2021年度國產(chǎn)重量級金屬3D打印機

導(dǎo)讀：2021年,，中國金屬3D打印市場應(yīng)用取得迅猛發(fā)展,，已經(jīng)出現(xiàn)一批企業(yè)，其金屬3D打印機年出貨量超50臺,，甚至達(dá)100臺,。從產(chǎn)品和技術(shù)的角度來說，這過去的一年,，國內(nèi)出現(xiàn)了哪些具有突破性的金屬3D打印技術(shù)呢,？南極熊3D打印網(wǎng)根據(jù)技術(shù)難度、創(chuàng)新性,、行業(yè)影響力等因素,，評出2021年國內(nèi)重量級金屬3D打印機。

清研智束突破大幅面金屬3D打印電子槍陣列掃描技術(shù)

2021年11月30日,，南極熊獲悉,，天津清研智束科技有限公司利用我國自主研發(fā)的2×2電子槍陣列，完成了直徑400mm鈦合金零件的打印,，標(biāo)志著我國在全球率先實現(xiàn)了大幅面電子槍陣列掃描,，為進(jìn)一步實現(xiàn)大尺寸電子束選區(qū)熔化（EBSM）技術(shù)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

△電子槍陣列掃描制備的鈦合金零件（直徑400mm）

電子束選區(qū)熔化(Electron Beam Selective Melting,，EBSM) 是一種基于高能電子束的粉末床熔融增材制造技術(shù),，可以用于空心、多孔、網(wǎng)格等復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)的加工制造,，實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)輕量化和高性能化,。

EBSM技術(shù)具有能量效率高、功率大,、粉末床溫度高,、制件內(nèi)應(yīng)力低等特點，可實現(xiàn)鈦合金,、鈦鋁合金,、高溫合金、難熔金屬等高性能,、難加工材料復(fù)雜構(gòu)件的增材制造,，且成形效率高、成本低,，可以滿足規(guī)�,；�量產(chǎn)、應(yīng)急狀態(tài)的快速響應(yīng)制造需求,，已經(jīng)被歐美國家應(yīng)用于航空航天,、醫(yī)療器械等行業(yè)金屬零部件的規(guī)�,；�制��,。但EBSM設(shè)備和工藝的難度較高，目前只有少數(shù)國家掌握,，而且都為單電子槍技術(shù),，成形幅面小，成形零件尺寸受限,，難以滿足航空航天大型構(gòu)件制造的需求,。

十三五期間，天津清研智束科技有限公司與清華大學(xué),、中科院電工所等單位合作,，承擔(dān)了科技部增材制造與激光制造重點研發(fā)計劃“大功率、長壽命,、多模式電子槍及陣列研發(fā)與增材制造中的應(yīng)用”項目,。在項目支持下，突破了國產(chǎn)長壽命,、高穩(wěn)定性電子槍設(shè)計制造技術(shù),，研發(fā)成功配備2×2電子槍陣列的大幅面EBSM研究驗證樣機，解決了槍間干擾,、掃描拼接,、多槍集成等技術(shù)難題。經(jīng)過項目團(tuán)隊的刻苦攻關(guān)，在全球首次實現(xiàn)了基于電子槍陣列的大尺寸鈦合金零件EBSM成形,，使我國在此領(lǐng)域走到了世界前列,。

△配備2×2電子槍陣列的大幅面EBSM研究驗證樣機（掃描幅面430mm×430mm）

電子槍陣列技術(shù)的突破，不僅意味著我國在大尺寸EBSM增材制造技術(shù)上取得了關(guān)鍵性的技術(shù)進(jìn)步,，而且表明我國已全面掌握了EBSM技術(shù),，特別是EBSM工業(yè)化應(yīng)用依賴的高精度、高可靠性電子槍系統(tǒng)實現(xiàn)了自主可控,，為EBSM這一高效,、高性能的增材制造技術(shù)在我國的工業(yè)化應(yīng)用提供了保障。

此次項目的牽頭單位——天津清研智束科技有限公司自主研發(fā)的3kW單晶陰極電子槍的陰極壽命已達(dá)到800小時以上,，達(dá)到了國際同類產(chǎn)品的水平,。同時，為保障電子槍陣列掃描,，該公司還研發(fā)了電子槍狀態(tài)監(jiān)控,、電子槍自診斷自恢復(fù)以及加工參數(shù)實時修正等功能，確保了多槍復(fù)雜系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,。

鉑力特推出10激光金屬3D打印機S800,，邁進(jìn)大·生產(chǎn)時代

南極熊獲悉，2021亞洲3D打印,、增材制造展覽會 (TCT Asia)上,，金屬3D打印上市公司鉑力特推出了10激光器金屬3D打印機BLT-S800。

△BLT-S800

BLT-S800是本次展會鉑力特重磅發(fā)布的新產(chǎn)品,，現(xiàn)場展示的是十個激光器設(shè)備,，其應(yīng)用領(lǐng)域包括航空、航天,、發(fā)動機,、醫(yī)療、汽車,、電子,、模具、科研院所,，材料支持鈦合金,、鋁合金、高溫合金,、不銹鋼,、高強鋼、模具鋼,，成形尺寸為800mmX800mX600mm,。BLT-S800最大的特點是大尺寸高效成形能力,，可以選配6/8/10個三種多激光方案，是自動化,、智能化的集大成之作,。

應(yīng)零件應(yīng)用需求而生
回轉(zhuǎn)體零部件是航空航天發(fā)動機應(yīng)用中較為常見且重要的零件結(jié)構(gòu)類型，一般尺寸在 Φ800mm內(nèi),，成品零件不僅需要達(dá)到較高的精度,、性能和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，受研制和制造節(jié)奏的影響,，這類型零部件的生產(chǎn)需要較高的生產(chǎn)效率保障,。
BLT-S800的成形尺寸突破至800mm×800mm×600mm，可更大程度上滿足大尺寸零件的成形要求,，解決高端應(yīng)用領(lǐng)域大尺度異形空間曲面特征,、多特征跨尺度結(jié)構(gòu)、鏤空網(wǎng)狀及空間連續(xù)拓?fù)浒�絡(luò)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的一體化成形難題,。

十激光先進(jìn)技術(shù),，多光拼接質(zhì)量穩(wěn)定
多個高品質(zhì)光纖激光器聯(lián)動協(xié)同打印，10光設(shè)備效率相較6光設(shè)備可提升30%以上,，大幅提升打印效率,。同時設(shè)備采用雙向鋪粉技術(shù)，減少單向鋪粉的無效時間,，提升零件打印效率,。在保證零件質(zhì)量的前提下，設(shè)備最高打印效率可達(dá)250cm3/h（與零件的形狀,、尺寸,、材料和參數(shù)有關(guān),，與設(shè)備激光數(shù)量有關(guān)）,。
鉑力特?fù)碛邢冗M(jìn)的多光拼接技術(shù)，可保證材料在不同批次,、不同成形區(qū)域內(nèi)能量輸入和力學(xué)性能的一致性和穩(wěn)定性,。
鉑力特采用自研的功率校正系統(tǒng)，使激光功率輸出穩(wěn)定一致精度可達(dá)±5W,。具備成熟的流場設(shè)計,，有效保證粉層厚度，并將燒結(jié)產(chǎn)生的大顆粒大量帶走,，提高零件表面質(zhì)量,，減少缺陷，使?jié)M幅面成形效果更好更穩(wěn)定,。
鉑力特將多光拼接等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了集成優(yōu)化,，使打印幅面上搭接區(qū)與非搭接區(qū)的各項力學(xué)性能（抗拉強度,、屈服強度、伸長率和斷面收縮率）偏差均控制在5%以內(nèi),。

“超長待機”過濾器,，穩(wěn)定生產(chǎn)
BLT-S800設(shè)備標(biāo)配永久型燒結(jié)板過濾器，實現(xiàn)過濾系統(tǒng)“超長待機”,，大幅度降低設(shè)備耗材成本及人力成本,，提高設(shè)備利用率。此外,，對設(shè)備內(nèi)部風(fēng)速進(jìn)行實時監(jiān)測并采用閉環(huán)控制,，使吹風(fēng)更穩(wěn)定。

自動供粉不停機,，保質(zhì)量
自動供粉系統(tǒng)應(yīng)用于不銹鋼,、模具鋼、鈦合金,、高溫合金及鋁合金等粉末供粉,。整個供粉系統(tǒng)在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行運作，且集氧含量,、壓力,、濾芯差壓、物位檢測等多種實時檢測,，可實現(xiàn)設(shè)備粉末自動添加,，生產(chǎn)過程不間斷，用過程管控保證零件成形質(zhì)量,。該粉末供給系統(tǒng)采用高度兼容化設(shè)計,，使得一套供粉系統(tǒng)可服務(wù)于一臺或多臺同型號或不同型號的BLT金屬增材設(shè)備。

沉淀多年生產(chǎn)經(jīng)驗,，智能軟件為零件質(zhì)量保駕護(hù)航
出光掃描前,，BLT-MCS根據(jù)工作平臺光柵尺反饋的實際位置計算得到零件打印的實際高度，并與剖分文件理論高度比較,，如果誤差超過質(zhì)量要求,，則提示需要軟件自動補償或者停機檢查。避免不可控因素導(dǎo)致的零件高度丟失,，提高打印一次成功率,。
鉑力特?fù)碛卸嗄甑拇蛴〗?jīng)驗，積攢了大量的鋪粉缺陷數(shù)據(jù),。在監(jiān)測過程中,，監(jiān)測系統(tǒng)會把發(fā)現(xiàn)的典型鋪粉缺陷：例如鋪粉缺粉、刮刀卡停,、鋪粉剮蹭,、鋪粉抖粉,、粉末雜質(zhì)較多，平臺小區(qū)域塌陷等圖像特征進(jìn)行分類,，然后通過網(wǎng)絡(luò)提取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行對比并引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法經(jīng)過多輪迭代,，形成修復(fù)方案。

西帝摩2米大尺寸金屬3D打印機XDM 2000

△XDM 2000

蘇州西帝摩在2021TCT展會上發(fā)布超大型激光選區(qū)熔化設(shè)備 XDM 2000,，它使用了6套振鏡系統(tǒng),，金屬3D打印臺面成型尺寸達(dá)2000mm×2000mm，在同類產(chǎn)品中已屬最大機型之一,。

①移動式掃描系統(tǒng)
設(shè)備采用了單列6套振鏡6個工位并行移動掃描方案,，具體的實現(xiàn)方式是：將2000mm×2000mm的加工臺面分成大小相等的6×6個區(qū)域，單列6個區(qū)域分布6套振鏡系統(tǒng),，在開始加工時6套振鏡同時工作,，當(dāng)前工位掃描完成后移動振鏡平臺到下一工位，然后6套振鏡同步掃描,，依次掃描完成6個工位的加工后結(jié)束本層掃描,，等待鋪粉完成后接著進(jìn)入下一循環(huán)，直至整個零件加工結(jié)束,。這樣,，6套并行的同步掃描方法即能實現(xiàn)加工的高效性，也大幅減低了成本,。

②移動式煙塵處理裝置,，將“大”化小
產(chǎn)品設(shè)計了一種可移動式的吹吸煙裝置，該裝置隨著振鏡的位置同步移動,，如下圖所示,，吹吸煙裝置與激光振鏡一樣，在移動過程中具有六個工位,，因此在成型倉兩側(cè)分別設(shè)計了6個管道接口,，用于各個工位吹吸煙的氣體對流，當(dāng)吹吸煙裝置移動至該位置時,，管道接口處的電磁鐵啟動將吹吸煙管道結(jié)合,，形成循環(huán)的氣體對流環(huán)境，然后激光振鏡開始掃描,，加工中產(chǎn)生的煙塵便能在這樣的氣體對流環(huán)境下得到有效處理。將2000mm跨距煙塵處理問題轉(zhuǎn)化為350mm跨距,。

華曙高科8激光金屬打印機FS721M,，打印效率創(chuàng)新高
隨著3D打印技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的縱深發(fā)展，增材制造朝著多激光,、大尺寸,、高效率,、低成本方向發(fā)展，由此帶來了打印質(zhì)量,、穩(wěn)定性,、一致性等方面的眾多新挑戰(zhàn)�,；�于汽車行業(yè)產(chǎn)業(yè)化用戶的個性化需求定制,，工業(yè)級3D打印領(lǐng)航企業(yè)華曙高科于2021年5月率先發(fā)布了8激光金屬增材制造技術(shù)及配置8激光的FS721M設(shè)備，并在2021 TCT亞洲展上連續(xù)3天現(xiàn)場展示其燒結(jié)過程,。

目前,，國際一線品牌大型設(shè)備的成型效率大約在200-250ml/h，華曙高科8激光FS721M配置了8個1000W的激光器,，結(jié)合大層厚工藝,，8激光FS721M成形速率最高可達(dá)250-300ml/h，創(chuàng)下了金屬3D打印效率的新高度,。FS721M擁有720×420×420mm大尺寸成型缸,，能滿足大尺寸、復(fù)雜結(jié)構(gòu),、產(chǎn)業(yè)化增材制造需求,，成型材料包括鈦合金、鎳基高溫合金,、鋁合金,、不銹鋼等。同時,，F(xiàn)S721M配備惰性氣體保護(hù)下的高效粉末處理系統(tǒng)和循環(huán)過濾系統(tǒng),，通過智能切片算法及獨特的風(fēng)場設(shè)計和多激光協(xié)同掃描，確保成型質(zhì)量,。

△8激光FS721M成形速率最高可達(dá)250-300ml/h

該設(shè)備雖然激光器成本增加了,，但是因為打印效率的提升，使得用戶的總體打印成本降低了,，由此獲得了用戶的認(rèn)可,。截至2021年12月，華曙高科3D打印設(shè)備在全球客戶端裝機量超600臺,，其中400mm以上尺寸中大型金屬設(shè)備超過80臺,，憑借持續(xù)的創(chuàng)新和過硬的產(chǎn)品力，華曙高科持續(xù)引領(lǐng)工業(yè)3D打印市場,。

自主研發(fā)軟件支持深度開發(fā)和功能定制

華曙高科自主研發(fā)的增材制造一體化開源軟件操作系統(tǒng),，集合制造與故障診斷溫場控制、遠(yuǎn)程監(jiān)測,、數(shù)據(jù)反饋與集成控制等功能于一體,，是將增材制造多個模塊功能集成一體的系統(tǒng)控制軟件,，也是具有開源性特征的3D打印軟件系統(tǒng)，突破了歐美增材制造企業(yè)原有封閉式軟件的技術(shù)局限,，成為本領(lǐng)域開放式軟件平臺,。

目前，華曙高科全系列增材制造系統(tǒng),，開放多類核心關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),，支持用戶深度開發(fā)和功能定制：
● 激光類參數(shù)（例如激光功率、激光光斑等）
● 路徑規(guī)劃類參數(shù)（例如條帶分區(qū),、上下表面分區(qū)策略等）
● 運動控制類參數(shù)（例如鋪粉速度,、鋪粉層厚等）
● 尺寸校準(zhǔn)類參數(shù)
● 支撐設(shè)計類參數(shù)

通過設(shè)備和材料的最佳匹配獲得最好的工件質(zhì)量和性能，同時兼容第三方軟件如西門子NX軟件,、Netfabb等,。


全面實時監(jiān)測系統(tǒng)保駕護(hù)航

在打印過程中，金屬粉末熔化過程相當(dāng)復(fù)雜,，充滿挑戰(zhàn)性,，金屬的相變、冷卻速度以及其他工藝參數(shù)都將影響金屬粉末的熔凝過程及組織結(jié)構(gòu),。FS721M配備全面實時監(jiān)測系統(tǒng),，能進(jìn)行鋪粉檢測、報警處理,、質(zhì)量追溯,，能實時掌握每層激光掃描完后成型情況，并進(jìn)行每層鋪粉檢測及智能處理,，質(zhì)量可追溯,，有效保證設(shè)備高產(chǎn)值高成品率，為設(shè)備穩(wěn)定運行保駕護(hù)航,。


輕量化翼舵

產(chǎn)品尺⼨：665*55*252mm
打印設(shè)備：FS721M
打印材料：FS IN718
應(yīng)⽤⾏業(yè)：航空航天

采用點陣,、蜂窩、柵格骨架蒙皮⼀體化,，內(nèi)部點陣填充,，產(chǎn)品減重60%。同時,，縮短加⼯周期,，降低成本，綜合性能提⾼20%,。


易加三維EP-M650系列型產(chǎn)品 · 四激光大尺寸金屬增材制造系統(tǒng)

南極熊獲悉,，EP-M650系列產(chǎn)品采用MPBF金屬粉末床熔化技術(shù)，配置四激光四振鏡,、多激光精準(zhǔn)定位+拼接區(qū)精度控制技術(shù),，保證設(shè)備的高質(zhì)量、高效率及高穩(wěn)定性打印,，其中基礎(chǔ)型設(shè)備配置的成型室尺寸可達(dá)655*655*800mm3,。可實現(xiàn)鈦合金,、鋁合金,、鎳基高溫合金、模具鋼,、不銹鋼,、鈷鉻鉬等材料的打印，適用于航空,、航天,、軍工等領(lǐng)域大尺寸、高精度和高性能零部件的直接制造,。

EP-M650孵化于國家重點研發(fā)計劃“增材制造與激光制造專項”——“大尺寸粉末床選區(qū)激光熔化增材制造工藝與裝備研發(fā)”項目（北京易加三維科技有限公司為該項目的牽頭承擔(dān)單位）,。目前，該設(shè)備已批量生產(chǎn),，正式投放并服務(wù)市場,。

設(shè)備研發(fā)過程中，易加三維攻克了多個大型增材制造設(shè)備的共性技術(shù)難點,，包括光束質(zhì)量控制,、多激光拼接精度控制、循環(huán)風(fēng)場均勻化,、循環(huán)過濾系統(tǒng)穩(wěn)定性優(yōu)化,、多激光路徑規(guī)劃、在線質(zhì)量檢測等關(guān)鍵技術(shù),，并通過技術(shù)延伸開發(fā)出系列化共有平臺設(shè)備,。根據(jù)客戶需要，該系列設(shè)備成型高度方向的尺寸可定制,，最高可達(dá)2000mm,。

高效率，高產(chǎn)能
基礎(chǔ)型EP-M650成型室尺寸655*655*800mm3 , 體積 >340L; 配備四激光,，成型速度最大可達(dá)120cm3/h, 相比單激光打印效率提升3.5 倍,；可實現(xiàn)大層厚打印（≥60μm）,，進(jìn)一步提高產(chǎn)能,。
品質(zhì)穩(wěn)定，一致性好
卓越的高光束質(zhì)量 (M2≤1.1) 及細(xì)節(jié)分辨率，保證了打印零件的成型精度及力學(xué)性能,；打印拼接區(qū)精度偏差≤±0.1mm, 力學(xué)性能一致性較單激光無明顯差異,；風(fēng)場結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，保證煙塵,、飛濺的有效去除,，全幅面零件打印均勻一致。

人性化設(shè)計,，自動化程度高
用戶界面友好,，具有一鍵打印功能；打印完成后,，可通過控制軟件 “一件取件”,，成型缸自動移出，側(cè)滑至清粉模塊,；打印過程中設(shè)備信息實時顯示,，打印完成后自動生成電子版打印報告。

實時監(jiān)測,，安全性高
安全設(shè)計,，防誤操作、防觸電,、防火,、防污染；設(shè)備整體密封性好,，粉末使用與回收均處于封閉狀態(tài),；工作環(huán)境和氣源狀態(tài)實時監(jiān)測，安全可靠,。

易加三維秉承“以技術(shù)驅(qū)動發(fā)展”的理念,，在增材制造領(lǐng)域深耕細(xì)作，務(wù)實創(chuàng)新,，為工業(yè)化生產(chǎn)提供更專業(yè),、更可靠、更適用的生產(chǎn)制造級3D打印設(shè)備,，以實際行動助力制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級,。

天津鐳明1.5米高尺寸金屬3D打印機LiM-X650H
天津鐳明LiM-X650H在2021年6月份研制成功，可打印零件尺寸為650mmx650mmx1500mm,，屬國際領(lǐng)先水平,，特別是打印縱深，為可商業(yè)化銷售的金屬增材制造設(shè)備中的最高水平之一,；該設(shè)備搭載完整閉環(huán)的粉末自動輸送系統(tǒng),，零件打印全程無需人工干預(yù)粉末上下料及篩分過程，配備零件粉末清理回收模塊，高效,、實用,、安全。

鐳明激光的LiM-X650H設(shè)備配置4臺1000W激光器,，最高可增至8臺,，配合優(yōu)化后的工藝參數(shù),，成型效率大幅度提升,；光學(xué)系統(tǒng)采用高質(zhì)量數(shù)字掃描振鏡和f-theta鏡，掃描精度高且運行穩(wěn)定,；采用燒結(jié)板過濾系統(tǒng),，濾芯壽命長，打印過程不中斷,，避免了更換濾芯或濾芯清潔所造成的停機,，同時提升了安全性；此外,，獨特的落粉鋪粉系統(tǒng)為打印工藝提供高質(zhì)量粉層,，可切換的粉末輸送系統(tǒng)為便捷生產(chǎn)提供基礎(chǔ)功能，有趣的篩分機構(gòu)為超長打印過程提供可靠保障,，10L/min的輸送效率為高速打印提供充足原料,。

LiM-X650H系列設(shè)備可廣泛應(yīng)用到航空、航天,、汽車制造等各領(lǐng)域,，已有鈦合金、高溫合金,、鋁合金等材料成熟的打印參數(shù)包,，該設(shè)備在成形效率、打印質(zhì)量,、使用成本等方面均有優(yōu)異表現(xiàn),，已成功為某航天客戶打印高度為1400mm的零件，得到客戶認(rèn)可,。

武漢天昱全新一代智能鑄鍛銑短流程綠色復(fù)合制造機床建成投運

2021年7月1日,，南極熊獲悉，立志于“高端領(lǐng)域重點突破和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級”的武漢天昱智能制造有限公司,，建成投運“全新一代智能鑄鍛銑短流程綠色復(fù)合制造機床”（TY4000L）,。該機床面向國家高端裝備高品質(zhì)短流程制造之急需，將金屬增材-等材-減材合三為一,，融合了武漢天昱在設(shè)計,、材料、工藝、軟件,、核心器件及產(chǎn)品復(fù)合制造方面的經(jīng)驗耦合,，集成國產(chǎn)數(shù)控機床主機、數(shù)控系統(tǒng),、功能部件及萬向微鑄鍛系統(tǒng),，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，是武漢天昱核心技術(shù)—“金屬3D'微鑄鍛'技術(shù)”產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的第四代大型全剛性惰性氣氛保護(hù)快速制造裝備,。

• 全密閉氣氛環(huán)境成形尺寸更大
  

TY4000L有效成形尺寸達(dá)3m×2m×2m,，相比前期版本，全密閉環(huán)境成形體積擴大6倍以上,。

• 功能集成智能化程度更高
  

TY4000L將微鑄鍛銑系統(tǒng),、在線監(jiān)測系統(tǒng)、反饋修復(fù)系統(tǒng),、氣氛保護(hù)系統(tǒng)全面模塊化進(jìn)行中控,，相比前期版本，反饋調(diào)節(jié)響應(yīng)效率更高,，裝備運行更穩(wěn)定,。

• 產(chǎn)品覆蓋范圍更廣
  

TY4000L首次配備復(fù)雜成形鑄鍛頭，可實現(xiàn)密閉環(huán)境下電弧/等離子弧雙熱源雙送絲自由切換,，多工序無縫銜接,，在保證成形質(zhì)量的同時，效率大幅度提升,，覆蓋更多特殊材料及復(fù)雜特征高端鍛件制造需求,。

天昱智造首席科學(xué)家、華中科技大學(xué)張海鷗教授團(tuán)隊潛心20余年發(fā)明的多場調(diào)控激光/電弧微鑄鍛銑一體化智能制造高性能大型金屬構(gòu)件技術(shù)(簡稱“智能微鑄鍛”技術(shù)),，突破了“鑄鍛同步,、控形控性、缺陷監(jiān)測,、自主修復(fù)”等難題,，融合3D打印、半固態(tài)快鍛,、柔性機器人三項重大技術(shù),，將金屬增材-等材-減材制造合三為一，可用一臺設(shè)備制造鍛件級零件,，無需重型裝備與巨型模具及二十多次反復(fù)加熱與成形加工,。

該技術(shù)全面提高制件強度、韌性,、疲勞壽命及可靠性,，變革了國內(nèi)外鑄鍛分離的傳統(tǒng)制造模式,，屬于顛覆性創(chuàng)新與領(lǐng)跑國際的先進(jìn)制造技術(shù)，在低成本,、高效率成形高性能大型復(fù)雜零件關(guān)鍵技術(shù)與工藝上獲得重大突破,，兼具增材制造的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、無模,、輕量化優(yōu)點和傳統(tǒng)鍛造零件的高品質(zhì),。產(chǎn)品性能獲權(quán)威機構(gòu)測試認(rèn)證和用戶充分肯定：國際3D打印權(quán)威白皮書Wohlers Report評價“發(fā)明了新穎的鑄鍛銑復(fù)合增材制造技術(shù)”；國際電弧成形先驅(qū)Cranfield大學(xué)評價“原位軋制改善微觀組織性能,、形貌,、應(yīng)力、變形”,；應(yīng)用單位認(rèn)為“制造周期僅為傳統(tǒng)方式的1/3,，性能超過鍛件”；成果鑒定“整體技術(shù)居國際領(lǐng)先水平”,。

升華三維突破大尺寸難熔金屬的3D打印技術(shù)

△鎢合金屏蔽件

粉末擠出打印技術(shù)（Powder Extrusion Printing，PEP）是由升華三維提出的,，結(jié)合“3D 打印”和“粉末冶金”的一種新型 3D 打印方法,。第一步控制材料成型，在低溫下（300℃）成型復(fù)雜的難熔金屬結(jié)構(gòu)件的生坯,，然后經(jīng)過高溫?zé)�結(jié),，最終實現(xiàn)大尺寸（500mm*500mm*600mm）、成分均勻,、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高性能產(chǎn)品制備,。
基于粉末擠出打印技術(shù)，升華三維自主研發(fā)了大尺寸獨立雙噴嘴間接3D打印機UPS-556,，具有大幅面打印尺寸,，有效打印尺寸高達(dá)500mm×500mm×600mm，通過獨立雙噴嘴設(shè)計,，可以同時打印雙材料,，具有自動進(jìn)料功能，可以實現(xiàn)連續(xù)不間斷打印72h以上,。UPS-556具有操作簡單,、高精度、高質(zhì)量和高性價比等優(yōu)點,。

△UPS-556

對于高比重鎢合金,，由于成分多樣，性能差異大,，熔點最高相差2400℃,，且各元素飽和蒸氣壓不同,，采用SLM技術(shù)無法保證各合金成分的可控性和精確性。而PEP技術(shù),，通過低溫段成形,，高溫段成性的方式，從而有效地解決這個問題,。
升華三維聯(lián)合中南大學(xué)和天津大學(xué)采用UPS-556開發(fā)了合適的打印工藝,，成功制備了高密度99.1±0.2%，拉伸強度為801MPa,，延伸率為22.1%的高比重鎢合金（96W-2.7Ni-1.3Fe）,。熱處理后，性能進(jìn)一步提高,拉伸強度為838MPa,，延伸率達(dá)到了26.1%,。對于難熔金屬材料而言，PEP技術(shù)是一種新的3D打印方法,。
南極熊獲悉,，升華三維還正在開發(fā)打印尺寸1m*1m*1m以上的超大尺寸金屬/陶瓷間接3D打印機。

Raise3D上海復(fù)志推出FFF桌面級金屬3D打印設(shè)備
2021年TCT亞洲展上Raise3D上海復(fù)志宣布將推出包括桌面級金屬3D打印解決方案MetalFuse,。這一端到端解決方案為金屬3D打印提供了完全集成的生態(tài)系統(tǒng),，包括用于金屬FDM/FFF的桌面3D打印機、催化脫脂爐,、燒結(jié)爐,、金屬熔絲制造優(yōu)化軟件以及由BASF Forward AM提供的金屬線材組合。

△巴斯夫3D打印解決方案亞太區(qū)業(yè)務(wù)管理和運營總監(jiān)陳立博士（右）與Raise3D 技術(shù)總監(jiān)麥味先生（左）聯(lián)合發(fā)布MetalFuse金屬3D打印系統(tǒng)

Raise3D MetalFuse主要面向金屬原型制作,，相較SLM/PBF技術(shù),，其準(zhǔn)入門檻和使用難度都大幅降低，使用頻率不高的客戶可采購打印機,，并采用外協(xié)方式進(jìn)行脫脂和燒結(jié)加工處理,。同時相較其他金屬打印工藝而言，所見即所得,，能有效解決目前金屬加工,、模具、粉末冶金行業(yè)的開發(fā)周期緩慢,，開發(fā)成本過高的問題,。

△使用Forge1打印的金屬零件

Raise3D的創(chuàng)新還在于另辟蹊徑，沒有采用另兩家桌面級金屬3D打印公司Desktop Metal 和Markforged所使用的溶劑脫脂工序,，而是將3D打印和傳統(tǒng)MIM行業(yè)的氣體催化脫脂工藝相結(jié)合,，大幅提高最終零件良品率，相較上一代的溶劑脫脂,，MetalFuse縮短了60%成型時間,，金屬致密度提升至97%,。

云耀深維（江蘇）自主創(chuàng)新技術(shù)的微米級金屬3D打印機Precision-100

△Precision-100
云耀深維專家團(tuán)隊自主研發(fā)的微米級金屬增材制造技術(shù)實現(xiàn)了復(fù)雜精密結(jié)構(gòu)金屬材料的3D一次打印成型，控制激光光斑至20微米,，平整鋪粉層厚至5微米（相當(dāng)于20分之1根頭發(fā)絲厚度),，實現(xiàn)了金屬打印精度至2-5微米，打印部件表面粗糙度Ra值0.8-1微米,，致力于填補小型,、高精度增材制造部件的市場空白，其主要優(yōu)勢如下：
- 超高精度：微米級打印實現(xiàn)了金屬打印精度至2-5微米,，可以讓產(chǎn)品的設(shè)計更加自由,，突破設(shè)計局限，實現(xiàn)微米級多孔,、中空,、鉸鏈、多維隨行流道等精密結(jié)構(gòu),；
- 光潔表面：微米級打印將輪廓最大高度Rz降低至5到10微米之間,，Ra值0.8-1微米，可減少大量后期加工環(huán)節(jié),；
- 免支撐打�,。何⒚准�3D打印可以實現(xiàn)大部分結(jié)構(gòu)10度角度以上無需支撐、自由打�,。�

微米級金屬打印技術(shù)適用于目前傳統(tǒng)精密制造在制造周期,、制造難度,、多工序部件制造成本、成型復(fù)雜度,、設(shè)計自由度等方面存在難點的部件制造,。
主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：
- 航空航天
在云耀深維極微100系列上已成功一次成型具有高表面光潔度和內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)的鎳基高溫合金航空發(fā)動機部件，大幅度提高其性能及效果,；
- 醫(yī)療領(lǐng)域
可直接成型微創(chuàng)手術(shù)器械/手術(shù)耗材/手術(shù)機器人關(guān)節(jié),，快速制造個性化植入體/介入體；
-微電子領(lǐng)域
在散熱部件內(nèi)打印封閉式的復(fù)雜微結(jié)構(gòu)流道系統(tǒng),，實現(xiàn)傳統(tǒng)工藝無法加工的復(fù)雜部件,，大大提高產(chǎn)品散熱性能；
- 精密模具領(lǐng)域
快速制造微米級電子接插件模具,，并可以實現(xiàn)精密模具里打入多維隨形冷卻流道,，提高冷卻效率，延長設(shè)備使用壽命并提升設(shè)備產(chǎn)能,。


總結(jié)
以上為2021年國內(nèi)金屬3D打印廠商發(fā)布的其中一些重磅產(chǎn)品,，從電子束EBM,、SLM選擇性激光燒結(jié)、FFF熔融擠出,、微納級金屬打印等不同技術(shù)工藝,，極具行業(yè)代表性的突破性技術(shù)設(shè)備。部分廠商已經(jīng)做出了更先進(jìn)的機器（例如20激光器的SLM 金屬3D打印機）,，但是由于還不夠成熟,、客戶保密要求等原因，希望南極熊先不要公布曝光,，將在2022年隆重推出,。敬請關(guān)注。

如果有其他獨具特色的金屬3D打印機,，歡迎在留言區(qū)補充,。

值得看看

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