年终盘点丨2024年增材制造行业大事记（三）

虽然已过元旦，但距离农历新年还有三周的时间。这段时间，想必大家也在忙着做年终总结，展望明年。承接之前两期内容，我们将继续关注去年全球增材制造行业发生的大事件。本期内容涉及3D打印在军事领域的应用，多激光系统的竞相推出，以及可打印芯片的微型3D打印设备等。

 

 

2024年5月
关键词：前线部署、激光大战
在前线部署3D打印技术
5月的3D打印新闻，重点报道了利用3D打印技术现场制造和维修军事装备的情况。澳大利亚金属3D打印机制造商SPEE3D推出了远征制造单元（EMU），这是一种移动3D打印系统，包含了公司的XSPEE3D打印机和SPEE3Dcell后处理单元。EMU专为国防应用而设计，允许军队在偏远环境中现场生产大型金属零件，解决供应链难题。 

 

通过与美国、澳大利亚和英国军方的试验开发，该系统采用冷喷增材制造技术（CSAM），无需激光或惰性气体即可快速制造出耐用部件。后处理能力包括热处理、机加工和测试，确保部件可立即投入使用。据该公司称，EMU的便携性和速度使其对国防和采矿、石油、天然气等行业非常有价值。

 

 

英国陆军宣布，已在北约的演习中部署了3D打印机。在Brokkr项目中，陆军使用XSPEE3D冷喷金属3D打印机和聚合物系统生产车辆部件，如油桶盖和通信支架，以解决供应链延误问题并提高维修效率。

 

这些便携式系统位于德国前线附近，随后在比利时进行了展示，可实现快速现场生产，其中，XSPEE3D能够在1小时内制造出金属零件。这种部署降低了成本，最大限度减少了对环境的影响，并提高了军事战备状态。未来的计划包括为BOXER和AJAX等机队建立数字设计目录，以扩展按需3D打印能力。

 

3D打印研究的进展
5月，研究取得突破性进展。首尔国立大学的研究人员开发了混合FDM（b-FDM）方法，这是一种两步工艺，可在3D打印中精确控制梯度材料属性。该技术使用标准的FDM打印机和长丝，将材料组合成单一的数字材料长丝，可生产出具有不同特性（如强度、导电性和颜色）的零件。

 

原始Prusa i3 MK3S将长丝打印成了几个测试部件，通过将3D打印床加热到70°C，实现了良好的粘附性

 

使用Prusa Research公司的原始Prusa i3 MK3S进行演示，包括可拉伸的导电部件、集成传感器的可折叠折纸夹具以及多达36种颜色渐变的物体。这种低成本、易获得的方法，提高了材料的粘合性和功能性，为可穿戴电子设备、工程装置和功能梯度材料开辟了新的可能性。

 

与此同时，美国橡树岭国家实验室利用电子束增材制造技术，成功3D打印出了具有复杂几何形状的无缺陷钨部件，这在世界上尚属首次。这些钨部件由实验室的制造示范设施生产，能够承受1.8亿华氏度（1亿摄氏度）以上的高温，对于核聚变能源等清洁能源技术至关重要。

 

研究人员利用电子束增材制造技术3D打印出首批具有复杂几何形状、无缺陷的钨部件

 

钨的极端耐温性使其成为反应堆的理想材料，为可持续的无碳能源提供了巨大潜力。电子束3D打印工艺通过在高真空环境中沉积层来解决钨的脆性问题，从而减少污染和应力。这项创新以核能系统的早期进展为基础，为再生能源任务提供了支持。

 

 

3D打印高尔夫球杆，重新定义消费品制造业
增材制造在消费品领域获得了发展，这与3D打印行业在产品生产中不断扩大应用的趋势是一致的。Cobra Golf次推出的金属3D打印高尔夫球杆，就是这一趋势的一个突出例子。在一次采访中，眼镜蛇高尔夫公司高管Mike Yagley和Ryan Roach讨论了新产品——世界上首款商用3D打印钢制高尔夫球杆。

 

 

球杆采用直接金属激光烧结技术制造，并使用nTop软件进行设计，其内部晶格结构可减轻100克重量，重新分配了33%的杆头质量，并降低了重心，从而提高了球速、精确度和容错性。球杆于去年6月发布，仅有500套，售价3000美元，既有专业球杆的外观和手感，又有更高的易用性。

 

3D打印工艺将开发时间缩短了一半，消除了调整设计所需的工具，实现了快速迭代，大大降低了成本。Yagley和Roach认为，3D打印技术在创造创新、高性能的高尔夫设备方面，发挥着越来越重要的作用。

 

“激光大战”
5月，中国3D打印机制造商Eplus3D推出了大型EP-M2050激光束粉末床熔融3D打印机。该设备标配了36个激光器，可升级至49或64个激光器。新产品的推出，反映了金属增材制造领域正在进行的“激光大战”，行业领导者正在将重点转向多激光系统，以实现更快的大规模生产，而不是强调单位出货量。

 

 

该打印机的构建体积为2050mm×2050mm×1100mm（可扩展至2000mm），可处理钛和不锈钢等材料，速度高达1080cm3/h。它的零件密度超过99.9%，符合航空航天标准，同时其开放式结构可定制参数，实现最佳生产。

 

2024年6月
关键词：北美展会、微型3D打印设备、市场增长
rapid + TCT 2024：北美最大3D打印活动的主要亮点
6月25日至27日，在洛杉矶会议中心举行的RAPID + TCT 2024，吸引了9000多名与会者和400多家展商参展。时隔近十年再次回到西海岸举办的这次活动，是其历史上规模最大的一次。

 

 

期间，行业领导者推出了一系列新系统和解决方案。3D Systems展示了EXT 800 Titan Pellet，将高速挤出能力与适合紧凑工作空间的设计相结合。BigRep继续关注自动化和可扩展性，推出了VIIO 250和ALTRA 280系统，强调其适用于高效生产大型部件。

 

Additive Industries着重于可配置的解决方案，展示了MetalFab 300 Flex，其特点是可扩展的构建区域，以满足不同的生产要求。在医疗保健领域，Stratasys推出了J5数字解剖3D打印机，以满足对精确且经济高效的解剖模型的需求。

 

 

材料和后处理技术是另一个重点。XJet推出了专为工业用途设计的17-4PH不锈钢，而Lithoz则展示了支持分散式生产设置的陶瓷3D工厂。在后处理解决方案方面，Addiblast推出了 MARS04，这是一款专为大型金属部件高效脱粉而设计的系统。

 

在软件领域，nTop推出了nTop 5，该软件集成了先进的功能，可简化复杂的设计流程，其首席执行官Bradley Rothenberg就通过最新软件推进增材制造计算设计发表了见解。与此同时，Ai Build展示了Aibuild 2.0，这是一款人工智能驱动的基于云的3D打印软件，旨在生成工具路径并简化用户交互，从而提高设计工作流程的效率。

 

 

迷你和大型3D打印机
大小各异的3D打印机，成为6月的头条新闻。麻省理工学院和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员发布了一款基于芯片的3D打印机，使用毫米级光子芯片用可见光固化树脂，在几分钟内就能制造出复杂的结构。

 

 

在这项研究中，该团队演示了在短短6分钟内制造出一个微缩的麻省理工学院徽标，展示了其在紧凑型、低成本生产方面的潜力。该技术旨在解决传统3D打印机的局限性，有望应用于按需医疗设备和工程原型等领域。未来的计划包括集成全息光，使整个物体的制造只需一步，标志着增材制造能力的重大飞跃。

 

巴斯克研究与技术联盟旗下的Tekniker技术中心在2024年国际机床双年展上展示了3米高的TITAN 3D打印机。TITAN的尺寸为6100mm×3100mm×3420mm，采用直接能量沉积技术制造复杂的金属结构，包括能够承受火星环境的火箭发动机喷嘴。

 

 

该系统采用可控气氛外壳，可满足航空航天和造船等行业对可承受极端环境的部件的需求。Tekniker的展品还将包括一个协作机器人单元，该单元配备了用于精确零件处理的 SmartPicking软件和用于人机交互的安全工具。

 

 

出口管制
6月，英国政府对金属3D打印机、半导体、量子计算机和低温系统等新兴技术实施出口管制。根据《2024年出口控制（修订）条例》（ECO 2024）。这些限制措施由英国出口管制联合小组负责管理，针对的是军用物资和军民两用技术，如利用激光、电子束或电弧的金属3D打印机以及相关软件。现在，这些技术以及半导体制造工具、量子计算设备、低温系统和特定先进材料都需要出口许可证。

 

由于使用电弧，电弧增材制造技术的出口受到了新规则的限制

 

这些措施与美国和欧盟的类似政策相一致，反映了为保障经济和国家安全而保护先进技术的更广泛努力。在全球不确定性的背景下，加强国内供应链（尤其是3D打印）也是一个优先事项，这凸显了这些新管制措施的战略重要性。

 

 

市场增长
6月，Protolabs公司发布的《2024年3D打印趋势报告》强调了塑造增材制造未来的重要发展，该报告提供了700多位工程专家对全球3D打印行业现状和未来的见解。

 

该报告强调了市场的显著增长，2024年市场规模将达到248亿美元，预计到2028年将达到571亿美元，其驱动力是新的微尺度和大尺寸应用，以及用于终端零件的生产级3D打印的兴起。报告还显示，70%的企业在2023年增加了3D打印活动，其中医疗行业的潜在影响最大。

 

目前正在向生产规模制造转变，76%的受访者表示生产量超过10个零件，而且人们对本地化生产的兴趣日益浓厚，以应对供应链中断问题。人工智能和材料的发展，包括多种材料和特殊性能（如弹性和导电性），预计将进一步塑造这一行业。

 

尽管取得了这些进展，但原型设计仍然是主要的应用案例，67%的受访者认为这是他们的主要应用。报告最后指出，随着教育和认识的提高，3D打印将日益改变制造业。