南極熊匯總：中國金屬3D打印技術(shù)的突破與發(fā)展，續(xù)寫先進(jìn)制造新篇章

導(dǎo)讀：隨著工業(yè)4.0的浪潮席卷全球,，3D打印技術(shù)以其獨(dú)特的制造優(yōu)勢(shì),，成為制造業(yè)革新的重要推手。中國在這一領(lǐng)域的發(fā)展尤為迅猛,，近年來在金屬3D打印技術(shù)上取得了一系列令人矚目的突破,。例如,，今年亞洲2024 TCT展會(huì)上亮相的西空智造鍛打印技術(shù)、鐳明激光的飛行打印技術(shù),、易加三維的EP-M2050 64激光多激光打印技術(shù)……諸如此類的創(chuàng)新金屬3D打印技術(shù)引起展會(huì)的一時(shí)盛況,。每一項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步都在不斷拓寬金屬3D打印的應(yīng)用邊界，越來越多的企業(yè)也開始在這一領(lǐng)域展現(xiàn)出了強(qiáng)大的創(chuàng)新能力和市場(chǎng)潛力,。

對(duì)比國外同一梯隊(duì),，我國近年來發(fā)展起來的金屬3D打印技術(shù)不僅在精度、效率和材料應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,，而且在關(guān)鍵技術(shù)自主可控方面取得了顯著成就,。在本文中,，南極熊將匯總介紹我國在這一領(lǐng)域的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展,，探討它們各自的原理、亮點(diǎn)及其在行業(yè)中的不同之處,，探索這些技術(shù)如何引領(lǐng)制造業(yè)的未來趨勢(shì),。

西空智造“鍛打印“技術(shù)

西空智造的“鍛打印技術(shù)”是一項(xiàng)突破性的金屬3D打印技術(shù)，技術(shù)依托于選區(qū)激光熔融（SLM）方法,，并引入了同步的常規(guī)SLM激光和脈沖強(qiáng)化激光,，使得打印過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得到有效控制。這種雙激光協(xié)同工作機(jī)制大幅提升了材料的質(zhì)量和性能,，解決了傳統(tǒng)增材制造中疲勞強(qiáng)度低,、質(zhì)量一致性差、以及易變形開裂等痛點(diǎn)問題,。顯著提升了打印件的整體性能,。

西空智造的“鍛打印技術(shù)的核心在于特殊的脈沖激光強(qiáng)化方法，能夠利用激光沖擊產(chǎn)生的高壓波對(duì)熔融金屬層進(jìn)行鍛打,，使得材料在冷卻固化的同時(shí)進(jìn)一步細(xì)化晶粒結(jié)構(gòu),，從而顯著提升力學(xué)性能。例如,，與傳統(tǒng)SLM打印的7075鋁合金相比,，使用鍛打印的產(chǎn)品顯微硬度可提升20%到40%，晶粒細(xì)化超30%,，而且內(nèi)部殘余拉應(yīng)力轉(zhuǎn)換為壓應(yīng)力,。這種應(yīng)力轉(zhuǎn)換進(jìn)一步提高了部件的抗疲勞性能，并減小了變形幾率,�,；�于最新研發(fā)的i3D-300型鍛打印金屬3D打印設(shè)備，公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多種難熔金屬材料的穩(wěn)定打印成形,，如7075鋁合金和鎳基高溫合金,，無需改變粉末成分或添加形核劑即可獲得高性能材料,。此外，設(shè)備中的DD1激光模塊還支持高精度的輪廓加工,，允許更少的支撐結(jié)構(gòu),，滿足復(fù)雜薄壁零件的凈成型需求。

相關(guān)閱讀：

（1) “鍛金屬3D打印”,，西空智造同步常規(guī)SLM激光和強(qiáng)化激光-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com)

（2) 2024TCT亞洲展：西空智造以鍛打印技術(shù)突破增材制造性能極限-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái)(nanjixiong.com)

鐳明激光的飛行打印技術(shù)

鐳明激光推出的“飛行金屬3D打印技術(shù)”在今年的2024 TCT展會(huì)上引起了廣泛關(guān)注,，一度成為“爆款”。該技術(shù)的核心在于激光模組的移動(dòng)性,，能夠在打印過程中實(shí)現(xiàn)激光器在X軸方向的移動(dòng),，從而擴(kuò)大打印尺寸并提高打印效率。LiM-X1500HF系列設(shè)備具備1.5米×1.5米×1.5米的打印幅面,，專門針對(duì)航空航天中大型零件的打印需求,。該設(shè)備集成飛行打印技術(shù)的亮點(diǎn)在于其采用了多達(dá)20個(gè)激光器的配置，結(jié)合鋪粉,、送粉兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì),，既保證了成型幅面，又能使打印的零件更加精細(xì),，節(jié)省后續(xù)加工時(shí)間,。在小尺寸設(shè)備方面，鐳明激光推出的LiM-X400機(jī)型能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)每小時(shí)3公斤的打印成型效率,，可應(yīng)用于模具和民品領(lǐng)域,。此外，飛行打印技術(shù)還展示了在復(fù)雜零件制造方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),，能夠滿足航空航天和軍工領(lǐng)域的高要求,。

鐳明激光的飛行打印技術(shù)不僅在技術(shù)層面上實(shí)現(xiàn)了突破，還在市場(chǎng)應(yīng)用上獲得了高度認(rèn)可,。設(shè)備的靈活性和高效性使其在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力,，尤其是在需要大幅面打印的場(chǎng)景中，為制造業(yè)帶來了新的可能性,。

相關(guān)閱讀：

“飛行金屬3D打印”領(lǐng)勢(shì)而上,！鐳明激光為大幅面打印注入創(chuàng)新力量-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com)

易加三維配備64激光的EP-M2050打印裝備

易加三維在2024年TCT展會(huì)上發(fā)布的EP-M2050金屬增材制造系統(tǒng)，標(biāo)志著SLM技術(shù)在大尺寸零部件打印領(lǐng)域的又一重大突破,。該設(shè)備的成型室尺寸達(dá)到2058mm×2058mm×1100mm（Z向可定制達(dá)2000mm）,，極大拓展了SLM增材制造技術(shù)的成形尺寸和應(yīng)用范圍。

EP-M2050采用矩陣式激光器排列技術(shù),，標(biāo)配36個(gè)激光器,，最大打印成型效率可達(dá)1080cm³/h，較之前的型號(hào)提升約100%,。這一技術(shù)的亮點(diǎn)在于其高效的激光輸出和優(yōu)秀的光學(xué)調(diào)校,，使得打印件的致密度和均勻性得到了有效保障,。在2024 TCT亞洲展的現(xiàn)場(chǎng)，易加三維展出了由這臺(tái)EP-M2050打印的2米級(jí)的金屬件,。此外,，EP-M2050還具備智能監(jiān)控功能，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)鋪粉缺陷,，提高打印的可靠性和可追溯性,。在安全性方面，EP-M2050實(shí)現(xiàn)了全封閉式操作,，具備多重保護(hù)機(jī)制,，確保設(shè)備在運(yùn)行過程中的安全性和穩(wěn)定性。這些創(chuàng)新不僅提升了生產(chǎn)效率,，拓寬了SLM技術(shù)在大尺寸零部件的服務(wù)領(lǐng)域,，還為工業(yè)化智能生產(chǎn)制造創(chuàng)造了更多可能性。

相關(guān)閱讀：

（1) “2米大成型尺寸8矩陣64激光金屬3D打印機(jī)來了,，易加三維EP-M2050重磅發(fā)布-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com)

鉑力特50μm級(jí)高精密金屬3D打印技術(shù)

鉑力特（BLT）推出的高精度金屬激光粉末床熔合（LPBF）技術(shù),，標(biāo)志著在微型部件生產(chǎn)方面取得了重大突破,。這項(xiàng)技術(shù)通過改進(jìn)激光熔合工藝和優(yōu)化材料沉積,，顯著提升了表面粗糙度和尺寸精度，生產(chǎn)出表面粗糙度低至Ra 2-3μm且尺寸精度達(dá)到0.05mm的零件,。這一精度水平為制造需要高度細(xì)節(jié)和光滑表面的部件開辟了新的可能性,，如醫(yī)療設(shè)備、航空航天和先進(jìn)工程的部件,。例如,，在醫(yī)療行業(yè)，鉑力特成功生產(chǎn)出具有復(fù)雜內(nèi)部通道的小型醫(yī)療部件,，滿足了嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),。此外，鉑力特公司也是我國較早一批實(shí)現(xiàn)無支撐金屬3D打印技術(shù)的突破的公司：30°以下懸垂結(jié)構(gòu)無需支撐,，鉑力特攻破無支撐SLM金屬3D打印技術(shù)-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com),。結(jié)合無支撐技術(shù)和高精密LPBF技術(shù)，鉑力特生產(chǎn)出厚度僅為0.1毫米的不銹鋼螺紋部件這一具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用,，且最終部件的表面粗糙度達(dá)到Ra≤1.6μm,。

鉑力特的另一項(xiàng)創(chuàng)新亮點(diǎn)是開發(fā)的F-RD拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型，這一精妙的設(shè)計(jì)展示了新型高精密LPBF技術(shù)的潛力,。這一設(shè)計(jì)基于算法數(shù)字設(shè)計(jì)方法,，能夠創(chuàng)建具有復(fù)雜曲率變化的周期性極小曲面。與傳統(tǒng)方法相比,，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的表面紋理質(zhì)量,，證明了在突破增材制造極限特征尺寸方面的潛力,。鉑力特在高精度金屬激光粉末床熔合（LPBF）技術(shù)的技術(shù)突破，不僅提升了制造微型部件的能力,，還解決了傳統(tǒng)金屬LPBF法在表面光潔度和精度方面的挑戰(zhàn),，這對(duì)于依賴復(fù)雜精密部件生產(chǎn)的各個(gè)行業(yè)來說，是一項(xiàng)革命性的進(jìn)步,。

相關(guān)閱讀：

（1) 鉑力特（BLT）推出尺寸精度達(dá)0.05mm的高精密金屬3D打印技術(shù)-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com)

清研智束雙槍/四電子槍同幅電子束金屬3D打印技術(shù)

2022年11月,，清研智束發(fā)布了首臺(tái)采用了EBSM®雙槍同幅電子束金屬3D打印技術(shù)的Qbeam G350設(shè)備，擴(kuò)大了高溫材料的打印幅面,、提升了打印效率,。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了同步預(yù)熱和掃描，精確控制粉床溫度,，打印出更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和材料,，滿足航空、航天等領(lǐng)域的需求,。Qbeam G350的創(chuàng)新之處在于其自主研發(fā)的雙槍同幅技術(shù),，可同步進(jìn)行預(yù)熱、填充和輪廓掃描,，成形效率提高一倍以上,。該設(shè)備適用于形狀復(fù)雜、裂紋敏感性材料零部件的加工制造,，如大尺寸薄壁零部件及金屬間化合物,、難焊高溫合金等材料。

Qbeam S600是清研智束在2024年4月取得的又一突破性成果,。憑借其革命性的多電子槍拼接控制技術(shù),，成功整合多個(gè)6kW功率的高能電子槍，實(shí)現(xiàn)了600×600×700mm的打印尺寸,，鈦合金極限沉積效率提高至每小時(shí)400立方厘米以上,。這一創(chuàng)新顯著提升了生產(chǎn)效率與成本效益，更大大地縮短了新材料的研發(fā)周期,，同時(shí)確保了成品的優(yōu)越性能和廣泛適用性,。Qbeam S600的發(fā)布，解決了長期以來困擾制造業(yè)的大尺寸鈦合金部件生產(chǎn)難題,。相比激光設(shè)備,，這款電子束設(shè)備具有顯著的批產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性，以某醫(yī)療應(yīng)用典型零件為例,，其單件成本降低了47%,，設(shè)備產(chǎn)出提高至200%。

△2×2陣列式電子束金屬增材制造設(shè)備Qbeam S600

相關(guān)閱讀：

（1) 清研智束發(fā)布首臺(tái)EBSM®雙槍同幅電子束金屬3D打印設(shè)備QbeamG350-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com)

（2) 最大成形700mm,，清研智束發(fā)布四電子槍金屬3D打印機(jī)QbeamS600-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com)

漢邦激光聯(lián)手廣東工業(yè)大學(xué)開發(fā)全激光增減材復(fù)合金屬3D打印技術(shù)

在2024年5月,，漢邦激光與廣東工業(yè)大學(xué)合作成功研制出了集成原位激光成形,、拋光、減材,、強(qiáng)化,、熱處理和在線監(jiān)測(cè)與閉環(huán)制造參數(shù)調(diào)控等功能的全激光增減材復(fù)合制造裝備。這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)激光增材與超快激光減材在極小時(shí)間尺度上的功能融合,，為復(fù)雜高性能構(gòu)件一體化精密制造提供了新技術(shù)與新裝備,。全激光增減材復(fù)合金屬3D打印技術(shù)解決了增材制造零件表面粗糙度高的問題，突破了精密微小內(nèi)結(jié)構(gòu)無法制造的難題,，實(shí)現(xiàn)了含復(fù)雜微細(xì)內(nèi)結(jié)構(gòu)的零件直接成形,，延長了設(shè)備壽命、無損耗,、綠色工藝,。

△LACM全激光增減材復(fù)合制造金屬3D打印工程樣機(jī)

漢邦激光的全激光增減材復(fù)合金屬3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多激光（連續(xù)激光+超快激光）復(fù)合，光斑尺寸（20-100μm）與能量分布可調(diào),；近微納米級(jí)精密減材技術(shù),，實(shí)現(xiàn)微納米尺度切割；增材鋪粉厚度30-60μm,，激光減材精度達(dá)到1μm,，滿足精細(xì)結(jié)構(gòu)加工需求。此外,，金屬構(gòu)件無需承受外載荷力,，增減材過程中激光強(qiáng)化與終端面激光拋光，實(shí)現(xiàn)了系列自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多激光運(yùn)動(dòng)硬件集成與控制軟件代碼編寫,。該技術(shù)的突破解決了增材制造零件表面粗糙度高的問題，突破了精密微小內(nèi)結(jié)構(gòu)無法制造的難題,，實(shí)現(xiàn)了含復(fù)雜微細(xì)內(nèi)結(jié)構(gòu)的零件直接成形,。這種技術(shù)延長了設(shè)備壽命、無損耗,、綠色工藝,，有望對(duì)金屬3D打印產(chǎn)業(yè)，甚至金屬加工領(lǐng)域造成變革性的影響,。

相關(guān)閱讀：

（1) 全激光增減材復(fù)合金屬3D打印技術(shù),，廣東工業(yè)大學(xué)和漢邦激光取得突破-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com)

南京英尼格瑪CML Hybrid多激光同軸復(fù)合3D打印技術(shù)

南京英尼格瑪工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)有限公司在深圳2024 Formnext展會(huì)上推出了一款集自動(dòng)化與智能化于一體的移動(dòng)機(jī)器人增材系統(tǒng)，打破了傳統(tǒng)3D打印設(shè)備的固定性限制,，大幅提升了大件工件的生產(chǎn)效率,。該系統(tǒng)采用AGV移動(dòng)小車作為底盤，能夠?qū)⒃O(shè)備移動(dòng)至需要操作的工件前,，進(jìn)行智能焊接和增材制造,，實(shí)現(xiàn)了大件工件的“現(xiàn)場(chǎng)”制造,。與之適配的是公司的專有CML Hybrid多激光同軸復(fù)合3D打印技術(shù)，集成了定向能量沉積（DED）的所有工藝,，通過全部可獨(dú)立調(diào)控的6激光模組復(fù)合電弧熱源,、6路粉末和絲材同送以及雙路保護(hù)氣，實(shí)現(xiàn)包括多波長激光復(fù)合,、激光電弧復(fù)合,、絲粉復(fù)合以及保護(hù)氣復(fù)合的四重復(fù)合技術(shù)。這使得設(shè)備能夠滿足變組分梯度材料,、原位合金化增材,、高通量材料制備、微觀組織調(diào)控等DED技術(shù)前沿研究方向,，同時(shí)可滿足提升增材材料兼容性,、增材效率、構(gòu)件精度,、性能及復(fù)雜程度等DED技術(shù)工程化應(yīng)用需求,。

英尼格瑪?shù)漠a(chǎn)品不僅在硬件上表現(xiàn)出色，還通過軟件和數(shù)字化手段提升了整體生產(chǎn)效率,。公司的智能增材軟件可以通過模型導(dǎo)入,、路徑規(guī)劃、模擬等步驟,，自動(dòng)完成增材制造的全流程操作,。這一過程無需人工干預(yù)，大大降低了操作難度,，提高了生產(chǎn)效率,。此外，公司還開發(fā)了一套過程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng),，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備內(nèi)部的打印狀態(tài),、溫濕度、熔池的形貌等參數(shù),，提升了產(chǎn)品質(zhì)量,、優(yōu)化了生產(chǎn)流程。

相關(guān)閱讀：

（1) 英尼格瑪CML Hybrid多激光同軸復(fù)合3D打印技術(shù),，推動(dòng)DED智能化,、自動(dòng)化-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com)

希禾增材綠激光金屬3D打印技術(shù)

深圳希禾增材公司致力于開發(fā)綠激光金屬3D打印技術(shù)，特別是在打印銅基材料,、難熔金屬材料,、貴金屬材料等細(xì)分市場(chǎng)領(lǐng)域提供了優(yōu)秀的解決方案。在2024年3月，希禾增材推出最新的XH-M350G綠激光金屬3D打印機(jī),，凈成型尺寸達(dá)到350×350×500mm,，可選配單/雙綠激光，滿足市場(chǎng)上對(duì)紫銅,、銅鉻鋯,、銅鉻鈮、錫青銅,、銅鋁合金,、銅鎳合金、鎢,、鉭,、黃金、鉑金等材料的打印需求,。

XH-M350G的技術(shù)特點(diǎn)包括自研單模連續(xù)綠光光纖激光器,，可選配多種功率（500W/750W/1000W）單激光/雙激光，提高打印效率,。設(shè)備采用上送粉方式,，支持單、雙向鋪粉,，可選配半/全自動(dòng)吸篩送粉系統(tǒng),。光路系統(tǒng)深度定制，光斑大小可控制在40-60um,，覆蓋材料范圍更廣,，除常規(guī)材料外，覆蓋銅,、貴金屬,、難熔金屬等更多材料體系。設(shè)備軟件支持高度開源,，配備永久濾芯,，確保濾芯長期使用，氣氛循環(huán)系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì),，大幅降低洗氣、打印過程中氣體消耗,，降低使用成本,。模塊化設(shè)計(jì)使得設(shè)備日常維護(hù)管理便捷，搬運(yùn),、運(yùn)輸,、安裝簡(jiǎn)便。

希禾增材的綠激光金屬3D打印技術(shù)正在成為細(xì)分市場(chǎng)領(lǐng)域的最佳解決方案,，公司希望促進(jìn)金屬增材行業(yè)進(jìn)一步全面,、快速,、健康發(fā)展。隨著技術(shù)的逐步普及應(yīng)用,，希禾增材將繼續(xù)推出多尺寸,、多激光的產(chǎn)品，以匹配更多應(yīng)用場(chǎng)景的市場(chǎng)需求,。

相關(guān)閱讀：

（1) 采用自研高功率單模激光器,，希禾增材發(fā)布國產(chǎn)綠激光金屬3D打印機(jī)XH-M160G-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com)

（2) 支持銅基金屬/貴金屬/難熔金屬打印，希禾增材發(fā)布中大尺寸綠激光金屬3D打印機(jī)XH-M350G-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com)

其他金屬3D打印技術(shù)的突破

無支撐金屬3D打印技術(shù)是我國近年來取得顯著突破的一大技術(shù)領(lǐng)域,，并逐漸打破了國際技術(shù)壟斷局面,。從2023年起，易加三維,、鉑力特,、華曙高科等眾多國內(nèi)廠商紛紛發(fā)布了自己的無支撐/少支撐打印技術(shù)，這些技術(shù)在成形質(zhì)量,、打印幅面和打印效率上均展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì),。德國Velo3D、EOS等公司曾以其無支撐技術(shù)領(lǐng)先市場(chǎng),，但中國廠商的崛起,，憑借技術(shù)創(chuàng)新和高性價(jià)比，開始在國際市場(chǎng)上嶄露頭角,。

中國的無支撐金屬3D打印技術(shù)不僅在工藝軟件上取得進(jìn)展,，更有廠商已經(jīng)推出了成熟的設(shè)備，并在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用,。這些技術(shù)的發(fā)展,，不僅減少了對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的依賴，降低了材料使用和后處理要求,，還極大推動(dòng)了金屬3D打印在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造等高端應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)步,。中國的金屬3D打印技術(shù)正以強(qiáng)勁的增長勢(shì)頭，在全球范圍內(nèi)刮起一股中國風(fēng)：技術(shù)被攻破,，無支撐金屬3D打印將刮起中國風(fēng)-南極熊3D打印網(wǎng) - 平臺(tái) (nanjixiong.com)

結(jié)語

西空制造,、鉑力特、清研智束,、漢邦激光以及希禾增材等企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,，不僅推動(dòng)了國內(nèi)金屬3D打印技術(shù)的進(jìn)步，加快了中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),，也為全球金屬加工領(lǐng)域帶來了新的可能性,。這些技術(shù)的發(fā)展，不僅提升了生產(chǎn)效率和制造精度，還拓展了材料的應(yīng)用范圍,，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件的高效制造,。

展望未來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟和應(yīng)用的不斷拓展,，金屬3D打印技術(shù)將繼續(xù)在中國,，甚至全球舞臺(tái)上發(fā)揮重要作用，為制造業(yè)的智能化,、自動(dòng)化,、綠色化貢獻(xiàn)中國智慧。我們有理由相信,，通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新與市場(chǎng)探索,，金屬3D打印將為各行各業(yè)帶來更多顛覆性的變革，開啟工業(yè)制造的新篇章,。