为,生物材料蕴含着大量的源自于自然界的成分与结构信息,并指出尽管生物材料的化学成分一直是其设计关注的焦点,但对于其在非医学领域的潜在应用,应更关注其在结构拓扑优化、力学性能、功能等方面的物理属性及响应。南航顾冬冬教授也指出,“结构易仿、制造不易、科学更难”,仿生设计虽为功能驱动的增材制造结构优化及多功能化提供了新途径,但在实际制造中却有相当难度,原因主要是多材料合理匹配与布局的挑战及微/宏大跨尺度仿生结构制造工艺的约束性。增材制造仿生结构设计与制造,应突破诸多科学问题,而这些关键科学问题的研究则贯穿于材料-结构-功能一体化的全过程各领域。

注:本文内容由来自华中大材料学院,3D打印技术参考补充整理。
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铂力特助力九州云箭可回收液氧甲烷发动机制造-金属3D打印工厂

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铂力特助力九州云箭可回收液氧甲烷发动机制造

近日,由九州云箭出品的龙云液氧甲烷发动机完成了系列可靠性热试车考核。在该项目中,铂力特为九州云箭打印了旋转机械零部件、燃烧装置零部件以及发动机管路等零部件。

铂力特助力九州云箭可回收液氧甲烷发动机制造

此图为可靠性热试车画面

旋转机械、燃烧装置是液氧甲烷发动机的核心部件,其品质好坏对发动机整机性能和可靠性至关重要。其中旋转机械零件的特点是控形难度高、流道表面粗糙度要求较高、零件局部结构后处理工艺难度较大。

铂力特助力九州云箭可回收液氧甲烷发动机制造

此图为旋转装置,仅为示意
燃烧装置结构较为复杂,强度要求高,工艺要求较高。零件需要在高温或低温条件下工作,因此对零件的耐高温性的要求较高。

铂力特助力九州云箭可回收液氧甲烷发动机制造

此图为燃烧装置,仅为示意

发动机管路使用金属3D打印技术生产制造,可突破原有设计边界,实现零件的结构优化和轻量化,提高整机工作可靠性。
在打印前期,铂力特产品团队对所需零件的服役条件进行了充分的分析,选用了抗疲劳、耐腐蚀性良好的高温合金作为零件的材料,并根据零件的工艺特征确定了零件的尺寸、力学性能等关键数据,确保成形零件满足技术要求。基于对上述零件打印指标要求的分析,最终确定使用BLT-S400、BLT-S515、BLT-S600进行生产。
在打印前期,铂力特产品团队对所需零件的服役条件进行了充分的分析,选用了抗疲劳、耐腐蚀性良好的高温合金作为零件的材料,并根据零件的工艺特征确定了零件的尺寸、力学性能等关键数据,确保成形零件满足技术要求。基于对上述零件打印指标要求的分析,最终确定使用BLT-S400、BLT-S515、BLT-S600进行生产。

BLT-S400采用三激光器,成形效率高,且配置的智能模块让生产过程更智能、便捷。三光BLT-S400具有刮刀扭矩监测功能和铺粉质量检测功能等,可以自动识别打印过程中刮刀和铺粉的异常情况,在高效生产的同时保证零件的成形质量。

BLT-S515的成形尺寸为500mm×500mm×1500mm,突破高度极限,适合长轴结构零件。BLT-S600成形尺寸达到600mm×600mm×600mm,适合回转体结构零件。BLT-S515和BLT-S600的铺粉质量检测功能,可以识别打印过程中的多种铺粉异常情况,并根据数据库形成智能修复方案,保证零件成形质量;此外,BLT-S515和BLT-S600还具备多光束无缝拼接功能,可以保证各区域零件成形质量一致,确保成形零件的质量精度达到航天应用“万无一失”的品质要求。

铂力特在航天领域始终坚持以高质量、高标准打造产品与服务,利用自身的研发能力与生产经验,不断探索改进,突破技术难题,提高技术水平。未来,铂力特也将持续技术创新、精益产品、精进服务,助力商业航天逐梦星。

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今日《Nature》:3D打印完美性能组合的共晶高熵合金获突破-金属3D打印工厂

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今日《Nature》:3D打印完美性能组合的共晶高熵合金获突破

8月3日,美国麻省大学陈文教授与佐治亚理工学院朱廷教授团队合作在Nature发表了一篇题为“Strong yet ductile nanolamellar high-entropy alloys by additive manufacturing”的研究成果。L-PBF/SLM技术具有极高的温度梯度和超快的冷却速率,可以有效地细化晶粒从而实现材料的高强度。然而,通过该技术制造的高强度纳米结构合金通常延展性有限,研究人员使用L-PBF打印了AICoCrFeNi2.1的双相纳米层状高熵合金(HEAs),其表现出约1.3GPa的高屈服强度和约14%的大均匀伸长率,这超过了其他先进的金属3D打印材料。

今日《Nature》:3D打印完美性能组合的共晶高熵合金获突破

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-022-04914-8(已上传QQ群)
目前L-PBF技术制备的纳米合金具有高强度但塑性低。材料强度和塑性的相互制衡是材料科学中的普遍难题。共晶合金代表了一类很有前途的多主元素合金,这可以形成双相层状分层微观结构,从而为实现优异的机械性能提供了巨大潜力。然而,通过传统的凝固路线,层片的厚度通常在微米或亚微米的范围内,这限制了这些 材料达到强度。相比之下,纳米层和纳米层状金属表现出高强度,但延展性太低。这些材料通过薄膜沉积或严重的塑性变形制造,通常会导致具有强塑性各向异性的高度纹理化的纳米结构,限制了它们的实际应用。研究人员利用激光粉末床熔融 (L-PBF) 的极端印刷条件和共晶合金的有利成分效应来产生一种独特类型的远非平衡微观结构,其形式为嵌入共晶中的双相纳米薄片。这种3D打印的共晶高熵合金展示了强度和延展性以及几乎各向同性机械性能的完美结合。
实现对3D打印材料中凝固组织和缺陷的合理控制具有挑战性,因为激光加工的参数空间本来就很大。使用归一化等效能量密度方法,研究人员确定了一个有效的 L-PBF处理窗口来打印完全致密的AlCoCrFeNi样品。通过调整激光功率和扫描速度,能够将层状厚度减少到几十纳米,尽管它们的微观结构相似,但专注于用更精细的纳米层表征结构和相关特性的可调性。此外,还打印了各种具有代表性的工程组件,包括散热器风扇、八角桁架微晶格和齿轮,证明了该共晶高熵合金对各种复杂几何形状的出色可打印性。

今日《Nature》:3D打印完美性能组合的共晶高熵合金获突破

图1:AM AlCoCrFeNi2.1的多尺度非平衡态组织表征

研究人员3D打印的共晶高熵合金的高屈服强度(约1.3 GPa)主要源于双相纳米层状结构的强强化效应。平均厚度分别为64nm和151nm的交变bcc和fcc纳米层及其半相干界面对位错滑移作用有很强的相互约束作用。根据Hall-Petch关系估计,这种纳米层合强化对屈服强度的贡献约为1GPa。此外,L-PBF的快速凝固会在样品中产生高密度的预先存在的位错,从而产生额外的强化效果。使用中子衍射测量来确定样品中预先存在的位错密度,在bcc (Pbcc)和fcc (Pfcc)纳米层中的平均位错密度分别高达(7.4 +1.1)x 10^14 m^-2和(5.4 + 0.3)x 10^14 m^-2,导致屈服强度估计增加约280MPa。因此,材料的高屈服强度是通过L-PBF的双相纳米层结构实现的,并通过高密度的打印诱导位错进一步增强

今日《Nature》:3D打印完美性能组合的共晶高熵合金获突破

图2:AM AlCoCrFeNi2.1的拉伸力学性能。(b)图中红色五角星代表本研究的结果,实心标志代表材料打印态性能,空心标志代表材料热处理态性能

今日《Nature》:3D打印完美性能组合的共晶高熵合金获突破

图3:通过原位中子衍射研究AM AlCoCrFeNi2.1的变形机理。(a)拉伸方向FCC和BCC特征晶面的晶格应变(lattice strain)随真应力的演变,图中标志和实线分别代表中子衍射实验和晶体塑性有限元模拟结果。(b)拉伸过程中应力在FCC和BCC相中的实时分布。(c)不同应变下合金的中子衍射图谱。(d)通过改进Williamson-Hall方法计算得到的FCC和BCC相位错密度随应变的变化。

L-PBF的异质纳米层结构的一个重要好处是产生大的局部塑性应变梯度,导致强烈的背应力硬化。如原位晶格应变测量所示,塑性屈服始于fcc相,而bcc相保持弹性。来自弹性体心立方相的几何约束可能会导致层状界面附近出现强烈的局部塑性应变梯度,这将通过几何必要位错 (GND) 来适应. 此外,在 cc相塑性屈服后,两个共变形相之间的额外变形不相容性源于它们的塑性各向异性(即fcc和bcc滑移系统的不同方向和电阻),并且也会被GND调节。因此,在fcc/bcc界面附近的 GND的持续积累,与HRTEM观察到的界面位错随负载增加一致,可能会产生强大的背应力46并因此提高材料的流动应力。扩展数据显示了典型的加载-卸载-再加载曲线,具有明显的滞后回线,表明存在显着的包辛格效应。因此,这种强烈的背应力硬化反映了来自L-PBF的异质纳米层结构的有益效果,这与来自传统热机械处理的通过微层合金中的纳米沉淀物的背应力硬化形成对比。

今日《Nature》:3D打印完美性能组合的共晶高熵合金获突破

图4:AM AlCoCrFeNi2.1的变形微结构演变。(a-c)不同应变下合金的虚拟明场旋进电子衍射(precession electron diffraction)图,图中红色标志代表BCC纳米片层,绿色标志代表FCC纳米片层。(d-f)不同应变下合金的高倍明场TEM图,图中黄色箭头指明5%应变量下FCC纳米片层中的变形层错(deformation-induced stacking faults),黄色虚线指明FCC-BCC相界面。(g-i)高分辨TEM图显示原子尺度FCC-BCC相界面特征。(j-l)不同应变量下对应的反快速傅里叶变换(IFFT)图,图中黄色圆圈指明刃型位错(edge dislocations)。

总之,研究人员利用L-PBF技术和共晶高熵合金的有利成分效应开发了一类双相纳米片状合金,该合金表现出高屈服强度和高拉伸延展性的卓越组合,超过了其他国家-最先进的3D打印合金。分层的双相纳米结构基序通常可应用于其他共晶高熵合金以改善其机械性能。对3D打印的该合金的强化和硬化行为所获得的机理见解可应用于高性能金属合金的设计,这些合金可开发出丰富多样的复杂多相层状结构,例如铝合金和钛合金。

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一种无X/Y轴振镜的新光学扫描系统,极大提高3D打印效率-金属3D打印工厂

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导读:近日,3D打印技术参考获得一条读者的信息,一家名为Tecnica的公司提出了一种新的无透镜光学扫描系统,消除了X和Y轴振镜,同时增加了固定反射镜以及旋转反射镜,从而将SLS和SLM的扫描打印速度提升了近三倍。与此同时,Tecnica指出,这种新的光学系统消除了传统光学振镜系统的很多固有不足。

一种无X/Y轴振镜的新光学扫描系统,极大提高3D打印效率

3D打印技术参考查询了光学集团和服务公司F-THETA对传统光学扫描系统的介绍。在典型的二维扫描系统中,激光被准直以后经过XY轴的反射后进入聚焦透镜,光束将被聚焦镜头聚焦在工作平面上。XY轴的旋转,使得激光在聚焦平面内移动。激光聚焦光斑的大小有聚焦透镜决定,这个透镜也就是我们通常称之为场镜的F-THETA透镜。构件尺寸较小的金属3D打印机所采用的就是这种光学设计。

随着扫描范围的增加,激光扫描振镜的尺寸要求也相应增大,光束的直径也增大,这样才能保证较大的NA,由此光束可以获得更小的衍射极限,从而获得小光斑聚焦。当然,由此产生的F-theta扫描场镜的制造成本也相应增加。

一种无X/Y轴振镜的新光学扫描系统,极大提高3D打印效率

基于X和Y轴振镜的扫描系统

针对以上这种情况,可以考虑使用三维扫描系统的解决方案,这时,XY二维扫描振镜定位在聚焦镜后面,因为光束并不需要在镜头上移动,因此F-theta透镜不需要太大。当然这种情况无法获得平场效果。如果要获得平场,第三个方向Z轴就需要进行线性的移动。

典型的激光系统采用伽利略望远镜的形式来获得需要的光学系统NA。在入射镜片和聚焦物镜之间的距离决定了系统的焦距。通过改变入射镜片,就能够决定聚焦的位置,如下图所示。通过三维的调节,最终可以获得平场的效果,这便是如今大尺寸SLM技术所使用的动态聚焦系统。

一种无X/Y轴振镜的新光学扫描系统,极大提高3D打印效率

动态聚焦系统

当前主流的SLM技术均采用以上两种光学系统,但这套系统如今受到了来自Seurat的挑战,其独特的光学设计将200多万个激光点融合为一束激光,每个激光点的能量均可以通过切片图像的像素设计控制能量,一次可以实现2×2mm甚至15×15mm的区域曝光熔化,此举大大提高了成型效率。

一种无X/Y轴振镜的新光学扫描系统,极大提高3D打印效率

Seurat区域金属3D打印过程

根据Tecnica的相关资料,所有SLS/SLM 3D打印机制造商都使用相同的核心技术——检流计——来引导激光束到达打印表面。检流计具有固有缺陷,无法精确控制提供给打印表面每个点的能量。这使得表面温度难以控制,从而导致零件多孔且内部不均匀。尤其是需要非常精确地控制打印温度的高质量金属部件,目前的技术仍然存在困难。与此同时,当需要高分辨率、高质量的打印时,定位和速度的不对称和非线性使得调制变得更具挑战性:光束入射因体素位置而异,光束垂直与偏转于表面,会导致熔池的差异。

3D打印技术参考认为,Tecnica所指出的这些科学问题,在工程使用过程中也获得了高质量部件。但对于一些缺陷的形成,Tecnica所提出的问题也值得参考。

一种无X/Y轴振镜的新光学扫描系统,极大提高3D打印效率

Tecnica推出的Øgon光学系统

Tecnica推出了名为Øgon的架构,这时一种无透镜光学扫描系统,消除了X和Y轴振镜,同时增加了固定反射镜以及旋转反射镜由于其独特特性,确保了一致的能量传输和激光束在表面上精确定位:激光束总是以相同的距离到达打印表面上的每个点,因此能够在每个点均能准确聚焦,精确加热表面上所需的点,而不会加热到周围的区域。激光束始终垂直于表面,因此表面上的光束形状不会失真。

一种无X/Y轴振镜的新光学扫描系统,极大提高3D打印效率

Tecnica Øgon光学系统

一种无X/Y轴振镜的新光学扫描系统,极大提高3D打印效率

Tecnica Øgon光学反射镜

Tecnica认为凭借Øgon的精确度以及精确的能量和温度调节,可以实现最终零件生产中所需的可重复的高质量、同质性和强度,尤其是在金属3D打印方面。

Tecnica的Øgon打印头设计简单,无需使用基于检流计的复杂解决方案,因此提供了更强大且更具成本效益的解决方案。

使用Øgon光学系统,Tecnica设计和制造了SLS/SLM 3D打印机,该公司认为新打印机能够以制造最终用途零件所需的速度和成本效率生产出一致、高强度的零件,而不仅仅是原型制作。

✅大唐盛世是一站式金属3D打印服务平台,长年专注于金属3D打印的设计、定制加工、小批量生产及后工序处理,拥有多年精密零件金属3D打印成型经验,旗下的大型金属3D打印生产基地位于东莞大朗镇光辉高新产业园,上万平米的打印生产制造车间,50多台高精度金属3D打印设备,CNC加工中心、4轴加工中心、5轴加工中心、三轴加工中心、铣床、数控车床、三坐标、精雕机、电火花机、钻攻机等配套设备上百台,擅长小公差、复杂结构原型、高精密度的金属零件小批量生产。为新老用户提供钛合金3D打印、铝合金3D打印、不锈钢3D打印、模具钢3D打印等近百种金属3D打印加工服务及综合解决方案。通过我们3D打印加工的产品被广泛应用于机械、医疗、通讯、电子、电器、汽车、航空航天等各行各业。公司自成立以来始终坚持:为客户提供满意的产品和服务的基本质量方针,严格执行ISO9001质量管理体系,加强6S质量体系的内部实施,并且通过全体员工的共同努力,让每一位客户对我们的服务及产品质量都表示满意。金属3D打印定制就到大唐盛世!

36项 | 工信部首批增材制造典型应用场景名单公示-金属3D打印工厂

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36项 | 工信部首批增材制造典型应用场景名单公示

8月2日,3D打印技术参考注意到工信部网站公布了首批增材制造典型应用场景名单。

涉及的应用场景包括:复杂结构产品轻量化设计、产品原型快速试制、多材料结构一体化制造、复杂结构产品整体化制造、零件批量生产、专用工具工装制作、专用模具制造、零件修复再制造、消费品批量定制生产、医疗植入物定制、修复体制作、诊疗辅助器具制作、个性化矫正器具打印、细胞/组织/器官打印、建筑设施整体制造、文物复刻展示。涵盖包括工业、医疗、建筑、文化在内的四领域36项。

知名装备制造商包括:西安铂力特、湖南华曙高科、上海汉邦联航、重庆摩方精密、南京中科煜宸、南京铖联、天津镭明激光、天津清研智束、广东峰华卓立、共享智能装备、上海盈普、广州雷佳、苏州中瑞、江苏徐工、广州迈普、珠海赛纳、武汉必盈、中国科学院沈阳自动化研究所、广州赛隆等。

知名应用单位包括:中国航天科技集团、中国航空发动机集团、中国航空工业集团、中国电子科技集团、中国商飞、重庆长安汽车、潍柴、李宁(中国)、匹克(中国)、北京大学第三医院、中南大学湘雅医院、空军军医大学唐都医院、北京协和医院、陆军军医大学西南医院、中国人民解放军总医院、首都医科大学宣武医院等。

3D打印技术参考注意到,这些装备制造/服务商多在各自的领域独树一帜,如铂力特在航空航天金属增材制造领域处于龙头地位,华曙高科专精于金属与尼龙粉末床技术与设备的产业化,汉邦科技推动金属3D打印对传统制造业的变革,南京铖联专注于齿科3D打印;应用单位也均在不同领域起到模范带头的作用,如三大航空、航天集团是3D打印技术应用最领先的领域,北医三院、唐都医院等则在医疗3D打印应用方面备注瞩目,匹克体育在消费品3D打印领域方面积极主动。根据笔者在工信部查询到的相关资料,拟入选的增材制造典型应用场景名单进行公示如下:

36项 | 工信部首批增材制造典型应用场景名单公示

36项 | 工信部首批增材制造典型应用场景名单公示

36项 | 工信部首批增材制造典型应用场景名单公示

36项 | 工信部首批增材制造典型应用场景名单公示

36项 | 工信部首批增材制造典型应用场景名单公示

36项 | 工信部首批增材制造典型应用场景名单公示

36项 | 工信部首批增材制造典型应用场景名单公示

36项 | 工信部首批增材制造典型应用场景名单公示

3月23日,工信部发布相关通知指出,为贯彻落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,推动增材制造更好服务经济社会发展,工业和信息化部近日组织征集增材制造典型应用场景形成可复制可借鉴的成果,引导用户单位与增材制造企业加强合作,研发应用更加适配行业需求、更加先进适用的增材制造专用材料、装备和应用技术解决方案。

5月,美国拜登政府提出了旨在推动美国3D打印及制造业发展的“AM Forward计划”。该计划不仅仅是为了推动美国中小企业生产3D打印产品,更希望此举能够提高美国制造业的竞争力。计划要求美国的一些最大的制造商承诺从规模较小的企业采购更多3D打印部件。大型企业还承诺帮助培训相关中小企业的员工,并协助制定通用的研发和认证标准。通用航空、雷神公司、西门子能源、洛克希德·马丁和霍尼韦尔均同意参与该计划。

工信部于更早时间推出的应用场景征集计划旨在将3D打印技术在国内多个领域取得更进一步的应用与发展,其鼓励在相关领域运用安全可控的新材料、新装备和新方案,缩短研制周期、改善产品性能、降低制造成本、节约材料能耗、提升生产效率,形成可复制可推广的增材制造新业态新模式。相关参与单位也均在所属领域处于领头羊的地位,能够分享应用经验,无疑将实际促进技术的落地应用。

注:《首批增材制造典型应用场景公示名单》PDF文件可进qq群下载。

✅大唐盛世是一站式金属3D打印服务平台,长年专注于金属3D打印的设计、定制加工、小批量生产及后工序处理,拥有多年精密零件金属3D打印成型经验,旗下的大型金属3D打印生产基地位于东莞大朗镇光辉高新产业园,上万平米的打印生产制造车间,50多台高精度金属3D打印设备,CNC加工中心、4轴加工中心、5轴加工中心、三轴加工中心、铣床、数控车床、三坐标、精雕机、电火花机、钻攻机等配套设备上百台,擅长小公差、复杂结构原型、高精密度的金属零件小批量生产。为新老用户提供钛合金3D打印、铝合金3D打印、不锈钢3D打印、模具钢3D打印等近百种金属3D打印加工服务及综合解决方案。通过我们3D打印加工的产品被广泛应用于机械、医疗、通讯、电子、电器、汽车、航空航天等各行各业。公司自成立以来始终坚持:为客户提供满意的产品和服务的基本质量方针,严格执行ISO9001质量管理体系,加强6S质量体系的内部实施,并且通过全体员工的共同努力,让每一位客户对我们的服务及产品质量都表示满意。金属3D打印定制就到大唐盛世!