一副智能眼镜，留给电子元器件的重量空间有多大？

重量这个看似简单的问题，其实是影响智能眼镜发展的关键因素之一。IDC报告指出，当前主流智能眼镜产品重量普遍控制在40克至50克区间。智能眼镜的重量直接影响消费者的佩戴舒适度，产品轻量化是影响这类产品普及的关键因素之一。

细分出来的运动智能眼镜，对减重有着更高的要求。传统运动眼镜不含任何电子元件时，重量就在25至40克之间，智能设备只有约15克余量可用于显示屏、电池和传感器。产品重量已迅速逼近甚至突破佩戴者能长期承受的极限。

那么，有没有一种方式，既能满足智能眼镜的功能需求，又能兼顾减重要求？钛合金与金属3D打印技术的结合，为智能穿戴眼镜的轻量化提供了一条可行路径。

本期谷·透视，3D科学谷以初创公司ENGO推出的一款运动智能眼镜为例，观察金属3D打印钛合金镜腿在轻量化设计中扮演的角色。

ENGO 运动智能眼镜

 仅28.9克的运动智能眼镜

ENGO近期推出的Engo Titanium AR眼镜，面向跑步者和骑行者，整镜重量28.9克。眼镜的镜腿采用金属3D打印钛合金制造，设计灵感源自航空结构，目标是实现轻量化与结构一体化。

此外，为控制重量，ENGO做出了明确的功能取舍：放弃摄像头、立体声扬声器和AI功能，将节省下来的重量预算投入电池续航，使眼镜单次充电可连续使用超过24小时。保留的功能集中在彩色OLED平视显示器上，用于实时呈现心率、配速、步频等核心运动数据。用户可通过配套应用程序配置训练方案，并在间歇训练等结构化课程中实时调整节奏，无需将视线从道路移开。

ENGO联合创始人埃里克·马塞兰-迪邦（Éric Marcellin-Dibon）表示：“我们的设计如此轻盈、浑然一体，以至于运动员会忘记自己戴着它，同时它仍能提供最相关的数据。”

这种“没有存在感”的佩戴体验，也反映出3D打印钛合金镜腿的价值：它不是锦上添花的外观件，而是参与整机轻量化设计的结构性部件。

 从技术验证到量产导入

ENGO的案例并非孤立事件。在消费电子制造体系中，金属3D打印钛合金在穿戴设备上的应用，正在部分场景中从技术验证走向量产导入。

国内精密制造企业立讯精密的布局值得关注。在钛合金智能穿戴领域，立讯精密的“3D打印钛合金表壳原材融合一体式加工开发”项目已进入量产阶段，研发重点放在精度控制、工艺稳定性、成本优化以及后处理工艺等方面。在AI智能眼镜方向，立讯精密公开资料显示，公司正通过金属3D打印结合精密后处理工艺，研发AI智能眼镜金属框架，旨在实现复杂结构的一体化快速制造。

从结构设计角度看，金属3D打印钛合金可以将镜腿做成中空、镂空或变截面结构，在承力区域保持强度，在非承力区域减重。这是传统工艺较难实现的设计维度。对于智能眼镜这类对重量高度敏感的产品，这种设计自由度具有现实意义。

 千万台出货量下的轻量化需求

智能眼镜市场正在快速增长。IDC数据显示，2025年全球智能眼镜市场出货量达1477.3万台，同比增长44.2%；其中中国市场出货量为246.0万台，同比增长87.1%。IDC预计，到2029年全球智能眼镜市场出货量将突破4000万台，中国市场份额五年复合增长率（2024—2029）将达到55.6%，增速位居全球首位。在AI眼镜出货量方面，DIGITIMES预估2026年将达到1750万副。

在3D打印眼镜这一细分赛道，市场研究机构也给出了预测。GII Research的报告显示，全球眼镜3D打印市场预计将从2025年的9.41亿美元增长至2034年的26.17亿美元，复合年增长率为12.03%。另一家机构The Insight Partners的预测更为激进：眼镜3D打印市场将从2025年的28.7亿美元增长至2034年的181.2亿美元，预计2026至2034年期间总潜在市场规模将达到约823.2亿美元。

当智能眼镜出货量迈入千万台，对轻量化结构件的需求将随之增长。虽然，金属3D打印钛合金镜框能否在短期内成为主流方案尚需观察，但在高端运动、定制化等细分产品中，它有机会从走向稳定的批量制造。

回到最初的问题：一副智能眼镜能留给电子元器件多少重量空间？在电池和芯片尚未出现革命性突破之前，靠结构设计减重去争取更多重量空间依然是重要的途径。金属3D打印钛合金未必适用于所有镜框设计，也难以单独解决智能眼镜的全部工程问题，但它至少为设计者提供了一条传统工艺之外的结构路径。

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。

网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

RTX（雷神技术）作为全球航空航天与防务领域最具代表性的样本，其自建的 Q³+ 认证框架与公开披露的实践路径，为观察这一行业拐点提供了难得的切口。本文基于 RTX 最新材料，系统透视其认证体系的效率边界与五大结构性瓶颈，并在此基础上论证：认证范式正从统计实证向基于数字孪生模型的认证迁移。

▲雷神当前的四级认证体系
© 3D科学谷

 制造能力与认证能力之间的剪刀差

RTX（雷神技术）是由 Collins Aerospace、Pratt & Whitney 与 Raytheon 共同构成的跨民用航空、动力系统、防务体系的综合集团企业。拥有约18.5万名员工、886亿美元净销售额、100亿美元研发投入和6万余项专利；业务覆盖从商用航发、机载系统、热管理到传感器、防务系统的长链条能力。其竞争力不仅在单件产品性能，更在于认证体系、供应链控制、数据与适航资质所构成的高壁垒，使其同时服务商用航空的规模经济和防务市场的小批量、高可靠、长周期需求。

在增材制造上，雷神RTX的布局更像一条面向生产率、成本与认证件落地的产业化路线，而非单纯工艺展示。其判断是传统粉末床熔融仍将通过更高激光功率、更大成形腔体和多光束协同持续提升产能，同时以定向能量沉积、 binder jet、冷喷涂等工艺在分辨率—生产率—成本坐标中分工补位；材料端覆盖镍基高温合金、钛合金、铝合金、铜合金与钢，重点解决高功率稳定性、粉末/丝材闭环管理、材料复用和设计优化问题。

应用层面，雷神增材已渗透到发动机老机队备件接续、F119/F135/GTF等核心件维修、Collins紧凑热交换器的复杂内流道结构、TJ150低成本可消耗发动机，以及面向无人机的动力与机体结构；其核心价值在于把零件数量、交期和全寿命周期成本显著压低，同时保留防务与航空所必需的批次一致性、追溯性和适航符合性。

增材制造（AM）在航空航天与防务领域已进入规模化导入期。以 RTX 为样本：其将 AM 应用于发动机 sustainment（TF33/F100）、attritable 发动机（TJ150）、热交换器、系统升级与售后件五大产品线，但供给侧的制造能力与需求侧的认证能力之间存在显著剪刀差。根据雷神（ RTX） 披露的目标基准，增材制造零件的交付周期当前需要 1 至 3 年，而其目标状态是将这一周期压缩至 0.3 至 1.5 年——即现有认证流程占整个交付周期的大头，且存在数量级的压缩空间。与此同时，单件认证成本当前处于数万至数十万美元区间（RTX 内部分级为 $$–$$$$），目标则是将其下探一个成本档位（–$$）。值得强调的是，这一剪刀差并非 RTX 独有，而是 AM 产业化普遍约束的集中体现：设计—打印环节以天计，认证环节以年计；工艺窗口的快速演进与认证证据的静态特性之间存在根本矛盾。

这一剪刀差并非 RTX 独有，而是 AM增材制造产业化普遍约束的集中体现：设计—打印环节以天计，认证环节以年计；工艺窗口的快速演进与认证证据的静态特性之间存在根本矛盾。

 当前认证框架的效率边界

雷神RTX 自建了 Q³+ 认证框架（IQ/OQ/PQ + MQ），这是当前行业实践的成熟样本，其结构如下：

• IQ（安装认证）：面向设备，每台机器执行，成本最低；
• OQ（运行认证）：面向设备+材料组合，按变更风险分三级——L1 小型维护（1 轮打印+拉伸/粗糙度/孔隙/金相）、L2 大修或非关键参数变更（2 轮打印+疲劳）、L3 新设备或关键工艺参数（KPV）变更（3 轮打印、100+ 试样、端部疲劳）；
• PQ（性能认证）：面向零件，锁定零件级 PCD；
• MQ（材料认证）：建立非设备专属的材料性能数据库，作为材料规范依据，单项成本最高。

该框架的合理性在于风险控制的分层设计；但其成本结构暴露了一个关键事实：认证证据几乎完全依赖实物试样的统计积累。一次 L3 风险级别的OQ 运行认证失败的代价是 3 轮完整打印与 100+ 试样的沉没成本，叠加额外的工艺开发与资本投入。RTX 自己的应对方向——”characterization effort shifts to left”、”用 P-S-P-P 理解减少 Print & Break 循环”——实质上已经指向模型化，只是尚未形成体系。

进一步透视，瓶颈可归因于五个结构性问题：

1. 证据生产函数的规模不经济试样数量随置信度要求线性乃至超线性增长，认证成本无法随产量摊薄。

2. 知识不可迁移实物证据绑定设备×材料×零件三元组，换机即重认证（Q³+ 中 MQ 刻意设计为非供应商专属，正是为缓解此问题，但实物层面收效有限）。

3. 工艺冻结的刚性证据有效性依赖参数冻结，任何变更触发分级重认证——这是 L1/L2/L3 体系存在的根本原因，也决定了工艺创新必须支付”认证税”。

4. 组织知识资产化缺位：认证体系最大的隐性负债这是 RTX 在挑战清单中明确列示、却最容易被低估的一项：”Additive product incorporation experience impacted by rapidly changing work-force”——增材产品导入经验受快速流动的人员影响。

其传导机制值得展开：AM 工艺窗口的设定依据——为什么是这个激光功率、这个扫描策略、这个层厚——很大程度上存在于资深工程师的个体经验中，而非可复用的模型资产中。知识沉淀的载体是人，而人是最不可靠的知识库。 一旦发生人员流动，随之一并流失的包括：工艺窗口的历史决策依据、既往失效分析中积累的隐性规律、跨项目复用的工艺直觉。其后果在财务报表上体现为：新员工爬坡期的认证返工、工艺问题的重复性试错、以及为重建知识而重复投入的测试成本。

更重要的是，这一短板与问题 2、3 形成耦合放大：知识不可迁移（问题2）部分源于知识本就无法离开人；工艺冻结（问题3）之所以成为唯一可行的保守策略，正是因为组织缺乏将隐性经验显性化、模型化的能力——冻结不是选择，而是没有能力做可沉淀的的知识管理时的次优解。 RTX 以 RTX-wide 工作组和 Q³+ 标准化的组织手段弥补这一技术缺位，恰恰从反面印证了：认证效率的瓶颈不仅是测试成本，更是知识资产的形态问题。

5. 单点方案的遗产历史上 AM 以 point-solution 方式导入，每台设备、每个零件、每份工艺文件互为孤岛，标准化的增材流程缺位——这既是前四个问题的历史成因，也是其持续再生产的组织土壤。

 认证范式正向模型基础迁移

将雷神 RTX 的挑战与其披露的技术方向（PFMEA 风险评估、熔池监控、光电二极管、气流测量、飞溅预测、ICME 用于 MQ 与 OQ）交叉分析，可以识别出一条清晰的演进路径：监测→预测→模型化证据。

市场规模维度同样支持这一判断。AM 在 A&D 领域的应用正从单点方案（point-solution）转向平台化认证需求：RTX 明确将标准化的增材流程缺位列为核心挑战，并成立 RTX-wide 工作组推进 Q³+ 标准化。当头部 OEM 以组织手段弥补技术缺位时，说明模型化认证的基础设施（物理孪生、跨设备知识迁移、模型在环的配置管理）已成为产业链的基础设施。

 数字孪生为基础的认证范式改变

基于上述分析，SynaCore AM-DT 数字孪生平台在预认证方面的价值可从五个能力维度论证：

虚拟试样替代实物试错，直接压缩认证周期与试样数量

工艺窗口的虚拟遍历可将实物试样集中于信息量最大的敏感点，L3 OQ 的 3 轮打印可前置为虚拟筛选+针对性实测，认证周期与试样成本具备 50% 以上的压缩空间（对应 RTX 0.3–1.5 年目标的技术实现路径）。

跨设备知识迁移，破解换机重认证锁定

物理模型不绑定设备品牌。单激光/多激光、不同光斑与铺粉策略在同一物理方程体系下描述，材料级理解（对应 MQ）可跨设备复用，响应 RTX “Reduce number of MQs, Reduce cost of PQs” 的目标。

模型承载组织知识，对冲人员流动风险

认证数据与失效分析持续反哺孪生模型，知识资产随使用单调增值，将additive-culture从管理议题转为技术资产。

细化认证变更粒度

当工艺窗口可被模型实时描述与约束，参数变更的影响域可在孪生中先验评估，仅重测受影响部分——认证粒度从整机整工艺细化至参数—性能传递函数，P-S-P-P 理念由此落地，L2/L3 触发频率与范围同步下降。

认证资产回流设计端，认证从成本中心转为设计资产

经验证的工艺模型回流至设计环节，支撑设计阶段的可制造性评估，认证投入产生跨零件的复利效应——这是 RTX ICME 路线的延伸，但覆盖工艺—结构—性能全链条而非仅材料尺度。

 五、基于模型认证的范式迁移

雷神RTX 的 Q³+ 框架证明：AM 规模化的前提是工业化认证，当认证局限于固化，认证规模永远无法匹配制造规模。

SynaCore AM-DT 数字孪生正是在严谨认证框架之内承担释放生产力的角色，在 AM 增材制造产业化进入平台化竞争阶段的窗口期，这一能力构成差异化竞争的核心壁垒。

当证据生产仍依赖实物试样与统计抽样时，每一次破坏试验，都沉淀为沉没线性成本。AM 增材制造的规模化困境由此转化为认证经济学的困境：认证单位成本随规模不降反升，因为统计置信度要求随批量增长而提高，所需试样数量随之线性甚至超线性扩张。

SynaCore AM-DT数字孪生基于模型认证的范式迁移带来的颠覆是打破这一悖论的机制是证据的可计算化与可泛化：

证据从被测出来迁移为计算出来。数字孪生以高保真物理模型为内核，将工艺-组织-性能因果链显式化，使认证论据具有可审计的计算路径支撑；

证据从一次性成本变为结构性资产。一次标定形成的模型参数空间，可迁移至同族零件、相近材料牌号、不同打印布局，这最终带来的是认证的边际成本随知识积累而递减；

降低破坏性检测的需求：实物试验将提升模型可信度，通过数字孪生实物打印试验将承担模型校准（Calibration）与关键节点验证（Validation）职能，试验数量与 V&V 的置信框架直接挂钩，最终减少对打印零件的破坏性检测的需求。

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。

网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

ICAM的技术风向标属性来自于ICAM的核心是价值链专题，聚焦于如何弥合研发、鉴定与部署之间的鸿沟。这意味着，ICAM上讨论的每一个技术议题，最终都要回答一个问题：这项技术能否被鉴定、被认证、被规模化部署？ 正是这种标准导向的基因，使ICAM成为观察增材制造行业范式转换的最佳窗口。

在本届ICAM，“Strategy, Techno-Economics, and Sustainability”专题中Baker Hughes的报告聚焦实时可持续性评估——数字摇篮到大门方法，Boeing的Taisia Lou则从生产支持角度阐述增材制造对可持续性的贡献。这两场报告共同指向一个核心矛盾：增材制造被寄予可持续制造的厚望，但成本与可持续性的双重压力，正在迫使行业从打印后验证转向打印前预测。

▲ICAM大会
© ASTM

 智能化闭环

李开复在2026年新书《AI未来已来》中提出了一个判断：AI数据复利的增长方式不是算术增长，而是指数增长，企业进行AI转型的时间窗口比大多数人意识到的要窄。估计未来三五年，那些没有实质性改革的企业可能被那些先行AI改革的公司所挑战。

过去那些靠技术与效率建立的竞争优势都将被抹平，唯有公司内部多年累积的数据、流程与知识，才是企业独有的资产，也是别人无法复制的竞争优势。他将这一机制称为数据飞轮：将散落在企业各处的数据整合起来，让系统的飞轮持续运转，愈用愈聪明，组织不断代谢进化。率先完成核心业务智能化闭环的企业，将凭借专属数据飞轮构筑起难以逾越的竞争壁垒。

这一判断的冲击力在于：它描述的不仅是互联网企业的竞争逻辑，而是所有依赖经验-数据-决策闭环的行业的共同命运。 3D打印正是这样一个行业，谁先构建起从工艺数据到物理模型再到认证标准的智能化闭环，谁就将定义下一个十年的行业规则。

这个转变不是简单的工具升级，而是3D打印从能造走向可认证、可盈利、可规模化、可持续的底层逻辑重构。传统AM流程是打印—测试—修正的迭代循环，每次迭代消耗大量粉末、机时和人力，碳足迹随之累积。而可规模化的底层逻辑意味着，增材制造对可持续性的真正贡献，必须建立在减少试错的基础上。成本压力与碳排压力叠加，倒逼行业必须在打印之前就知道结果——而打印前预测以及数字化认证的核心，正是SynaCore的AM-DT数字孪生Digital Twin为行业创造的价值。

 参会者结构变化

这届ICAM 2026会议中，人工智能与计算科学领域的学术力量、美国国家实验室体系、以及欧洲顶尖工科院校的参与度大幅上升。 这是ICAM作为标准制定平台的自然引力：当产业呼唤规模化发展时，能够提供基准数据、验证方法和计算工具的研究机构，必然从边缘走向中心。

第一，卡内基梅隆大学（CMU）成为高频出现的学术机构。 Sneha Prabha Narra、Jack Beuth、Anthony Rollett、Jonathan Malen等CMU学者在多个session中报告，内容覆盖机器学习代理模型、熔池反馈控制、数字孪生疲劳、蒸汽羽流光谱、冷却速率测量等。例如，Nicholas O’Brien等人的“ML Surrogate-Guided Experiments to Determine Links between Melt Pool Spatter and Porosity in LPBF”、Jay Manolis等人的“Feedback Control of Melt Pool Geometry and Solidification Conditions in Wire Arc Additive Manufacturing”、Anthony Rollett的“On the Feasibility of a Digital Twin of Additive Manufacturing and Fatigue”，都表明CMU正在把AI、控制论和材料科学深度带入AM增材制造工艺。

第二，美国国家实验室体系作为AM基础研究的全线阵营。 橡树岭国家实验室（ORNL）的Zackary Snow、Vincent Paquit、Ryan Dehoff、Christine Cummings、Amir Ziabari等人在原位监测、过程控制、XCT超分辨、数字线程等方向密集发声；劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的Saad Khairallah报告激光-等离子体-材料相互作用，K. Aditya Mohan报告双能/四维CT；桑迪亚国家实验室的Theron Rodgers报告微观结构模拟，Anthony Garland报告AI代理；洛斯阿拉莫斯国家实验室的David Mascareñas报告神经形态成像器实时熔池控制；NIST的Lyle Levine、Jordan Weaver、Yan Lu等则聚焦基准测量、AM Bench、AI参考模型。国家实验室的基础数据、基准验证、标准制定正在被系统化推进。

第三，欧洲的亚琛工业大学（RWTH Aachen University）占据重要一席。 其Digital Additive Production团队在多个关键session中报告，包括Johannes Henrich Schleifenbaum等人的“Advanced Material Combinations – Flexible Integration and High Productivity using High-Speed Directed Energy Deposition”、Moritz Kolter等人的“Novel Approach to In-Situ Monitoring of Non-Metallic Powder Contamination in the PBF-LB/M Process”和“Protecting Manufacturing Data in AM Supply Chains”、以及“Vector Data Coding for AI-Assisted Prediction of Near-Infrared Images in PBF-LB/M”。更重要的是，SynaCore报告中采用的Open Vector Format（OVF）正是由RWTH Aachen和Fraunhofer ILT联合推进的格式。亚琛工业大学不仅诞生了LPBF的专利，更是代表了欧洲在工艺标准化、数字线程接口和开放格式上的战略布局。

这三个现象共同说明：增材制造正在从制造工艺问题升级为计算科学+数据科学+标准科学的交叉领域。 未来的AM增材制造创新，将越来越多地发生在AI实验室、国家实验室和跨学科工科院校的交汇处。

 SynaCore的产业价值

两场报告的逻辑闭环

SynaCore的CTO Dr. Vastola在ICAM 2026的两场报告形成完整逻辑：

第一场（9月30日，Modeling, Simulation, and Digital Twin Ecosystems） 聚焦“Process-Aware Adaptive Exposure for First-Time-Right Metal 3D Printing”，展示SynaCore基于AM-DT数字孪生的自适应加工策略，其中AM-DT提供多尺度的预测结果：热历史、微观结构、孔隙率、机械性能、表面粗糙度、残余应力和变形等等，并在此基础上通过集成在AM-DT中的Adaptive ToolPath模块实现扫描策略自适应优化。

第二场（9月28日，Strategy, Techno-Economics, and Sustainability） 聚焦“Standards Development towards Model-Based Qualification of Metal 3D Printed Parts”。

SynaCore的Dr. Vastola作为NWIP召集人，推动联合技术参考（TR）制定，旨在建立基于数字孪生的金属3D打印零件预认证标准。报告提出技术路线：从Digital Twin软件架构识别，到可鉴定物理量确定，再到模型预测与实验测试之间可接受置信区间的定义。（延伸阅读：金属3D打印数字化认证最新进展：监管、认证、用户、研发共筑数字孪生辅助认证共识基线）

 未来3-5年3D打印行业的范式变化

未来3-5年，增材制造行业将发生范式变化，数字孪生与物理AI将共同推动制造从全面检验到概率放行、从人工经验到AI代理、从试错主导到模型主导的范式迁移。

范式变化1：从全面检验到概率放行（≤3年）
ICAM会议中Auburn University、Politecnico di Milano、QuesTek等多次报告概率损伤容限和极值统计方法。传统100%检验+保守许用值的模式正在被概率释放替代：通过闭环证据链和极值统计，在保证安全的前提下减少全检比例。航空MRO和国防或将成为首批试点领域。

范式变化2：AI代理运行设计-计划-打印-鉴定工作流（3-4年）
ICAM会议中ORNL的Zackary Snow、Sandia的Anthony Garland、Authentise的Simon McCaldin等报告了AI代理和数字线程自动化。AI代理将不再只是辅助工具，而是自主运行设计-计划-打印-鉴定工作流，从文档合规和工艺规划切入，逐步扩展到全流程，这其中数字孪生（Digital Twin as a Service）将成为共享基础设施，为AI提供推理学习的基础和边界。

范式变化3：原位监测成为认证证据（3-5年）
In-Situ Monitoring and Process Control专题持续四天，CMU、ORNL、EOS等展示闭环控制。原位监测数据将从过程记录升级为认证证据，即监测信号可直接用于零件合格判定。ASTRO InSPIRE挑战和实时涡流检测是典型代表。这一转变的节奏取决于ASTM/SAE标准的采纳速度。

范式变化4：基于模型的鉴定写入标准（3-5年）
SynaCore的Dr. Vastola的NWIP报告和NIST的Lyle Levine报告正是这一转变的直接体现。基于模型的鉴定将从企业实践上升为国际标准（ASTM/ISO TR）。SynaCore、NIST、FAA正在对齐技术路线，AM Bench提供基准数据。最大的瓶颈不是技术，而是标准制定周期本身。

范式变化5：产线级鉴定和机队互操作性（4-5年）
ICAM会议中RTX、Divergent、Wichita State等报告了跨设备、跨供应商的鉴定框架。鉴定将从单机认证走向产线级鉴定和机队互操作性：同一零件设计可以在不同品牌、不同型号的打印机上生产，且保证等效性能。RTX Q3+、Divergent的操作鉴定、JMADD数据库和CuNi 70/30 ISA指标是这一方向的早期证据。

范式变化6：AM作为分布式制造网络中的一个节点（~5年）
ICAM会议中分布式制造以及数字库存报告指向这一方向。AM增材制造设备将不再孤立存在，而是作为分布式制造网络中的一个节点，按需生产、就近交付。数字库存护照（Digital Inventory Passport）确保零件在任意节点生产都可追溯、可认证。这一转变受安全与标准约束，预计在5年左右初步成型。

SynaCore在变化中处于中心位置，其Digital Twin和标准参与正好符合基于模型的鉴定写入标准这一关键节点，这与SynaCore的技术栈和生态布局密切相关。

ICAM 2026的日程描绘了一个正在经历范式转换的行业：从打印后验证到打印前预测，从经验驱动到模型驱动，从单点技术到数字线程。这届会议的独特之处在于，AI领域学者（如CMU）、国家实验室（ORNL、LLNL、Sandia、LANL、NIST等）和欧洲顶尖工科院校（RWTH Aachen）的深度参与，使AM增材制造不再只是传统制造会议的延伸，而成为计算科学、数据科学和标准科学的交叉场，ICAM大会直接推动鉴定与认证框架的制度化落地。

正如SynaCore的CTO Dr. Vastola在报告结尾提出的问题：数字孪生的多尺度仿真预测能否完全取消实验测试？或许在未来3-5年内不会有终极答案，但方向明确：通过数字孪生和物理AI来减少试错的比重持续上升，在这一转变中，SynaCore的技术栈和标准布局，使其成为基于模型的AM增材制造鉴定生态中的关键基础设施与操作系统。

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。

网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

▲散热技术发展路线图
© 3D科学谷

▲ 液冷冷板的关键设计驱动因素
© 3D科学谷白皮书

 英特尔的判断
     风冷撞墙，液冷进入芯片级深水区

英特尔在大会现场首先给出了一组不容回避的物理事实：风冷的扩展正呈现收益递减、成本飙升的剪刀差曲线——更大的散热器与更高的风扇转速只能换来边际递减的结温改善，而风扇功耗、声学问题与可靠性风险却急剧上升。从2U增强风冷（EVAC）、热管远程散热器（Remote HS），到标准冷板与最高密度的3D均热板（6U 3D VC），风冷与常规液冷的产品演进已逼近终点。

随之而来的是一场液冷部署模式的切换。英特尔将当前客户部署归纳为两条路径：新建AI及托管机房普遍采用冷机一体化液冷数据中心方案，冷机从设计之初即融入设施核心，第一天即支持更高机柜功率密度；而存量风冷机房则通过液冷侧车（sidecar）方案渐进改造，以换热器方式接入液冷，作为向高密度过渡的桥梁。

真正值得注意的是技术底座的深层变化。英特尔系统梳理了2017–2026年多代、经超大规模客户验证的液冷技术谱系——单相直触冷板（Single-Phase DTC，已在超大规模数据中心以PG25基液验证）、两相直触冷板（2-Phase DTC，以更低流量应对极端热流密度）与浸没式冷却——并明确指出：面向下一代AI机架，液冷的竞争焦点已上移至芯片界面本身。

 范式革命的核心：
     消除界面、逼近硅片

英特尔在本次大会上释放的最强信号，是 MC-IHS（Micro-Channel Integrated Heat Spreader，微通道集成热扩散器）与先进冷板架构的集中亮相。

MC-IHS 实现22%–30%的热性能提升：传统散热栈为冷板—TIM2—热扩散器（IHS）—TIM1—芯片裸片，多层界面层层叠加热阻；MC-IHS 将冷板功能直接集成进处理器热扩散器，彻底消除冷板与IHS之间的完整界面层——这正是传统设计中热阻的主要来源。验证数据显示，MC-IHS 相比参考方案带来22%–30%的热性能改善，目标热阻剑指行业领先规格。

三种先进冷板架构并行推进：英特尔同时展示了2.5D微通道冷板（面向未来超高功率AI平台，在硅片界面实现精准冷却剂输送与最佳热点抑制）、3D多层冷板（堆叠微流控层最大化换热面积，多注入歧管优化流量分配，三者中热流密度承载能力最高）、以及铲齿鳍片+分流式歧管冷板（在热性能与可制造性间取得平衡，针对量产优化）。三者均经过CFD热-流联合仿真验证。

功率阶梯决定了制造工艺的代际跨越： 在英特尔绘制的散热技术全景图上，技术坐标按总设计功率清晰分层：1–2kW区间由铲齿鳍片冷板、热管散热器、单相LAAC占据；2–4kW区间由歧管+铲齿鳍片冷板、定制3D VC、微通道冷板接棒；4–6kW及以上区间，则属于两相冷板、MC-IHS，直至裸片背面直冷（Direct Cooling on Die Backside）。英特尔同时坦承：即便在液冷内部，微射流冲击等方案的设计复杂度与可靠性挑战也在同步上升——越靠近芯片，流道越微细、几何越复杂、制造越困难。在这方面，英特尔正在测试3D打印的冷板性能。

根据3D科学谷的市场洞察，这正是增材制造的历史性机遇：传统加工无法实现曲面、分叉与异形流道，多层堆叠结构需多部件拼接、焊缝即泄漏隐患；而金属3D打印可将冷板一体化成型，实现更高的内部流道精度，更微细的翅片，以及采用TPMS等三维拓扑结构可将有效散热面积扩大数倍。

 SynaCore AM-DT：
     为芯片级散热补上确定性制造底座

但机遇的另一面是硬约束。MC-IHS 与多层微通道冷板的流道特征尺寸已进入百微米量级，此类复杂零件对增材制造提出了两个前所未有的挑战：其一，多尺度物理耦合——粉末尺度（20–60μm）的熔池行为、介观尺度的微观组织演化、零件尺度的热历史与残余应力变形，共同决定流道的最终成形质量，任何单一尺度的经验模型都不足以预测；其二，表面粗糙度——增材制造内流道的表面粗糙度直接影响流阻、压降与换热系数，而内流道粗糙度在打印前无法测量、打印后难以加工修正，只能依赖预测与控制。

针对这两大挑战，源自新加坡的 SynaCore AM-DT 物理AI增强增材制造数字孪生软件，提供了针对性解法：

多尺度仿真：从熔池到零件的贯通预测。 SynaCore AM-DT 数字孪生的多模态物理仿真模型与AI算法覆盖粉末—熔池—微观组织—零件性能的全链路：从打印态微观组织（含析出相）预测机械性能，并进一步预测热处理结果；对冷板而言，这意味着可预判微通道的成形质量、残余应力分布与变形趋势，提前识别气密性失效风险。尤为关键的是，这一能力建立在基于SynaCore第一性原理物理规律的全尺度仿真之上，这与冷板的几何个体化强、流-热-力耦合复杂的特点高度契合，避免了降阶模型在全新构型上外推失准的风险。

表面粗糙度预测：把流道内壁状态变成设计变量。 在微通道尺度下，表面粗糙度与流道直径的比值显著放大，粗糙峰不仅抬高压降、诱发流动分离，还会成为空化与污垢沉积的起点。SynaCore AM-DT 对打印表面形貌的预测能力，使工程师能够在设计阶段就将粗糙度作为约束条件——在热性能、压降与可制造性之间做量化权衡，而非事后返工。结合其 Adaptive Tool Path 自适应路径技术对逐层热历史的动态调控，粗糙度有望从随机缺陷转变为可控工艺输出。

跨设备工艺迁移：从单件验证走向批量一致。 SynaCore AM-DT 旨在解决在不同系统与材料上开发工艺参数的行业核心难题，使不同OEM设备进化出各自独特的工艺大脑，破除加工黑箱——这是液冷增材制造从实验室样件走向数据中心批量交付的前提。

 预测原理：
     粗糙度从多物理场仿真中而生

SynaCore AM-DT 的表面粗糙度预测并非基于统计回归或经验查表，而是嵌在其粉末尺度（powder-scale）多物理场仿真链中的一个自然涌现的物理输出。其技术路径可拆解为四层：

1. 真实粉床构建（输入层）平台首先通过铺粉仿真模块（Powder-Bed Module）模拟刮刀/重涂器运动下的粉末流动，计算粉末堆积密度。关键在于：它使用非球形颗粒模型，并输入实测的粒度分布，这是粗糙度预测可信度的第一道关口——粉床的几何无序性是表面粗糙的重要来源之一。

2. 激光-物质相互作用（能量层）光线追踪模块（Ray Tracing Module）显式模拟激光束在粉床与熔池表面的反射和吸收，精确计算能量吸收率，并评估粉末形貌与粒度分布对能量吸收的影响。这一步决定了熔池的热输入边界条件，而热输入直接决定熔化深度与表面张力驱动的熔池流动（Marangoni 对流），进而影响凝固后的表面形貌。

3. 熔池-凝固-微观组织耦合求解（核心层）粉末尺度模块采用四个求解器耦合的相场（Phase Field）框架：多相热求解器 → 流体动力学求解器 → 相变求解器 → 微观组织求解器，在多个扫描矢量、多层堆叠的条件下，同步显式输出局部温度曲线、熔池形貌、孔隙形成与微观组织演化——表面粗糙度（Surface roughness）即作为该模块的标准输出之一。

4. 界面厚度参数校准（模型校准层）相场模型中界面厚度（interface thickness）是关键自由参数，直接影响模拟表面的粗糙度。AM-DT的机制解释了增材制造表面粗糙的方向性差异：竖直壁面（侧表面）由层层堆积的熔池边缘轮廓主导与水平顶面由最后一层熔池凝固形貌主导的粗糙度的差异。对液冷微通道而言，这一区分至关重要——通道侧壁与顶面的粗糙度对压降和换热的影响权重不同。

液冷散热的确定性爆发已是行业共识，但真正决定产业格局的，是谁能在规模化制造中率先解决质量一致性与成本可控性的难题。Intel在大会上展示的技术路线图清晰地指出了方向——从风冷到液冷、从标准冷板到微通道冷板、从外部散热到芯片级集成。而增材制造，尤其是当它与数字孪生技术深度融合时，正在成为这一路线图从愿景走向量产的关键使能者。

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。

网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

9月初，军用无人机制造商AEVEX宣布与增材制造企业Divergent建立战略合作。双方透露，此次合作将开发下一代自主飞行无人机平台。但合作重点并非只是生产某一特定无人机平台，而是共同构建面向增材制造技术的无人机开发与制造方法，目标是在航程、有效载荷等需求发生变化时，制造端能够随之快速、大批量地调整。

当一家年订单已达万套级别的军用无人机制造商，选择将下一代产品的制造体系建立在增材制造工艺之上，这一决策不禁让我们思考，AEVEX到底遇到了什么挑战，以至于必须重新审视制造路线？增材制造又提供了什么样的能力，恰好能解决他们遇到的问题？

本期3D科学谷将尝试梳理这次合作背后的产业逻辑。

 无人机“老手”的订单与交付压力

在理解这次合作之前，我们先来看一下AEVEX的处境。

AEVEX成立于2007年，业务聚焦于军用无人机和可消耗自主系统。其产品线包括远程第3组打击无人机Disruptor、被美国陆军选用于“发射效应–近程”项目的Atlas，以及续航16小时、航程超600英里的ISR无人机Raker。几款精确打击无人机隶属于“凤凰幽灵”家族。

AEVEX的Disruptor精确打击无人机

©AEVEX

订单量的快速增长是AEVEX最直接的压力来源。

根据其2026年4月的S-1上市文件，截至2026年底，AEVEX已向作战环境交付并承诺交付超过10,200套系统。此后几个月内，订单继续加码：7月签署了8800万美元的“远程精确打击系统”合同（推测为Disruptor）、4100万美元的“单向攻击系统”合同，并以6.5亿美元收购了无人水面舰艇公司BlackSea。该公司在上季度营收超过2亿美元，在手订单达数十亿美元。

除了以上订单，2026年5月，AEVEX还获得美国空军一份价值1850万美元的合同，用于交付采用增材制造的第三组（Group 3）无人机系统，执行单向攻击任务。该合同涵盖生产、工程支持和现场服务。

第三组无人机在此类任务中占据一个有用的中间地带。它们比小型战术四旋翼或手抛式系统更大、能力更强，但又不至于落入大型中高空长航时无人机那样的成本和基础设施等级。这使得它们能够承载小型系统无法支持的有效载荷和航程，同时其生产和部署特征更接近战术装备。

这意味着，增材制造在AEVEX的产品序列中已不是停留在研发验证层面的概念，而是进入了实际的合同生产阶段。

以上诸多合同背后的需求具有相似性，即规模、低成本、可消耗的军用无人机。

这类无人机与商用无人机有本质区别。它们是在战场上可承受的损失，所以不需要商用航空器那样的长寿命、完整的后勤保障体系，但要求在给定的航程、载荷和自主能力下，以足够低的成本和足够快的速度批量交付。

而传统航空航天制造模式在处理这类需求时存在短板。如AEVEX首席技术官Manan Patel所言：“建造十个自主平台是工程问题，但建造一万个是工业问题。”

传统制造体系往往依赖模具和专用工装，设计变更需要重新开模，迭代周期以月甚至年计。对于在航程、载荷要求等方面需要随战场姿态进行频繁调整，并且订单量已达万套级别的军用无人机而言，这种模式的响应速度和灵活性都不够。

 增材制造的适配性

AEVEX选择与Divergent合作，看中的是增材制造在军用可消耗无人机生产中的特定优势。

Divergent是美国以增材制造技术为重心的制造商，其核心能力在于DAPS自适应生产系统（Divergent Adaptive Production System）。这是一个将AI驱动设计优化、工业级金属增材制造和机器人自动化装配整合为一体的数字化制造平台。

Divergent公司基于十余年的增材制造应用经验，研发了自有粉末床选区激光熔融3D打印设备，名为Monolith One。这款设备目前仅供Divergent内部使用，是其DAPS数字化制造系统的核心组成部分。据悉，该公司将在新建工厂中部署64台设备，年产能约27.5万个零件。

Divergent Monolith One3D打印设备

增材制造工艺在AEVEX公司所需的可消耗性无人机生产过程中，主要体现出两层价值：

其一，消除模具依赖，压缩迭代周期。 传统制造中，更改设计意味着重制模具和工装，耗时且昂贵。增材制造不依赖于模具，设计变更后可直接打印新零件，显著压缩迭代周期。对于在实战中不断暴露新需求、需要快速优化的无人机，这种能力直接关系到能否跟上战场节奏。

其二，降低小批量生产的经济门槛，支持灵活调整。 传统模具成本高昂，在小批量或设计频繁变更的场景下经济性低。增材制造的“免工具”特性使得生产批次规模可以灵活调整，不必为了摊薄模具成本而一次性生产大量固定设计的零件。这正好适应了军用无人机需求多变、型号迭代快的特点。

 此次合作的特殊性

值得注意的是，AEVEX与Divergent的合作方式与其他客户有所不同。Divergent首席执行官Lukas Czinger指出，多数客户是在标准化设计上“后加”3D打印，而AEVEX的无人机从一开始就围绕增材制造工艺和Monolith One设备的特点而设计。

AEVEX负责系统需求和整机集成，Divergent负责通过增材制造技术生产机体结构件，双方的设计目标直接指向可适应性、低成本和规模化生产。

AEVEX首席技术官Manan Patel的表述则更直接：“合作重点在于共同的开发与生产方法，目标是加速从概念到量产的进程，使无人机能随航程、载荷等需求变化灵活调整。”

Czinger则强调，从一开始就为增材制造而设计，而非在传统设计上修修补补。也就是说，合作双方将设计出真正为增材制造规模化生产而生的产品。

由此看来，AEVEX转向增材制造并非出于技术前瞻性的布局，而是由其订单规模、交付时限和军用无人机快速迭代的现实需求共同推动的必然选择。

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。

网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

2025年，全球金属3D打印零件市场价值突破80亿美元，而2016年这个数字还不到30亿美元。这是AM Research在最新发布的《金属增材制造规模化：闭环材料时代》白皮书中给出的数据。

虽然这份报告是基于美国等押注制造业回流国家的视角撰写，但其中揭示的若干趋势信号，对整个增材制造产业链参与者而言均具有参考价值。3D科学谷在本期谷·透视中梳理了其中五点值得关注的方向。

 PBF仍是未来十年最确定的赛道

白皮书预测，粉末床熔融（PBF）设备增材制造的零件价值将从2025年的60亿美元增长到2034年的约300亿美元，十年增长400%。

这意味着，大尺寸、多激光协同、面向特定材料（铜合金、镍基合金）的专用设备，仍有持续的市场空间支撑。

同时，通过PBF技术制造的金属零件价值持续增长，意味着粉末消耗量的持续扩大，尤其是镍基、钛基、铜基等高价值材料品类。

来源：Metal AM at Scale Whiepaper

 航空航天在全球范围内登顶价值榜首
     中国市场早已身处其中

白皮书判断，全球范围内2026年是一个转折点——航空航天与国防将超过脊柱和创伤等医疗植入物应用，成为增材制造价值最高的应用类别。火箭发动机零件的3D打印市场预计从2025年的2.545亿美元增长到2034年的约22亿美元。这一转变源于三个因素：航空航天/国防用户的技术成熟度、持续需求的预期，以及发动机部件的高单价。

朱雀三号重复使用遥二运载火箭
©蓝箭航天

对中国读者来说，这一趋势并不陌生。根据3D科学谷的市场观察，与欧美市场医疗长期占据首位不同，中国增材制造产业的应用结构从一开始就呈现高端引领特征。据中国增材制造产业联盟数据，航空航天在增材制造应用领域中占比超过35%，稳居第一。商业航天的快速崛起是这一格局的重要推动力量。我国商业火箭液体发动机中约70%的零部件采用金属3D打印技术制造，先进型号中这一比例接近90%。

 20万亿美元投资拉动高价值材料需求，
     闭环材料从倡议变为能力

白皮书分享了一组来自彭博行业研究的预测数据，该数据表明，未来十年全球经济可能迎来20万亿美元基础设施投资，这印证了许多人所称的“史上最大资本支出周期”的机遇规模。

这指引我们关注那些将驱动金属增材制造需求的主题。金属3D打印零件的需求特征应继续表现为：最昂贵的金属用于最高价值的应用，而这些零件用于国家战略相关的基础设施建设。

根据彭博行业研究的信息，这笔巨额基础设施投资的催化剂主要来自计算和能源领域，而非国防和医疗。

而这两个领域将对镍、钛、铜和特种合金等高价值材料产生前所未有的需求。

随着增材制造在全部战略领域的应用扩展，制造商将日益需要能够提高原料可得性、减少供应中断风险、并实现高价值金属更大程度再利用的材料策略。在这种环境下，闭环材料生态系统正从可持续性倡议转变为核心制造能力。

上述趋势正在被多个领域的实际案例所印证。

白皮书谈到，从闭环材料生态系统正从可持续性倡议转变为核心制造能力。

在过去几十年金属增材制造兴起之时，其应用在相当长一段时间内主要局限于原型制造和较低产量水平，这自然限制了将使用过的增材制造金属回收为新原料的成本效益。

如今，回收利用的支持者往往主要与可持续发展/“绿色环保”倡导者联系在一起，但金属回收远早于社会对环境问题的关注。自18世纪和19世纪工业革命期间废料场广泛出现后，世界大战期间的各国政府在国家安全和经济韧性的双重驱动下，极大地推动了废金属回收实践。战后，汽车等市场的金属供应链迅速复苏并蓬勃发展，这在很大程度上得益于战争期间形成的回收基础设施，以及汽车碎纸机等持续创新。

过去几十年金属增材制造兴起之时，其应用在相当长一段时间内主要局限于原型制造和较低产量水平，这自然限制了将使用过的增材制造金属回收为新原料的成本效益。对于粉末材料尤其如此，因为将降级材料转化为新鲜供应需要专用硬件。

然而，如今基于粉末的金属增材制造用于规模化生产正变得越来越普遍，大量证据表明，采用粉末床熔融（PBF）、定向能量沉积（DED）和金属粘结剂喷射（MBJ）等技术的企业，正借助赋能回收的闭环材料生态系统来保障供应并保持成本竞争力。

3C消费电子领域

Apple的案例很说明问题。他们已用100%回收钛合金粉末材料生产Apple Watch的3D打印表壳，2025年节省了400+公吨钛金属材料。关键是苹果手里有大量来自iPhone机加工的5级钛废料，这使得增材制造原料的成本实质上变成一笔回收加工费，为其与传统制造实现长期成本持平提供了基础。

“2025年度节约400+公吨钛金属原材料”
“100%航空级再生钛合金粉末”
“较前代产品减少50%原材料投入”

Apple采用再生钛反映了超越消费电子领域的更广泛趋势。随着增材制造进入更高产量的生产环境，材料回收、再利用和本地化原料生产的经济优势变得日益显著。维持获取战略材料的能力，最终可能与制造技术本身同等重要。

3D科学谷认为，Apple的案例展示了闭环材料在消费电子领域的成本逻辑。而同样的逻辑，正在一个完全不同的领域被验证——AI基础设施。

AI 基础设施-数据中心散热需求

白皮书指出，数据中心利益相关者将金属增材制造视为AI基础设施的战略赋能技术。随着采用加速，这一领域对铜金属闭环材料生态系统的需求也在增加。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

TDK收购Fabric8Labs以及江森自控收购Alloy Enterprises，均受数据中心硬件供应链需求驱动。虽然这两家公司均不使用粉末基增材制造，但许多粉末床熔融（PBF）制造商正在生产数据中心冷却组件。Conflux Technology（使用EOS和AMCM系统）是其中的领先范例。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

尽管纯铜对PBF构成挑战，但铜铬合金和短波长激光器的进步正在改善可制造性。在中国企业中，希禾增材、铂力特、大族聚维、美光速造等企业在铜、铜合金液冷板增材制造领域取得了进展。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

下一阶段的增长将更少取决于可行性验证，更多取决于规模化生产，这使得应用研究和可靠的材料供应商日益重要。

西门子能源是全球最大的PBF用户之一，已显著扩大其在美国的制造布局以支持数据中心需求。

随着PBF增材制造铜液冷板新兴应用从开发走向商业化，中小型制造商将发挥关键作用，这一能力尤为宝贵。同时，发电和电网基础设施的扩容可能比数据中心硬件本身更成为AI增长的制约因素。

国防、船舶与海洋工程领域

如果说数据中心是闭环材料在新兴商业市场中的典型，那么国防领域则提供了另一重驱动力——供应链安全。

白皮书特别提到，铜镍和镍铜合金因其耐腐蚀性而对海洋工程产业至关重要。

以美国为例，镍的回收利用是美国海军以增材制造为中心的工业基础计划的核心组成部分。根据未来十年3D打印船用市场（国防和商业）金属零件的增长率，仅这一催化剂就可能推动回收金属增材制造原料走向规模化。AM Research预计，仅镍在船用金属零件市场价值将在2034年超过4亿美元，较2025年估计的3100万美元实现超过10倍的增长轨迹。

这些趋势强化了对韧性闭环材料供应链的需求。随着数据中心冷却、国防海工等高价值的量产应用不断涌现，企业的成功不仅取决于扩大制造能力，还取决于获得可靠的特种粉末来源和高价值材料回收再利用的高效路径。

以上三个领域的案例从不同角度印证了白皮书的核心判断：闭环材料生态系统正从可持续性倡议转变为核心制造能力。

 材料回收正从概念走向服务模式

白皮书中分享了闭环材料生态系统的典型案例——一家从事金属粉末回收服务的美国公司Continuum Powders。

该公司的核心技术是Greyhound Melt‑to‑Powder（M2P）熔融制粉雾化平台，能够将金属废料直接转化为可用的增材制造粉末。

Continuum公司熔融制粉平台
© Continuum

2024年，Continuum在该平台上实现了每周约1吨废料的处理产能。其业务模式最初以粉末即服务的形式运行，客户无需自建回收设施，而是将废料交由Continuum处理，获得可用的粉末原料。

在此基础上，公司后续推出了Custom Foundry Runtime（CFR）模式，支持每天50公斤至1吨的灵活生产运行，面向研发和小批量制造场景。白皮书特别指出，这一能力在新兴应用（如PBF增材制造铜冷板）从开发走向商业化的过程中尤为关键，因为中小型制造商在其中扮演重要角色。

合作案例一：西门子能源及镍超合金回收
2024年，Continuum与西门子能源建立合作，将后者的镍超合金废料回收为新的增材制造原料。在当年最后五个月中，Continuum利用Greyhound平台持续处理西门子能源的废料，保持每周约1吨的处理量。

合作案例二：Knust‑Godwin及镍合金回收
Knust‑Godwin是一家美国公司，该公司是ITAR（国际武器贸易条例）认证制造商，服务于国防、石油天然气等战略领域。

增材制造的关键油气泵
© Knust‑Godwin

2024年，Knust‑Godwin的一家大型油气客户有一批已达到使用寿命终点的Ni718零件需要处理。Continuum将这些废料加工成原生镍粉末，不仅为Knust‑Godwin提供了就近的材料来源，还将该镍合金材料的碳排放较传统来源减少了98.7%。白皮书特别指出，在能源价格处于高基线的环境下，这一减排量直接转化为成本考量，而不仅仅是可持续性指标。

双方的合作随后从一次性项目扩展为按月供货的长期销售关系，并计划扩展到更多合金品种。

 闭环材料为何成为制造商的必答题

白皮书指出，当前制造业变革中最令人振奋的方面或许是，我们看到新产品和新的生产方法正在共同演进。这种双重演进带来的固有挑战是，制造商需要尽可能做到韧性和敏捷。

获得循环金属供应链是每个制造商都需要优先考虑的解决方案之一。在市场上，闭环金属粉末的规模化，没有多少企业能完全独立完成，因此需要专业公司进入市场，为制造商提供闭环材料供应链的接入能力。

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。

网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

2026年8月，欧盟委员会与SpaceRISE联盟正式签署新一代旗舰级卫星星座IRIS² 实施协议，标志着这一总投资已升至约156亿欧元（此前预算为106亿欧元）、由348颗卫星（包含330颗低轨卫星与18颗中轨卫星）组成的多轨道星座从规划迈入大规模部署阶段。

这一项目被广泛视为欧盟版“星链”。在公众视野中，IRIS² 被定位为欧洲数字主权时代的战略基础设施。如果从制造业的角度来看，这一项目带来的冲击力在于，为欧洲航天领域带来了一个数百颗级的卫星连续量产需求。这一项目要求制造商在2030年前完成工业化规模订单部署。
就在这一背景下，IRIS²低轨卫星制造合同已尘埃落定。比利时卫星制造商Aerospacelab获得了约264颗卫星、价值至少18亿欧元的订单，成为该项目份额最大制造商。这家成立仅8年的公司，能否以流水线式制造支撑星座级部署，又将如何对待增材制造这一已在航天领域积累了大量飞行履历的技术选项？

 欧洲航天增材制造飞行履历

在我们开始讨论IRIS²星座为增材制造可能带来的市场机会之前，先来回顾一下增材制造在欧洲航天工业中的在轨“飞行履历”。

ESA官方路线图：增材制造进入任务基线设计

欧洲航天局（ESA）已将增材制造纳入其航天结构件、推进系统和在轨制造的研发路线图。根据ESA官方文件，增材制造零件已被列入Sentinel-4、Quantum、Electra、JUICE 等多个在轨任务的基线设计（baselined design）。

在Ariane 5/6火箭项目中，2016年首飞的钛合金卡丹十字轴（cardan cross）是Vulcain 2低温发动机排气线路的结构件。该部件已通过飞行验证，标志着增材制造在欧洲重型运载工具中的工程化突破。

Airbus Defence and Space：从RF组件到星座级天线阵列

作为欧洲航天制造的传统巨头，Airbus在卫星增材制造应用领域拥有经过验证的连续创新记录：

2016年：与德国工业级增材制造企业EOS合作开发的钛合金夹具用于卫星馈源和副反射器单元装配，将生产时间缩短5天，成本降低超过20%，并经受住了太空环境中-180°C至+150°C的极端温差考验。

增材制造钛合金支架

© Airbus Defence and Space

2021年：与3D Systems公司合作，实现了全球首个经测试验证可用于商业通信卫星的金属3D打印射频（RF）滤波器，将两个独立部件整合为单一组件，大幅减重。

2022年：选定3D Systems为其OneSat可重构卫星项目的大型天线阵列提供端到端增材制造解决方案，使用AlSi10Mg 铝合金材料进行批量生产。这一合作标志着增材制造在Airbus的卫星项目中从单件验证迈向小批量工程化。

OHB System AG：标准化工艺链与供应链建设

德国航天企业OHB System AG同样在欧洲增材制造工程化进程中扮演关键角色。

多向刚度支架
© OHB System AG

该公司曾与Fraunhofer IAPT研究所合作，在ESA资助下开发了针对航天组件的标准化增材制造工艺链（PBF-LB/M 技术），并通过对三个卫星组件（连接器、反应轮支架、集成双镜）的验证，实现了最高45%的减重效果。

OHB技术协调负责人Marco Mulser明确表示：”我们已建立了可靠的工艺链，现在可以将高质量增材制造组件用于卫星项目。”

反应轮支架
© OHB System AG

此外，OHB在其实际项目中已应用增材制造技术。他们通过铝合金材料3D打印卫星反应轮支架，并通过拓扑优化实现减重三分之一，同时保持同等刚度，打印6件仅需7.5小时。

OHB 还参与了ESA的MELT项目，开发可在国际空间站（ISS）上使用的增材制造原型机，以支持在轨备件生产。

Thales Alenia Space：从首飞到规模化集成

法国航天巨头Thales Alenia Space的增材制造应用历史更为悠久。

早在2015年，该公司就在TurkmenAlem通信卫星上集成了3D打印铝制天线；到2017年，其增材制造零件已应用于45颗其他通信卫星。如今，Thales Alenia Space 的所有通信卫星均使用3D打印的天线支架和反射器套筒。

通过欧洲航天制造商的增材制造简史，可以看出主要航天制造商均已将增材制造从技术验证推进至在轨飞行和小批量工程化阶段。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

 IRIS² 旗舰星座的量级跃升

然而，上述所有已验证的增材制造应用，均属于小批量定制或单件/数十件级范畴。他们的生产规模与IRIS² 星座项目中的348颗卫星需求相比，存在数量级的差异。

如果在IRIS²星座卫星的批量制造中也采用增材制造技术，那么将为欧洲航天增材制造领域带来一个新挑战：当订单规模跃升至数百件甚至数千件时，增材制造能否在设备可靠性、工艺稳定性、质量一致性和供应链韧性方面仍能满足应用端的要求。

这一问题的紧迫性因以下因素而被放大：

时间窗口压缩：IRIS² 要求在2030年前完成大规模部署，这意味着制造周期必须从传统的数年压缩至数月甚至数周。

成本约束硬化：主权级项目虽不以纯商业盈利为首要目标，但总预算仍需面对议会和纳税人的审视，成本效率不可回避。

供应链安全：在地缘政治紧张背景下，欧洲对”战略自主”的诉求不仅体现在卫星主权上，也体现在制造供应链的可控性上。

因此，如果增材制造技术成为IRIS² 星座制造的技术选项，星座级量产的压力将迫使增材制造技术接受量产考验。

 IRIS²星座份额最大分包商：
     计划年产500颗的卫星超级工厂

在IRIS²低轨卫星的制造分工中，比利时卫星制造商Aerospacelab通过竞争性对话成功胜出，获得了该项目中规模最大、价值最高的制造合同。该公司负责建造约264颗低轨卫星，合同价值至少18亿欧元。

作为SpaceRISE联盟的核心分包商，Aerospacelab在IRIS²的348颗卫星中承担了近76%的制造任务，成为该欧盟版”星链”项目中份额最大的卫星主制造商。与此同时，Airbus Defence and Space获得了66颗Mil-Ka军事通信卫星的制造合同，OHB则负责建造18颗中轨卫星。

根据3D科学谷的行业观察，这家成立于2018年的航天企业，因其极端的垂直整合模式而备受关注。

垂直整合与量产目标

该公司自行设计和生产约90%的卫星子系统——从望远镜镜片、太阳能电池到电子线路板，仅依赖钛、铝等原材料的外部供应，并计划到2026年将这一比例提升至99%。

为支撑大规模星座订单，该公司正在比利时沙勒罗瓦建设欧洲最大的卫星超级工厂（Megafactory），占地面积约215,000 平方英尺，设计年产能高达500颗卫星，预计2026年初投产，2027年达到满负荷运转。

创始人兼CEO Benoît Deper将这一模式称为卫星制造业的”亨利·福特时刻”。

他认为当前的航天业有点像100多年前亨利·福特开始大规模制造汽车前的汽车行业。那个时候，汽车制造超级昂贵并且质量相对低。传统的卫星制造涉及复杂的组织结构、无尽的融资阶段和脆弱的专业供应商链。如果一家小供应商失败，整个项目可能会停滞不前，通常会延迟数年，并且超过预算数百万美元。而Aerospacelab公司的解决方案将垂直集成与标准化相结合，完全控制其供应链和生产时间表，显著降低卫星制造成本。

卫星制造的亨利·福特时刻，增材制造处于什么角色？

Aerospacelab在对外描述公司的制造能力时，强调了垂直整合和注重流程响应速度与管理效率的敏捷制造。

虽然该公司尚未明确披露其对增材制造/3D打印技术的使用。但从产业分析的角度，Aerospacelab的商业模式与增材制造的技术优势之间存在潜在的契合性。大致可以通过以下三点体现出来。

复杂结构一体化成型的需求：当一家企业试图将99%的子系统内部化时，必然面临海量定制化金属结构件的加工需求。传统机械加工需要大量独立零件和装配工序，而增材制造的多部件整合能力（将数十个零件合并为一个复杂拓扑优化结构）可直接响应少零件即少风险的量产逻辑。ESA资助的JAMP项目已验证，3D打印的钛合金/铝合金卫星面板和支架在减重和结构效率上具备工程可行性。

轻量化与发射成本的刚性约束：Airbus的估算表明，卫星每增加1公斤重量，发射成本约增加10,000欧元。粗略估算一下，即使单颗卫星通过增材制造减重5公斤，也意味着单颗发射成本节省5万欧元，这对于计划年产500颗卫星的Aerospacelab公司而言，将带来显著的经济效益。增材制造技术所实现的晶格结构设计和拓扑优化能力，是实现轻量化的成熟工具。

快速迭代对供应链压缩的倒逼：Aerospacelab宣称其卫星从设计到交付可在不到一年内完成。而增材制造技术具有无需模具、直接从CAD到物理零件的能力，其数字化的原生优势与Aerospacelab对交付时间的要求具有高契合度。

如果Aerospacelab选择在其垂直整合体系中引入增材制造技术，那么其商业模式将为增材制造提供一个超级内部化应用窗口；但如果该公司完全依赖传统机械加工和外部采购，其”99%内部化”目标可能面临更大挑战。

IRIS² 是欧洲在数字主权时代的战略宣言，而其348颗卫星的部署规模极可能为欧洲航天增材制造带来一个历史性的需求机遇，从而进一步推动欧洲航天增材制造产业链的成熟，催生新一代专注于航天级量产的制造商，并加速材料与工艺标准的统一。

该星座项目的最大制造商Aerospacelab，其”亨利·福特式”的垂直整合模式和年产500颗卫星的超级工厂目标，使其成为观察增材制造如何融入极端内部化制造体系的一个潜在样本。如果未来Aerospacelab公开披露其将增材制造纳入垂直整合版图，那么沙勒罗瓦的超级工厂可能成为欧洲最大的内部化增材制造应用中心之一。对此，3D科学谷将保持市场观察。

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。

网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

2023年，一枚风扇机匣安装环（Fan Case Mount Ring, FCMR）获得美国联邦航空管理局（FAA）批准，成为首个通过FAA认证的增材制造飞行关键结构件，也是当时同类部件中尺寸最大的一个。制造它的，是英国航空一级供应商吉凯恩航空（GKN Aerospace）。

FAA这次认证的对象采用激光定向能量沉积（Laser-DED）增材制造工艺制造，属于发动机承重部件，也是航空制造中对安全性要求严苛的零件。根据FlightGlobal对吉凯恩航空首席技术官Russ Dunn的访谈，这枚零件从开发到获得认证，耗时约七年。

获得批准后的几年里，吉凯恩航空将该增材制造零部件推入了量产阶段，并将同一套认证体系扩展到了多个发动机平台。

在3D科学谷看来，吉凯恩航空走通的这条增材制造路径，演示了一家传统航空一级供应商如何把增材制造从原型工具推过适航认证这道极高的门槛，变成可复制的工业化生产能力。

增材制造风扇机匣安装环

© GKN

 为什么押注增材？

吉凯恩航空引入增材制造技术，有其清晰的战略出发点。

该公司总部位于英国，历史可追溯至1759年，拥有超过265年的工业传承和百年航空经验。2025年，公司销售额达36亿英镑，在全球12个国家设有32个制造工厂，员工约16,000人，产品服务于全球超过90%的飞机及发动机制造商，业务覆盖飞机机身与发动机结构件、起落架、电气互联系统、透明件及售后服务，横跨商用飞机、军用飞机、公务机及先进空中交通等领域。

吉凯恩将中国定位为长期战略市场。公司于1988年进入中国市场，2018年成立全资子公司吉凯恩航空技术（上海）有限公司，并与中国商飞子公司（SAMC）、中航国际合资成立凯飞航空制造有限公司，从事民用飞机零部件制造业务。

这样一家深度嵌入全球航空供应链的老牌一级供应商，对增材制造的定位却毫不含糊。吉凯恩航空将增材制造定义为突破性技术，认为其有能力替代锻造和铸造等传统制造工艺，从根本上解决航空供应链中锻铸件供应不足的瓶颈问题。

这一定位决定了吉凯恩的增材路线不是锦上添花的原型试制，而是冲着主流制造工艺的战略替代去的。围绕这一目标，吉凯恩构建了覆盖三大路线的技术布局：激光粉末床熔融（LPBF）、激光定向能量沉积（Laser-DED，包括粉末和丝材两种形式），并于2024年投资5000万美元用于全球增材制造产能扩张。目前，吉凯恩航空已在七个飞行平台上安装了增材制造部件。

 一套认证方法论

适航认证向来是增材制造进入航空主流应用的最大门槛。吉凯恩航空能迈过这道门槛，靠的不是某一次冲刺，而是长期积累和一套结构化的认证逻辑。

第一层是时间的积累。吉凯恩航空在增材制造领域已有超过15至20年的技术沉淀。早在Prometheus项目中，吉凯恩就设计并制造了100%增材制造的涡轮，并完成了整机测试；在阿丽亚娜6号Vinci发动机涡轮部件的研制中，吉凯恩进一步积累了飞行合格认证的方法论经验。

第二层是认证框架的设计。吉凯恩航空为增材零部件建立了“基于风险的合格认证逻辑”（Risk-based Qualification Logic），这套框架包含设备与工艺认证、零件认证、破坏性与非破坏性检测、材料表征、零部件测试等多个层次。

吉凯恩先在航天项目锤炼出方法论，再用相对成熟的零件走完认证全流程，最后把验证过的逻辑推向航空飞行关键件。

 七年攻坚之路

从吉凯恩航空披露的信息看，风扇机匣安装环认证前的准备工作可以归纳为四项关键举措。

其一，工艺稳定性验证。吉凯恩航空在瑞典Trollhättan工厂经过多年试生产，逐步提升产量，积累工艺一致性数据。适航认证要证明的不是能打印出一个好零件，而是能持续稳定地打印出每一个好零件，这需要以年为单位的数据积累。

其二，跨厂区能力建设。吉凯恩航空在英国布里斯托尔（Bristol）设有增材制造能力中心，并在美国Newington建立了最终加工能力。风扇机匣安装环的核心结构在瑞典打印，在美国完成最终机加工。

其三，材料与工艺监测体系。吉凯恩航空在工艺过程中对熔池进行热学和光学监测，并将监测数据与测试数据持续对比，使过程监控成为质量证据链的一部分。

其四，建立完整的材料数据库。通过大量材料测试建立数据基础，为设计裕度的验证提供支撑。

FAA不仅需要认可初始工艺设计和材料性能，更要求制造商证明该工艺能够持续、稳定、可重复地生产出符合设计要求的零件。为回应这一要求，吉凯恩航空做了一件颇具标杆意义的事：通过已在瑞典、美国、英国三地工厂建立起来的增材制造能力，开展同一增材制造零件的背靠背测试，材料性能差异控制在1%以内。这组数据为向FAA证明其增材制造工艺在不同工厂、不同设备条件下的可重复性提供了关键证据。

风扇机匣安装环最终获得FAA批准，换来了规模化生产的通行证。

 从认证到量产：数据开始说话

产业化是检验战略成色的试金石。风扇机匣安装环获得认证后的推进节奏相当紧凑：

2024年，首件交付，进入批量生产阶段；完成第200个“热尺寸环”交付；月产量从约30件提升至40件。

2025年9月，吉凯恩航空扩建美国康涅狄格州Newington工厂，新建风扇机匣安装环专用增材制造生产线，目标2025年底实现100%全速率生产。

截至目前，增材制造的风扇机匣安装环累计交付已超过600件。

更能说明问题的是吉凯恩航空在规模化生产后验证的一组核心数据：

生产周期从9个月到4周，这是一个数量级的变化。结合买飞比的优化和钛材、碳排放的削减，吉凯恩航空用这组数据回应了行业对增材制造经济性的长期质疑：在通过认证、进入批产之后，增材制造为大型钛合金结构件制造带来的，包括材料、周期、碳足迹在内的综合效益，是可以被量化验证的。

 认证的复利

风扇机匣安装环并不是一个孤立的成功案例。吉凯恩航空更大的收获，是把认证过程中建立的增材制造经验和认证体系，变成可向其他平台复制的资产：

• CFM RISE技术验证机：交付了迄今最大的全增材钛合金发动机机匣，达到铸造质量标准；
• F135战斗机发动机结构机匣（与挪威国防物资局合作）：计划2027年完成首件全尺寸验证，2028年底完成认证。

值得注意的是，认证节奏也在提速。根据Russ Dunn在FlightGlobal访谈中的表述：首件认证耗时最长，而后续同类零件的认证周期预计可大幅缩短至两年左右。

前期投入巨大，但一旦认证体系建立并获得监管机构认可，其方法论、数据库和工艺证据链便可在多个平台上持续发挥作用，边际成本递减。这或许才是吉凯恩航空这笔长期投资的回报结构。

吉凯恩航空用七年时间走通了风扇机匣安装环的适航认证之路，从非关键件的工艺摸索到飞行关键件的适航认证，再到批量交付，其中技术路线取舍、零件筛选逻辑、跨厂区一致性验证和认证节奏的把控，或许比这个零件本身更值得细看。

对于同样面对高监管门槛的民用航空、低空载人飞行器等领域而言，增材制造适航认证的挑战不限于某一项技术的突破，更在于能否拿出足够的证据体系，使监管机构信任一套新工艺。

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。

网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

2026年7月，工业和信息化部等七部门办公厅（办公室）发布了关于开展2026年工业和信息化领域创新任务揭榜挂帅工作的通知。该通知附带6个不同方向的申报指南。其中，通信方向、未来产业方向的申报指南覆盖了从算力基础设施到人形机器人，从激光制造到类脑智能的广泛领域。

3D科学谷发现，除了《未来产业方向创新任务揭榜挂帅申报指南》中的激光制造前沿技术专题直接将增材制造列为攻关对象之外，增材制造/3D打印技术与本次揭榜挂帅申报指南中所涉及的通信方向、人形机器人等领域均有可能产生深度交集。当我们将文件中的量化需求与增材制造的能力边界逐一对照时，会看到这些方向中均隐含了增材制造技术的潜在应用机遇。

本期，3D科学谷以官方发布的申报指南文件为索引，梳理出值得留意和讨论的应用机会。

 激光制造专题中的增材制造攻关任务

“激光制造前沿技术”专题下设8项揭榜任务，其中4项直接指向增材制造工艺与装备的突破。

指标速读

高精度增材制造工艺及智能控制关键技术

• 单激光毛坯成形效率 ≥30cm³/h
• 致密度 ≥99.5%
• 热导率 ≥380W/(m·K)
• 开发3D打印全流程的数字孪生系统，覆盖5类以上质量缺陷的在线判据模型

复杂金属结构件激光增材制造技术

• 20kW级超高功率激光送丝增材
• 沉积效率3L/h
• 成形尺寸精度 ±0.1mm/1000mm
• 表面粗糙度 ≤12.5μm
• 制造周期较传统工艺缩短40%以上
• 金属多丝材原位增材制造与再制造技术

增材制造效率 ≥12kg/h（不锈钢）

• 材料致密度 ≥99%
• 抗拉强度和延伸率 ≥原件96%
• 建立激光增材制造数字孪生虚拟备件库

涉水金属结构水下原位激光增材修复技术

• 适配300米级深水极端工况
• 修复效率较传统方式提升50%以上
• 修复区抗拉强度、疲劳寿命 ≥母材90%
• 修复区耐腐蚀性能达到同材质锻件水平

这四项任务基本勾勒了增材制造技术攻关的四个方向：效率、功率、多材料、极端环境。

效率的突破（30cm³/h、3L/h、12kg/h）指向的是从能做到做得快的跃升。功率的提升（20kW级）对应的是大型构件的制造能力。多丝材原位合金化指向了梯度材料和异质结构的制造潜力。而水下激光增材修复是一个此前较少被公众讨论的方向，它将应用场景从工厂延伸到了深海运维。

 潜在应用一
     人形机器人对轻量化与集成化结构的硬件需求

“人形机器人与具身智能技术”是《未来产业方向创新任务揭榜挂帅申报指南》文件中给出的首个专题。该专题虽未提及增材制造，但其硬件指标与增材制造的能力高度重合。

从《未来产业方向创新任务揭榜挂帅申报指南》文件中提取的人形机器人硬件需求如下：

一体化关节

• 功率密度 >8kW/kg
• 力矩控制精度 ±0.5N·m
• 关节响应时延 ≤30ms
• 柔顺力控范围0.1-500N

精细操作灵巧手

• 主动自由度 >15个
• 抓取精度 <0.1mm
• 触觉感知精度 <0.05N
• 可稳定抓取0.1g-5kg物件

全身运动控制

• 多关节协同控制误差 <1.5°
• 步态自适应调节精度 <2mm
• 复杂地形通行成功率 >97%

聚焦到增材制造的可能切入点

拓扑优化及3D打印一体化关节成型。8kW/kg的功率密度要求意味着在有限空间内实现最大扭矩输出。传统多件组装方案因装配间隙和连接件的存在，往往难以兼顾轻量化和强度。

灵巧手的复杂结构制造。15个以上主动自由度意味着手指内部需要容纳多个驱动元件和传感器通道。传统加工需多零件装配，精度累积误差大。增材制造，特别是粉末床选区激光熔融金属3D打印和微纳3D打印技术，有机会实现高集成度的微型结构一次成型。

满版打印的华力创科学Photon Finger-B微型多维力传感器

来源：铂力特

晶格结构在仿生设计中的应用。人形机器人的肌肉结构需要兼顾柔顺性和支撑力，这正是点阵材料和梯度结构的典型应用场景。

人形机器人从样机走向量产的过程中，对复杂金属结构件的需求将显著增加。与传统汽车或消费电子不同，人形机器人的关节、手指、骨架属于高度定制化、小批量、高复杂度的零件类别。3D科学谷认为，这正是增材制造相对于传统加工的差异化优势区间。

当然，这也是一个需要谨慎判断的窗口。人形机器人的市场规模、量产节奏、材料选型仍有不确定性。但值得留意的是，一旦某款机型进入万台级量产，其核心结构件的制造工艺路线将基本固化，增材制造企业需要在此之前证明自己是最优解，而非备选方案。

这个判断并非凭空而来。从产业动态来看，铂力特在2024年世界机器人大会上展示了机器人肩支架、躯干、小臂、大腿、手指关节等零件，采用拓扑优化及多尺度构型的设计方案，将传统设计方法的多个零件集成到一个零部件上，利用粉末床选区激光熔融3D打印技术一体成形，在满足强度、功能需求的同时降低了零件重量，简化了装配过程。

铂力特展示的机器人3D打印零部件

小鹏新一代IRON机器人的肌肉结构则采用3D打印晶格材料精准模拟，通过光固化3D打印弹性体制成柔性皮肤。行业正在从验证件走向功能件的过渡阶段。

小鹏IRON内部“肌肉”—— 一种3D打印弹性体材料。

来源：博理科技

 潜在应用二：
     通信与算力的热管理及封装需求

数据中心的散热问题正从工程设计变成物理瓶颈。当单机柜功率逼近70kW、芯片热流密度超过200W/cm²时，传统风冷和简单液冷方案已逼近极限。而这恰恰是增材制造的三维流道制造能力可能发挥作用的地方。

从《通信方向创新任务揭榜挂帅申报指南》文件中提取的需求侧信号：

数据中心液冷

• 芯片功耗 ≥1.2kW
• 热流密度 ≥200W/cm²
• 液冷ΔT ≤8K
• pPUE ≤1.07

太空算力热控

• 热流密度 ≥500W/cm²
• 结构减重 ≥200g
• 两相换热技术

光互连收发芯片

• 光电共封装（CPO）
• 2.5D/3D异质集成
• 能效 <6pJ/bit

增材制造的可能切入点

三维微细流道冷板的一体化制造。传统加工工艺难以制造内部具有复杂三维结构的流道，而增材制造可以一次成型。

2026年7月，技嘉计算联合Fabric8Labs宣布，电化学增材制造（ECAM）冷板首次集成到AMD Instinct MI355X GPU服务器，搭载机型为G4L3-ZX1和TO46-ZX1。相较传统微型流道设计，ECAM能实现更精细的微尺度三维流道结构，有效消除高热密度所产生的热点。同时，我国基于纯铜、铜合金等高反射、高导热金属的液冷板增材制造技术也取得了显著进展。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

光电共封装（CPO）的结构件制造。2.5D/3D异质集成对光模块外壳、散热基板、光路耦合结构的精度和集成度提出了极高要求。精密陶瓷3D打印或金属3D打印在光模块外壳和散热基板方面的潜力值得关注。

太空环境的极端轻量化结构。太空制造成本以“克”计价，减重200g的需求直接指向拓扑优化和点阵结构的应用。

学术研究也为增材制造技术实现结构与散热功能一体化的能力提供了佐证。哈尔滨工业大学团队通过高温原位增材制造技术，实现了卫星“千层饼”式多功能结构的一体化打印，使卫星结构刚度提升21.5%、热导率增长568%，为航天器穿上轻量“全能铠甲”。

热管理领域对增材制造的需求逻辑是清晰的：传统加工在制造复杂内部流道时存在几何限制，而散热效率的提升恰恰依赖流道几何的持续优化。但同样需要注意的是，增材制造在这个领域面临来自其他工艺的竞争（如扩散焊、电化学加工以及精密蚀刻、微铣削等微通道加工技术）。增材制造需要在成本、效率、可靠性上证明自身的综合优势，而不仅仅是能做。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

将两份文件放在一起看，可以形成一个初步的判断：增材制造的机会正从通用制造能力向特定场景的差异化解决方案收敛。

激光制造专题为行业提供了可直接对标的研发课题；人形机器人的硬件需求清单与增材制造的能力边界高度重合；算力基础设施与通信设备则在逼近物理极限的散热难题中，为增材制造留出了可能的解题空间。

以上分析基于官方文件的量化指标与公开的产业动态，仅供谷友们参考与探讨。

参考资料：工信部官方网站、科普中国等

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。

网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文

可以想象这样一个场景：当机翼设计改了一版，不需要通知模具车间推倒重来，不需要排队等热压罐的罐期，只需要改一下CAD模型、重新生成一遍刀具路径几天之后，一件新的连续碳纤维机翼结构件就被快速制造出来了。

 

这不是概念演示，而是已经发生的真实案例。

 

2025年，诺斯罗普·格鲁曼公司宣布，旗下Model 437验证机将作为Beacon自主生态系统的飞行测试平台。其中的看点在于这架飞机的机翼很可能是有史以来第一副通过连续碳纤维增材制造技术制造出来的主承力结构。

 

这个案例提供了一个新的工艺选项，即主结构制造可以绕过传统模具和热压罐，走一条无模、快速、一体化的路径。这不仅影响结构重量和成本，也影响从设计到首飞的迭代周期。本期文章将解析Model 437机翼制造背后的技术应用逻辑，并初步探讨如果这类增材制造的结构件走向适航审定，会遇到哪些挑战。

来源：Northrop Grumman, Siemens,
Electroimpact, Scaled Composites

 为什么使用连续纤维增材制造技术？

Model 437最初是一款概念设计，旨在探索一种多任务、低成本的可消耗飞机，其中Vanguard为有人驾驶型号。该飞机长41英尺，翼展41英尺，总起飞重量10,000磅，由一台推力3,400磅的普惠发动机提供动力。

这架飞机同时是诺斯罗普·格鲁曼”数字探路者”（Digital Pathfinder）计划的核心验证平台。在分工上，诺斯罗普·格鲁曼负责可拆卸机翼组件的设计、制造与总装，其子公司Scaled Composites负责气动与结构分析、机身与尾翼制造、飞机总装、系统集成以及地面和飞行测试。

Model 437的机翼，也是飞机的主承力结构，由连续纤维增材制造技术生产。

诺斯罗普·格鲁曼先进制造领域研究员Eric Barnes曾这样描述该技术的优势：”我们通过专利的SCRAM（可扩展复合材料机器人增材制造）能力，全程采用数字化信息，无需任何硬质模具，仅需快速沉积的可溶聚合物模具。结合该过程中无需二次固化或热压罐处理的特性，我们大幅降低了成本并缩短了周期。”

来源：Electroimpact

总结下来，公司使用这一技术制造机翼的主要驱动力有三点：

• 速度：该项目从启动到首飞仅约27个月，传统”模具先行”的复材工艺路线很难支撑这种迭代节奏。
• 成本：省去硬质模具的设计、加工与维护费用，也省去热压罐的资本开支与能耗。
• 结构效率：Barnes指出，SCRAM的一项关键专利允许设备在材料之间切换、以三维形态铺设连续纤维，”这使我们能让纤维方向与载荷方向对齐，用更少的材料做出更轻、更强的结构”。

同一机翼主结构中还集成了等离子弧定向能量沉积（Plasma Arc DED）成形的钛合金结构件，相关部件的成本与周期较传统工艺降低约30%。

前文提到，Model 437验证机同时是诺斯罗普·格鲁曼”数字探路者”（Digital Pathfinder）计划的核心验证平台。”数字探路者”的整体成效同样明显。借助全联通的数字生态系统，该项目的工程返工率降至1%以下，而传统飞机项目通常要为此预留15–20%的预算。

 “一台设备即工厂”的连续纤维3D打印机

SCRAM系统由美国航空航天自动化设备商Electroimpact开发，2020年首次公开，此前已秘密研发约四年。

来源：Electroimpact

从技术构成上看，SCRAM是一个多工艺集成制造单元，在同一舱体内集成了四项能力：

• 原位固化（in-situ consolidation）的非热压罐（OOA）热塑性自动纤维铺放（AFP），即连续纤维沉积；
• FFF熔丝3D打印，用于打印可溶解的支撑模具；
• FGF颗粒挤出打印，用于快速堆积大型工装；
• 减材铣削加工，用于修整机加工件与工装表面。

整个系统由西门子数控系统统一控制，机器人采用Electroimpact专利的”精确机器人”（Accurate Robot）二次反馈与高阶运动学补偿技术，将路径精度从普通工业机器人的30–40密尔（0.76–1.0毫米）压缩到±10密尔（约±0.25毫米）级别。

 与传统AFP有什么区别？

SCRAM连续纤维增材制造技术与传统AFP自动纤维铺放技术的区别，可以概括为四个”没有”和三个”真”：

四个”没有”：没有硬质模具（支撑模具按需打印、用后水溶去除）；没有热压罐（激光加热原位固化，无二次固化）；没有平面分层约束（6轴空间路径，”真3D”打印而非2.5D叠层）；没有工序割裂（打印、铺放、铣削在同一单元内完成）。

三个”真”：纤维方向可随载荷逐层定制的真三维铺放；连续纤维体积分数可达50–60%的真结构级材料；从CAD直接到零件的真数字化短流程。

材料体系方面，SCRAM面向PAEK家族高性能热塑性塑料（PEEK、PEKK等），增强相包括碳纤维、玻璃纤维和硼纤维，另兼容PA12等低温热塑性材料与水溶性模具材料。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

 

”

需要指出的是，SCRAM并非在所有维度上都优于传统路线。Electroimpact自己的技术阐述中也提到：热压罐固化件的孔隙率可以做到1%以下——这是航空主结构的常用标准，而非热压罐工艺通常只能达到2-3%左右的水平。SCRAM宣称其原位固化连续纤维件可以达到非热压罐工艺的孔隙率水平，但与热压罐件之间仍存在差距。此外，截至2022年，单套SCRAM系统的成本仍在数百万美元级，且学习曲线陡峭，并非即插即用的方案。

 最新进展——已成为多项目测试平台

Model 437的故事并未止步于首飞。由于机翼制造环节的数字化与低成本特性，这架飞机正在演变为美国军用自主飞行软件的公共测试平台：

• 2025年6月，诺斯罗普·格鲁曼发布Beacon自主飞行生态系统，宣布用改装后的Model 437为第三方自主飞行软件提供飞行测试服务，首批合作伙伴包括Applied Intuition、Autonodyne、Merlin、Red 6、Shield AI和SoarTech六家公司；
• 2025年9月，Beacon构型的Model 437完成首飞，搭载诺斯罗普自研的Prism自主飞行软件，机上保留安全飞行员，测试计划延续至2026年；
• 2026年3月，该项目更名为Talon IQ，并完成首次合作伙伴自主飞行：Shield AI的Hivemind软件在经过仅一天的硬件在环测试后即驾机升空，执行了战斗空中巡逻与目标交战机动，随后飞行控制权切换回诺斯罗普的Prism软件。

可以说，SCRAM工艺制造的机翼不仅支撑了一架验证机，也支撑了一条快速试制，快速试飞，快速迭代的装备发展路径。

 适航认证的挑战

Model 437是军用技术验证机，走的是军方快速采办通道，而非民航适航审定。对于希望把同类技术用于无人机乃至载人飞行器的用户而言，真正的问题是，如果SCRAM或同类增材制造工艺制造的连续纤维增强3D打印零部件要接受适航审定，需要解决哪些问题？

以中国民航局（CAAC）对载人eVTOL的审定实践为例，可以看出工作量的量级。以全球首张eVTOL型号合格证的获得者亿航EH216-S为例：CAAC采取”一事一议”原则，为每个eVTOL项目单独制定专用条件（EH216-S的专用条件于2022年2月发布），内容涵盖总则、飞行及性能、结构、设计和构造、动力装置、系统和设备等章节；其安全性要求包括”每个灾难性失效状态的发生概率极不可能（10⁻⁷），且不能由单点失效导致”。

在1,000多天的审定过程中，EH216-S完成了包括主材料性能、结构强度、阻燃、坠撞、气体毒性、设备与系统环境、软件仿真、数据链路、整机功能、电磁兼容、飞行性能和操稳特性在内的大量实验室试验、地面试验与飞行试验，最终于2023年10月取得型号合格证（TC）、2023年12月取得标准适航证、2024年4月取得生产许可证（PC）。

如果把这套要求投射到连续纤维增材制造主结构上，至少有四方面的工作需要关注：

第一，材料与工艺规范的建立。传统预浸料有成熟的材料规范与许用值数据库体系可依托，而”热塑性原位固化+增材”的材料—工艺组合需要从头建立材料规范、工艺规范和统计意义上的许用值数据。

第二，过程稳定性与批次一致性。增材制造的性能由设备、工艺参数、材料批次共同决定。取得型号合格证之后还要拿生产许可证，意味着每一台打印单元、每一个零件的沉积过程都必须可重复、可追溯。这对”无模成型”工艺的过程监控与数字化记录提出了较高要求。反过来看，SCRAM这类全程数控的工艺也天然具备数据留痕的优势。

第三，缺陷与无损检测。孔隙率是一个硬指标：热压罐件<1%的行业标准与非热压罐工艺2-3%的典型水平之间存在差距。增材工艺的内部通道、变密度芯材等新构型也会给超声等常规无损检测手段带来新的课题，缺陷验收准则需要与局方共同定义。

第四，以数字化模型换物理试验。诺斯罗普在”数字探路者”中的做法值得关注，通过高置信度模型与经过批准的模型验证方案，减少了地面试验与飞行试验的数量。

根据3D科学谷的市场洞察，在增材制造零部件的认证工作中也存在相似的验证路径，当反复的物理试验走到极限时，基于高保真模型的数字化预认证正在成为新的探索方向，包括America Makes、新加坡标准理事会在内的全球多家机构已将数字化预认证作为战略探索方向。但无论采用何种方式，连续纤维增材制造过适航关的关键，都在于能否向局方证明每一批零件都具有一致可靠的性能。

从2020年SCRAM技术公开，到2024年Model 437完成首飞，连续碳纤维增材制造用了大约四年时间走完从实验室到飞行验证机的路程。

但军用验证机与商用适航之间，还存在材料数据、过程控制和审定路径等方面的距离。SCRAM和Model 437案例的参考意义，不在于某台设备或某个公司本身，而在于它们提供了一个可参照的坐标：这项技术目前在什么位置，它有哪些可验证的优势，以及要走向适航认证还需要解决哪些工程问题。

对于正在评估制造方案的飞行器制造用户而言，连续纤维增材制造已经不再只是概念，而是一个可纳入技术储备的选项。

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。

网站投稿 l 发送至2509957133@qq.com
欢迎转载 l 转载请注明来源3D科学谷 l 链接到3D科学谷网站原文