来自中国计量科学研究院、航空工业北京长城计量测试研究所、浙江省计量科学研究院等计量机构的专家，中国计量大学、浙江大学、南京航空航天大学、同济大学、之江实验室等高校科研机构学者，CMVU机器视觉产业联盟、浙江省模具行业协会等协会专家，中航工业成飞、松下电器、江铃汽车、丰田汽车等企业用户，爱德华、中图、新天光电、Geomagic杰魔、Mitutoyo三丰、FARO法如等行业伙伴代表出席会议。各个领域专家多层次、多维度交流计量经验知识，碰撞学术思想，共同推进三维光学测量技术的标准化与规范化发展新趋势。

 01 标准筑基·精度为擎

先临三维精度实验室正式通过CNAS（中国合格评定国家认可委员会）认证，已具备“独立开展校准服务”的技术能力，以高精度的尺寸测量服务，为公司、行业以及客户产品的研发、生产、制造等提供更加可靠的质量保障。

中国计量科学研究院专家 杜华（左）；先临三维精度实验室主任 李仁举（右）

微米级的校准仪器与恒温恒湿的检测环境，让精度实验室的整体配置达到国内外权威计量机构同等水平；计量传递与计量溯源量线并行共同实现可追溯性计量校准，保证校准结果客观、准确。

先临三维精度实验室的产品校准服务，基于国家计量技术规范JJF 1951，以及德国工程师协会发布的VDI/VDE 2634 国际标准，可以出具盖有CNAS标准章的精度报告，实现与全球100+国家及地区互认。

先临三维不仅是标准规范的践行者，也是标准规范的参与制定者。2022年6月28日，JJF 1951-2021《基于结构光扫描的光学三维测量系统校准规范》这项国家计量技术规范正式实施，为光学三维测量技术的规范化和普及化应用提供了重要指导和依据。

此外，先临三维还牵头起草了“白光三维测量系统”与“结构光手持式三维扫描仪”的行业标准，参与起草“牙颌模型三维扫描仪技术要求”国家标准。

 02 链起高精度三维视觉生态

企业创新能力一方面取决于内部资源投入，同时也得益于创新生态中的协作力量。先临三维不仅强化自身研发实力，还积极联动产业链上下游、高校、科研院所、行业协会和用户共建三维视觉创新应用生态，以实现跨界合作，共创共享。

中国计量大学机电工程学院副院长 许素安（左）；先临三维3D数字化事业部总经理 杨扬（右）

本次会议上，先临三维与中国计量大学签订长期合作协议，双方进一步在计量领域开展人才共育、应用共探、资源共享的合作，共同推动三维光学计量仪器和测量技术应用的发展。目前，先临三维已经与浙江大学、清华大学、北京大学、四川大学等知名高校开展合作，承担十余项国家、省、市重要科技项目。

标准筑基，精度为擎。走过近20年，先临三维作为高精度3D视觉领域领军企业的背后，是坚持长期主义的逻辑，不断加大研发投入，坚持建设标准体系，持续深耕终端应用，以“高精度与高标准”链动产业生态，为制造业高质量发展筑基护航。

关于CNAS

CNAS是中国合格评定国家认可委员会的英文简称，是国内唯一一家具有资格颁发国家认可实验室的机构。国家实验室认可是由中国合格评定国家认可委员会（CNAS）对检测/校准实验室和检查机构有能力完成特定任务做出的正式承认及授权，通过认可的实验室出具的检测/校准报告可以加盖中国合格评定国家认可委员会（CNAS）和国际实验室认可合作组织（ILAC）的印章，所出具的校准项目的数据具有国际权威性，其数据国际互认。

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

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之前，3D科学谷介绍过美铝分拆出的下游业务的公司Arconic,Arconic的主要业务包括金属粉末生产、3D 打印、热等静压、锻造、铸造、机加工、质量检测。本期，我们一起来看国际上的知名打印服务公司位于美国的Sintavia如何快速打造其独特的竞争实力和发展路径。

© Sintavia

长驱直入

Sintavia擅长Inconel 718合金、Inconel 625合金、铝、钛、钴铬合金、不锈钢等金属粉末的打印。

根据3D科学谷的市场观察，Sintavia围绕每一种金属打造独家的加工“秘方”，从而在应用端搭建高的竞争壁垒，为其长驱直入的发展做好铺垫。

 致密的铜合金

近日，Sintavia还为NASA的GRCop-42 铜合金开发了专有打印技术，GRCop-42 是NASA 和私人太空飞行公司用于火箭推力室组件的首选铜合金。这项新技术结合了专有参数集和热处理后处理，是在 EOS的M400-4 打印机上开发的，可制造最小密度为 99.94%、最小拉伸强度为 28.3 的 GRCop-42 铜组件ksi，最小极限屈服强度为 52.7 ksi，最小伸长率为 32.4%。重要的是，该技术避免了在后处理步骤中使用热等静压机，从而减少了生产时间、复杂性并降低了成本。

NASA制造火箭推力室的燃烧室所用的铜合金GRCop-42作为具有更高导电性的高强度合金而得到了应用，铜合金由于其高导热性而被期望用于腔室衬里，这带来高效的壁冷却以将腔室热壁保持在高强度温度区域中。根据3D科学谷的了解，NASA开发了生产封闭壁铜合金衬里的能力，使复合材料成为腔室护套作为可行且理想的选择。详情请参考3D科学谷发布的<Part1: 深度剖析NASA采用多合金增材制造和复合材料实现轻质可重复使用的推力室组件>,<Part2: 深度剖析NASA采用多合金增材制造和复合材料实现轻质可重复使用的推力室组件>,<Part3: 深度剖析NASA采用多合金增材制造和复合材料实现轻质可重复使用的推力室组件>,<Part4: 深度剖析NASA采用多合金增材制造和复合材料实现轻质可重复使用的推力室组件>。

围绕着铜合金，Sintavia在进一步提升其独特的优势，以具有成本效益和优异机械性能的方式释放难以打印的材料的潜力。而能够在 GRCop-42 上达到这些性能水平这一事实进一步巩固了 Sintavia 作为增材制造在航空航天、国防和航天行业应用的独特地位。

 更强的铝合金

不仅仅是铜合金，根据3D科学谷的市场观察，针对于铝合金的加工，Sintavia几年前就开发出了完整的端到端的参数体系，Sintavia通过专有工艺来打印F357铝粉末，从而满足航空航天和汽车行业对低密度、良好的加工性和热传导元件的需求。

Sintavia独家的铝合金加工工艺是一整套的体系，不仅包括预构建材料分析，还包括后期热处理和压力消除，从而能够生产出高达125%的设计强度，精密度达100%。通过常温、高温强度验证，以及零度以下的温度验证，Sintavia能够快速生产出满足要求的铝件。

 控制质量检测、发力后处理

除了独特的工艺开发，Sintavia在后处理和测试方面的投入也很大。还完成了对检测设备QC Laboratories的收购。

Sintavia的冶金分析实验室是全球最先进、最高端的实验室之一。Sintavia提供全系列的金相制备能力，包括分割、装配、研磨、抛光和蚀刻。公司自身所具有的这一能力对于原料和指标开发至关重要。而在后处理方面，Sintavia采用的是Quintus Technologies 热等静压（HIP）技术，通过热等静压和热处理技术能够消除零件中对疲劳寿命产生影响的孔隙，从而提高钛合金和高温合金3D打印零部件的材料性能。

Sintavia打造的一站式服务包括设计、粉末分析、打印、CT扫描、金相分析、力学测试等。在这方面，Sintavia通过了AS9100 certified和ISO 17025/ANAB认证。

 实力来自于不断的自我进化

此外，Sintavia积极参与标准的制定，根据3D科学谷的了解，Sintavia目前正在为其他材料（包括耐火合金）制定专有标准，以用于航空航天、国防和航天工业。

根据3D科学谷的市场了解，国内的3D打印服务商几乎一路不可避免的交着高昂的“学费”而达到目前的状态的，这些“学费”打造了服务商的核心竞争力，那就是对于系统、工艺、材料、后处理、质量检测的konw-how。3D打印服务商必须了解整个流程链，只有在整个工艺链上多处用力，才能在每个点上获得比别人领先的学习曲线，而领先就意味着竞争力。

l 文章来源：3D科学谷内容团队

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在工业制造领域，产品竞争愈演愈烈。如何缩短产品设计和开发周期，是当前加工制造业发展的一大痛点。而3D打印技术可在短时间内直接制造出设计原型，以便开发人员快速优化结构和完善设计。尤其在一些小批量非通用零部件、工装夹具方面，3D打印技术以其超高的制造效率和极低的生产成本，给传统加工行业带来新出路。

桌面级3D打印常常采用FDM设备，即利用熔融沉积成型原理，加热喷头沿零件截面轮廓作X-Y平面运动，同时将熔化的材料挤出，在工作台上迅速冷却成一层薄片轮廓。如此循环，层层堆积，最终形成三维产品零件。但面对工业级尺寸零部件时，FDM设备的打印效率低下，不能完美地对打印材料续料，且打印件性能较差，层间结合力仅为注塑件的30%—50%，极大地限制了FDM设备在工业领域的应用。

西安增材制造国家研究院卢秉恒院士团队汽车组着眼于实现低成本、真正工业级熔融沉积（FDM）打印，以商业化颗粒料为打印原材料，以打印制造应用终端产品为目标，使用螺杆转动作为树脂熔融和送进的动力来源，达到树脂材料快速熔融和高效率挤出的目的，最终成功设计和研发了挤出成形工艺（EDP）系列设备。

该系列设备打印效率高、成型尺寸大、层间结合力强，同时拥有从底层开发的控制系统，设备带打印仓保温系统等优势。目前，增材院研发的EDP系列设备如下图所示：

设备特点

 超高的打印效率

• EDP-P006最大挤出速度1Kg/h
• EDP-P01最大挤出速度3.2Kg/h
• EDP-P02最大挤出速度15Kg/h
• EDP-P04最大挤出速度25Kg/h

综合而言，EDP系列设备的打印效率约为传统FDM设备的30-200倍。

 螺杆结构打印头+自动上料

EDP设备采用螺杆结构的打印头设计，对打印材料进行有效塑化，保证出料稳定、流畅、不堵头，同时配合自动上料设计，既可提高打印效率，亦可提升打印件层间结合力。

 打印件性能佳

使用EDP设备制作的打印件层间结合力强，其性能接近注塑件，满足工业领域需求。

上图是不同ABS材料制造方式力学性能对比。其中试样未加工，表示从EDP打印成板后直接剪裁下来的标准试样，而试样加工后，表示按照相关国标要求裁剪后，对试样的表面进行了精加工，保证试样表面符合国标要求。通过此图可以看到，EDP打印试样的力学性能远超传统桌面机FDM设备打印件，基本接近注塑件性能的，特别重要的一点，是EDP打印件的层间结合力得到了极大改善，从而解决了传统桌面机FDM设备打印产品一个巨大的痛点。

 多变的材料适应能力

EDP设备打印材料分为两类：
一类是传统商用热塑性树脂颗粒料，其优势在于材料易得且成本低廉，极大地降低了打印制造的成本；
另一类是针对不同领域和产品专门开发的特种材料，如耐高温打印材料、高强度打印材料、医疗支具专用材料等，以满足不同领域的打印制造需求。多种类型材料的使用和开发，既满足了多领域的不同制造需求，也印证了EDP设备优异的多材料适应能力。

设备应用

目前，增材院工业级EDP设备已完成核心关键零部件的设计和制造工作，同时配备专属的控制软件，可实现在线监控、连续打印及断电续打功能，在模具制造、大尺寸工业产品制造、文创雕塑产品等领域均有应用。另外，增材院还可提供多种材料体系工艺包的制定，包括ABS、PLA、PC、PP、PMMA及其加玻纤或碳纤材料体系工艺方案，可针对不同领域需求制定完整的产品解决方案。

 快速模具制造

下图为使用EDP设备打印的汽车某部件成型模具。

左上（图1）为纯ABS打印的未经加工后处理的汽车某部件模具胚体，该模具尺寸约2050×800×850mm，重约55Kg，使用EDP-P04设备打印，打印耗时约14h。

右上（图2）为使用含碳纤维ABS材料打印的模具缩比模型加表面机加处理的制件。该模具使用EDP-P01打印完成，尺寸约600×220×250mm，重量约2.6Kg，耗时约3h。

左下（图3）为表面处理后的实际模具。

右下（图4）为打印的模具活块。

 大尺寸零部件的直接打印

这包括产品预研期间的零部件验证，以及展车的制造等，使用EDP-P01和EDP-P04设备对其所需的汽车外形零部件进行打印，随后根据需求对打印件进行机加工和表面处理，最终获得其所需的零部件。下图为用EDP设备打印的大尺寸零部件。

左图为某研究院制作的大尺寸打印件，尺寸约855×600×250mm，该件由EDP-P01打印完成，重量约4Kg，耗时约4h。

右图为某院所打印制造的大尺寸结构产品，且内部含有复杂的装配结构，尺寸约φ1.5m×2m。

 医疗支具快速定制

下图为使用EDP-P01打印的两个矫形支具。其中左图为打印后未作处理的脊柱侧弯支具，右图为另外一套打印后经过处理的脊柱侧弯支具。

该矫形支具尺寸约210×180×310mm，重约250g，打印耗时约45min。由于材料特殊，导致该件打印效率相对较低，这也印证了EDP系列设备对打印材料极大的适用性。

只需要经过简单的处理和加装相应的配件，该打印支具就可成为一个成品的矫形辅具。因其柔韧性较好，患者可多次穿戴和脱取，且佩戴上身后无明显配重感。同时也可实现个人定制设计，以便更好地贴合病人身体结构，特别是针对如脊柱侧弯和先天性髋关节脱位这类需要阶段性调整治疗方案的身体畸形，3D技术打印有着不可替代的优势。

 文创雕塑快速制作

传统外景雕塑制造采用泡沫精雕加玻璃钢外表面覆盖的方式，但泡沫精雕制造成本较高，同时面对超大尺寸雕塑件时，泡沫也无法承受较大的外覆盖玻璃钢的重量。而EDP设备恰好为大型雕塑的制造提供了新思路。左图为用EDP设备打印的雕塑牛，打印时长仅为40h。

右图为使用EDP设备打印的文创家具产品。定制创意家具之所以成本极高，主要由单件单模的制造流程导致。而采用EDP设备可实现创意定制家具的无模化生产，既可快速一体成型，又可突破传统工艺限制，打造优美曲面造型，满足消费者个性化需求。

 电力防护行业的应用

由于EDP设备拥有极高的打印效率，可满足电力行业紧急情况的防护产品的制作需求。下图为EDP设备在电力行业的应用，其中左图为传统屏蔽罩，右图为使用EDP设备快速制造的屏蔽罩产品。

l AMPOWER与3D科学谷正在合作面向全球欧洲、美洲、亚洲市场发布的2020年全球增材制造研发市场报告，欢迎中国企业积极参于有关3D打印领域设备、软件、材料的研发市场调查，敬请扫码参与调研。

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ABB OY每年生产数百万个电缆套管。此案例中的电缆套管由热塑性弹性(TPE)制成。此前，用于注射成形生产的模具在原始设计中没有装配任何冷却镶件，单个产品的生产周期约为60秒，其中冷却时间大约占了30秒。

由TPE制成的电缆套管产品

 选区激光熔化技术实现创新

为了达到最佳的优化效果，该模具镶件共设计了六种不同的随形冷却方案。其中一组使用了传统设计以用作参照，其余方案则根据SLM®技术的优势与要求，综合考虑了诸如无支撑角度、最小壁厚、流道尺寸及流道形状等因素进行设计，并对不同的方案进行了相应的优化。在进行实际冷却实验之前，测试人员根据水流量及热传导系数对各模具镶件进行了模拟，其结果显示不同的零件设计会呈现出不同的冷却性能。

芬兰公司VTT使用不锈钢316L在SLM®125设备上打印出这六款模具镶件，并根据产品需求，对其进行了热处理，使镶件达到54HRC的目标硬度后，对其外部进行了相应的机加工处理。至此，冷却性能试验的前期准备工作已全部完成。

 性能测试

为了测试冷却效果，镶件需要被加热到70℃进行回火冷却至20℃，而这一过程类似于注塑成形工艺中TPE的冷却过程。通过使用红外测温采集各个镶件冷却时的数据，并进行统一对比。

其中，喷泉型，薄U型和粗螺旋型设计有着最佳的冷却性能，能够在10秒内完成冷却过程。由于镶件尖端区域的冷却速度较慢，通过减小流道的横截面积可以加快湍流流速，实现冷却效率的提升。而使流道尽可能地靠近镶件表面则可以使冷却效率最大化。而综合考虑到成形难度，喷泉型和薄U型镶件的成形效果最好。

带有随形冷却的镶件可以用于注塑成形模具中，目前看来这些镶件的使用并不会造成成形件中产生空腔。TPE的生产周期缩短到14.7秒，其中冷却时间缩短至6秒。

 随形冷却有助于大批量注塑件的生产

SLM®技术的使用带来生产周期和生产成本大幅度的缩减。通过在注塑成形模具中使用随形冷却镶件，可以将冷却时间从约30秒缩短至大约6秒，将生产周期从60.5秒减少到14.7秒。

 3D打印案例——带有随形冷却的模具镶件

• 在模具镶件内直接集成随形冷却流道
• 在使用随形冷却镶件的情况下，TPE的冷却时间减少了80%
• 总计生产周期缩短了75%以上
• 随形冷却使得注塑件得以均匀冷却，减少了次品产生

文章来源：SLM Solutions

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3D Metalforge是一家新兴的增材制造企业，致力于为客户提供完整的端到端金属3D打印服务，实现批量生产复杂、优质的工业用途金属零件。选择优秀的金属增材制造系统是其制胜的关键。3D Metalforge对金属增材制造系统的需求包括必须具备全球支持，适应工业4.0，满足质量、灵活性和可靠性要求等等。

 背景

金属增材制造公司3D Metalforge于2016年底在新加坡成立，是3D Matters的姊妹公司。在东南亚地区，随着市场对高精度三维金属零件制造的需求迅速增长，许多增材制造企业拔地崛起，3D Metalforge就是其中一员。

市场对金属3D打印服务的需求急剧变化，正在从主打短期原型制造和一次成型转变为批量生产工业用途零件。

为满足市场需求，增材制造企业必需投资购入金属增材制造系统，打造专营金属3D打印的生产流程。

3D Metalforge首席执行官Matthew Waterhouse先生解释道：“客户从不太了解某些零件其实可以使用金属粉末直接打印，到认识到金属增材制造工艺相比于传统制造技术的优势，乃至金属增材制造工艺可以实现的零件复杂性和高质量，他们的成长速度堪称惊人。”

目前，3D Metalforge以其获得ISO认证的生产设备服务来自海洋、石油和天然气、精密工程和一般制造业等领域的客户群，3D打印零件包括叶轮、天线支架、吊钩和旋转接头等等。

作为一家高度专业的增材制造企业，3D Metalforge为客户提供完整的端到端金属增材制造服务，涵盖咨询和诊断、零件设计或重新设计、优质零件打印和后处理工艺（热处理、锯切、喷砂、抛光和精加工）。

 挑战

3D Metalforge选购金属增材制造系统的标准极严，以应对快速发展变化的制造行业。面对众多的设备选择，3D Metalforge必须确保其选择的机器能够在当下以及未来提供满足客户需求的服务。3DMetalforge的选择标准如下：

• 通过打印样品展示增材制造系统生产各式各样高品质、高精度、高复杂度零件的能力。
• 增材制造系统制造商必须能够提供本地技术支持，包括售前和售后。
• 系统必须成熟可靠，因为系统可靠性对于生产工业用途零件至关重要。
• 系统必须操作简单、易于使用。

增材制造系统制造商还须具备丰富的制造工艺知识，并且清楚了解3D Metalforge的典型运营方式。

3D Metalforge还考虑到了即将来袭的工业4.0趋势，要求金属增材制造系统必须能够符合“工业4.0”的核心原则，包括数据透明性、连接性和人机界面。

Waterhouse先生说：“我们认为金属增材制造是工业4.0不可或缺的一部分，是未来制造业变革的先锋军。”在新加坡以及亚洲其他地区，具有前瞻性思维的企业都在全力迎战工业4.0潮流，我们的决策也需要体现这一点。”

 解决方案

硬件和支持

雷尼绍的紧凑型AM 400增材制造系统正能突破重围，满足3D Metalforge的选择标准。AM 400的加工体积为250 mm x 250 mm x 300 mm，配备激光束直径仅为70 μm的400 W激光系统，人机界面高度图形化、可视化。

AM 400秉承雷尼绍的“开放参数”理念，允许3D Metalforge针对正在加工的金属粉末和特定打印件的几何形状自由优化机器参数设置。系统具备一流的惰性气体环境，安装SafeChange™滤芯处理系统，可
最大限度降低接触粉末和烟尘的可能性。

Waterhouse先生说道：“我们对雷尼绍的精密测量技术闻名已久。最重要的是雷尼绍通晓制造工艺，
了解材料设置、机器校准以及我们对新型生产运营方式的要求。”

“AM 400增材制造系统打印的超高品质样品甫一亮相就让我们十分满意。我们认为金属3D打印技术和传统加工工艺是相辅相成的，而AM 400让我们清楚地看到它能如何帮助简化后处理程序。”

软件

在打印零件前，3D Metalforge首先使用Solid Works软件进行初始3D CAD设计，并在需要时利用
Autodesk软件审查零件可打印性。

然后，再使用雷尼绍QuantAM加工文件处理软件优化支撑结构，摆正零件，并设置最终打印文件。接着便以AM 400方案完成绝大部分打印工作。

3D Metalforge还使用雷尼绍InfiniAM Central软件，这是一款专门设计的增材制造系统远程过程监控软件。InfiniAM Central允许近乎实时地观察增材制造现场加工并查看历史加工数据，以高度图形化方式显示系统信息，方便进行直观、深入的分析。

 结果

AM 400自安装调试完成后的18个月内是3D Metalforge的生产工厂内利用率最高的金属3D打印机。Waterhouse先生评价说，AM 400的运行时间、精度和可靠性都非常好。

他例举了3D Metalforge如何向一家技术设备公司提供完整的端到端金属3D打印服务：“这家设备公司的诉求是优化其金属托盘零件，改善产品本身性能。因为使用传统制造技术无法实现预期设计目标，所以客户向我们寻求金属3D打印解决方案。”

由于零件的原始设计不适合增材制造，3D Metalforge首先对零件进行了重新设计。采用网状结构以减轻重量，并调整零件形状以摆正零件方便打印。他们打印了若干个产品原型，并且装配到最终产品上进行测试，才最终敲定了零件设计。

截至目前，3D Metalforge已经在AM 400系统上打印了逾百个这类复杂的金属零件，质控合格率为100%。增材制造设计不仅减轻了零件重量，而且提高了零件性能。

3D Metalforge预计增材制造标准和认证领域将大有可为，而且市场对更高品质工业用途零件的需求将是未来发展趋势。随着越来越多的行业领域采纳增材制造技术，预期金属增材制造专用金属粉末的种类也将越来越多。

3D Metalforge希望继续购入更多增材制造系统，以生产更多尺寸规格的零件，使用更多种类的金属粉末。它还计划在高速增长的亚洲市场开设更多工厂。目前，3D Metalforge正在美国开拓市场、丰富解决方案，并且认为美国是其特色金属增材制造服务品牌最大的市场之一。

文章来源：雷尼绍

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 使3D打印更具可持续性

跨国公司的影响力越来越大，但随之而来的是更大的责任。3D打印行业也同样需要考虑技术对社会和环境的影响。这意味着，当我们开发新的产品和技术来帮助客户创造有意义的应用时，可持续性需要成为首要的考虑因素。

从社会和环境的角度来看，3D打印已经为企业提供了一种更加可持续的生产方式。3D打印通过分布式生产让更多地区的人们受益，通过个性化护理改善人们的健康和福祉，并使更好的工作条件成为可能。同时，3D打印还可以通过大规模定制和优化的物流来减少生产流程中的浪费。因此，许多人将3D打印视为帮助企业可持续经营的积极力量。但这还远远不够。

“3D打印可以并且需要做更多的事情，通过创新的方式来减少对社会和环境的影响。”创始人兼CEO Fried Vancraen说，“我很高兴看到越来越多的行业领导者认识到这一点，并制定了减少能源消耗、增加回收粉末的使用量以及创建面向未来的工作场所的倡议。”

展望未来，3D打印行业所面临的问题并不是“3D打印是不是一种更具可持续性的制造技术？”，而是“我们怎样做才能使3D打印更具可持续性？”

 不确定性带来的机会

面对不确定的经济形势，制造企业，尤其是那些对需求波动更为敏感的行业，将更专注于降低成本和规避风险。在2000年代末期的经济危机期间，3D打印行业受到了沉重的打击，因为当时它主要是一种原型制造技术。随着企业削减研发投入，对原型制造的需求也降低了。

“今天的情况有所不同。”副总裁兼制造部总经理Jurgen Laudus说，“ 3D打印不再仅仅是原型制造，它已经成为制造终端产品的补充性技术。同时，3D打印技术已经逐渐成熟，并赢得了越来越多的信任。如今，更多的企业通过3D打印在设计和制造上获得了优势。因此，在经济形势不确定的时期，3D打印不再代表成本和风险，而是机会。”

3D打印现在已用于批量生产，例如用于制造Hoya视觉模拟器的外壳

与传统制造技术相比，3D打印并不依赖规模效应，它只需要很少的启动资金。按需生产意味着对库存的需求降低，而本地化生产可以减少关税波动带来的影响。

由于面临着不确定的经济形势，相信更多的制造企业将把3D打印作为降低成本和规避风险的工具。

 为人工智能在增材制造中的应用打下基础

数据就是力量。随着3D打印被越来越广泛地应用，更多的传感器被用来更好地监测3D打印流程，比以往更多的数据正在被收集。

但是，能够收集数据还远远不够——需要让数据帮助决策。

人工智能是一种功能极其强大的工具，可用于处理大量数据并从中获得帮助决策的深入见解。但要做到这一点，需要的不仅仅是大量数据，还有对3D打印流程的深入理解。

“如今，已经有人工智能推进3D打印的案例。”副总裁兼软件部总经理Stefaan Motte说，“但是，在增材制造可以真正应用人工智能之前，我们需要更好地理解定义3D打印流程的诸多参数和算法。这需要我们在研究、创新和跨行业合作上持续投入。”

只有真正了解3D打印流程，并从数据中找到使其变得更快速、更稳定、更可预测的办法，才能真正释放人工智能在增材制造中的全部潜力。

 全新的创新氛围

近年来，3D打印在许多方面都取得了进步：更快的打印机、更多新材料和更多后处理选择。现在，可以看到所有这些进步汇集起来，形成了令人振奋的创新氛围。

“对于3D打印行业来说，这是个好消息。”创新总监Kristel Van den Bergh说，“这些进步不仅让我们可以通过改进生产流程来增强现有的应用，而且还激发了以前无法想象或实现的全新应用的开发。”

一个很好的例子是用于大规模定制的新型TPU材料。在之前的几年中，虽然可以使用TPU进行打印，但是打印流程非常不稳定，因此很难将其规模化。现在，HP的MJF打印机、巴斯夫的新型TPU材料以及Materialise在工艺和设计方面的知识可以完美地结合在一起，创建鞋子、运动装备和安全设备等新应用，并将其付诸规模化生产。

3D打印机、软件和材料的进步正在创造绝佳的机遇。在之前的几年中，消费者可能并不了解或关心他们选择的产品背后的制造过程。现在，他们对性能、美观度的要求日益提升，对个性化过程的参与更加积极。3D打印是实现这一切的理想方式。在不久的将来，人们将能享受到之前从未想象过的产品。

 投资自动化后处理

随着企业扩大3D打印的规模，他们将越来越依赖自动化。但扩张的潜力受到后处理的限制，尤其是在当前后处理主要依靠人工操作的情况下。通过简单地增加人员来扩大规模会导致成本和不确定性增加，并且不能保证可靠性。如果要扩大生产规模，唯一的办法就是自动化后处理。

在大规模定制的情况下尤其如此。对于个性化的鞋子，不同的客户可能需要不同的颜色，这会使流程变得更加复杂。而且，我们当前所说的“大规模定制”其总产量仍然是很低的。

“我们相信现在是开始自动化后处理的时候了。”CTO Bart Van der Schueren说，“在Materialise，我们一直在大力投资这些流程。我们最近的一个案例是将医疗3D打印中的整条清洁生产线进行了自动化，以确保达到最高的质量标准。”

CTO Bart Van der Schueren表示，类似Materialise医疗3D打印清洁生产线的自动化后处理流程，可确保达到最高的质量标准。

幸运的是，工业4.0以及它带来的更强大的自动化能力，正在创造全新的方式来自动化后处理流程。这需要时间、精力和更多的投资，并且只有在3D打印规模扩大后，这些投资才能获得回报。但这个回报是确信的，因此从当下就开始对自动化后处理进行投资至关重要。

 2020年的3D打印

“如果只能带着一个词进入2020年，那这个词就是‘可持续性’。对可持续性的关注不仅仅在对环境和社会的影响。尽管未来的经济形势充满不确定性，但3D打印通过生产终端产品、开发新应用、应用自动化后处理以及人工智能等技术，为企业达成财务上的可持续性提供了机遇。这些趋势将在2020年定义我们的行业。” -Materialise CEO Fried Vancraen

文章来源：Materialise

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如今，为了“多、快、好、省”的迅速实现备品备件的打印，美国空军向普渡大学附属公司Imaginestics LLC提供资金支持，以推进3D打印制造技术在帮助国防部管理其数字资产以保护美国方面发挥更大的作用。

来源：普渡大学

 让备品备件的制造全流程智能化

根据3D科学谷的了解，Imaginestics LLC是一家软件公司，总部位于西拉斐特的普渡大学研究园，已通过美国空军获得了150万美元的SBIR （小型企业创新研究）第二阶段资助。该奖项是在Imaginestics公司于2017年受聘为空军创建新系统以更好地管理增材制造（AM）体系之后获得的。

根据 Imaginestics首席执行官兼联合创始人Jamie Tan，Imaginestics的使命是建立用于管理数字资产的人工智能驱动解决方案。通过使用 Imaginestics的VizSeek，设计工程师可以克服基于关键字搜索的相关障碍，成功找到他们以前设计过的零部件。使用视觉搜索，工程师只需要上传照片、手绘草图、2D CAD绘图，3D草图或3D模型，就能快速准确的在设计数据库中找现有的类似零部件。一旦工程师确认了零部件几何形状以及相关的制造数据，就可以立即将其使用到新的设计中。

VizSeek应用案例。来源：VizSeek

基于已有的视觉搜索方案，Imaginestics正在建立一个增材制造咨询系统（AMAS），该系统将为空军提供一种对增材制造工程师有效地存储，处理和显示增材制造零件数据。它将提供增材制造零件的出处，查看增材制造设备性能以及管理逆向工程任务的工作流程。这个系统托管在AWS GovCloud上，将允许所有组织之间利用该软件共享增材制造数据，同时还将最大程度地减少软件仓库的维护成本。

来源：普渡大学

AMAS将包括Imaginestics专利的视觉搜索技术VizSeek，VizSeek技术还允许用户搜索历史数据以找到相关的工具、零件设计、以前的报价和采购数据。

该平台实质上可以使空军人员在数小时内创建零件，而不必等待数天来追踪零件并重复工作。除了搜索零件，AMAS还将帮助工程师更好地了解不同原材料、机器、工艺和零件形状之间的关系。接下来，记录的数据可用于预测机器维护，节省资源和潜在的机器停机时间。

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《3D打印发展趋势及中国市场的机遇与挑战》

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在FDM这个统称下，最核心的不仅是高温密闭成型仓室和真实的工程塑料这两点区别。为了了解需要哪些材料才能产生耐用零件，我们从个人打印机到工业级打印进行一个归纳介绍。

• PLA，25%ABS加PLA，PETG是普及型桌面式打印机使用的耗材但是这些远非高质量和工业应用级别的材料。
• ABS、PC、尼龙、PPS、这些则是工业3D打印的高温FDM塑料序列，目前更延展至ULTEM、PEKK等高等级工程材料，这些高等级材料的成型精度与材料性能的同步保障是工业级设备的体现！

 哪些领域需要应用高性能塑料？

具有出色性能的塑料在航天领域中非常有用。当然还不能用于塑料打印火箭发动机，它的热稳定性还未达到如此高的水平，但是它非常适合制作周围的各种零件。一个例子就是Stratasys和Atlas V.火箭的“气候控制”项目，打印16个塑料零件代替了140个金属零件，实现更快，更轻，更经济。这可不是一个理论项目，它已经飞入太空。

另一个例子是航空。飞机内饰与气密件领域应用的范围很大。为了减少零件的重量，在可能的情况下尽量改用塑料。当飞机制造涉及发动机部件或机身框架的细节时，可直接打印金属，但是到了负荷较小的结构元素（例如机舱通风和内饰部件）最好由高性能塑料制成。目前，主流航空公司们越来越多的接受这种趋势。

我们从天上回到地面：有趣的是工程塑料的其他性能。耐化学腐蚀性、耐高温、防静电、生物相容性等有可能使3D打印创建传统工艺无法获得的零件结构。与金属打印相比，塑料打印价格更低。打印的产品可更多地应用于医药、石油天然气工业以及化学工业领域。

 与普通塑料的区别

为什么不将PLA发射到太空，而使用ULTEM材料制作飞机舱的通风板呢？工程塑料被应用于一系列与高温、低温、耐火、机械强度有关的要求。通常来说这些要求是一体的而非其中的一点。因此，当与PLA与环境相互作用时，燃烧和产生漂浮物是不可控的。目前,此类工程塑料实际上必须使用更高基本的FDM/FFF技术在工业打印设备中完成。

含聚碳酸酯的长丝

聚碳酸酯是工业上常用的塑料，具有高抗冲击性和透明性，也可满足FDM打印的需要。该材料比ABS更能保持温度，耐酸，但对紫外线辐射敏感，在石油产品的影响下分解。

纯聚碳酸酯，PC

PC 3D打印零件，来源：形优制件社

聚碳酸酯产品的最高工作温度为130°C。聚碳酸酯具有生物惰性，其产品可以接受灭菌处理，这使您可以将其用于打印药品包装和配件。

Stratasys PC、 PC-ISO（Fortus打印机可用）。第一种是用于一般用途，第二种是经过生物相容性认证的医疗用途。

PC-ABS

PC-ABS 3D打印零件，来源：形优制件社

PC-ABS结合了ABS固有的耐磨性和韧性，具有更高的冲击性和工作温度。在低温下（最高-50°C）保持强度。与纯PC不同，它更适用于需要通过打磨或喷砂消除零件的分层结构的情况。

应用：用于零件和小批量生产的外壳和控制元件，替换设备中的成批的塑料部件

聚酰胺长丝

nylon12 3D打印零件，来源：形优制件社

尼龙聚酰胺被用于合成纤维的生产，这是一种很受欢迎的打印材料，使用选择性激光烧结（SLS）进行打印。用FDM / FFF技术进行打印时，主要使用尼龙6（尼龙），尼龙66（尼龙）和尼龙12。尼龙基长丝的共同特征包括化学惰性和抗摩擦性。尼龙12比PA6和PA66更具柔韧性和弹性。最高工作温度100°C，个别最高可到120°C。
首先，尼龙是用来打印齿轮的。为此目的的最佳材料，您可以使用它在带封闭相机的常规3D打印机上工作。耐磨性使您可以制造牵引力，凸轮，滑动衬套。在许多制造商的生产线中，都有基于尼龙的复合长丝，具有更高的机械强度。
Stratasys 尼龙6，尼龙12，尼龙12CF。后者为填充长丝碳纤维的复合材料。

 让我们进入有趣的部分

您可以在常规3D打印机上使用聚碳酸酯或聚酰胺。下述长丝更为复杂，它们需要使用其他挤出机打印并保持工作室内的温度，也就是说，您需要使用高温塑料进行打印的专用设备。不过也有例外，如在美国国家航空航天局（NASA），为了进行实验，他们对美国流行的Lulzbot TAZ进行了现代化改造，以使用高温灯丝。

聚醚醚酮，PEEK

PEEK产品的工作温度达到250°C，可以短期加热到300°C-增强长丝指示器。PEEK有两个缺点：价格高和抗冲击性中等。其余的都是优点，自熄、耐热，具有化学惰性。PEEK生产医疗设备和植入物，耐磨性使其能够打印出机器的细节。

聚醚酰亚胺，PEI

Ultem1010 3D打印零件，来源：形优制件社

ltem9085打印的超高压强电接头，来源：形优制件社

Ultem SABIC开发的塑料，PEI特性比PEEK指标略低，但成本要低得多。Ultem 1010和9085是Stratasys的核心材料，用于打印功能部件。航空航天行业对PEI的需求很大，与铝合金相比，其重量要小得多。产品的工作温度根据制造商的不同，最高可以达到217°C，根据Stratasys测试的结果可以达到213°C。

PEI具有与PEEK相同的优势，耐化学性和耐高温，机械强度高。Stratasys推广的正是这种材料，它可以替代航空航天中的金属，用于无人机，成型工具的制造以及在试验中快速打印功能部件。

在本报告开始时的示例，针对空客客机的Atlas V火箭冷却系统部件和塑料部件均由Ultem 9085制成。

聚苯砜，PPSF / PPSU

兼具耐温性，机械强度和耐化学性的另一种材料。Stratasys PPSF已通过航空航天和医疗应用认证。定位为生产辅助医疗设备的原料，可以在蒸汽高压灭菌器中灭菌。它用于化学工业中实验室设备的零件制造。

PC-ISO

材料原色白色，具有生物相容性（ISO 10993 USP VI），并且可以进行γ或EtO灭菌的材料。 通常用于食品和药品包装以及医疗器械制造。材料的强度和医疗兼容性可用于概念建模，功能原型设计和最终用途部件。该材料可用Stratasys Fortus系列设备进行打印。

PC-ISO打印MRI线圈，来源：形优制件社

 材料参数比较

*在140°C下煅烧2小时

**无法获得通过类似方法测试Apium PEEK 450自然，冲击测试结果。

缺失，耐热性被指定为未完成的PEEK。
参数是Stratasys提供的数据，PEEK除外。如果指示值的范围，则沿着零件的各层进行测试。

关于复合长丝

nylon12cf 打印的承重支架，来源：形优制件社

大多数用于FDM打印的材料都具有复合材料版本。如果我们谈论PLA，则将金属或木材粉末添加到PLA中以改变其美学特性。工程塑料用碳纤维增强，以增加零件的刚性。这些添加剂对塑料性能的影响不仅取决于其数量，而且取决于纤维的尺寸。如果可以将细粉视为装饰性添加剂，而纤维则已经明显改变了塑料的特性。材料名称中的“碳”一词并不意味着优异的性能，您需要查看测试结果。例如：Stratasys Nylon12CF沿层测试时的拉伸强度几乎是Nylon12的两倍。

有一种特殊的选择是Markforged公司实现的持续强化。该公司提供增强纤维丝，用于与其他塑料进行FDM联合打印。

 其他特定属性

矿机用设备遥控器，来源：形优制件社

采用防静电ABS-ESD7材料制作，有效避免静电火花引发的事故可能性

工程塑料不仅具有耐高温性和机械强度。对于用于存储电子设备的外壳或盒子，以及在具有易燃挥发性液体的工作条件下，需要具有抗静电性能的材料。在Stratasys产品线中，ABS-ESD7与Nylon12 CF材料适用。

常规的ABS不耐紫外线辐射，这限制了它在户外没有保护性涂层的情况下的使用。作为替代方案，提出了ASA，除了优异的抗紫外线性外，其它特性与ABS相似。

 金属的替代品

塑料可以在很多领域替代金属，因为它在轻度，隔热和电绝缘性，耐用性方面都超过了金属。但是，特殊合金和机械强度要求高的领域，目前最好的FDM材料的打印还不能达到金属产品的物理指标。

 特殊工程塑料

总结一下。简而言之：上文所考虑的打印材料与具有较高打印温度的常规材料不同，这些都需要使用专用设备打印，并且所制造零件的耐热性和机械强度很高。为了使用这种线材，需要使用挤出机工作温度为350°C且具有热稳定成型空间的工业级3D打印机，你作为个人爱好者或初级教育，可以使用桌面打印设备，它们不需要大多的专业知识，但如果你是一个工程师或依据生产型工程材料来定制部件的偏专业人士，请务必选择能满足你的工业级设备与对应材料，或与用此类设备来提供服务的综合服务的供应商。

文章来源：形优制件社

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近日，America Makes宣布与空军部空军研究实验室（AFRL）签订了为期七年的新合作协议（CA）,价值3.22亿美元。

America Makes

 过去的七年与新的七年

根据3D科学谷的了解，双方签署的CA合作协议是一项成本补偿/成本分摊协议，总合作价值高达3.22亿美元。

根据America Makes执行董事John Wilczynski，经历了过去7年的发展，面向America Makes促进增材制造的采用使命，America Makes与AFRL达成了之前的两项合作协议。如今, America Makes的发展已经远远超出了最初的试点启动阶段和当初制定的路线图驱动的项目阶段，已成为业界公认的声音。

面向下一个7年，新的CA合作协议无疑意味着AFRL与America Makes合作的密切以及对过去7年合作的认可，先前合作项目成果已开始对整个行业产生实际影响，尤其是对于国防工业及其相关的供应链。

如今，America Makes管理着超过2.15亿美元的公共和私人基金投资组合，用于推动美国增材制造业的发展。有了新的合作协议所带来的额外资金，这个数字在未来七年内将增加到5亿美元以上。

通过已发布的路线图作为指南，America Makes确定将重点关注的特定领域，包括增材制造材料，增材制造设计（DfAM），教育和培训，通过其打造的会员社区和增材制造生态系统以及其卫星中心进一步扩展America Makes的影响力。

根据3D科学谷的了解，当前，America Makes认为最大的需求和机会存在于增材制造材料领域。金属和高分子材料设计数据的缺乏阻碍了增材制造技术和工艺的普遍采用，并且阻碍了诸如汽车等特定行业的广泛采用。更好地了解最关键的材料，更好地针对可用的增材制造技术和工艺进行优化，将是整个行业迈出的重要一步。

在教育和劳动力领域，克服增材制造行业中存在的技能差距是重中之重。如果不能深刻了解如何最大程度地最大化增材制造的设计自由度和价值创造潜力，就无法实现3D打印技术在生产和供应链中的完全商业化。

America Makes通过在学术层面上为业界提供更多面向增材设计思维（DfAM）的课件，来刺激创新能力并为行业带来可观的经济收益。

在去年，America Makes还扩展了其卫星中心，将德克萨斯州A＆M工程实验站（TEES）和威奇托州立大学（WSU）的美国国家航空研究所（NIAR）添加到了区域生态系统中。America Makes通过卫星中心来扩展现有的America Makes任务范围，America Makes于2015年在德克萨斯大学埃尔帕索分校（UTEP）校园内的WM Keck 3D创新中心成立了首个卫星中心。

总之，经过七年的运营，America Makes在增材制造行业，国防部门以及美国先进制造领域都留下了不可磨灭的烙印。面向下一个七年，未来，更值得期待。

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在本次展会上，黑格科技与惠普携手探索矫形康复产业数字化应用，首次展出了定制化矫形与康复类产品设计与制造的一站式解决方案，为医疗垂直领域带来突破性的3D数字创新应用，成为展会的一大亮点。

随着国内消费不断升级，驱动了医疗行业对定制化、数字化康复类产品的大量需求。作为中国3D打印技术与应用领域的头部创业公司，黑格科技凭借创新的产品研发能力和对市场的深耕，成为惠普在本土的第一个矫形与康复产业的战略合作伙伴。

 黑格惠普联手打造首款3D定制化手腕康复支具

本次展会上，黑格科技和惠普强强联合，结合其创新中心的产品设计能力和惠普Multi Jet Fusion 3D打印系统的硬件优势，首次展出高度定制化的3D打印手腕康复支具，并实现了从设计到生产的全链条数字化，为需要中风矫形修复、手臂肌肉萎缩复健、手指康复练习等的患者带来切实帮助，进一步促进了3D技术在医疗垂直领域的应用发展。

传统的手腕康复支具在康复应用中有较多痛点，包括产品不灵活、制作周期长、患者等待时间久、专业技师匮乏等，尤其病情较为严重的患者往往还需要异手取模，导致支具吻合度底，康复治疗效果大打折扣。

针对传统手腕康复支具的一系列痛点，更基于对脑卒中、周围神经损伤患者肌群治疗与康复原理的深入研究之上，黑格为患者带来量身定制、轻巧便捷、集诊疗与康复功能于一体的定制化多功能腕手矫形器。

 更灵活、更舒适、更高效，让诊疗康复产品零负担

和传统康复支具相比，黑格3D打印手腕康复支具备更灵活、更高效、更舒适的高度定制化优势。

更灵活

通过独特的可调节卡扣设计，将患者腕部固定在不同的角度，解决了传统支具无法同时实现关节固定与动态活动的问题；

同时，支具可根据不同患者手指关节进行定制，3D个性化定制矫形球能满足不同患者的拿捏抓握力度及空间，让患者活动后能保持手部功能位，促进康复。

更舒适

黑格3D打印手腕康复支具采用惠普3D打印高复用率PA 12材料，不仅提供了更大的设计自由度，相比传统手腕矫形器的笨重固化外形及复杂穿戴，更轻盈，佩戴更加舒适，让患者无负担感。

更高效

传统手腕矫形器制作流程复杂，患者需亲身长时间参与，为康复治疗带来诸多不便。

黑格科技将支具生产全链条数字化，使用终端数据扫描仪精准获取患者数据，通过云端数据管理中心Ultra-Net即时传输及分析处理数据，远程为患者设计出专属精准数字模型，使用惠普MJF高速3D打印机快速打印成型，组装上色后即可交付。提升效率，减少等待时间，避免耽误宝贵的诊疗康复时间。

 探索定制化诊疗康复产业，3D科技助推医疗数字化

在本次Formnext展会的惠普展台，黑格3D打印手腕康复支具作为医疗领域的3D数字化应用案例，受到广泛关注。

借助于领先的数字化软件和3D打印技术，黑格与惠普携手探索医疗数字化，开启定制化诊疗康复产业时代。

黑格与惠普的这一合作，未来将会延伸到骨科、义肢等更多医疗康复领域，致力于用3D打印和数字化技术为患者提供更多更定制化、零负担感的诊疗康复产品，助推3D打印科技与医学紧密结合，造福更多的人。

文章来源：黑格科技

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