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3D打印进军核电航空领域,它能大有作为吗?

3D打印在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和汽车领域已不是什么新鲜事了,但在核电、航空、航天等重大领域并不多见。随着技术的不断突破,3D打印未来将在这些行业得到更广泛的使用。 1月14日,中国广核集团(下称“中广核”)在深圳召开2019年度新闻发布会,并透露该公司旗下核电运营技术平台——苏州热工研究院提出的3D打印新思路。苏州热工研究院新闻发言人****向第一财经等媒体记者表示,3D打印高频超声检测技术及装备,将在航空、航天、核电等领域40余个典型部件开展示范应用,项目的完成将形成3D打印超声检测系列关键核心技术,为推动中国3D打印的自主、快速发展提供重要的支撑。 3D打印,也就是金属增材制造,它其实是快速成型技术的一种,以 数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。目前,中国已将3D打印列为战略性新兴产业技术,而美国《时代》周刊将之列为“美国十大增长最快的工业”之一。 3D打印一般是采用数字技术材料打印机来实现的,在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后来也逐渐用于一些行业产品的直接制造,目前已经有使用3D技术打印而成的零部件。 核电行业的一些专业设备结构比较复杂、使用环境相对苛刻,同时对零部件的机械性能要求很高。一些进口设备,备件采购时间很长、采购花费的成本很高。如今3D打印技术具备可实现复杂结构一体化净成形、制造时间短、原材料利用率高、产品性能优良等优势。 苏州热工研究院提出的3D打印新思路,可实现将部件整体无法检测转化成了3D打印中的每层或者多层的有效检测,从不好检或者不能检转化成了易于检和有效检,实现了“打印-检测”一体化,可极大提升3D打印产品的质量。 关于“每层或者多层的有效检测”,苏州热工研究院相关负责专家向第一财经记者解释:“如果3D打印可以类比用砖砌墙,当我每砌一层或者每砌两层或者三层时,就检查一下砌的质量,从而可以及时发地砌得好不好。如果砌得不好,我就能即刻纠正。需要3D打印的都是一些复杂结构,如网状或者拓扑结构,这比砌墙更复杂,更需要分层检测。” 记者从中广核获悉,2016年,该公司“金属3D打印应用于核电领域的关键技术研究”取得阶段性成果,课题组利用选区激光熔化3D打印技术成功制造出核电站复杂流道仪表阀阀体,该部件的工程应用将实现金属3D打印制造部件在核电领域应用“零”的突破。 本次试制的阀体长140毫米,宽76毫米,高56毫米。该项目采用SLM技术,利用激光逐层扫描固化金属粉末,逐 步堆叠出阀体外形及复杂的内部流道,一次成型,节省了材料并提高了部件稳定性,相比传统工艺可缩短制造周期,并可满足小批量快速生产,降低成本等的要求。 “相比于传统设计制造技术对核电装备由大到小的加工,3D打印技术则是反过来,从粉末开始加工。”一位核电工程师向第一财经记者分析说,这使得核电装备质量变得更加可靠。 上述阀体的成功试制,将为中广核后续建立核电金属3D打印联合研发中心奠定基础。后续中广核将继续开展3D打印设计优化、零件修复、材料与工艺研制、标准体系建立等相关的研究。 值得关注的是,中广核此前对外发布,采用金属3D打印技术研发制造出的压缩空气生产系统制冷机端盖,已经在大亚湾核电站实现工程示范应用。 除了中广核之外,同为核电三大巨头的中核集团,其自主研发的第三代核电技术的小型核反应堆压力容器3D打印试件,也已经通过了包括国家能源局中国核电发展中心、国核工程有限公司、哈尔滨工业大学、北京钢铁研究总院等单位13位专家的科研成果鉴定。 “但有一点必须要清醒认识到,3D打印是一剂良药,但它不能包治百病。”原中国核建中核燃料元件有限公司科技部主任工程师廖琪在去年早些时候撰文表示,“它只有跟传统制造业改造与提升相结合, 才有更大生存空间。” (本文转自第一财经)

2019-01-16 15:27:40

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Fortify获250万投资,目标复合3D打印!

Fortify是一家总部位于波士顿的增材制造公司,专门从事复合材料系统,2019年1月16日据外媒报道,该公司宣布获得了由Neotribe Ventures,Prelude Ventures,MainspringCapital,Ocean Azul Partners和McCune Capital提供的250万美元(约1690万人民币)种子轮投资。 Fortify成立于2016年,由东北大学的Randall Erb和Joshua Martin研究复合3D打印。他们的目标是通过优化的微结构快速无缝地制造复合材料。Fortify获得专利的Fluxprint磁性3D打印技术结合了磁性和数字光固化(DLP)3D打印技术,可生产出具有理想机械性能的复合材料部件。作为增材制造的部件,纤维通过体素以磁性排列的体素来优化微观结构。与传统制造相比,高性能组件创建速度更快,成本更低。 Fortify最近开发了其首个高分辨率,纤维增强的DLP增材制造平台,其中包括获得专利的Fluxprint硬件,创新材料和INFORM生成设计软件。 通过这一最新一轮****,该团队的规模也增加了一倍多。 此外,Fortify的团队还推出了两种树脂,并引入了Fortify Fiver平台。该平台邀请材料公司和树脂供应商与Fortify的工程师一起开发高性能树脂。帝斯曼已成为首批Fortify Fiver平台合作伙伴之一。展望2019年,Fortify正在寻求新一轮800万美元的A轮****,同时进入他们系统的测试阶段。从即将到来的冬季开始,测试计划将专注于为10个精选合作伙伴提供数字复合平台。 Fortify首席执行官Josh Martin说:“我们的投资者和合作伙伴的支持,肯定了我们正在开发的技术满足制造业的重要需求,我们期待继续成为该领域的创新领导者,并提升我们的功能和产品。” (本文转自3D打印网)

2019-01-16 13:27:09

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中国也要在月球上建科研站了!这次一用3D打印!

国务院****公室14日下午3时举行了新闻发布会,会上,国家航天局副局长、探月工程副总指挥吴艳华,国家航天局****、新闻发言人李国平,探月工程总设计师吴伟仁,嫦娥四号任务探测器总设计师孙泽洲向在场媒体介绍了探月工程嫦娥四号任务有关情况。 据介绍,嫦娥四号工程目前已进入科学探测阶段,主要分为三大类科学探索内容,一是关于着陆区的地形地貌。“过去我们都是通过遥感,通过一百公里甚至几百公里的轨道上探测到的大概的地形地貌,这次我们身临其境,大家也可以从网上看到一些图像图形,周围的地形,部分图已经出来了。同时通过这次月球行走,获得月球背面第一张地质剖面图,可以探测到一百米到两百米深,它的地质构造、分层,这样研究月球背面地质的起源、形成,包括它的月球年龄的形成,都是第一次。”吴伟仁说,第二类探测,主要是月球周围的空间环境,包括宇宙辐射、太阳辐射、太阳耀斑的爆发对月球空间的影响。还有第三类,主要是研究月球的物质成份。 “这次有多台科学载荷,会对月球背面的物质成份到底是怎么组成进行初步探测。我想这些成果对于人类来说都是第一次,这些成果的取得最后都会有原创性的效果,因为过去从来没有人去过,这些成果会在国内外产生重大的影响。”吴伟仁表示。 据悉,嫦娥四号是中国探月工程四期的首次任务,在谈到对未来中国的探月工程和深空探测的计划时,吴艳华表示,国家航天局正在组织国内专家对后续规划进行论证,基本明确还有三次任务。 “一个是嫦娥六号计划在月球南极进行采样返回,到底是月背还是正面,要根据嫦娥五号的采样情况来确定。嫦娥七号是在月球南极一次综合探测,包括刚才说对月球的地形地貌、物质成份、空间环境进行一次综合探测任务。嫦娥八号除了继续进行科学探测试验以外,还要进行一些关键技术的月面试验。 中国、美国、俄罗斯和欧洲等国家都在论证,要不要在月球建立一个科研基地,或者科研站,比如说采用3D打印技术,能不能在月亮上利用月壤建房子等,我们要通过嫦娥八号验证部分技术,为以后各国一起共同构建月球科研基地,做一些前期探索。”吴艳华说。 (本文转自3D打印网)

2019-01-16 13:14:10

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3D打印技术可以重塑假肢行业吗?你怎么看!

设想一个关于假肢的创新世界,让肢体佩戴者可以选择价格合理、可靠、理想的假肢产品和服务,3D打印正在将这一切变为现实。本期,我们一起通过ProsFit的案例来讨论这样一个话题:3D打印可以重塑假肢行业吗? ProsFit总部位于保加利亚,该公司与中型和大型假肢诊所合作,为佩戴假肢的患者提供定制化假肢。接受腔不舒适是假肢使用者普遍遇到的一个问题。这是因为传统的接受腔是单一的一块塑料,根据使用者当时的肢体情况模制而成的。这样就产生了很大的问题,因为在一天当中,运动所带来的压力是不断变化的。 ProsFit提供的软件解决方案,使假肢医生能够进行3D扫描并在屏幕上创建自定义肢体接受腔。设计完成后,ProsFit通过3D打印技术来制造接受腔。腿部假肢的主要元件分为两部分:针对每个残肢定制接受腔以及其他部件 – 例如脚,膝盖和连接元件 ,这些元件为采用标准化的传统工艺生产的产品。 传统制造工艺,安装假肢可能需要数周时间。在此期间,大多数患者被迫使用拐杖或被限制在轮椅上,限制了他们的活动能力,且制造过程也是昂贵且耗时的。在与HP合作之前,ProsFit使用熔丝制造3D打印技术商业化了医学监管的ProsFit Original接受腔。然而,该公司遇到了一些挑战,其中最大的挑战是产出的一致性。ProsFit估算每10个接受腔中有两个不能通过ProsFit严格的质量保证流程。 现在,ProsFit Optimal 接受腔采用HP Jet Fusion 3D打印解决方案,并采用尼龙PA 12材料制造,每种产品都作为受监管的定制医疗设备出售。在商业化之前,该产品在欧盟(EU)进行了重要的监管测试,2019年其他市场正在进行监管程序中的测试,包括美国。通过数字化设计,装配和制造假肢接受腔的过程,ProsFit将制造和交付接受腔所需的时间从数周减少到数天,步骤少得多,这有助于降低成本并提高患者的舒适感。 采用HP的Multi Jet Fusion技术,技术人员可以在3D打印机上选择零件方向,从而提供质量、强度、灵活性和经济性的优化组合。对于诊所和医疗中心,3D科学谷了解到ProsFit的数字解决方案在生产力方面也带来了显着的好处。可以让诊所接待患者的数量达到原来的五倍。ProsFit现在为英国,比利时,法国,德国和荷兰等地的客户提供服务。他们还支持亚洲和澳大利亚的诊所,并与康复医生合作,支持中东战区的截肢者。 根据ConpositesPlus, BASF的子公司TriFusion Devices和 Essentium公司的新型3D打印假肢腿采用热塑性碳纤维人造接受腔,可以在不削弱其结构的情况下进行生命周期调整 – 这是传统假肢接受腔制造工艺所不容易实现的。 假肢上印有巴斯夫用短碳纤维增强的Ultramid聚酰胺。该通用接受腔采用热塑性材料制成,可进行小幅度调整,以确保患者舒适合身 – 在整个假肢生命周期中,接受腔可根据需要以2-3mm的增量进行调整。该技术还可以更快地转身。传统的碳纤维接受腔通常需要三天左右才能成型和铸造,3D打印可以简化工艺流程,3D打印的接受腔可以在扫描时间不到24小时内发货。 总体来说,3D扫描,软件和3D打印的结合使得3D打印能够改变当前的假肢接受腔生产现状,为假肢行业提供全数字化解决方案。在国内,国务院在《关于加快发展康复辅助器具产业的若干意见》中指出,我国是世界上康复辅助器具需求人数最多、市场潜力最大的国家。“意见”中提出的增材制造(3D打印技术),在促进康复辅助器具设计创新、提高定制化水平等方面起到了重要作用。 (本文转自3D打印网)

2019-01-16 11:08:07

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AP&C宣布在加拿大建厂,规模达到4万平米!

AP&C是GE Additive的增材制造市场金属粉末生产部门,已宣布在加拿大魁北克省Saint-Eustache进行大规模扩建,并且最近完成了在Innoparc Albatros的4万平方米土地的收购。“我们的公司目前正在快速增长,我们需要更多的空间用于我们的项目,以及吸引新人才的良好位置,”AP&C首席执行官Alain Dupont表示。 等离子雾化的热床 AP&C是世界上为数不多的使用等离子雾化生产金属粉末的公司之一,所有这些公司都利用加拿大丰富的水电供应。该国是世界上第二大水电生产国,特别是魁北克省,等离子体雾化的温床,以这种方式生产90%以上的电力。作为一个能源密集型工艺,很容易理解为什么等离子粉末生产商会聚集在这里。 使用等离子雾化制造的材料质量特别适合满足增材制造的要求,尽管AP&C还生产用于涂料,金属注射成型(MIM)和热等静压(HIP)的粉末。镍和钛合金是AP&C的特色。该公司最近还宣布 将于今年开始生产铝合金F357粉末,以满足航空航天和汽车行业日益增长的需求。 AP&C的40,000平方米土地的新规划设施增加了Saint-Eustache 现有的3100万加元CAD工厂,每年可处理约1,250吨材料。除了明显的生产效益外,新增产品预计将为该地区带来大量就业机会。Saint-Eustache市长Pierre Charron评论道:“创新孕育了更多创新,我们相信AP&C的增加将为我们的技术园区带来新业务,并鼓励其他高科技公司来到这里。” 在与合作伙伴 加拿大国家研究委员会 (NRC),AP&C也于近日参与的方法的发展,为精确的金属增材粉末分析。 Innoparc Albatros的新土地于1月11日在Saint-Eustache市政厅通过Saint-Eustache市长Pierre Charron和Dupont签署的协议正式出售。此次出售由****人Jean-LucPagé和镇上职员Mark Tourangeau监督。 AP&C专门生产用于增材制造领域的球形金属粉末,特别是钛和镍基合金。该公司的主要产业是航空航天和生物医药领域,它为40多个国家的客户提供金属粉末。 (本文转自3D打印网)

2019-01-16 10:26:02

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对于3D打印未来发展的前瞻,专家这么说(下)

3D打印是否会百分之百成为制造市场? 随着近年来的技术改进,人们可能会问到为什么3D打印每年仅“增长”12%左右。如果3D打印机现在在制造最终部件方面如此有用,那么增长为什么不会更高呢?3D打印会成为制造东西的唯一方式吗?简而言之,不会。但要了解原因,值得探讨如何更细致地制造零件。 基本上有三种方法可以制造一个零件:获取所需材料的数量,并根据需要进行塑造。拿一块材料,去掉不需要的东西(减法制造)。使用材料逐步构建零件,直到完成所需的零件(增材制造或3D打印)。 第一种方法可涉及多种技术和材料;锻造、铸造、冲压和模塑(塑料注塑)是最常见的。这些技术已经使用了几十年甚至几个世纪;它们是众所周知的,在每个零件的基础上相对便宜,并且平均在几秒钟内生产零件(不包括精加工 - 几乎所有类型的零件制造,需要进一步加工以进行精加工,这可能需要几秒钟到几小时)。截至2018年,以这种方式运转的机器每年价值3000亿美元,其中7台每年生产价值超过一万亿美元的零件。作为一个成熟的行业,这种制造模式在全球范围内平均每年以2-3%的速度增长。 第二种技术 - 减法制造 - 可能涉及使用车床和许多其他大型工厂工具,但重要的是,它也可以通过计算机数控(CNC)机器来执行,这些机器正变得几乎无处不在。使用CNC机器制作物体的成本比上述技术高,每个部件需要几分钟而不是几秒钟(不包括完成时间)。然而,基于数控机床的制造在许多市场中非常有用,特别是在体积低于制造模具(例如)或最终部件不能使用旧技术制造的情况下。全球数控机床市场每年增长约7%,约为传统制造业的两倍;预计到2025年将达到1000亿美元,高于2018年的约600亿美元。 增材制造--3D打印 - 每个部件的成本仍然比使用CNC机器更昂贵(使其比传统制造成本高得多),并且每个部件需要数小时而不是几分钟(再次排除各种类型的精加工和后处理)。但是,有些零件只能通过3D打印制作,以及零件体积太小以至于传统制造或减法制造都不是最佳的情况。这些市场推动了我们预测3D打印的一些增长。另一个增长动力是3D打印通常对制作可能在前两种技术中使用的模具、铸件、工具、压铸模和夹具非常有用。 3D打印机并不总是适合这项工作的工具,并且在可预见的未来,大多数零件仍然可能通过铸造、锻造、冲压、模塑等产生;数控机床将占很小的比例,3D打印的比例甚至更小。但是,即使是价值数万亿美元的全球零部件行业(每年仅金属零部件行业就价值1万亿美元)的1%,仍然是一个巨大的机会。 此外,使用三种技术中的每一种来制造的零件的比例,都是指零件的单位体积。但是,使用CNC机床和3D打印机制造的物品往往比传统制造的物品价值高得多,因此通过更先进的技术制造的零件的美元价值将高于单位百分比所显示的价值。换句话说,像螺母和螺栓这样的零件将采用传统的方法制造。但这些部件都是大宗商品,价格低廉,而3D打印部件的价值可能高达数百甚至数千美元。 3D打印机不可能取代传统制造技术这一事实非常重要。如果制造商不得不抛弃所有旧机器并切换到完全3D打印的世界,那将是一项艰巨的任务,但在这个过程的最后,它将具有一定的简单性。所有商品都将使用3D打印机制造,虽然公司需要大量的原料库存,但他们将不再需要零件仓库、仓库和配送中心。供应链和物流问题与今天不同,在某些方面更简单。 但这可能不会发生。相反,公司和行业将始终不得不应对混合制造业,这更加复杂,难以管理。零件将使用所有三种方法制造,通常一次不止一种(这实际上是一项相当重要的技术,大大扩展了市场)。所有这些使得下面描述的解决方案比3D打印简单地取代更重要。 在当今日益复杂的生产和维护环境中,越来越多的组织通过寻求3D打印来应对供应链和制造业务中的限制。公司应该如何开始3D打印?当然,没有一个答案。相反,将3D打印集成到组织战略中有多种途径。 在高层次上,组织应该检查他们的商业模式。领导者应了解3D打印对其业务所代表的机遇和/或威胁,以及如何利用3D打印颠覆他们的行业。接下来,他们应该检查3D打印的商业案例。传统的单件价格比较并不总能完全发现3D打印的全部优势,因此为了正确评估业务案例,公司应开发生命周期成本比较,以便在产品开发、生产和服务/售后市场中捕获3D打印的优势(如果有的话)。评估的关键是了解公司今天在哪里部署3D打印,想在哪里应用3D打印(愿望),最后应用于何处(基于现实的雄心)。在此之后,公司应确定是否继续实现目标,即3D打印的商业案例是否有意义,如果有,那么在哪里(例如在供应链,产品开发或其他领域)。在测试可行性、可用性和可取性之后,领导者应该评估其流程和资产的当前状态,然后制定路线图以随着时间的推移进行扩展。 要在工业规模上使用3D打印,组织需要管理一系列复杂的、相互连接的和数据驱动的事件。“数字线”是一条从最初设计到成品的无缝数据链,是优化3D打印生产能力的关键。德勤称之为“增材制造的数字线”,简称DTAM。 我们围绕DTAM和3D打印的五个主要建议是:评估工具和技术的当前状态。对一个制造资源的当前状态进行盘点,可以使公司识别任何痛点,并了解他们可能需要集中精力的地方。确定公司应关注的重点:产品开发,供应链优化或两者兼而有之。一旦制造商评估了他们当前的能力以及他们希望在图2所示的3D打印框架内的位置,他们就可以开始制定构建和实施DTAM或一般3D打印方法的路线图。至关重要的是,这应该与业务案例相关:重点应放在推动业务成果上,而不仅仅是建立能力。 考虑当前的数据存储和使用方法以及它们如何映射到DTAM。 3D打印应该整合到一般的制造过程中。为实现这一目标,组织需要一个包含3D打印的数字线程以及他们也可能使用的任何成型和减法技术。公司可以检查他们如何在当前的制造实践中收集、存储和使用数据,然后考虑他们是否正在尽可能有效地存储和使用来自工厂车间的信息。通过这种方式,他们可以构建更高效的DTAM。很容易想象使用所有三种制造技术的场景,但这些活动可能需要由贯穿整个制造过程的数字骨干(线程)支持。 了解到目前还没有创建DTAM的一站式端到端解决方案。公司应该检查实施DTAM和扩展3D打印将如何影响他们的业务,以及根据他们的特定需求开始构建需求。为员工着想。 3D打印和DTAM都需要工程师和组织内其他人员的接受和采用,因此招聘、培训和保留是重要的考虑因素,变更管理也是如此。 经过几十年的发展,3D打印终于达到了比大多数其他制造技术更持续增长的时期。 与许多其他新技术一样, 重要的是“从大的方面考虑,从小的方面开始,迅速扩展”。“未来几年,3D打印可能会在从机器人到火箭飞船的各种制造业中得到更广泛的应用。”对制造业以外的行业的连锁反应可能是深远的。 (本文转自前瞻网)

2019-01-16 10:08:26

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对于3D打印未来发展的前瞻,专家这么说(上)

随着技术的进步,3D打印行业经历了一段时间的缓慢发展,最终实现了两位数的稳定增长。 德勤预测,大型上市公司(包括企业3D打印机、材料和服务)与3D打印(也称为增材制造)相关的销售额将在2019年超过27亿美元,2020年将超过30亿美元。(对于前后背景,全球制造业的整体收入总计每年约12万亿美元。)这部分3D打印行业每年的增长率约为12.5%,是几年前的两倍多。 而其它研究机构对3D打印的预测更为明朗,IDC预计2019年起全球支出将超过140亿美元,比2018增长23.2%,在预计2022年将达到230亿美元。研究人员称3D打印机和材料支出占全球市场总额的三分之二,在2022年达到78亿美元和80亿美元,2022年的服务支出将达到48亿美元,服务市场由按需零部件服务和系统集成服务主导。与此同时,3D打印相关软件的销售额将比整个市场增长缓慢,五年增长率为16.7%。 从地域来看,2019年美国的支出总额最大,高达54亿美元,其次是西欧40亿美元。这两个区域将共同提供近三分之二的3D打印支出。中国将是第三大的地区,支出超过19亿美元,其次是亚洲/太平洋(不包括日本)中欧和东欧(CEE)、中东和非洲(MEA)。 3D打印正在经历这一转折点,可能是因为多个行业的公司越来越多地使用它,而不仅仅是用于快速原型设计。如今的3D打印机能够打印更多种类的材料(这主要意味着更多的金属打印和更少的塑料打印,尽管塑料仍可能占主导地位);它们打印物体的速度比以前快,并且可以打印更大的物体(构建体积)。源源不断的新进入者正在扩大市场。 3D打印被认为是工业4.0中的“必不可少的部分”。先进的生产和操作技术与智能数字技术的结合被称为“第四次工业革命”。 还有其他报告提供了该行业的历史、当前和预测市场规模。然而,它们基于专利研究,因此既不可复制,也不可证伪。相比之下,由于我们专注于大型上市公司,我们的历史和当前数据都是从公开来源、经审计的财务数据和季度更新的数据中挑选出来的。我们的前瞻性估计再次利用公开可得的资料,并根据现有的分析师一致估计;对于其中一些公司,超过12位分析师提供了前瞻性预测。 像许多新技术一样,3D打印在早期也被过度炒作。到2014年,该行业(包括但不限于大型上市公司)的收入超过20亿美元,高于2009年不到10亿美元(某些基础专利到期的年份,以及第一个消费者家用3D打印机 RepRap3问世)。新闻报道兴奋地谈到“每个家庭都将成为一个工厂”,并且有人预测传统零件制造商、仓库和物流公司在短期内都会受到严重破坏。实际上,当时3D打印机主要用于制作塑料原型,虽然家用3D打印机既有趣又有教育意义,但它们制造的东西几乎从未具有适用价值。 虽然没有崩溃,但3D打印行业过度炒作,导致它的发展速度放缓了。从图1中可以看出,行业中的大型上市公司在2015年和2016年经历了个位数左右的百分比增长(尽管一些公司确实看到同比收入下降),在经历了前几年过高的期望后,进入了预期下降的低谷。然而,这是一个浅谷,到2017年,增长再次加速。今天,我们预测未来几年的行业年增长率将远远超过10%。 为何增长前景会反弹?首先得益于更多的3D打印材料。 2014年,可用于3D打印的材料清单已经很长了,但仍然远远不及零件制造中常用的完整材料清单。此外,许多零件需要由多种材料制成,当时的3D打印机并不适合这项任务。快进到2019年初,潜在的3D可打印材料清单已扩大到五年前的两倍以上,混合材料打印机正变得越来越普遍。 在这方面,最大的转变往往是从塑料转向金属打印。塑料适用于原型机和某些最终零件,但价值数万亿美元的金属部件制造市场是3D打印机更重要的市场。从2017年到2018年,3D打印行业的一项调查显示,虽然塑料仍然是最常见的材料,但仅在那一年,塑料在3D打印中的份额就从88%下降到了65%,而金属打印的份额则从28%上升到了36%。按照这个速度,金属很有可能在2020年或2021年取代塑料,用于所有3D打印一半以上的份额。 另一个因素是速度。一次(用任何材料)制造一个超薄层是一个固有的缓慢过程。但自2014年以来,情况发生了变化。尽管打印时间会因形状的复杂性、打印作业的质量和/或使用的材料而有所不同,但从广义上讲,2019年市场上的3D打印机的速度是2014年的两倍,其他条件相同。 一个特别有趣的创新是在金属打印领域。在过去几年中,使用选择性激光烧结(SLS)打印了许多金属零件。该过程相对缓慢且昂贵,并且需要接近真空的环境。最近的一种称为粘合剂喷射金属印刷的技术,可以将生产每个零件所需的时间缩短一半,准备在2019年推出。尽管粘合剂喷射技术使得实际的3D打印部分比SLS快得多,但如此打印的部件尚未完成,需要在烘箱中烧结烘烤后进行后处理,直到金属粉末熔化为止。不过,虽然烧结需要时间,但可以集中进行,所以大量零件的平均每件时间仍然比SLS快。) 3D打印机不仅变得更快,而且它们的构建体积 - 可打印对象的大小 – 也正在增长。几年前,一台典型的高端金属打印机只能制造一个小于10 x 10 x 10厘米的物体。但在2019年,可适用多种打印机,构建体积为30 x 30 x 30厘米(9立方升)的物体。这允许制作更大的物体而无需打印较小的物体,然后组装它们。此外,在橡树岭国家实验室等实验室采用大面积增材制造(BAAM)技术,在非常大的建筑体积上取得了进展,其中x,y和z轴以米而不是厘米为单位测量。 最后,一些大公司正在进入3D打印市场,验证空间并推动整个行业更快地进行创新。这些大型公司带来了研究投资、信誉、庞大的客户基础和营销力量,幸运的是,对于行业的增长,他们通常会扩大整体市场,而不是从现有的竞争者那里抢走销量。这些财富500强公司从3D打印中获得的收入对他们来说并不重要,对于一家价值500亿至1000亿美元的公司来说,即使是2.5亿美元的3D打印相关收入也不到其销售额的0.5%,但对于3D打印行业而言,这是非常重要的,到2020年可能占3D打印行业总收入的15%左右。此外,这些大公司进入3D打印对于产品而言具有很高的战略意义:他们正在使用3D打印以有趣的方式管理长尾并改善零件性能,例如打印重量更轻的零件,在制造中获得更大的灵活性,简化零件等等。 (本文转自前瞻网)

2019-01-16 09:36:20

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中国又一次走在了世界前头,这一次是...

骨-软骨缺损是临床常见疾病。由于软骨和软骨下骨具有不同的生理功能和微结构,因而骨-软骨及其界面一体化修复极具挑战。中国科学院上海硅酸盐研究所研究员吴成铁与常江带领的研究团队在前期研究中,提出了利用多种无机活性离子的共同作用诱导骨-软骨一体化修复的思想,并设计了一系列不同组成成分的(Li,Mn,Sr,Si离子等)3D打印生物陶瓷支架,并有效地对兔子骨-软骨缺损进行一体化修复。 在此研究基础上,最近该团队提出利用3D打印生物陶瓷支架表面微结构调控骨-软骨及其界面一体化修复的思想,并取得新进展。该研究成果被《先进功能材料》(Advanced Functional Materials,201806068R1)杂志接收(该论文第一作者为邓翠君,指导导师为吴成铁)。 具有表面微结构的3D打印生物陶瓷支架通过激活整合素及RhoA信号通路促进骨-软骨及其界面修复。 该团队利用3D打印和原位生长相结合的方式,制备了有序大孔结构生物陶瓷的支架,并在支架表面原位生长微米/纳米磷酸钙晶体。这种制备方式使不同形貌的磷酸钙晶体能稳定生长在陶瓷支架表面,而且能有效愈合支架表面的微裂纹,并显著增强了支架的力学强度。体外研究结果表明,支架表面微纳米结构显著提高了纤连蛋白的吸附,并进一步促进软骨细胞黏附、增殖和成熟。 3D打印具有表面微结构的生物陶瓷多孔支架。纯BRT支架与不同表面微结构修饰的复合支架Nanograin,Nano-lamella及Microrod的形貌。 此外,该研究首次发现生物陶瓷表面微结构对软骨细胞整合素α5β1、αvβ1有激活作用。其潜在作用机制如下:首先,生物陶瓷支架表面微结构从周围环境募集纤连蛋白,然后支架表面的纤连蛋白被细胞摄取并将其整合到整合素α和β亚基上,进而促进整合素表达及聚集。随后,活化的整合素诱导F-Actin重组,并进一步促进软骨特异性基因(SOX9, Aggrecan,COL2及N-cadh)表达,进而促进软骨成熟。生物陶瓷表面微结构除了对软骨细胞有促进作用,同时对骨髓间充质干细胞(rBMSC)的成骨分化也有诱导作用。 研究结果表明,生物陶瓷支架表面微结构显著增强rBMSC的早期黏附和增殖行为,随后陶瓷支架表面微结构通过激活rBMSC整合素α5β1及RhoA信号通路,并协同诱导F-Actin有序重组,进而促进rBMSC成骨分化。体内研究结果显示,支架表面微纳米结构不仅能有效促进骨-软骨组织一体化修复,并且成功地将修复效果延伸至极其复杂的骨和软骨界面。该研究为无机材料应用于骨-软骨修复领域提供了可行性依据,同时为生物陶瓷表面微结构应用于骨-软骨及其界面的修复提供了新的研究思路。 相关研究工作得到科技部重点研发计划、国家自然基金与中科院青年拔尖人才项目等的支持。 (本文转自3D打印网)

2019-01-16 09:27:02

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在实验室中使用3D打印的四种创新方法!

3D打印技术的不断发展,为各行各业带来了各种优势,比如减少成本,缩短制造周期等,正因如此,许多研究人员已经开始利用它们,来制造从定制的实验设备到人体器官逼真模型等一切东西。 灵活应用3D打印制造零件 英国巴斯大学的物理学家Julian Stirling是团队的成员,该团队所设计的光学显微镜是由3D打印的塑料部件制成。该创意原理是在坦桑尼亚的田野里建造它们,并通过在血液中寻找寄生虫,利用它们来诊断疟疾。Julian Stirling说:“在坦桑尼亚,我们面临的问题是缺乏机械学知识和用于维修科学设备的当地部件,而进口部件既昂贵又耗时。但是通过3D打印技术打印部件,当地的医生和科学家便可以采用快速且廉价的方式修复他们的显微镜。坦桑尼亚当地的一家企业甚至利用电子垃圾和其他当地材料制造了FDM打印机。” 包括Thingiverse和MyMiniFactory在内的一些网站为科学家提供****,从而分享可打印部件的计算机模型。但根据Stirling的经验,这些网站上的模型通常是不完整的,缺乏特定项目的文档或修改设计的关键文件。因此,他的团队使用名为OpenSCAD的开放源代码的编程语言从头开始创建显微镜的构建,并且可以使用3D打印技术打印显微镜。 实践告诉Stirling,在实验室使用3D打印机和在当地使用存在着很大的差异。坦桑尼亚的气候十分潮湿,因此,3D打印塑料长丝通常比在可以控制气候的实验室中更难打印,这是因为湿度会影响塑料长丝,从而导致打印失败的次数增多。此外,打印机断电的情况并不少见,但是只有部分打印机在恢复供电后才能继续打印半成品物体。Stirling和他的团队在气候问题上无能为力,但他们确实利用不间断的电力供应,以确保他们的印刷工作能够顺利完成。 仿生学器官 纽约罗切斯特大学医学中心泌尿外科医生Ahmed Ghazi利用3D打印技术,制造出非功能性人体器官。外科医生可以利用这些器官进行有机器人辅助的手术。对于相对复杂的手术,比如切除肿瘤,3D打印技术的应用因患者不同而大相径庭。正如Ghazi所指出的,“肿瘤无教条可言。” Ghazi首先对患者的组织进行3D计算机辅助断层扫描,然后将数据输入商业医学建模软件Mimics,该软件产自比利时鲁汶的Materialise,以及加州圣拉斐尔Autodesk的免费工具Meshmixer,用于创建3D模型。然后,他利用FDM打印机将这些模型打印成中空的塑料模具,插入连接到假血液泵的血管复制品,并向模具中注入水凝胶,水凝胶会凝固成具有器官般硬度的物体,形成的结构非常真实。 Ghazi和他的团队每周都使用这些模型进行4次手术实操。在每个案例中,他们创建了两份模型,并选择最精确的表现形式。他们正在训练其他医生在心脏和肝脏手术等领域应用这项技术。Ghazi 说道:“这些技术的发展前景会越来越好。” 但缺陷依然存在。Ghazi说道,FDM打印机生产的模具通常具有微小的棱纹和凹痕。这些缺陷通常太小,以致于肉眼无法看到,但通过机器人摄像头却能清楚地看到,这可能会影响外科医生的体验。Ghazi的解决方案是在模具内部涂上一层室温蜡,填充凹凸不平的地方,从而使最终产品变得平滑。 Stratays的J750也可以应用多材料打印出具有仿生学特性的器官模型,帮助医生进行手术模拟或科研。 复制岩石模型 对于大福克斯市北达科他州大学的石油工程师Mehdi Ostadhassan来说,3D打印成为了从岩石中优化提取油气的工具。Ostadhassan使用OpenSCAD和商业3D电脑辅助设计软件AutoCAD(来自Autodesk)等程序,结合各种3D打印机和材料,打印“岩石”。这些岩石模型具有真实的物理性质,包括微小而细致的孔隙,Ostadhassan将它们置于物理压力之下,以便更好地理解液体是如何在真实的等同物中流动。 为了创建最真实的岩石,Ostadhassan使用了一系列的打印方法,包括粘合剂喷射技术,将液体粘合剂逐层地涂在石膏粉或硅砂上。该过程生成的物体具有与真实岩石相似的力学性质。但未粘合的粉末也会卡在毛孔中,这会降低最终产品的质量。在一些实验中,Ostadhassan需要使用疏水处理,以获取“润湿性”。立体石版印刷机在打印具有细孔的岩石方面表现更佳,有助于研究流体流动特性,但它们所生成的模型不如粘结剂喷印岩石那般牢固。 正因如此,Ostadhassan正与其他研究人员合作开发定制的打印机,这种打印机不仅可以模拟出真实岩石的孔隙和裂缝,还能生成与真实岩石具有相同机械强度的模型。 金属材料 中国深圳科学应用3D打印机制造商UniMaker的首席执行官Yang Yang表示:“3D打印所用的材料非常有限。”Yang说道,另一个新兴的领域就是金属。具有金属功能的打印机使用一束电子或一束激光,将金属粉末熔化成特定的图案。来自珀斯西澳大利亚大学物理学家Jeremy Bourhill研究暗物质,但他现在正在研究使用基于激光手段的3D金属打印机来构建超导铌网格。这可以用来阻挡干扰暗物质探测的强磁场。 使用传统的机械加工来制造这种金属网,需要有毒的润滑剂,并会浪费大量昂贵的铌。因此,Bourhill的团队正在使用高能激光将金属粉末的横截面熔化在一起。但由于铌非常坚硬且熔点是2500°C,因此,这个过程需要大量的电力。 曾几何时,像Bourhill这样的研究人员的选择是有限的。但随着3D打印机越来越普及,研究人员的选择也越来越多。工程师说道:“3D打印正在实现个性化制造,取代集中式制造。” (本文转自3D打印网)

2019-01-15 14:19:52

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不是FDM、SLA和DLP,这款3D打印的工艺是?

Kwambio是一家美国纽约的创业公司,2019年1月14日,从外媒获悉,该公司在上周举办的CES 2019上展示了全新的基于粘合剂喷射的桌面陶瓷3D打印机Ceramo Zero Max(5,000美元)和新型工业3D打印机Ceramo Two(45,000美元)。 此前报道的陶瓷3D打印机,主要以FDM工艺和SLA/DLP光固化工艺为主,而Kwambio的陶瓷机是基于粘结剂喷射机工艺。Kwambio主要以设计行业的按需陶瓷制品制造商而闻名。 该公司每年向全球客户发送12,000多件物品。 在去年的CES Kwambio展示了他们的第一台陶瓷3D打印机 -  Ceramo One,它基于粘合剂喷射技术,将陶瓷或二氧化硅粉末与水基粘合剂混合,然后逐层打印。 Ceramo Zero Max是Ceramo One的新桌面版本,采用相同的技术,但机器尺寸更小了。它分钟打印4层,其构建尺寸为150 mm x 150 mm x 150 mm,分辨率为每层300 dpi。Kwambio的首席执行官Vlad Usov指出,“较小的陶瓷打印机是那些每天打印原型的人的理想选择,使用我们的设备,打印过程非常快,如果不需要上釉和烧制,这是一种高效制造原型的方法。“ Kwambio的销售总监Dmitriy Skomorokhov补充说:“加拿大和美国的企业家为吸烟者设计时尚的吸烟管和其他配件,Kwambio每年为他们打印数千个。我们的许多客户考虑在Ceramo Zero Max的帮助下在室内生产他们的产品,我们可以帮助他们在预算范围内建立完整的生产系统。 设备参数:应用:家庭和办公室自动化:是构建速度:每分钟4层建造尺寸:150х150х150(mm)材料选择:高性能复合材料层厚:0.1(mm)分辨率:每层300 dpi打印头数量:1喷嘴数量:128打印的文件格式:stl设备尺寸:643 x 550 x 500(mm)设备重量:60千克电源要求:100-240V,500W网络连接:TCP / IP工作站兼容性:Windows XP,Vista,7-10认证:CE,CSA。 根据Kwambio的说法,工业Ceramo Two 3D打印机的打印速度要快两倍。 它的构建构建尺寸为400 x 250 x 400毫米。 设备参数:构建速度:1000毫米/秒建造尺寸:400 x 250 x 400(mm)层厚度:50-200μm分辨率:高达600 dpi打印头:1喷嘴数量:500,1000打印文件格式:STL设备尺寸:1660 x 970 x 1240(mm)设备重量:352千克电源要求:100-240 V,1000W网络连接:TCP / IP工作站兼容性:Windows XP,Vista,7-10认证:CE,CSA。  Kwambio还提供他们自己专有的可持续来源的粘土和玻璃粉末,所有这些粉末都配有水基粘合剂。 Kwambio提供的其他可选设备是窑(3,000美元)和筛粉站(2000美元)。 Kwambio写道:“我们开发的新材料,陶瓷粉末与氧化铝的混合物,用于工程和金属铸造。 它具有更高的密度和更低的烧成收缩率,它可以用于冶金,因为它可以承受与温度高达1300°C(大多数合金)的熔化金属的接触。它也是一种强电介质,可以制造复杂的沥滤棒。 新的陶瓷3D打印机Ceramo Zero Max和Ceramo Two目前可在Kwambio.com上预订,预计将于2019年7月发货给客户。 (本文转自3D打印网)

2019-01-15 13:48:54

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金属3D打印技术助力再生医学产业创新与发展

金属3D打印技术,被视为医疗器械制造领域的技术发展趋势之一,这一技术除了可突破传统加工的限制,避免材料浪费,亦可有效缩短复杂工件设计与制作时间,提升生产与医疗效率,因而备受瞩目。 ****研院仪科中心从事仪器科技的研究与开发,为支持再生医学科技发展不遗余力,致力于在台湾构建完整的再生医学技术服务平台,为医院端、学术端、产业端等提供所需的服务。国研院仪科中心将雷尼绍增材制造系统结合在其再生医学技术平台上,为产品开发、技术研发、以至医疗产品验证等提供一站式服务平台;他们以提升再生医学产业发展为目标,协助业界及政府创造3D打印医疗器材新景象。 国研院仪科中心再生医学平台与育成组副研究员兼组长游智胜先生认为,雷尼绍3D打印方案在定制及参数调整方面具有优势,可灵活配合仪科中心为不同单位提供特定服务,特别是针对医疗应用少量多样的特性、多孔性及特殊性植入体的制造,更见其优势。 举例来说,仪科中心近期与医疗器材厂商合作设计的股骨柄,在本体处以多孔性结构为主,孔隙大小介于200~400 μm,利于硬骨组织生长于本体上。股骨柄植入后,本体需与硬骨组织紧密贴覆,使股骨柄能牢牢固定而不易松动。另一案例则为与医院合作的头盖骨骨板(如下图),该骨板以CT影像为依据,符合人体头骨外型,采用增材制造技术开发,其灵活的定制设计优势,不同于市面上的其他量产化规格品植入体。 游智胜先生说道:“仪科中心作为一个服务单位,旨在创建一个供大众使用的技术平台,为达到这一目的,我们需要强调所选用材料与设备是否具备易用性与灵活性。我们最后选定雷尼绍金属增材制造方案的主要原因除了质量稳定外,多样化金属粉末选择与设备的易用性均是考虑重点。” 国研院仪科中心再生医学平台与育成组助理研究员张峻铭博士说道:“在未使用3D打印技术前,我们以传统生产方法如锻造、CNC加工等工艺制造规格化医疗植入体。使用雷尼绍AM250后,我们可从医院获得医疗影像,然后直接转换成可实现3D打印的.stl文件,这样能定制出更符合患者患部骨骼特征的植入产品。”雷尼绍的激光熔融技术使用高功率光纤激光,在严格控制的惰性气体环境中熔化金属粉末,粉末床层厚从20至100微米不等,因此成品外形尺寸精准度极高,对未来手术植入流程有着极大的优势。 仪科中心在与各产业端和医院端合作开发3D打印医疗器材时,主要使用雷尼绍钛合金及钴铬合金粉末生产植入体,使用人员对雷尼绍金属粉末材料评价很高。 张峻铭博士解释道:“国研院仪科中心有着专业的验证能力,我们会对使用的各种材料和设备先进行测试。测试数据结果显示,雷尼绍金属粉末质量与稳定性优于其他同类产品,无论是在机械性质,还是在精度等方面都拥有稳定的再现性。” 经过两年多的努力,仪科中心针对金属3D打印医疗器材,成功完成了符合国际医疗器材法规标准规范的“ISO 10993-5细胞毒性试验”、“ISO 10993-10皮内刺激性及敏感性试验”以及“机械性质确效试验”,并与国研院动物中心合作完成了“临床前动物试验”等四项验证项目,此四项验证项目皆已通过UL公司认证。国研院仪科中心于2017年成为全球第一家经UL公司授权的3D打印医疗器材验证机构,这必将有助于3D打印医疗器材产业化的发展,提升整体医疗水平。 现阶段,虽然国研院已聚焦3D打印在医疗领域的应用,但范围仍非常有限,问题则在于台湾地区仍没有正式的3D打印制程医疗法规,目前他们仍是以研究计划的形式协助台湾地区的医疗器材产业端进行研发;然而,国研院已采用雷尼绍AM250以及钛合金粉末,完成多项国际医疗认证,包括ISO 10993医疗器材生物兼容性验证以及机械性质确效验证。 预计在不久的未来,一旦3D打印制程医疗法规获得通过,国研院将能正式应用上述研究成果,辅导台湾地区医疗器材厂商快速进入医疗3D打印行业。 (本文转自3D打印网)

2019-01-15 10:46:35

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3D打印飞机蒙皮的散热或除冰组件

飞机蒙皮是指包围在飞机骨架结构外且用粘接剂或铆钉固定于骨架上,形成飞机气动力外形的维形构件。飞机蒙皮与骨架所构成的蒙皮结构具有较大承载力及刚度,而自重却很轻,起到承受和传递气动载荷的作用。蒙皮承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上,受力复杂,加之蒙皮直接与外界接触,所以不仅要求蒙皮材料强度高、塑性好,还要求表面光滑,有较高的抗蚀能力。 目前的飞机常见的蒙皮有金属蒙皮,复合材料层压蒙皮、夹层蒙皮和整体壁板等。在飞机蒙皮的散热方面,根据3D科学谷的市场研究,国内中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所在应用3D打印技术方面,做了一些研究和探索工作。 目前国、内外飞机环境控制系统中主要有以下两种:空气-液体热交换器(简称:空-液热交换器)——采用冲压进气道、利用冲压空气对来自电子设备的热流体进行冷却降温,目前国、内外多数飞机采用这种形式。缺点:空-液热交换器体积较大、高度较高(通常大于100㎜),冲压进气道和冲压空气对飞机产生较大的气动阻力,冲压进气道内的空气对飞机有较大的燃油代偿损。 目前国、内外飞机环境控制系统中主要有以下两种:空气-液体热交换器(简称:空-液热交换器)——采用冲压进气道、利用冲压空气对来自电子设备的热流体进行冷却降温,目前国、内外多数飞机采用这种形式。缺点:空-液热交换器体积较大、高度较高(通常大于100㎜),冲压进气道和冲压空气对飞机产生较大的气动阻力,冲压进气道内的空气对飞机有较大的燃油代偿损。 西安飞机设计研究所研究的蒙皮热交换器的外层散热单元与内层散热单元采用3D打印整体成型。其中,外层散热单元外表面、外层散热单元内表面及多个外层散热隔板采用3D打印整体成型。内层散热单元外表面、内层散热单元内表面及多个内层散热隔板采用3D打印整体成型,通过3D打印实现一体化的结构,提高了整体强度。 这是一种双层飞机蒙皮热交换器,包含外层散热单元和内层散热单元,外层散热单元与内层散热单元之间设置有空气通道,外层散热单元设置有外层散热微通道,内层散热单元设置有内层散热微通道,换热效率高,可减少集中热辐射和雷达热反射面积,可以满足飞机隐身性能要求。 这种双层飞机蒙皮热交换器安装在机身蒙皮外表面,利用空气带走液体的热量,减小了系统对飞机的燃油代偿损失。 航空航天器中热负荷的有效管理也受到导热碳纤维复合材料和其他导热非金属材料用于飞机结构构件和飞机蒙皮的趋势的影响。为了减轻体重使用了更多的复合材料,许多常见的复合材料具有比金属(例如铝)更低的导热性。 热管理系统包括与热活性装置热连通的微通道组件,微通道组件可以是倾斜微通道组件,S通道组件或波状翅片组件。3D打印技术在制造这些复杂的组件方面具有明显的优势。 而关于在飞机蒙皮外表面3D打印组件,美国Sunlight Products提出了3D打印防冰组件。而另外一家公司,THALES则是提出了安装在飞机蒙皮上的平面设备加热回路,该热力回路具有闭合回路用于传热液体的循环,传热流体循环的闭合回路是具有空部分的管状通道。闭合回路包括与飞行器的功能元件相关联的蒸发器。而通过3D打印-增材制造方法来制造探头,和管状通道。 (本文转自3D打印网)

2019-01-14 11:06:11

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3D打印成产业发展助推器,工业级打印机迎来新机遇

如今,3D打印已经与智能机器人、人工智能被并称为实现数字化制造的三大关键技术,各国研究人员正从多个角度探析3D打印在建筑、教育、医疗等多个领域的商用价值和应用潜力。在借助3D打印推动传统行业实现数字化转型已成共识的当下,世界各国更是大力推进3D打印在多领域的应用,这使3D打印产业总体呈现出一派蓬勃的发展局面。 自2011年起,全球3D打印浪潮迭起,各国资本巨头争相加入3D打印产业布局行列,3D打印前沿技术研发和商业推广活动日趋频繁。时至今日,3D打印在航空航天、汽车、医疗、建筑等领域的应用已经取得了许多进展,整个3D打印产业的市场规模迅速扩大,市场价值不断提升。据统计数据显示,2017年,全球3D打印产业产值达73.4亿美元,同比增长21.1%,增速较去年提高了3.6个百分点。随着各国对3D打印硬件、材料、软件和服务需求的不断增加,2019年全球3D打印支出将达到138亿美元,许多具有创新性的3D打印应用将涌现出来。 我国作为世界经济体中的重要组成部分,对3D打印产业的发展高度重视。在2017-2018年两年间,多项扶植3D打印产业发展的政策密集****,从发展目标、行业标准、财政扶持、重大项目立项等多个层次给予支持。在政策扶持和业内人士的共同推动下,目前3D打印技术已被广泛应用于我国工程机械、汽车领域、航天航空、消费品制造等领域,并为我国经济注入新的活力。 在3D打印产业迅速发展之际,一些业内人士也开始冷静分析3D打印产业发展的实际状况,并积极探索3D打印产业的未来发展方向。实际上,在影响3D打印产业发展的多种因素中,3D打印设备极为重要。借助高性能的3D打印机等打印设备,产品制作人员可以在较短时间内完成自己所需要的产品,以此降低成本、节约人力物力。 从整体来看,3D打印机主要分为个人级3D打印机和工业级3D打印机两种。个人级打印机是一般用于个性化教学、家居生活等场景,工业级3D打印机主要被应用于快速原型制造和直接产品制造两大方面。 就出货量而言,2017年,全球3D打印机出货量达40.12万台,其中消费级/桌面级38.97万台,工业级1.15万台。由于个人级3D打印机具有价格相对便宜、携带方便、易于操作等特点,其普及率要远远高于工业级3D打印机。目前,国内外消费级3D打印领域已是一片红海,而工业级3D打印机则潜藏着巨大的发展空间。 总的来看,工业级3D打印机在产品制造中所扮演的角色几乎不可替代。工业级3D打印机主要应用激光或高能电子束的高温,把金属粉末或者金属丝烧结熔炼成要打印物体的断链,一层层堆积而成。制作人员通过运用计算机控制激光或电子束,就可以打印出传统机械加工无法完成的汽车零部件、飞机内部组件等多种复杂精密结构,并去除掉模具制造、锻压成型等不必要的传统工序,提高材料的利用率,以此获得较好的制造效果。 近年来,随着工业级3D打印机的应用场景不断扩宽,其在工业领域所发挥的作用也日益重要。国内外许多企业为提升产品制造的效率和质量,都开始购买工业级3D打印机,这使工业级3D打印机的用户群体不断扩大,市场份额不断提升,工业级3D打印机在实际应用过程中所具有的价值也得以逐步释放。 据业内专家分析,预计到2023年,全球3D打印市场价值将达到353亿美元。在2018-2023年期间,全球3D打印市场年复合增长率将超过27%。随着3D打印技术的不断进步,其在教育、医疗、建筑等行业的应用价值将得到更多业界人士的认,采用3D打印、物联网等倩前沿技术来推动传统行业向着高效化、自动化方向发展也将成为大势所趋。在此过程中,各行业的从业者积极了解相关前沿技术动态,树立自主学习意识,主动适应3D打印等技术给行业发展所带来的变化,将有助于真正推动3D打印的快速落地,并从多个方面感受到前沿科技给生产生活所带来的便利。 (本文转自3D打印网)

2019-01-14 10:54:49

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航空发动机鏖战正酣 3D打印应用成新战场

航空发动机被誉为“现代工业皇冠上的明珠”,涉及大量前沿学科和基础学科,其直接影响飞机的性能、可靠性及经济性,已成为一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。 目前,全球范围内能生产高性能航空发动机的企业屈指可数。数据显示,美国通用(GE)、美国普惠(P&W)、和英国的劳斯莱斯(Rolls Royce)这三家航空发动机制造厂商占据了全球七成的市场份额。通用和劳斯莱斯的竞争最为激烈。 如果说波音和空客是干线客机领域的双寡头,那么通用电气和劳斯莱斯/罗罗则是干线客机发动机市场的一对大鳄。作为英国主导的国际型企业,劳斯莱斯的发动机市场占有率与GE相当,最有名的当属RB-211型发动机。早在上世纪60年代,劳斯莱斯便开始了世界上第一台实用三转子涡轮风扇发动机,即RB211发动机的研制。 而随着3D打印技术的不断发展,发动机制造正在与3D打印的进行创新性结合,这一点在航空发动机制造领域表现得尤为明显。实践证明,3D打印可很好的应用于飞机发动机零部件的生产,有效缩短发动机研发周期,并能提高材料利用率、优化结构、减轻重量和降低成本。 3D打印是劳斯莱斯正在利用的关键新技术之一。早期劳斯莱斯就已将LENS(激光工程化净成形)技术用于RB211发动机涡轮叶片冠部阻尼面钴基耐磨合金涂覆层的强化处理,并提出了6项专利申请,涉及LENS技术的装置、喷粉嘴、工艺和应用。 根据欧洲航空****于2014年公布的Part-66飞机维修牌照的飞机类别评级显示,RB211发动机就已搭载于包括波音、洛克希德马丁和TUPOLEV公司在内的14架机型上。此外,在澳洲航空(QANTAS AIRWAYS)的航空队中,仅2006年的统计就有21架波音747-438、5架波音767-336ER和2架波音767-336装备了劳斯莱斯RB211发动机。 值得一提的是,2015年,劳斯莱斯通过与英国制造技术中心(MTC)所属的新国家増材制造中心合作,利用3D打印技术制造出了有史以来首个最大的民用航空发动机组件——Trent XWB-97发动机,该发动机亦被业界誉为“世界上最高效的民用飞机发动机”,已搭载于空客A380机型上。使用3D打印技术去制作这样一台复杂而又精良的发动机,也再一次证明了劳斯莱斯所掌握的3D打印技术已经达到世界顶尖水平。参与该项目的还有谢菲尔德大学和3D打印专家Arcam公司。Arcam公司的电子束的仪器被用于生产叶片。MTC对钛粉进行分析,结果可供在组装之前评估组件的完整性,这对于了解如何回收钛粉和如何识别工艺过程中的缺陷有重要意义。 根据劳斯莱斯官网显示,目前劳斯莱斯已将3D打印的零部件和新材料引入到了Advance3发动机的生产之中。据悉,Advance3共包含约20000个零部件,测试时长已超过100小时。报告显示,由3D打印技术和陶瓷基复合材料制成的零部件表现出了十分优异的性能。劳斯莱斯方面称:“Advance3将会开拓民用航空航空的未来。” 与劳斯莱斯相比,美国通用在3D打印应用方面有过之而无不及。早期,通用在LENS技术的专利申请上也卓有成就。如今,通用电气航空公司运营着一个三座足球场规模的增材制造技术中心,内有90台3D打印机和300名员工。通用已为最畅销的LEAP喷气发动机等机器出货了超过25,000个3D打印零件,并带来了超过2000亿美元的订单。 传统制造技术适用于大批量成型产品的生产,而3D打印技术则更适合定制化和精细化结构产品的制造。将3D打印技术和传统制造技术相结合,各取所长,充分发挥各自的优势,使制造技术发挥更大的威力。3D打印应用于飞机发动机这一高精尖领域,既是对其成型工艺和终端产品性能的肯定,也在一定程度上加速3D打印由小众到大众的市场化推广。作为科技创新和工业4.0的重要组成部分,3D打印在为全领域注入新鲜元素,将科技、创新、智能制造有机结合,开创智能制造新时代。 (本文转自3D打印网)

2019-01-14 10:14:12

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3D打印技术不断进步,推动建筑行业加快智慧化转型

近年来,在社会各界的共同推动下,我国各大城市交通、建筑、医疗行业发展速度不断加快,并已经取得了许多新成果。就建筑行业而言,在建筑行业迅速发展之时,粗放式、碎片化的生产方式仍然存在,并由此造成了建筑质量低劣、工程造价昂贵、施工周期较长、安全事故频发等多种问题。 对此,众多的业内学者及专家纷纷表示,中国的建筑行业必须加快向着集成式、精细化、高效化方向转型升级。在此过程中,要着重发展具有突破性和创新性的3D打印等前沿技术,并结合多种数字建造技术构建全新的建筑产业体系。为推动建筑行业实现新的飞跃,近年来我国先后****了多项政策予以大力支持。早在2015年,我国政府就发布了“中国制造2025”倡议,3D打印技术成为了该倡议发展目标的重要推动者。2017年,多部委联合发布的《增材制造产业发展行动计划(2017-2020年)》,再次为3D打印建筑行业的未来发展指明了方向。 在政策引导下,进军建筑领域的3D打印企业不断增多,许多高品质的3D打印设备也加快被研制出来,并应用于3D打印建筑的过程中。例如,近日,北京华商陆海科技有限公司推出了使用钢筋混凝土作为原材料的整体3D打印建筑设备。据介绍,借助该设备可以对建筑对象实现数字化三维建模,所用材料环保且建筑周期得以缩短。 在企业纷纷涌入3D打印建筑领域之际,一些研究人员也开始探究3D打印所具有的商用价值。那么,3D打印技术到底给建筑行业带来了哪些改变呢? 从总体来看,3D打印技术的出现,为建筑师设计和建造动态、复杂的建筑提供了强大的技术手段。以往建筑设计师只能凭空想象建筑所呈现出来的整体效果,缺乏可供参考的立体模型。在采用3D打印技术后,建筑设计师可将设计构想或草图变为触手可得的实物。这样做,不仅能节约制造建筑模型所用的时间、降低成本、提升建筑材料的利用率,还能便于建筑设计师进一步检测建筑设计的合理性,从而最大限度保证建筑的安全性和可用性。 除此之外,借助3D打印建筑模型,设计师能够更好地与客户、施工方沟通设计理念,并测试建筑实施的实际可行性。在实际的操作过程中,很少有客户能一眼看懂建筑设计图纸的,自然也就无法凭空想象建筑立体效果。设计师3D打印建筑模型后,就可以为客户直观呈现设计效果,并精准把握客户个人喜好或者实际使用需求,避免无效沟通。 目前,基于3D打印在多样化、复杂化建筑快速精准成型方面的诸多优势,该技术已经被广泛用于建筑设计、建筑学术交流、建筑模型(沙盘)等多个领域。由于受材料等因素限制,国内目前更多地还是将3D打印运用在大型建筑的主体设计层面,以此帮助设计师实现创意构想。 实际上,借助3D打印建造房屋、桥梁等尚未在业界大规模推广,其规模化应用仍然面临不少挑战。例如,建筑材料单一、3D打印设备昂贵、3D打印应用相关标准缺失等问题,仍亟待解决。未来,随着人类对于建筑物“个性化”需求的日益强烈,以及传统建筑企业实现“数字化转型”的趋势显现,具有高附加值的“3D打印建筑”技术必将成为一种主流的建筑生产方式,并为建筑行业实现智慧化转型升级注入更多动力。届时,3D打印建筑将成为业内热议的话题,更多的建筑企业将借助3D打印技术建造出更多兼具实用性和安全性的产品。 (本文转自3D打印网)

2019-01-14 10:06:58

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一文看懂3D打印在刹车制动领域的应用

谈到3D打印在制动领域的应用,我们很容易联想到的两个典型应用,一个是制动器的3D打印,一个是刹车片的3D打印。 制动器方面,2018年布加迪发布了其通过带有四激光器的选择性激光熔融3D打印技术所制造的世界首个3D打印的新型八活塞整体式制动钳。而近日,布加迪对3D打印的新型八活塞整体式制动钳进行了令人叹为观止的性能测试。 迄今为止用于汽车零部件增材制造生产的主要材料是铝,而布加迪新的制动钳由钛制成。布加迪是与德国汉堡的Laser Zentrum Nord合作实现的,Laser Zentrum Nord中心自2018年初以来成为粉末床激光熔融领域的专家Fraunhofer弗劳恩霍夫研究所的一部分。 值得一提的是,布加迪通过粉末床激光熔融3D打印技术来制造新型八活塞整体式制动钳并不是仅仅用于原型,布加迪所进行的性能测试更是进一步揭示了这一创新的产业化前景,3D打印钛制动钳将应用于批量生产的车辆。 根据百度百科,钳盘式制动器(caliper disc brake)是盘式制动器的一种。它的旋转元件是以端面工作的金属圆盘,称为制动盘。固定元件是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块,每个制动器中有2~4个,这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中,总称为制动钳。制动盘和制动钳共同构成了钳盘式制动器。 盘式制动器又根据其固定元件结构形式的不同,分为钳盘式制动器和全盘式制动器。钳盘式制动器散热能力强,热稳定性好,故广泛应用于大多数轿车和轻型货车上。布加迪改变了制动器的现状,其3D打印的制动钳长41厘米,宽21厘米,高13.6厘米,重量只有2.9公斤。与目前使用的重量为4.9公斤的铝制部件相比,布加迪可以通过使用新的钛合金部件确保更高的强度,并且使制动卡钳的重量减轻约40%。之前想采用钛合金材料来制造这样的制动钳难度是非常大的,由于钛材料的强度非常高,想像铸造或锻造铝的常规方法那样获得这样的零件技术难度很大。而3D打印打开了生产更加复杂的零件和难加工材料的可行性。 谈到制动器的3D打印,就引出另外一个话题,那就是刹车片的3D打印,汽车刹车片,也叫汽车刹车皮,是指固定在与车轮旋转的制动鼓或制动盘上的摩擦材料,其中的摩擦衬片及摩擦衬块承受外来压力,产生摩擦作用从而达到车辆减速的目的。 汽车刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成。其中,钢板要经过涂装来防锈;隔热层由不传热的材料组成;摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成,刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦,从而达到车辆减速和制动的目的。由于摩擦作用,摩擦块会逐渐被磨损,一般来讲成本越低的刹车片磨损得越快。摩擦材料使用完后要及时更换刹车片,否则钢板与刹车盘就会直接接触,最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘。 而高铁领域的刹车片,国际上只有德国、法国和日本等少数几个国家能够生产高速列车制动闸片,其中德国克诺尔公司曾垄断全球80%以上高铁刹车片的市场。 近几年,国内高铁刹车片的研发与生产技术逐步获得突破,打破了国际公司垄断的局面。随着金属3D打印技术与应用面的深度结合,国内出现了将金属3D打印技术应用于制动闸片的探索。 (本文转自3D科学谷)

2019-01-14 09:58:30

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专为HP3D打印机设计的软件,可在极端条件下使用!

 Autodesk开发了一款新的生成设计软件,可直接与HP Multi Jet Fusion 3D打印机配合使用。增材制造的设计到打印工作流程专为HP的3D打印机而设计,其目标是简化数字设计到物理部件的转换。 “惠普多射流熔融打印机在3D打印生产方面正在改变价值方式。塑料打印机现在变得更具成本效益,而注塑成型则超过10,000件,“Autodesk制造业战略总监Robert Yancey表示。“与金属注塑成型相比,新型金属打印机有望获得类似的价值优势。惠普正在帮助将增材制造市场从原型设计转向生产应用。 “惠普多喷射打印机承诺比市场上已有的塑料打印机具有更高的产量和更高的定制性。要解锁HP MJF打印机的全部价值,您需要一个好的设计,一个好的材料和一个良好的打印过程。Autodesk开发设计工具和技术,惠普开发打印流程,惠普与其材料合作伙伴共同开发材料。所有方面都需要达到最高效率。“ Penumbra Engineering是一家创新设计公司,是Autodesk和HP的客户。不久前,客户要求该公司设计和3D打印一种新的超声波传感装置,其精度和耐用性能够承受极端环境下的使用。Penumbra使用Autodesk生成设计软件和HP Multi Jet Fusion 3D打印机创建轻量,平衡的设计,满足严格的性能要求,确保在现场的稳定性和易用性。 “Penumbra案例研究揭示了惠普使用Autodesk生成设计技术的价值,”Yancey说。“我们支持Fusion 360和Netfabb中的惠普打印机,以便惠普多射流融合客户拥有他们所需的设计和打印准备工具。我们正在与惠普合作,为他们最近宣布的新金属打印机提供支持。“ 除了与HP合作之外,Autodesk还与GE Additive 合作,为GE 3D打印机创建集成工作流程。工作流程将基于Fusion 360平台,并将连接增材制造流程的所有阶段。Autodesk使用GE Additive软件算法,接口和专业数据模型来提供预测性见解。该工作流程还将在设计的早期阶段提供成本和时间预测,以便工程师可以在实际生产零件前做出决策。 GE及其客户目前必须使用多种软件产品和数据格式从概念到3D打印部件,因此公司希望为Fusion 360中的直接金属激光熔化机开发完整的端到端工作流程。 “GE和Autodesk合作的目标是为用户提供单一平台和环境,以便使用Fusion 360设计零件设计,其中包括生成设计,”Yancey说。“该平台将模拟打印设计,并捕获所有相关的打印数据,以便与设计文件一起存储,这样我们就可以为每个打印组件提供单一的事实来源。” (本文转自3D打印在线)

2019-01-11 14:20:15

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了解生物3D打印,从这篇文章开始

3D打印渗入了各行各业,并引领创新,引发了全球制造业的变革,生物3D打印是3D打印技术在生物医学领域中的交叉应用,具有重要的研究意义及应用前景。运用3D打印技术既可以制作标准模型,也可以为病人量身定制结构复杂的手术支架等。通过计算机断层扫描(CT)或者核磁共振(MRI)等医学成像技术对病人骨缺损部位进行扫描得到所需要的支架模型,随后使用三维打印机进行打印成型。这是传统的成型技术难以达到的。 近年来,三维打印技术在医用领域内取得了广泛应用,包括颅面移植、冠齿修复、假体器件、医疗设备、外科手术模型、器官打印、药物传输模型、骨组织工程支架方面的应用。三维打印技术由于其可量身定制性,结构和孔隙可控性以及可复合多种材料等特性受到了研究人员的广泛关注。这一趋势也为许多具有突破性的治疗方案及设备的发明提供了灵感。 3D打印技术分类介绍 生物材料能否被打印这与所使用的三维打印机器有很大关系。不同的打印机对材料的要求不尽相同。在生物医学领域,主要使用的打印机分为四种类型:光固化立体印刷技术、熔融沉积打印技术、选择性激光烧结技术、直接浆料挤压技术。 熔融沉积以及直接浆料挤压技术,是两种常用的制备骨组织工程支架的办法。直接打印的浆料有些是与水或者低沸点溶剂(二氯甲烷(DCM)、二甲亚砜(DMSO)混融的聚合物溶液,有些是在挤出后能快速挥发的聚合物溶液,或者一些水凝胶能够在挤出后依然维持原来的结构。通过三维打印成型的水凝胶在挤出后能够通过触变行为、温度感应或者交联等方式维持形状。对于熔融沉积和直接打印来说,分辨率可达到在XY平面喷嘴尺寸25微米,层厚200-500微米。通常情况下这两种方法在打印长的没有支撑的或者有尖锐突出部分的模型时有问题。挤出的细丝没有足够的强度来立即支撑出自身,所以在没有支撑的部分会出现松弛或者完全倒塌的情况。为了解决这一问题,有时在打印的过程中也添加填充材料,在打印完成之后用溶剂溶掉或者高温煅烧掉。 粒子熔化的三维打印技术在工业原型生产中已经取得了广泛应用,包括选择性的激光烧结沉积技术以及粒子粘连技术,它们不仅能打印聚合物、陶瓷、金属及其复合材料,还能赋予其独特或复杂的结构。选择性激光烧结技术使用有特定方向的激光使聚合物或者金属粒子达到其熔点以上温度,从而使粒子熔化在一起。激光束会根据电脑模型分层处理,从顶部开始使粒子熔化成型,并不断重复此步骤达到最后的效果。选择性激光技术成型较慢、成本较高,而且需要使用大量材料,但是其能够在单一机床上成型多种材料的能力使其在许多制造领域中依然占据用武之地。粒子粘结技术也被称作非方向性的激光烧结技术,其主要原理与选择性激光烧结技术类似。但是与激光使粒子熔化不同,粒子粘结技术使用液态的粘结剂溶液使粒子粘结,进而通过高温煅烧得到三维固体。选择性的激光烧结技术以及粒子粘连技术已经在矫形或者口腔外科等硬组织工程领域得到运用。 立体平板印刷技术是将紫外光或者激光穿过可以光致聚合的液态聚合物,使其形成单一的坚硬的聚合物簿膜。在聚合后,基板下降到溶液中,这样新的树脂能够在打印的表面上流过,在上方聚合。在所有打印技术中,立体平板印刷具有最高的分辨率,传统的立体平板印刷分辨率达到25微米,而微米级的立体平板印刷以及高精确的立体平板印刷技术分辨率达到了单微米级别。然而由于立体平板印刷由于其只能在紫外光下交联、延伸的后成型特性、缺乏合适的力学性能、树脂在最后容易被堵塞,以及最重要的缺乏相关可用于立体平板印刷技术的生物相容性及生物降解性的材料,使得其在医学领域缺乏发展空间。但近年来由于一些天然的或合成的可交联的生物材料的发现,给立体平板印刷在组织工程领域中的应用提供了很大机会。 三维打印技术有很大的应用前景,但是成为生物医用领域的主力成员还有很多问题需要解决。其中一个问题在于三维打印机自身能力的局限性,尽管其打印速度及打印精度已经有了很大的提高,但是在许多情形下依然不能达到最佳水平。另外一个主要问题在于可选择的生物材料的局限性。尽管很多可以打印的材料都具备自己的优势,但是用于移植的材料既要满足生理条件的要求,又要与人体有一个良好的应答反应。

2019-01-11 13:23:09

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当仿真计算遇上FDM,据说会有神奇的事情发生!

FDM又称熔融沉积成型,是迄今为止最容易获取且使用最广泛的 3D 打印工艺。FDM 3D打印技术根据软件预设的坐标挤出热塑性塑料丝,自下而上逐层构建零件。这种打印技术主要以ABS、尼龙、PC等热塑性线装材料为原料,操作便捷,体积小巧,清洁易用,适合办公室环境;打印出的零件具有很好的耐热性和化学强度;它可以实现传统技术无法制造的复杂几何形状和内腔。 除此之外,FDM 3D打印技术免除了生产过程中繁琐的工序,便于随时更改设计,降低生产成本,极大缩短生产周期。综上考虑,FDM 3D打印技术在众多快速成型技术中有很好的发展前景,故对FDM 3D打印机型的设计研究很有必要。本文将结合某款打印机的待改进机型(重点讨论喷嘴部分),浅谈此技术在机型设计中考虑的问题,以及仿真计算在问题改进过程中所起的作用。 仿真缩短研发周期 FDM打印机设计的基本思路是在喷嘴处对打印材料瞬间加热使其软化至粘流态,丝材挤出至底板上后冷却成型,从而打印出零件。所以这个技术难点之一是喷嘴处温度的控制。针对这一设计中常见的问题有:1.加热片至喷嘴顶端区域由于散热使材料提前凝固造成堵塞。2.加热片以下区域,由于受热温度升高,使输料管中材料弯软影响挤料。 针对以上问题,仿真计算可以:1. 通过对输料管中打印料材温度的初步模拟,判断打印过程中输料管内的料材所处的状态以及喷嘴内温度分布。2. 对加热和散热结构进行设计和改进来达到对料材状态的控制,例如加热块的温度与尺寸,散热片及风扇的结构等。 下面文章将针对以上两点逐步介绍仿真计算的操作流程及初步结果。此次对喷头的模拟计算选用ANSYS FLUENT18.2进行计算。首先了解喷嘴的基本结构后,对模型进行前处理网格质量达标后导入FLUENT进行计算。计算中的边界条件设置如下所示: 这里我们重点关注的是输料管中的温度分布,而打印过程中影响其温度分布的有两处流体区域:1.喷嘴顶端附近风扇形成的强制对流。2.上部散热结构及风扇附近的强制对流(例如图2中青色与紫色网格区域)。考虑到计算成本和结果精确度,此次仿真重点考虑这两处流体区域对温度分布的影响。 计算对固体与流体的温度场均进行了模拟,固体之间的热传递为热传导模型,以公式∆T=Q/KA计算,其中K为传热系数,数值大小由固体的材料决定,A为接触面积,∆T为接触物体表面温度差。固体与外界空气接触的墙面为自然对流,外部流场温度取用腔体温度。除此之外,喷嘴及散热片附近的流场模拟为强制对流,气体入口为风扇,出口为流体域边界的标准大气压压强出口。流体计算域中的喷头壁面温度与流体域的计算耦合。 上文中提到,仿真结果需要体现输料管中的温度分布,故在后处理时对输料管的温度随位置变化的曲线进行展示如下。 结合打印材料的热力学性质可以得出打印料材在管内的各相分布及温度分布,如下图所示。通过调整一系列设计,使输料管内的温度达到预期数值。 总结来说,通过与物理实验的结合,仿真计算在FDM机型的设计改进过程中有指导性的作用,它使设计人员更加细致的观察打印机内部的特性变化,从而找到好的解决问题方案。同时,仿真计算避免了真实物理模型的建立,从而利于缩短研发周期。 (本文作者张亦舒)

2019-01-11 10:02:03

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关于纳米3D打印的商机市场,你了解多少?

近日,行业分析公司SmarTech刚刚发布了一份关于纳米材料3D打印的报告。新报告“ 3D打印纳米材料的新兴机会 ”包含了纳米聚合物和其他纳米复合材料,碳纳米管,石墨烯,纳米金刚石,纳米结构金属,纳米金属墨水,纳米陶瓷和未来十年纳米生物材料所带来的商机的分析。 据SmarTech称,到2024年,使用纳米材料的3D打印零件和原型将达到1.26亿美元,到2028年将达到10.4亿美元。到2028年,SmarTech预计近60%的3D打印纳米材料市场将来自电子产品和医疗部门。除了这些行业,SmarTech的3D打印纳米材料报告还提供了牙科,智能纺织品和软机器人,能源存储,航空航天和汽车领域的3D打印纳米材料的报告。在报告涵盖的长达十年的预测期内,SmarTech认为3D打印材料将成为3D打印的主流,即使在小型机器上也是如此。 SmarTech的这份新报告包括展示如何使用3D打印材料的配置文件,以及3D打印应用市场如何扩展3D打印的作用。作为其报告的一部分,该报告包括详细的10年预测,包括零件和原型,最终用户行业,打印机类型和纳米材料本身的突破。该报告还讨论了为应对纳米尺度而出现的全新3D打印流程的出现。这些包括已经由Nanoscribe商业化的双光子光刻,以及在宾夕法尼亚大学和其他机构中开发的纳米打印(NTP)。 报告显示,传统的3D打印技术将具有纳米材料的未来,尽管对纳米材料有一些适应性需要调整。现在,Nano Dimension和XJet正在使用金属油墨进行喷射,使用专用打印机。通过使用纳米复合长丝与碳纳米管填料,预期完全标准的熔融长丝打印机在性能方面取得了巨大的飞跃。 这份新的SmarTech报告建立在公司关于新型3D打印材料的其他报告以及对行业垂直领域的全面研究的基础上。“打印新材料的能力将成为3D打印/增材制造的关键驱动因素,因为它寻求从聚合物打印时代发展起来。”SmarTech总裁兼本研究报告的作者劳伦斯·加斯曼说。“纳米材料为3D打印带来了全新的功能; 特别是更强大的终端产品,以及可调节的电导率,“Gasman总结道。 新的SmarTech报告确定了大约20家已开发或正在销售基于纳米材料的3D打印材料的公司。目前,大多数都是规模较小的公司,如3DXtech,Avante Technology,Formetrix,Graphene 3D Labs,Nano Dimension,Nanoscribe,Optomec和XJet。Sigma-Aldrich正在销售用于3D打印的纳米材料,作为其为研发活动销售少量材料的使命的一部分。然而,SmarTech预计未来几年大型企业将对3D打印纳米材料产生兴趣,特别是在2023年之后,这些材料产生的收入达到了满足这些公司近期投资标准的程度。 SmarTech的Gasman指出,纳米材料的3D打印已吸引了专业圈内外的兴趣。他指出,惠普和汉高已经投资了Copprint,后者正在开发一种可打印3D的墨水。此外,这家纳米结构金属公司Nanosteel最近开始生产其3D打印材料,并以不明数量筹集了A系列资金。 (本文转自3D打印网)

2019-01-10 19:21:39

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3D打印机知识:PLA耗材如何实现生物降解

PLA是最常见也是最受欢迎的3D打印机耗材之一。它除了价格实惠外,可生物降解也是它的主要特点之一,但情况确实如此吗? PLA需要什么样的情况下才可实现生物降解呢?接下来不妨来看看。 一、PLA是什么,它是由什么组成的? PLA是由小乳酸单元组成的聚合物(聚乳酸)。乳酸是一种有机酸,在我们的日常生活中起着重要作用。我们平时喝的酸奶或者任何有葡萄糖的东西都可以变成乳酸,而PLA耗材的乳酸来源于玉米,由玉米所提取的淀粉原料制成。 聚乳酸是FDM 3D打印机使用最多的耗材之一,它易于3D打印,在180°C下就可挤出熔化物。是众多初学者和专业人士的首选3D打印机耗材之一,除了这些之外它还有一个独特的特点:“PLA是一种可生物降解无毒的耗材之一,它的原料来源于大自然。” 二、PLA降解速度取决于什么? 生物降解过程及其持续时间在很大程度上取决于环境。比如热量、湿度和微生物是影响PLA降解速度的三个必要因素。PLA在具有丰富微生物存在的高温环境中衰变最快。把PLA深埋在土壤中,6个月的时间就可以造成腐烂迹象。 而PLA在室温和压力下需要更长的时间才能降解。在普通的房间里,PLA耗材将持续很长时间。 阳光不会加速生物降解(除了热量),紫外线只会导致材料失去颜色并变得苍白,这与大多数塑料的效果相同。 三、可生物降解是好是坏? 这种缓慢的生物降解过程是好还是坏,在很大程度上取决于您的观点以及您对它的使用情况。根据可持续发展原则,可生物降解材料是理想的,因为它们最终会回归自然。例如,在某些方面你希望它在一定时间后自动降解消失的情况下,例如在骨外科手术中,可降解也是有益的。另一方面,大多数模型你要保持不变,不希望它很快降解的,比如,将它们放在阴凉干燥的地方,PLA打印的3D模型将持续更长时间。 PLA生物降解因为它的起源是天然的,微生物可以以它为食,降解后可将其转化为堆肥。这只需要将它埋在湿度,和60°C的温度和微生物的土壤中就可以将它降解。在良好的条件下,PLA将在6个月内出现生物降解迹象。当你在普通的房间条件下,将它们放在阴凉干燥的地方,PLA将可以持续数百年。 (本文转自创想三维)

2019-01-10 19:21:15

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复合3D打印到底可不可行?

MultiMechanics是一家多尺度材料建模和仿真软件的开发商,而Fortify是一家专注于复合材料系统的波士顿增材制造公司,两家公司已宣布建立战略合作伙伴关系,以提高复合3D打印的可预测性。 作为合作伙伴关系的一部分,Fortify将使用MultiMechanics的旗舰产品MultiMech在印刷前预测印刷部件的结构完整性,并通过控制整个结构中的纤维取向来帮助优化设计。以后我们肯定需要更好的3D打印可预测性,应用程序为MultiMech软件提供了独特的案例,由此产生的印刷部件充分利用了复合材料的强度和重量优势,达到了之前无法达到的分辨率和复杂程度。 许多涉及复合材料3D打印的公司都在努力确定其印刷部件的行为方式。借助Fortify印刷分析软件和Fluxprint印刷功能,MultiMech将作为一种工具,为具有优化纤维取向的复合材料零件的闭环迭代设计提供所需的反馈。此次合作将使用户能够优化零件的设计和制造,以适应特定的应用。3D打印的一些项目将受益于MultiMech的使用,包括工业无人机和注塑工具的最终用途组件,共同推动3D打印行业的发展。 随着两家初创公司的不断扩展,MultiMechanics和Fortify计划在Fortify 3D打印机中集成MultiMech API。然后,FortM的用户可以使用MultiMech的仿真功能,使工程师可以完全控制3D打印过程,从设计和测试到最终生产。因为两家公司都为用户提供了在产品的每个单点控制微观结构设计的能力。Fortify允许在现实世界中实现,而MultiMechanics实现了虚拟化, 这种强大的协同作用消除了设计限制,以创造真正优化的部件。 MultiMechanics总部位于内布拉斯加州奥马哈市,是虚拟测试软件的领先开发商,旨在帮助企业减少物理原型设计和测试。 MultiMech采用基于物理的方法 命名为TRUE Multiscale技术,这是一种完全耦合的双向多尺度有限元求解器,能够同时准确预测和可视化多个尺度的应力和裂缝传播。 MultiMech最初是一个独立的工具,现在可以嵌入到众多计算机辅助工程(CAE)软件平台中,因此工程师可以在其首选工作流程中执行并行多尺度分析。 此次合作是在MultiMechanics宣布筹集190万美元资金后一年。投资的目标是发展公司的工程团队,进一步扩大其产品开发渠道,并扩大其在商业市场中的地位。 (本文来源于网络)

2019-01-10 19:19:29

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增材制造国际标准出炉!快来看看都有啥!

2019年1月10日,全球标准组织ASTM International与Innovate UK,BSI(英国标准协会)和制造技术中心(MTC)合作,共同制定增材制造行业所需的技术标准。 ASTM国际组织的增材制造中心 - 英国制造技术中心(MTC)是其创始合作伙伴 - 确定了三个潜在的标准化领域。BSI将协调三项标准的制定,这三项标准的重点是定向能量沉积(DED),这是ASTM国际组织和国际标准化组织(ISO / ASTM 52900)定义的七类增材制造之一。DED使用聚焦的热能(例如,激光,电子束,等离子弧)在材料沉积时来熔化材料。 ASTM国际组织的全球增材制造总监Mohsen Seifi博士指出,DED技术提供了与速度和构建限制相关的独特优势。然而,DED并没有像其他一些增材制造工艺那样广泛使用和理解,缺乏标准非常明显。在众多优势中,这些新标准有可能帮助制造商和供应商生产出质量稳定可靠的产品。 正在制定的三个DED标准是:1、使用线材作为DED原料的规范,有助于满足关键要求,包括成分,尺寸公差,污染,包装,处理和储存;2、无损检测标准(NDT)旨在解决DED缺陷的典型原因和性质,同时回顾适用于DED的传统测试方法;3、DED电线和电弧增材制造(WAAM)的标准,旨在涵盖术语,材料机会和限制,几何约束,精加工要求,检查等。 通过英国Innovate公司投资30万英镑,与ASTM国际公司合作,为BSI提供支持。MTC是英国国家增材制造中心的所在地,将继续通过制定公开可用规范和随后的国际标准提供支持。此外,十几家私营公司正在支持这项合作,包括空客,通用电气,吉凯恩,BAE系统,劳斯莱斯等众多公司。 在通过BSI创建公开可用规范后,ASTM国际增材制造技术委员会(F42)计划通过新的许可协议制定国际标准。 (本文转自3D打印网)

2019-01-10 17:00:18

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“玩转艺术”3D打印机仅售499欧元,你会买吗?

最近,宝丽来对外宣布将于3月1日在英国和欧洲发布其PlaySmart 3D打印机。它在2019年CES上亮相,为与会者打印物品。 PlaySmart结构紧凑但功能丰富,具有wifi控制,网络摄像头和跟踪线轴上剩余线材的刻度等等。 据了解,该机器外观与国内“岩”品牌的智能3D打印机及其相近,猜测是由中国厂家代工的产品,这种模式也比较多见。除了他们之外,博世的3D打印机由闪铸代工,联想的3D打印机由mostfun代工等等。 宝丽来PlaySmart 3D打印机的规格如下:120 x 120 x 120mm构建体积层高50至300微米2 GB内存用于存储打印的模型和视频一键打印存储在内存中的模型200万像素wifi摄像头,用于远程监控3.5英寸触摸屏,引导用户完成设置360°风扇,可快速冷却从SD,USB或移动应用程序打印铝镁合金加热打印床0.4毫米喷嘴兼容PLA,ABS,PETG,木材等。 Smart Eye和Smart Failure检测算法还会将模型与实际打印进行比较,如果两者不匹配则取消打印。虽然只有一台挤出机,但可以通过指示软件暂停更换线材,以多种颜色进行3D打印。 PlaySmart也是一款美观的机器,不同于价格相近的许多3D打印机,售价为449欧元(约3500元)。 看起来宝丽来从他们第一次尝试使用ModelSmart 250S进行3D打印时学到了一些经验教训,这很麻烦且需要价格过高的耗材。PlaySmart的重量仅为5千克,使用常规的线轴,因为没有人愿意购买专用线材盒。 Polaroid首席执行官April Lunde表示,“我们很高兴能够将我们在英国和欧洲推出的第一款小型桌面3D打印机推向市场,为更多用户开辟3D打印世界。宝丽来PlaySmart 3D打印机是一种易于使用且价格合理的选择,可将3D打印引入任何家庭,教室或企业。“

2019-01-10 16:40:13

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政策环境利好3D打印教育或迎春天

3D打印技术的成熟与广泛应用,为教育创新发展提供了重要的驱动力。近几年来,我国3D打印教育发展迅速,围绕项目实施的各方参与者对3D打印教育理念的认识程度及推广力度也不断提高。同时,国家政府机构对推动3D打印教育的落地发展也愈发重视。 2018年3月,人社部印发《人力资源社会保障部关于颁布<全国技工院校专业目录(2018年修订)>的通知》,决定自今年(2018)秋季学期开始施行2018版技工院校专业目录。其中新《目录》新增专业第一大类——机械类明确专业就有“3D打印技术应用”等新兴技术。2019年1月,教育部公布《中等职业学校专业目录(征求意见稿)》。其中,05加工制造专业大类中新增增材制造技术(3D打印)应用专业。 3D打印教育利好政策的相继****,在教育行业引起了强烈反响。3D打印教育政策环境利好,不仅会极大刺激市场需求释放,同时也是进一步加速行业技术、产品与服务的持续创新、推进3D打印教育落地发展的重要催化剂。 而在新政策的****及外部市场竞争充分的新形势下,为了进一步推进校企合作,加速3D打印教育落地发展,多家3D打印公司成立教育项目组,多次深入各地大中小学校实地考察,就3D打印教育项目实施、师资培训、设备与技术等方面展开洽谈并达成合作。 3D打印教育是当前我国创新教育的重要组成部分。近年来随着3D打印产业不断发展,各行业逐步衍生出很多3D打印技术及相关工作岗位。携手高校与时俱进,强化3D打印实践教学,为产业发展发展储备人才。 (本文转自3D打印网)

2019-01-10 16:05:17

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浅析3D打印技术在石油天然气行业的优势与挑战

增材制造或3D打印现在越来越多地用于汽车、航空和工具行业。随着接受程度的加深,我们也看到了对石油和天然气行业的积极渗透。据报道,一些预测估计,到2025年,石油和天然气行业的3D打印将达到15亿美元。 3D打印预示着各个领域的许多应用的变革性革命。其增长的主要原因是它能够加快新产品开发的步伐。它还具有生产以前不可能的复杂形状和快速按需制造的能力。 加快新产品开发是3D打印的关键优势之一,这使其成为当今最受欢迎的制造技术之一。专家认为,通过在石油和天然气行业中使用3D打印,石油和天然气开采将更有效,速度更快和成本效益更显著。这必然会影响各个国家经济的各个方面。 谈到3D打印对石****业的影响,英国石油技术负责人David Eyton在接受采访时表示:“3D打印机非常适合制作定制的设备。我们的反应堆的内部设备就是非常定制的。我们现在可以做任何事情。这些组件可以在需要时在现场或附近快速生产,有助于减少设备的等待时间——一直等到更换部件可以从制造商处采购为止——这太耗时了。 石油和天然气行业有严格的环境安全规范。这促使公司不断创新其产品设计,这些产品设计更高效,更具成本效益,同时又符合环保要求。所有这些参数都很难实现,但增材制造可以达到完美的平衡。 石油和天然气行业有严格的环境安全规范。这促使公司不断创新其产品设计,这些产品设计更高效,更具成本效益,同时又符合环保要求。所有这些参数都很难实现,但增材制造可以达到完美的平衡。 3D打印能够轻松生成复杂的形状。它还可以对包含多个零件的复杂装配进行逆向工程并将其转换为单个组装产品,从而减少现场的装配时间。因此,不是通过螺栓连接,焊接等组装多个部件,所有这些接头可以组合并构建成单个产品。这提高了系统的整体效率。西门子AM设计经理Jenny Nilsson表示:“使用3D打印的最大优势之一是我们能够设计更复杂的几何形状,这意味着我们可以更加创新,并在产品中提高设计效率。例如,打印叶片的设计可以帮助更快地降低金属温度,这就意味着它们的运行成本更低。” 快速按需制造可以缩短石油和天然气部件的开发周期。这也有助于参与多个设计迭代,测试它们并最终确定最合适的设计。快速按需制造也有助于更换零件。许多组件都是小批量产品,并且是按订单生产的。这类产品的制造成本相对较高。此外,这些产品的备件库存甚至更昂贵,因为过时的威胁总是显而易见。3D打印是解决石油和天然气行业所有这些问题的完美解决方案。 (本文转自3D打印网)

2019-01-08 15:34:51

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看UTC如何将3D打印用于管道式换热器系统

燃气涡轮发动机,诸如那些为现代商用和军用飞机提供动力的燃气涡轮发动机通常包括管道式换热器系统,管道式换热器系统具有换热器和相关联的设备以与气流交换发动机热量。燃气涡轮发动机架构通常规定管道式换热器放置在包封发动机的机舱内。 常规换热器芯部具有均匀的内部几何结构和外部几何结构的部分原因是由于制造的复杂性使得设计方面需要妥协。然而常规制造技术制造的管道式换热器大部分并不具备根据空气动力学优化的几何结构,这可导致发动机性能弊端。 UTC联合技术公司开发出用于燃气涡轮发动机的管道式换热器系统的新型整流罩,其创新之处在于通过3D打印增材制造来完成异形复杂换热器结构的制造。 热疲劳通常是限制换热器寿命的主要方面,而3D打印-增材制造换热器具有低循环疲劳的特点。与基于典型波纹和钎焊组装技术需要不同材料的常规制造技术相比较,3D打印技术可以实现更加优化的材料组合,并且不需要焊接过程。UTC联合技术公司基于热传递需求设计了减少造成热疲劳的表面特征并且优化了几何结构,从而更加有效的管理热传递。 此外,在某些案例中,与等同热容量的“砖”状结构设计的换热器相比较,3D打印的波状外形的外部几何结构体积减少约15-20%。结合波状外形的增材制造结构,可以实现理想的空气动力学,而无需像以前那样需要妥协于制造的局限性。 增材制造工艺有利于制造基于热传递要求的几何结构,并且自始至终使应力水平平衡。例如,翅片密度、厚度和类型可自始至终变化,以使得应力相对于热负载平衡。为了最大化结构负载,内部几何结构还可包括例如蜂窝结构、三角形、点阵结构或其他承重类型结构。 谈到发动机部件的冷却技术,我们通常想到的是冷却通道的方式。根据市场观察,增材制造技术可以用来实现带冷却通道的发动机叶片从而使得这些叶片可以在极高的温度下运行,而没有这些冷却通道的情况下,这些叶片会在极高的高温下发生变形。而3D打印可以使得冷却通道的形状极为复杂,从而提高冷却效率,使得发动机可以在更高的温度下运行,从而使得飞机的运行效率更高,更经济。 其实3D打印的应用,除了让发动机提高散热效率的叶片3D打印技术,在燃气涡轮发动机部件的冷却方面,3D打印的应用越来越深入,在这方面,UTC等公司正在领跑行业应用发展。 UTC联合技术正在将3D打印点阵结构应用于燃气涡轮发动机部件的冷却方案,包括在燃气涡轮发动机部件的壁内部的点阵结构。通过点阵结构为燃气涡轮发动机部件提供有效的局部对流冷却,使得部件可以经受通过核心流动路径的热燃烧气体的高温。 UTC联合技术所设计的点阵结构可以适应于任何给定的燃气涡轮发动机部件或部件的某个部分的特定冷却需求。换句话说,通过改变点阵结构(图中编号80)的设计和密度,可以调整以匹配外部热负荷和局部寿命要求。据了解,UTC联合技术还通过铸造工艺来生产点阵结构,这种增材制造工艺可用于生产难熔金属芯(RMC),包括但不限于钼c。 (本文转自3D打印网)

2019-01-08 15:21:05

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