2021年6月18日大众官方消息，大众汽车正在汽车生产中推进创新3D打印机的使用。大众致力于在未来几年内使3D打印更加高效，适合生产线使用。利用这项技术，大众汽车将能够更快、更灵活地开发和生产零部件，并使用更少的资源。大众汽车员工在Wolfsburg高科技3D打印中心检查使用粘合剂生产结构件的质量大众德国沃尔夫斯堡（Wolfsburg）工厂正在第一次用最新工艺——粘结剂喷射（binder

在开发新应用时，几乎不可能不重新设计零件就直接打印，而且通常需要进行反复的重新设计才能满足3D打印的要求。这些前端设计工作也造成了交货周期的延长。2.

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台金属点阵结构，由于其优秀的机械性能和多功能性，被广泛用于能量吸收、热交换和结构部件。金属3D打印技术（SLM）在制造复杂晶格结构方面具有显著优势，目前已成为该领域的一项重要应用。然而该技术本身目前所无法有效克服的缺陷问题却极少在点阵结构制造中被重视，而且实际制备的试样和理想设计模型往往存在较大偏差。基于此，北京理工大学方岱宁院士团队的研究人员对其进行了深入研究。本期，3D打印技术参考对主要的研究内容进行介绍。文章指出，研究人员往往采用理论分析、实验测试和数值模拟相结合的方法对3D打印的金属点阵结构进行研究，发现此类结构的力学性能主要取决于单元拓扑结构、几何参数、加载条件和制造工艺等因素。然而，大多数研究者在建立理论模型或有限元模型时，只强调拓扑结构与力学响应之间的严格关系，却忽略了几何缺陷的影响。铝合金材料以及3D打印的实际点阵结构和模拟的机械性能此外，一旦实验数据与模拟结果出现明显偏差，研究人员往往将其归因于制造缺陷。实际上，现有的几何缺陷也会对晶格的力学性能和变形机制产生重大影响，这在有限元模型的性能模拟中是不可忽略的。3D打印的晶格结构和拉伸试样北京理工大学采用X射线CT、原位压缩试验、统计有限元模型和数值模拟相结合的方法对3D打印产生的几何缺陷可能造成的影响进行了评价，分析了不同几何缺陷对点阵结构力学性能、变形机理和能量吸收能力的影响。具有不同制造方向的点阵杆件的微结构研究发现，理想实验模型的力学性能模拟结果与实验结果相比有很大差距，而如果把打印的晶格结构进行CT扫描，进而把提取到的几何缺陷引入到有限元模型中，再次模拟的结果则会与实际相吻合；此外，晶格结构中杆的厚度相比孔洞缺陷和杆件弯曲缺陷，对机械性能和能量吸收特性有更大的影响；水平杆相比竖直杆具有更多的随机几何缺陷。理想和统计的有限元模型总的来说，北理工的研究主要探讨了3D打印过程产生的随机缺陷对点阵结构性能的影响，拓宽和发展了有限元计算模型，所提出的统计有限元模型方法，能够更好地预测所制备试样的力学性能。如果能够将相关的统计有限元模型方法运用到实际计算中，将对结构安全可靠性的评估具有很好的指导意义。注：欢迎加入硕博千人交流QQ群（867355738）

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台激光增材制造金银材料可用于艺术品、首饰、手表等的定制化制造。铜是传统工业的重要材料，具有良好的导电性和导热性；铜的激光增材制造材料被广泛用于电子设备、热管理系统、交通运输、工业制造等领域。金、银、铜的激光增材制造具有广阔的应用前景，但也面临着重要问题:金、银、铜材料对激光的吸收率很低。近日，来自南方科技大学和香港科技大学的研究人员总结了金、银、铜等高反射率材料的激光增材制造的面临的问题和原料端现状，同时对这些材料的激光增材制造的未来发展趋势做出了展望。本期，3D打印技术参考对此进行介绍。金、银、铜激光增材制造面临的重要问题金、银、铜材料对激光的吸收率很低。市面上大多数打印机用的是波长为1064nm左右的激光器。在此波长下，三种材料的反射率都达到了95%以上。如此高的反射率使金属粉末无法吸收足够的激光能量，导致熔化不充分，熔体湿润性差，难以铺展开，导致气孔和球化现象，打印态材料致密度低、性能差；同时打印中反射的激光可能会损害打印机的光学系统。

SLM，它是一站式、全集成和统一用户界面的CAM编程和机床控制软件解决方案。这款软件的亮点是其全动态的自适应曝光策略。在整个工件成形过程中，控制系统能够准确地将10

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。可以肯定的是，人工智能将是我们未来的一部分，它将用于制造真正先进的设备。

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台随着电子产品的快速发展，散热器设计变得越来越重要，它不仅具有调节电子设备温度的能力，还可防止计算机处理器发生过热。传统上，散热器使用铸造、焊接以及金属挤压等技术实现制造，产品只能在制造限制和设备性能之间做出折衷。基于此，美国第18届电子系统热力学学会组委会发起了基于增材制造新技术的学生散热器设计挑战赛，并获得GE赞助。本期，我们来看这次大赛有哪些优秀设计。进入决赛的设计作品组委会最终在全世界21只参赛团队中评选出五支进入决赛，他们分别是亚利桑那州立大学、普渡大学、马里兰大学、宾夕法尼亚州立大学以及都柏林三一学院。他们设计的新型3D打印金属散热器，可以有效的冷却电子设备。亚利桑那州立大学团队的设计集中在增加散热器的表面积，以使来自电气组件的热空气能够在不影响其效率的情况下流动，而这在传统制造中普遍存在设计限制。他们使用工程类的概念来提出各种方法，以充分利用其新发现的设计自由度并最大程度地提高效率，最终采用一种在空气流动时更好混合和产生湍流的设计来增强传热，该产品在应用增材制造技术时获得的设计自由度是巨大的。亚利桑那州立大学团队的设计作品都柏林三一学院设计作品普渡大学团队使用拓扑优化来在给定的散热器设计尺寸中找到最佳的材料分布。其3D打印散热器一侧为平缓倾斜的“L”形，另一侧为凸出的“d”形，这使得气流回流并再循环，从而在散热器上停留更多时间。该团队冷却技术研究中心的博士生Serdar

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台GE的燃油喷嘴，在3D打印业内可谓大名鼎鼎，没有人不知道。可是，有多少人知道，3D打印参与制造的仅仅是端部的喷嘴头？有多少人知道它到底位于发动机中的那个位置、起什么作用？又有多少人知道它有近十年的设计迭代历史？本篇一窥其制造历史。

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台近期，美国马里兰大学采用3D打印设计和开发了一种鱼骨仿生结构可变弯度机翼，该机翼由鱼骨状内部骨架和柔性蒙皮构成，可实现连续光滑变形，因其创新性获得了美航空航天杂志的报道。本期，3D打印技术参考将对该应用进行介绍。▎诞生于十年前的先进设计这种“鱼骨主动变弯结构”最早由马里兰大学航空航天工程系主任诺曼·韦利的博士生于十年前提出，它可以实现机翼弯度变化，不需要整流罩即可获得所需的机翼表面形状。鱼骨主动变弯结构设计研究团队还设计了可用于变形机翼的柔性蒙皮，内部使用硬塑料制成的肋与软塑料制成的几何网格点相连接，形成被弹性体覆盖的柔性蜂窝结构。这种柔性蜂窝蒙皮泊松比为零，即在一个方向上拉伸或压缩时，另一个方向没有任何尺寸变化。▎因过于复杂而无法制造然而，由于蒙皮内部几何子结构过于复杂、试验样件制造困难、成本高昂等问题，该鱼骨仿生结构在变弯度机翼上的试验验证工作一直未能实现。3D打印技术的出现和快速进步，彻底解决了模型制造的问题。韦利团队利用3D打印方法将FishBAC骨架、蒙皮内部的蜂窝状子结构、抗撕裂层和蒙皮表面整体打印出来。这一方面解决了复杂结构制造困难的问题，另一方面还可以将模型制作得很小。该鱼骨仿生结构变弯度机翼，从翼根到翼尖只有42厘米，但是结构细节却非常完整，缩小尺寸降低了成本和打印时间。3D打印的仿生结构风洞机翼模型研究团队对3D打印原理样机还进行了风洞试验，试验中风速达到每秒24米，原理样机实现了预期的变形，同时结构没有发生颤振，试验证明了将鱼骨仿生结构用于变弯度机翼的可行性。风洞测试装置▎仿生结构变弯度机翼的优点和未来发展传统飞机机翼弯度变化主要通过副翼和襟翼的收放来实现，这会带来两个问题：一是控制面与翼盒之间的缝隙会增加阻力，二是这些控制面都是刚性的，机翼弯度不能实现连续精确变化。而鱼骨仿生结构变形机翼与传统机翼相比，具有很多优点。一方面，这种仿生结构可以提高飞机控制系统权限，由其制造的机翼90%的结构可变形，为飞机控制系统提供了更多权限。对于小展弦比机翼，优势更加明显。二是改善飞机气动性能，机翼结果在变形过程中表面光滑连续，减少气流中断，从而获得更高的气动效率。未来，这种机翼模型完成所有地面试验之后，将率先在小型无人飞机上进行飞行试验。延伸阅读：中国商飞借助3D打印实现复杂结构制造，加速研发进程中国商飞下属北京民用飞机技术研究中心在灵雀H验证机的开发过程中大量采用3D打印技术。灵雀H验证机的机头、发动机短舱、起落架舱等部位大量运用复合材料3D打印。这些部件都有复杂的外部曲面，内部有大量的系统结构，非常复杂且难加工。采用传统的玻璃纤维复合材料，需要制造模具，成本高、周期长。而且零件有可能变形过大，造成超差，装配困难。采用3D打印工艺，可以一次成型整个部段，无需开模，成本低、周期短，无需装配，还减轻了结构重量。灵雀H验证机项目团队在充分认识了3D打印技术的特点和局限性之后，在满足结构功能、性能、重量等的基础上，开展了飞机系统部件的集成化和轻量化设计。灵雀H整体打印的活动结构最终，复合材料和3D打印技术的使用显著降低了飞机结构重量和部件数量，飞机总重不足30公斤；与此同时，3D打印也大大加速了设计迭代的进程，使项目从立项到首飞，仅用了5个月时间。除北研中心外，中国商飞公司上海飞机设计研究院在此前曾采用3D打印技术为ARJ21、C919和CR929三大型号制作了千余件模型，成型率100%，有力地支撑了各型号设计优化、工程评估和试验验证等工作。同时，也为型号研制节省了大量外协时间和近百万的外协经费。注：欢迎加入硕博千人交流QQ群（867355738）

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台2019年7月12日，美国GE航空集团在举办的百年庆典活动中，宣布旗下的GE9X发动机凭借单发超过60.9吨的推力获世界新吉尼斯记录。该发动机集成了GE航空集团在过去十年中开发的先进技术，其中包含增材制造的零件304个，是新一代商用发动机家族中的巅峰之作。本期增材制造技术前言详细讲述GE9X发动机中3D打印产品的甄别与开发过程。在LEAP发动机上取得的成功，促使GE航空对发动机生产技术和材料选择发生了系统性变化。GE9X作为一款巨大的高旁通比涡扇发动机，拥有304个3D打印的零件，首次将多种材料和打印工艺投入到单一航空发动机的生产中。基于此，GE航空建立了第一个增材制造技术工业化航空航天供应链。▌七大部件、304个零件的甄别GE9X中七个增材制造部件分别是：燃油喷嘴

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台本期我们来对GE航空引以为傲的新型涡轮螺旋桨（ATP）发动机GE

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台难熔金属材料具有高熔点及特有性能,在国民经济中占有重要地位,一直以来作为高新材料加以发展。这类材料由于熔点高、高温强度高,给冶炼加工也带来很大困难,因此大部分难熔合金都采用粉末冶金工艺制造。随着对难熔材料成形复杂结构及降低成本、提高效率的要求,传统的粉末冶金工艺也显示出了其不足:需要昂贵的工装模具、复杂工艺过程，而且难以成形出复杂的三维实体零件。在此情况下，采用增材制造实现难熔金属成型，便成为一种有效途径。 材料钨钽钼铌熔点(℃)3400300026002470在现有常用的金属增材制造用材料中，熔点较高的应当是金属钛，其熔点达到1660℃，而难熔金属的熔点比之高出1000-2000度，即便采用激光成型，也存在一定困难，所以使用也比较少。随着激光成型设备的升级、制粉工艺的进步以及材料使用需求的不断提高，对难熔金属进行激光成型逐渐被开展，到目前为止，也已经取得了很大进步。1.

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台导读：当前，金属3D打印SLM用高品质纯钛粉末价格虽已降至2000元以下，但价格仍较为高昂。南方科技大学严明老师课题组在2019年就已采用价格仅200元/Kg的常规纯钛，实现了打印性能优于商业纯钛的效果。钛及钛合金具有优异的比强度、突出的生物相容性、良好的耐蚀性以及较低的杨氏模量，在生物植入材料和先进工程材料方面有着突出的竞争力，目前已成为金属3D打印最常用的材料之一。近些年来，使用3D打印进行钛及钛合金制造，在模具、航空航天、生物医疗等领域受到人们的广泛关注。

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台由于金属3D打印具有复杂的物理冶金过程，现行的技术手段很难确保加工工艺的可重复性和质量一致性，这一点极大限制了激光增材制造的广泛应用，尤其是航空航天领域的高附加值零部件的批量生产。质量保证和过程监控一直以来都是金属3D打印技术的热门研究，有效、可靠的质量保证手段是增材制造用户最重要的需求。目前行业领先的增材制造设备商均采用过程监控技术解决这一问题，

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台设计灵活、节省材料、适于小批量生产，这些因素仅仅是一些公司采用增材制造的部分原因。但是要在生产中充分使用该技术，仍然需要解决一些问题。本期，我们从材料、生产速度以及后处理三个方面，分析3D打印在实际生产过程中面临的紧迫挑战。01材料标准和性能不一致从理论上讲，无论是机械、生物还是电子，3D打印都能够生产高度复杂和功能性的零件。但要做到这一点，就要有足够的材料选择。材料的可用性是3D打印行业的一个重要挑战，与传统制造数十年的材料开发历史相比，3D打印材料的开发才刚刚开始。在行业发展的最初几年，工业3D打印发展的重点是原型制作，对材料性能的重视本身就很少。但随着将该技术开始转化为生产解决方案，材料开发过程大大加快。高性能3D打印聚合物和复合材料在近几年发展相当迅速，一些大型化学公司和专业的3D打印制造商，已经开发出了与金属相当强度的碳纤维增强聚合物以及阻燃复合材料等新材料。金属材料的开发则需要更长的时间，但进展也是有目共睹的。相比过去，3D打印材料的种类已经丰富了很多3D打印材料的种类确实是得到了飞速发展，但不得不面临的一个现实问题是材料性能的不一致与不稳定性，基本上每个厂家都会有一个材料标准。目前，业内缺乏一个可靠的、统一的材料数据库，可以给出经验证的打印参数和机械性能，而不是每家一组不同的数据。实现一致且可重复的3D打印过程非常有挑战性，这是很多传统制造商不愿意使用这项技术的重要原因。开发3D打印材料数据库已经成为行业发展不得不面临的现实问题，目前ISO和ASTM等一些标准制定机构已经发布了关于镍、钛和不锈钢等金属粉末的规范。使用Stratasys的ULTEM

点击上方「增材制造技术前沿」快速关注3D打印技术类综合、全面、专业的微信平台继2018年采用3D打印制造了轰动一时的钛合金卡钳后，布加迪在3D打印技术应用方面又有新动作。近日，布加迪发布消息称，其新开发的3D打印中空推杆（底盘区域的压力加载连接杆）重量仅为100克，却可传递高达3.5吨的力，使3D打印在结构设计、轻量化应用方面更推进一步。该项目由布加迪博士生Henrik