正如3D科学谷在《3D打印与工业制造》一书中所提到的从技术本身来说，3D打印技术所涉及的并非仅包括那些以逐层叠加的方式进行材料成型的设备，更是涵盖了从仿真技术、优化技术、打印过程质量控制、检测、后处理工艺等等多种技术与工艺组合。

随着产量的增加，3D打印零件的高效后处理工艺也变得更加重要。

 3D打印过程是多种技术与工艺的组合

通常在谈到3D打印-增材制造技术的优势时会谈到，该技术对产品的复杂性不敏感，其制造成本不会因为产品复杂程度高而明显的上升。这一优势的确为产品设计优化带来了更大的空间，使得设计师能够专注于实现产品的功能和性能，而尽可能少的顾虑产品的可制造性。

然而，3D打印件后处理的成本和效率会受到产品复杂性的影响，通过后处理实现设计师对于产品功能和美学上的要求，将产生相关成本，而这一成本应计算在3D打印件的总成本当中。根据某3D打印服务机构的反馈，在他们的工厂中后处理技术人员和设备占三分之二，3D打印制造本身占三分之一。

3D打印本身是个广泛的概念，它包括多种不同的工艺，例如：定向能量沉积工艺、粉末床熔融工艺、光聚合工艺、粘结剂喷射工艺等等。因此，不同的3D打印零件所需要的后处理工艺也是多样化的。

图：不同3D打印技术所需后处理工艺

没有哪一种技术可以对所有的3D打印零部件进行后处理。3D打印零部件的表面质量受到打印机类型、打印技术和材料粒度多种因素的影响。后处理技术需要与打印材料、打印技术和零件几何形状相匹配，有时多种不同技术可以用于一种零件的后处理。

图：DyeMansion Powershot C 后处理系统为戴姆勒巴士3D打印备件去除多余粉末，打印技术为粉末床激光烧结。

以下是其中几种与3D打印相关的后处理工艺：

- 去除支撑结构。简单来说，3D打印是增材制造技术，在加工时材料被逐层添加，从而形成一个完整的零件。正如大楼在施工期间可能需要支撑以保持墙壁和地板稳定一样，许多增材制造工艺也需要格子状结构的支撑结构，以防止新生工件在生产过程中下垂或翘曲，而这些支撑结构在打印完成后是需要拆除掉的。

-  表面加工。逐层构建过程还会在所有非水平零件表面上产生阶梯效应，当零件离开腔室，这些打印层通常需要一定程度的平滑，功能表面可能需要二次加工。例如，孔通常需要铰孔或钻孔;螺纹部件必须攻丝或螺纹铣削; 并且，根据工件的尺寸、几何形状以及所使用的增材制造工艺类型，尺寸规格小于±0.005英寸（约0.127毫米）左右的特征需要在CNC加工中心、车床、EDM或磨床上完成。

- 清洁多余打印材料。无论是基于粉末床工艺的3D打印，还是基于光聚合工艺的3D打印，在打印完成后，新工件上会有多余的粉末材料或树脂。此时就需要通过相关后处理技术清洁多余材料，并回收剩余打印材料供以后使用。

- 一系列后处理组合。近年来，粉末床激光熔化金属3D打印技术（SLM）在最终零部件生产中的应用得到加强，通过SLM 3D打印设备在完成工件制造后，需要进行一系列后处理，包括将打印件与底板进行切割分离，通过热处理去除打印过程中产生的内应力，二次加工，以及零件涂漆、阳极氧化或电镀。类似地塑料3D打印零件也需要表面清洁、表面强化、染色等后处理。

 后处理的自动化趋势

尽管针对3D打印件的后处理工艺种类多而看起来难以操作，但实际上很多传统加工领域所使用的零件后处理技术对3D打印零件是同样有效的。3D打印后处理技术的挑战是，随着该技术从少量的原型件制造转变为主流的最终零件生产技术，如何扩展和实现后处理的自动化，以支持增材制造技术在批量生产中的应用。

目前3D打印技术正在快速的发展变化中，原本使用人工来完成原型甚至几十个零件可能具有成本效益，但当通过3D打印技术制造的零件数量为1000件或更多时，人工方式将会失去成本效益，这就是为什么更高效的后处理方法现在变得越来越重要。而高效、自动化的后处理不仅仅是对速度的需求，质量可重复性和一致性是同等重要的属性。

数据驱动和智能化软件，是实现高效、自动化3D打印后处理的要素。以针对塑料3D打印零件的后处理工艺为例，自动化、经济高效的后期处理取决于：硬件、软件和化学工艺。3D打印是一种数据驱动的数字化制造技术，数据能够用于管理塑料3D打印零件在后处理时所需的化学能和机械能。

根据3D科学谷的市场观察，有的企业针对塑料3D打印件开发了智能化软件，用于驱动自动化支持移除和表面处理，并精确控制后处理所需的化学能和机械能。这类自动化的3D打印后处理技术，也是3D打印实现批量生产应用的重要条件。

从零件后处理的角度来看，零件是通过哪种工艺制造的并不重要，重要的是找到合适的后处理工艺组合，实现最终用户对于零件表面质量、力学性能等要求。对于包括3D打印、后处理工艺在内的整个生产工艺链的良好理解，有助于为3D打印零件找到最具成本效益的制造解决方案。

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浙江拓博环保科技有限公司（以下简称“浙江拓博”）是专业的防爆粉尘处理系统集成商，在粉末的筛分、输送、回收、除尘等各个环节的设备设计之初，融入了模块化、系统化的配套思路，可为实验室、工厂等所有客户提供定制化的增材制造粉末后处理解决方案。

最新推出的工厂模块化后处理解决方案以TVS-400防爆真空输送筛分机为主体，对于不同应用环境，加装TVS-400系列输送模块等配套模块，可以有效实现一机多粉，在不发生粉末交叉污染的情况下，实现不同粉末的快速切换，满足多材料增材制造生产线的粉末集中后处理需求。工作过程中，对每一台TVS-400系列输送模块定义不同的粉末种类或牌号，装有不同粉末的输送模块可通过小车、粉桶等配套装置在TVS-400防爆真空输送筛分机上进行有效连接，进而进行筛分、回收等过程。该种连接操作快速简便，方便各个模块的拆卸与清理，可实现30分钟内快速换粉。

该方案中，各个模块在不同设备空间上的分离与安装，是机械模块与自动化模块的有效统一，这使得TVS-400输送筛分机与TVC-250系列输送机、TSF-400系列筛分机能实现拆分使用或互相集成，模块化的部件可以按数量组合出不同的产品，从而形成完全定制化的后处理网络系统。此外，在进行多样化、定制化增材制造系统的加工生产过程中，该方案满足增材技术设备和后处理设备的相互匹配，所有机器的模块化组件都预留了与增材制造设备连接的自动化耦合口，使该系列设备模块可以应用于增材制造工艺的各个阶段，与现有DMSL、LMD、SLM、SLS和EBM等增材制造系统设备无缝对接，通过扩大和改变控制接口，可以适应各厂家不断推新的增材制造设备。

浙江拓博提供的模块化的粉末筛分、输送、回收、除尘的核心技术是将每一个细节设计并集成在一个系统中，从而形成一个完全自动化过程，不同客户可以通过购买不同的设备与模块，从而组建满足增材制造环境需求的定制化的粉末后处理系统。

文章来源：浙江拓博

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浙江拓博环保科技有限公司（以下简称“浙江拓博”）致力于为工业级3D打印用户提供全方位的3D打印粉末循环处理综合解决方案，提倡简单、安全、环保的粉末管理理念。在推出TSF-400系列防爆超声波振动筛、TVC-250系列防爆真空输送机、定制化粉末收集配套装置等系统的基础上，浙江拓博最新研发的TCB-60防爆粉末清理手套箱，使3D打印成形后零件内部残留粉末的清理变得安全、高效且易于操作。

选区激光熔化技术（SLM）成形过程中，零件内部空腔、管路、孔洞等结构填充的金属粉层，在加工结束后需要彻底去除，否则残留粉末会粘结零件内壁，影响内部结构的尺寸合格率和表面粗糙度，甚至造成零件孔洞、管路堵塞，严重影响零件质量。

现有传统的3D打印零件的粉末清除工作，主要通过人工反复敲击基板的方式，使粉末从零件内部流出，并通过压缩空气吹扫，从而去除残留粉末。该清粉过程高度依赖人工，清理效果不稳定且效率低下，操作合理性及可重复性较差。清理出来的粉末四散进入周围环境，得不到有效回收，造成粉末浪费与加工成本的提高，形成的粉尘环境严重危害操作人员及设备的安全。此外，敞开环境中的粉末处理，会促进粉末颗粒的氧化效应，特别是铝、钛类活性较高的粉末，易发生燃烧或爆炸，造成严重事故。

TCB-60防爆粉末清理手套箱可有效解决以上痛点问题，特别对于结构复杂多样，管路弯曲缠绕，内部孔洞细小且多盲孔等传统方式下残留粉末清除难度非常大的零件，可提高90%以上工作效率。该设备适应不同规格选区激光熔化设备基板尺寸，工作中通过对零件旋转角度与速度采用程序定义与摇杆式手动双重控制方式，可使零件360°空间旋转并能任意调整工件定位角度。通过高频振动装置振散内腔结构中的团聚粉层，使粉末从内壁表面彻底分离且易于流动，再通过喷吹装置与吸粉设备进行高效回收。以上工作过程，均在全密封结构仓体中进行，该仓体配有惰性气体保护与氧含量、压力等在线检测装置，避免粉末的扩散与人体接触，可有效防止粉尘危害。

TCB-60防爆粉末清理手套箱的推出，进一步完善了浙江拓博金属3D打印防爆粉末处理系统。该设备与TSF-400系列防爆超声波振动筛、TVC-250防爆真空输送机有着相同的配件装置与材料容器接口。在完成粉末清理作业后，任何多余的粉末材料都可以通过输送机或收料桶取出，并进行输送、筛分、回收、除尘等工作。所有流转环节完全密封，并具有惰性气体保护气氛，极大的提高了粉末处理效率、粉末安全性与粉末重复利用次数。值得一提的是，该系统所有设备在处理具有爆炸危险的粉末时安全性极佳，符合中国防爆相关标准要求和欧洲ATEX防爆标准要求。

浙江拓博在推出金属3D打印行业防爆粉末处理系统同时，还可以为不同客户提供其它相应的定制化服务。把3D打印防爆粉末处理系统这个产业链环节做好、做专业，可以为生产安全保驾护航。

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在2019年2月21-23日TCT 亚洲3D打印、增材制造展览会期间，浙江拓博将正式推出TCB-60防爆粉末清理手套箱，欢迎金属3D打印相关人士前往浙江拓博展位现场了解。

文章来源：浙江拓博

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据悉本轮投资方包括Unternehmertum Venture Capital，btov Partners和AM Ventures。 DyeMansion公司表示，本轮融资将用于扩展其全球业务，他们的下一个里程碑将是“在3D打印聚合物部件上实现注塑成型的表面质量”。

DyeMansion由Felix Ewald和Philipp Kramer于2013年创立，品牌为Trindo，专门从事3D打印激光烧结零件的后处理。 该公司独特的内部着色工艺不是使用漆或其他染色工艺，可以实现几何形状的独立着色，并将人力开销降至最低。 2015年，全球工业3D打印机巨头德国EOS创始人Hans J. Langer博士作为天使投资人投资了该公司，并与其建立了合伙关系。

DyeMansion 其中一项后处理技术为喷丸处理，DyeMansion 通过Powershot S自动喷射系统进行喷丸处理。这是一个类似于喷砂的过程，在处理过程中一股流体(通常是圆形颗粒的金属，玻璃或陶瓷)会冲击塑料表面，这些颗粒产生的力让塑料表面变得平滑，创造出一个均匀而有光泽的表面。

联合创始人兼首席执行官Felix Ewald相信，新基金以及UVC Partners，btov Partners和AM Ventures的战略支持将帮助DyeMansion发展并巩固其作为行业技术领导者的地位。

DyeMansion的清洗、抛光和上色设备

DyeMansion 声称已与全球约400家客户合作，这些客户可以从他们的技术中受益。 其中包括宝马，戴姆勒，安德玛，惠普，Shapeways，Materialise，FKM等等。2017年6月份，Shapeways与DyeMansion达成合作，在Shapeways网站上订购的选择性激光烧结（SLS）物体将可以享受DyeMansion的喷丸硬化服务，从而让3D打印部件有一个更好的整体光洁度和质感。

DyeMansion技术为3D打印的工业零件、消费品和医疗器械提供后处理和上色，经过后处理的3D打印产品效果会有哪些不一样呢？下面是一些应用案例：

安德玛的3D打印运动鞋底

IC! BERLIN的3D的打印眼镜框

GOTTINGER的3D打印假肢

POHLIG 3D-PRINTED 矫正器

“感谢我们的客户和合作伙伴，我们已经了解了未来对数字工厂的需求。 通过新的资金，我们将扩大我们的研发能力，以提高后处理自动化的标准，并为每种应用提供最佳的最终用途部件表面处理。 我们用于在3D打印塑料上获得完全光滑表面的新系统将再次展示DyeMansion的能力“，DyeMansion的首席技术官兼联合创始人Philipp Kramer解释道。

投资方btov Partners的合伙人Robert Gallenberger表示：“这项投资完全符合新btov工业技术基金的战略，以支持雄心勃勃的创业团队，专注于工业用硬件和软件创新。”

文章来源：3ders.org

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 PBF金属3D打印+线切割+机加工

视频中涉及到三款设备：3D Systems 的ProX 300直接金属3D打印机, Robodrill小型CNC加工中心,以及Robocut慢走丝电火花线切割机。

3D Systems 的ProX 300金属3D打印设备能够制造致密的金属和陶瓷部件，并且能够提供与 EN ISO 2768（精细）加工公差和可重复性兼容的准确度，每个维度上的误差不超过 20 微米。材料包括不锈钢、工具钢、有色金属合金、贵金属和氧化铝。优异的输出质量、高准确度和抛光度、高可靠性和可重复性，以及多于 15 种的可选材料。

Robodrill是BT30小型加工中心的销量冠军，单在中国就有突破35000台服务于机械、汽车零部件、IT精密零件、精密模具、模型等各个行业，加工领域也根据客户的要求不断扩大。其与智能机器人融合的机床上下料系统，集高效生产、稳定运行、节约空间等优势于一体。

FANUC的Robocut慢走丝线切割机以高速度、高精度、高可靠性、低成本维护及智能化享誉业内，被广泛应用于模具，医疗和超硬材料制造行业，在日本、欧美、东南亚具有较高的市场占有率。

 DED金属3D打印+热处理+机加工

视频中的涡轮发动机燃烧器是通过像Fastems这样的柔性制造系统将一个工件先是通过“加法制造”出来，然后由机械手送去热处理，最后再通过机械手将工件送去机床进行精加工制造出来的。

大隈认为最大化增材制造与减材制造潜能的方法不是将两种技术集成到同一台设备中，因为加工环境和加工速度不一样，对于集成到同一台设备来说，一种技术在加工的时候，另外一种技术处于“等待”状态，这对设备的产能是浪费的。而将两种技术独立开来，中间由自动化机器手或者是多托盘系统来实现协调作业，可以将工作效率最大化。

视频显示了一个自动化单元模块。这个特殊的自动化单元含有三台RPM的激光沉积机（近净型激光成型技术）与一台大隈的MU-6300V五轴立式加工中心，这是一条Fastems的柔性制造系统。3D科学谷认为只所以是一台CNC五轴立式加工中心对应三台增材制造设备，是因为相比与CNC加工技术来说，增材制造的速度是慢的，而在本视频中，大约是3:1的配比最合适。

除了加工速度，将增材加工与减材加工分开的另外一个原因是两者对加工环境的要求不一样。RPM的激光沉积系统的设计是为了保持氧含量低于百万分之10（PPM）以防止金属粉末的氧化，工作区露点低于50°C。

在增材制造完成后，将零件送去热处理将有效提升零件的性能，热处理无论是外包还是在自动化过程中内部进行都可以，结合热处理工序都不会破坏工艺流程，从一台机器到另一台机器的自动生产线显示了充分的柔性化，而后期的其他工序包括清洗、标识、检验等，都很容易融合进来。

为什么要将增材制造和减材制造结合一起，一个明显的好处是节约材料、缩短加工时间以及节约成本。原来如果仅仅通过CNC一种加工工艺，则需要将2000磅的锻件工件加工到200磅的零件，这意味着1800磅的金属去除量。而通过激光沉积的增材制造方法，只需要400磅的锻造工件，这意味着只有200磅的切削去除量，那么同样多的材料通过增材与减材的组合就可以生产九个零件，而不是一个零件。

 数字线程贯穿整个产品生命周期

GE的精彩工厂的设备和电脑相互“沟通交流”，共享信息，并且为保证质量和预防设备故障采取措施。工厂的生产线通过数字化的方式与供应商、服务商、物流系统相连接用来优化生产。通过传感器来精确控制零件的生产情况、监测设备的健康情况以及实现制造完成后飞机空中运行的情况监测。

通用电气的精彩工厂结合了先进的分析技术、3D打印技术，以及与人们并肩工作的协同机器人技术。这些设施代表了GE对先进制造业的投资决心，GE的员工在不断调整和更新他们的技能，为明天工作。

精彩工厂背后的理念是将设计、工程、制造、供应链、分销和服务连接成一个智能系统。系统收集和分析所有的数据，使工厂更加智能化，结合传感器的支持，提高数字设计，工厂供应链优化等方面的能力，提高质量、吞吐量和产量。

通过为机器配备传感器并实时分析数据，GE可以确定机器何时出现故障。生产线上的传感器将数据提供给GE基于云的Predix平台。这有助于将车间计划外停机时间降低20％，并提高整体产品的可靠性，降低生产成本。除了先进的工艺和工具之外，还有一个数字线程贯穿工厂，横跨公司，垂直于整个价值链，在整个制造生命周期中提供了产品的综合价值流视图。

不仅仅是上述的案例，在国际上众多的3D打印服务商的工厂，也通过自动化贯穿着生产过程。3D科学谷认为伴随数字化而生的3D打印技术走进生产领域，自动化已不是一种选项，而是发展的必然趋势。为此，你做好准备了吗？

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