在什么情况下，企业选择使用3d打印机进行生产研发

随着国内3D打印市场应用程度不断深化，在各种不同的领域中，都出现了3D打印技术的身影。像航空航天汽车、船舶、核工业、模具等行业。越来越多的企业选择3D打印机使用3d打印机进行生产研发。3D打印技术是加工制造业中的新兴技术，也是制造手段的有力补充，同时3D打印在一部分制造领域开始或已经替代了传统的制造手段。3D打印技术相对于传统机械加工制造业是一项补充，那么在什么样的情况下，企业需要考虑使用3D打印机来替代CNC制造呢？在什么情况下，企业选择使用3d打印机进行生产研发？哈工三维小编总结了一些经验希望对大家有所帮助。  1.传统工艺复杂难以实现企业可以考虑3D打印机传统的制造业历经了千百年的发展，可以说至今可以满足绝大多数的制造需求，但有些技术上的难题还是难以攻克，比如构造复杂，规模化定制的产品。其中有两个非常有代表性的案例：GE增材3D打印发动机燃油喷嘴，3D打印隐形牙套。    GE增材3D打印发动机燃油喷嘴：LEAP发动机所使用的燃油喷嘴，原本由20个零部件组装而成，这些零部件均由传统机械加工手段制造。而GE增材对其进行了重新设计，将20个零部件直接合并为1个整体部件。这时，再使用传统的机械加工手段就无法将其制造出来，3D打印却可以完美制造。同时还带来了一系列的好处，包括让燃油喷嘴减重25%，寿命提高5倍，制造成本还降低了30%。如今GE增材每年要生产约4万个燃油喷嘴，全是用金属3D打印机打印的。   3D打印隐形牙套：每一副隐形牙套都包含几十只牙套，而每一只牙套的造型都略有差异。在生产每一只牙套时，都需要在不同的牙模上进行覆膜，而生产牙模则需要使用光固化3D打印机。因为用传统方式来制造牙模显然是不现实的。由于隐形牙套有自己的优势，如今已经被一部分年轻人所接受，国内外有多家隐形牙套制造商开始规模化生产，市场空间非常巨大。2.制造成本较高、效率低的企业可以考虑3D打印机企业盈利往往是在成本以及效率的控制上，像需求量小的产品制造，传统制造开模具生产成本高，不开模具生产效率低。甚至单子发到制造工厂，工厂排期要排到很久以后。这时候，3D打印再次体现出了自己的优势，无需开模可制造复杂的工艺，一次整体成型连组装的人工都省了。省时省力大大提高了生产效率，而且生产工期还可以自己控制。也许有的人会说我不一定需要自己企业购买3D打印机，我可以找3D打印服务商帮我做，但这样成本方面就会上升，同事工期自己也无法把控。当然量少或者对工期方面没有这方面的要求这样操作也是不错的选择。  3.产品更新迭代快，需要加快生产研发速度的企业可考虑3D打印机。为了符合市场需求，很多企业的产品更新迭代快需要加快生产研发速度，在传统制造中研发一个产品从设计到实现生产往往需要很长一段时间，而使用3D打印技术从设计建模到制造生产可能一周都不要就能解决，大大缩短了研发周期。像现在很多企业把产品设计出来也是交给3D打印服务商去打印来节省研发周期，市场上不少3D打印服务商可以提供1件起做，24小时交货等保障，大大提升了效率。很多企业都说“使用3D打印会上瘾”，研发类的企业往往都是想建立自己的3D打印工作室。4.为满足定制化市场需求的企业可以考虑3D打印机个性化定制一直是市场需求的一个方向，于消费者而言，定制可以满足多元化、个性化的需求，增强体验感；品牌则可以为自身树立高端、专业、年轻的形象、进一步打入年轻化市场；同时定制化更能为行业推动产业的创新升级。基于3D打印低成本定制化的优势，航空工业、生物医学和个人消费是其最具潜力的应用领域。“十三五”期间，我国3D打印将率先在航空工业领域获得广泛应用。2013年1月，“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”获国家技术发明奖一等奖，我国成为世界上第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速成形及技术的国家、世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造且付诸实用的国家，航空部门和汽车制造等工业领域是该类3D打印技术最能发挥优势的领域，未来几年其应用将步入快速成长期。    3D打印在生物医学领域的应用初步显现，目前正在探索的应用主要有假牙和假肢，当3D打印技术与医学影像建模、仿真技术结合之后，还能够在人工假体、植入体、人工组织器官的制造方面得到广泛应用。随着打印设备和打印材料技术的进一步突破、成本的进一步下降，3D打印在个人消费领域（食品、艺术品、个性化物品等）也将得到进一步发展。“十三五”期间，3D打印将深刻影响制造企业的生产方式，引领制造业从标准化和精益化生产步入定制化生产。经过“十三五”的夯实发展，到“十四五”期间，借助网络和信息技术，我国有望初步形成以“个体创意+社区共建+云制造”为代表的新的制造业模式。  5.为减少材料浪费，降低环境污染的企业可以考虑3D打印机受到环境问题的影响，国家推进低端和污染环境的制造业转型升级，很多工厂被迫迁出或者关停。这时候，就需要考虑使用3D打印等更先进的技术，替代部分工艺环节，减少材料浪费，降低环境污染。比如3D打印金属牙冠、3D打印铸造砂型、3D打印首饰蜡模等等，都是通过3D打印技术，替代原来制造工艺中的某些环节。以上是哈工小编为大家收集整理的在什么情况下，企业选择使用3d打印机进行生产研发经营希望对大家有所帮助。如果企业遇到以上几种情况，企业就需要考虑使用3D打印，来帮助自己的企业进行升级，做别人做不出的产品，节省成本提高效率，保证自己的企业在竞争中占据优势。湖南哈工三维专注3D打印设备的研发、制造和行业应用解决方案，欢迎大家一起来探讨3D打印行业应用解决方案。

2022-12-30

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3D打印在新能源汽车制造领域的发展与趋势

新能源汽车的生态系统是开放的，是变化和动态的。传统汽车从设计定型到新车出厂通常需要三年时间，在此期间针对这些零件生产的工艺与供应链都进入到了固化状态。而像特斯拉这样的车企，其软件几乎每个月都会更新。数字化的基因可以说根植在新造车势力的血液中。    3D打印带来的数字化，让人类第一次能够产生真正的经济净收益门槛：通过将客户行为与生产者行为同步，以需求为导向，从生产过剩转向需求驱动的生产。3D打印是一种带有鲜明数字化特征的技术，这意味着增材制造能够改变产品的生产方式是本质性的，不仅可以实现个性化，还可以实现功能化导向的制造，这使得3D打印与新能源汽车具有制造基因方面的“天然契合”。 论文发表在《金属加工（热加工）》 2022年第7期 当前技术发展情况根据ACAM亚琛增材制造中心，ACAM亚琛增材制造中心（以下简称ACAM亚琛中心）对增材制造在多功能材料方面的愿景为无限组合的材料与技术，而最终的目标是点击即生产。ACAM亚琛中心定义达到这个愿景的进阶过程包括5个梯度，Level 0为功能化增材制造过程；Level 1为可预测的增材制造过程；Level 2为自动化的增材制造过程；Level 3为全自动化的增材制造（包括前处理与后处理）；Level 4为集成化的全自动化不同制造工艺的组合[1]。当前，世界范围内增材制造的发展大多还处在Level 0的水平。汽车生产需要高度的自动化、高效率、低成本、质量一致性，这似乎与3D打印当前的发展水平存在不少“鸿沟”。因此，3D打印在汽车制造方面的发展现状与未来趋势需要结合3D打印技术的特点来理解。根据ACAM亚琛增材制造中心，一方面，3D打印改变了制造逻辑。通常对于同一个产品来说，通过传统制造技术生产的数量越多，产品的单件成本也随之呈下降趋势；而对于增材制造来说，单件成本与产量的相关性是独立的，这是在考虑可扩展性时需要考虑的因素。另一方面，关于产品的复杂性。通常在通过传统制造技术来生产零件时，产品越复杂，成本越高，企业则需要很昂贵的投资（包括新的模具，甚至是新的设备来实现）；而对于增材制造来说，零件的复杂性与成本的相关性也是独立的，零件几何形状的复杂性通常并不会带来额外的制造成本。对于汽车来说，虽然汽车生产向更小批次的趋势发展，但当前3D打印技术与汽车的结合点并非是3D打印技术的成本与产量的相关性是独立的这方面因素，而是3D打印技术成就更复杂的产品。 © 3D科学谷白皮书 在金属3D打印领域降低零件成本方面，以粘结剂喷射金属3D打印技术为代表的间接金属3D打印技术，以高速、低成本获得了业界的高度关注。大众采用的惠普金属3D打印技术正是粘结剂喷射金属3D打印技术。粘结剂喷射金属3D打印技术，从生产效率、经济性的角度充分满足了汽车面向量产的应用要求。而可打印材料的丰富多样（从金属到陶瓷，金属与金属的复合材料，陶瓷与金属的复合材料等)，使得粘结剂喷射金属3D打印技术的适用场景得到了进一步的延伸  除了汽车上用的铝合金和铜合金，目前适合粘结剂金属3D打印技术的钢材料包括：17-4PH不锈钢、304L不锈钢、316L不锈钢、M2工具钢、H13工具钢，还包括4140不锈钢、420不锈钢、4340不锈钢、4605不锈钢等正在开发的材料[3]。 此外，塑料3D打印及碳纤维复合材料3D打印发展迅速，丰富了汽车3D打印的技术选择。  车企应用案例  汽车行业需要利用3D打印技术的具体优势来提升产品设计，然而要想将3D打印用于具体的汽车零部件生产，需要突破的一大挑战是经济性。目前，用于3D打印的汽车零部件大多数是小批量的十几个，要增加到汽车行业普遍所需要的高达100万的产量，3D打印必须要突破经济性的障碍。  下面将通过介绍3D打印技术在大众、福特、宝马等企业的最新应用进展，来探究3D打印技术在新能源汽车领域的应用现状和发展趋势。  l 大众  大众在2019年就发布了将在大众汽车上使用惠普金属3D打印技术的计划，首先是进行大规模定制和装饰部件的制造，并尽快将惠普的HP Metal Jet金属3D打印的结构部件集成到下一代车辆中，并着眼于不断增加的部件尺寸和技术要求。  大众的目标是每年制造5～10万个足球大小尺寸的零件，这些零件可能包括变速杆和后视镜支架等。增材制造因其在轻量化方面的优势而在不断增长的电动汽车生产领域中获得部署。目前，大众成立了加州创新与工程中心（IECC），推出了一款集成 3D 打印的独特概念车，并很快宣布与 GKN 和惠普一起在HP Metal Jet上生产了 10000 个金属零件（见图1）。正是这一里程碑为大众与惠普继续合作，并为大众的3D打印结构部件集成到其下一代汽车中铺平了道路。  图1 HP Metal Jet 技术生产的汽车零部件  金属粘结剂喷射3D打印技术将推动大众制造中3D打印技术迈向成熟，从而使该技术具有成本效益。为了利用粘结剂喷射的优势，大众正在扩大与惠普的合作伙伴关系，以布局更多产能，并引入西门子为该技术提供专门的软件。  通过西门子的自动化和软件解决方案，大众将能够更快、更灵活、使用更少的资源来开发和生产零部件。到目前为止，使用粘结剂喷射制造的第一批汽车零部件已送往大众的奥斯纳布吕克工厂进行认证。该零件用于大众T-Roc敞篷车的 A 柱，据相关资料显示，其重量是由钢板制成的传统部件的一半。  l 福特  福特在2021年宣布，计划在规模化汽车制造中采用3D打印技术。福特之前在3D打印技术方面取得了一定程度的成功，不过当时仅涉及较低的产量。但福特现在的技术远不止于小批量的3D打印生产应用，其正在开发的3D打印零部件将用于福特“非常受欢迎的车型”的全面生产。  福特用于粘结剂喷射金属3D打印的粉末是Al6061，而成功将铝应用于汽车零部件3D打印生产的意义是重大的：从传统制造工艺到3D打印工艺的转变将通过简化设计来减轻重量、节省空间、提高零部件性能，以及节省成本和时间。  针对3D打印下一代电动机，福特还与蒂森克虏伯、亚琛工业大学组成联盟开始了一项研究，以开发下一代电动汽车灵活、可持续的生产工艺。目前，开发的项目名称是HaPiPro2，指的是发夹技术。发夹绕组是电动机领域中的一项新技术，矩形铜棒代替了缠绕的铜线。该过程比传统的绕线电动机更易于自动化，并且在汽车领域特别受欢迎，因为它可以大大缩短制造时间。  电动汽车的电动机定子绕组的开发通常是众所周知的瓶颈，经典的圆线绕组有许多限制：铜导体、绕组工艺与槽口几何形状必须匹配；彼此缠绕的导体形成牢固的图案；此外，圆形导线（经典的导体形状）在几何形状上与梯形凹槽的配合不佳，结果每个凹槽都被铜填充了一半，从而形成了空隙。相对较小的导体横截面可确保较大的电热损耗。  3D打印几乎无需模具就可以避免这种开发障碍。由于传统的生产涉及复杂的弯曲和焊接过程，所以3D打印带来的时间节省，尤其是在所谓的发夹绕组上得到了回报。  让铜的填充率更高，3D打印在这方面具备独特的优势。目前，市场上熟知的L-PBF选区激光金属熔化3D打印，以及粘结剂喷射金属3D打印，均是最为主要的应用技术。  通过3D打印电动机铜线圈绕组，改变一百多年来的电动机线圈设计思路。传统工艺的铜丝或者铜片，在狭小的电动机定子、转子空间内很难展现最优设计，而3D打印将带来一定的改变。  l 宝马  宝马于2019年3月在慕尼黑举行了IDAM联合项目启动会议，旨在为增材制造业进入汽车系列生产铺平道路。IDAM的目标是推动“汽车领域增材制造（AM）技术的工业化和数字化”。IDAM的目标是建立两条试验线，一条在GKN的波恩工厂，另一条在宝马集团的慕尼黑工厂。IDAM团队促使增材制造技术向符合特定要求的方向发展，以生产质量一致的零部件以及基于特定组件的个别备品备件。目标是每年采用3D打印技术制造至少50000个批量生产的零部件和10000多个备品备件。IDAM生产线包含一个开放式体系结构，可适用于任何LPBF系统（选区激光金属熔融3D打印技术）。  2020年，宝马投资1500万欧元（超1亿元人民币）的慕尼黑3D打印工厂正式启动，这奠定了宝马集团在汽车行业增材制造技术领域的领先地位。  在德国IDAM计划支持下，宝马慕尼黑的3D打印工厂还建设了模块化和几乎完全自动化的3D打印生产线。该生产线涵盖了从数字化设计到零部件3D打印制造再到后处理的整个过程。由于生产线的模块化结构，必要时可以升级换代，所以各个模块可以适应不同的生产要求，还可以灵活地控制工艺步骤。通过综合考虑融入汽车生产线的要求，项目合作伙伴将流程链中的手工部分从目前的约35%减少为不到5%。与此同时，3D打印金属零部件的单位成本减半。  以上案例说明，目前很多新设计尽管还没有进入产业化，仍处于初始阶段，但如果制造企业不尽早做出准备，并进行备品备件及原型的创新，从创新思维的设计入手，那么这些企业将被其他企业超越，并会很快发现自己已经处于竞争劣势。  颠覆性创新潜力  l 电动机  新能源汽车领域，尤其值得重视的是3D打印技术在电动机领域的应用潜力。  根据中国机电产品进出口商会研究可知，尽管2021年的全球疫情导致了国际海运、原材料价格大幅波动，以及电力供应紧张等多重困难，但我国电动机行业以完整的供应链、庞大产能、效率与价格优势，仍展现出较强的行业韧性与活力，电动机产品出口总额突破200亿美元，创历年新高，取得骄人的成绩。  在全球“净零”目标下，电动机行业朝节能减排、绿色方向发展将是必由之路。2021年，工信部、市场监管总局联合发布《电机能效提升计划（2021—2023年）》，明确提出到2023年高效节能电动机产量达到1.7亿kW，在役高效节能电动机占比达到20%以上。扩大高效节能电动机绿色供给、拓展高效节能电动机产业链、加快高效节能电动机推广应用，以及推进电动机系统智能化、数字化提升，将是“十四五”时期重点工作，其中电动机能效提升将是大势所趋。2021年，我国电动机产品出口最主要的品类依然为中小型电动机，同时大电动机、微电动机、发电机组等出口额同比均实现两位数增长。  无论是在工业领域还是交通领域，未来的驱动任务都对各个组件提出了很高的要求。一方面基于传统的制造工艺，优化的几何形状通常是不可能的，结果是设计者只能在性能和效率上痛苦折衷，某种意义上电动机的经典制造工艺已经达到了极限。另一方面，随着增材制造技术日趋成熟，尽管目前与传统生产方法相比速度较慢且可靠性较低，但增材制造系统在生产具有非常规拓扑优化（TO-Topology Optimization) 结构或小批量零件时会大放异彩，这为电动机的制造开辟了另外一条曲径通幽之路。  新能源汽车所用电动机包括直流电动机、感应电动机、永磁同步电动机及开关磁阻电动机等。当前，永磁同步电动机系统正在成为新能源汽车的电动机主流，这类电动机具有高功率密度、宽调速范围等优势，未来新能源汽车驱动用电动机系统正朝着永磁化、数字化和集成化的方向发展。  当前，世界上的电动机研发团队已将大量精力转移到将增材制造系统集成于电动机生产周期中，以实施更强大、更高效地拓扑优化下一代电动机。根据3D科学谷的市场研究结果，3D打印电动机似乎只是时间问题。预测在未来几年内，原型拓扑优化电动机组件的3D打印将急剧增加，最有可能集中在3D打印电动机绕组、热交换器和同步转子上。  © 3D科学谷白皮书  与3D打印电动机绕组相比，当前增材制造永磁体的技术还处于不成熟阶段，主要的局限性体现在功率密度低且磁化能力有限。目前，3D打印软磁钢的技术成熟度介于前两者之间，一方面表现出与传统无取向钢相当的直流磁性；另一方面，在交流应用中存在高涡流损耗。  到目前为止，3D打印的永磁样品表现出相对较高的矫顽力：在大多数研究中达到 700～800kJ/m。这可归因于增材制造材料固有的有限颗粒结构和高结构杂质含量。除了NdFeB，其他硬磁化合物的3D打印不太常见，包括 ALNiCo、SmCo和铁氧体磁体的一些实例[6]。  3D打印永磁样品存在以下两方面的技术挑战。  1）广泛采用的基于挤压的增材制造方法为实现复杂零件几何形状提供了较少的机会。这是由于3D打印后烧结过程中存在的显著收缩和机械不稳定性。  2）在打印复杂形状的永磁体同时，还必须设计一种磁化过程，以便在材料上赋予必要的三维磁化图案。在理想情况下，这个过程将在3D打印中原位进行，但由于涉及到强磁场，所以会遇到无数的技术挑战。  新材料的开发及其通过下一代生产方法进行的工业集成对电动机的整体性能产生了最显著的影响。当前的材料表现出有限的电磁特性，磁性材料的饱和磁通密度和绕组材料的电导率在过去一个世纪中一直保持不变，有幸的是，在新型3D打印技术中已经提出了电动机发展停滞的可能解决方案。增材制造可以从一个新的角度创造新的电动机设计思路，尤其是将拓扑优化应用到电动机的零部件设计上。  增材制造将在电动机的设计中引入了全新的设计规则，因为增材制造的成本与批量大小以及产品设计的复杂性并不相关，这意味着电动机的电磁和热优化有更多机会，因为磁通路径和导体可以根据设计要求进行三维形状构建，并且设计中集成了更有效的无源或有源热交换器。  值得注意的是，除了直接采取3D打印技术来制造电动机零部件，还可以采取3D打印铸造模具+铸造的方式来发挥3D打印成就更复杂设计的价值，3D砂型打印的优点是能够设计高度复杂的零件，而无需从头准备昂贵的模具。另外，随着增材制造提供了独特设计的可能性，全新的设计应运而生。而对于3D打印砂型的应用来说，增材制造允许最终用户在制造生产模具之前彻底检查并广泛测试新设计的组件，这样可以节省大量的前期开模时间和费用。  3D 打印电动机的主要挑战与3D打印设备系统的应用限制和生产电动机的技术要求有关。3D打印的电动机零部件必须满足严格的公差要求，涉及电动机的材料是用于绕组的导电抗磁材料、软铁磁材料等。  对于电动机领域的增材制造导电材料，首选的研究材料是高纯度铜。此外，一些铝合金（主要是 AlSi10Mg）和铜合金（CuCrZr、CuNiSi、Cu10Zn、CuCr、CuSn0.3）也被应用于研究中，但是合金的代价是导电率稍低。  钕基合金是研究最多的3D打印硬磁材料，其中NdFeB 基永磁合金 (PM) 备受关注，这可能是由于其高磁晶各向异性和镧系元素原子（例如 Sm、Nd）的异常高磁矩，这意味着即使在磁体中硬磁相的填充因子相对较低的情况下，也可以实现更高的功率密度。当然还有其他常见的硬磁材料，包括3D打印AlNiCo 和 SmCo 等。  推动3D打印用于新电力驱动的前沿研究正在形成多个发展趋势：第一种趋势的代表案例是福特携手亚琛工业大学开发灵活而可持续的3D打印电动机零部件，其聚焦点是铜金属；第二种趋势的代表案例是Fraunhofer IFAM或者是exone通过更为经济的打印方式所实现的新型电动机零部件的生产，其聚焦点是丝网打印或粘结剂喷射金属3D打印；第三种趋势的代表案例是英国制造技术中心MTC所致力的完全3D打印的电动机，其聚焦点是产品重新设计；第四种趋势的代表案例是保时捷与GKN所合作的Connactive 项目，其聚焦点是新材料与新设计的结合。  对于电磁材料的增材制造，4种类型的3D打印系统使用最多，包括粉末床熔化金属3D打印系统（电子束EB-PBF 和激光L-PBF熔化）、粘结剂喷射金属3D打印、定向能量沉积 (DED) 金属3D打印和各种类似的基于挤出的方法，最常见的是熔融沉积建模（FDM）。  越来越可靠的绝缘材料、更有效的电导体和磁导体、新的永磁合金以及具有成本效益的制造和加工方法，这些因素的配合使最终消费者可以获得更强大和更复杂的电动机设计。  如果说电动机对于新能源汽车的重要性相当于发动机对于燃油车的重要性，那么电池对新能源汽车的重要性则相当于汽油。无疑，另一个值得关注的3D打印在新能源汽车制造领域的应用是3D打印电池。  l  电池  近期内3D 打印电池的进步表明，未来可能会出现更便宜、能量密度更高的电池，这些电池可以根据应用和形状进行定制。  3D打印电池的想法并不是全新的，实际上是由哈佛大学 Jennifer A. Lewis 领导的团队于 2013 年提出的。他们创造了一个定制的打印机和特殊的阳极和阴极墨水来生产锂离子电池，但它只有一粒砂子那么大。  3D打印电池技术发展至今，不仅在“大局”上有不同之处，在最小的微米和纳米级别上也有所不同。在纳米级别，3D打印技术对电池电极的结构产生了很大影响，这就是能量密度增加的原因。长期以来，“多孔”电极可以提高能量密度，而增材制造非常适合该工艺，这意味着电极中的材料可以构建成三维点阵晶格结构。  晶格结构可以为材料内部的电解质有效传输提供通道，就锂离子电池而言，具有多孔结构的电极可以带来更高的充电容量，这种结构允许锂穿透电极体积，导致非常高的电极利用率，从而具有更高的能量存储容量。在普通电池中，总电极体积的30%～50%未被利用，通过使用 3D 打印克服了这个问题。此外，通过创建微晶格电极结构，允许锂通过整个电极有效传输，这也提高了电池充电率。点阵晶格意味着电极有更多的暴露表面积，从而带来更高效的电池。  目前，市场上黑石技术的3D打印工艺具有明显的优势，包括显著降低成本，提高电池尺寸的生产灵活性，以及使能量密度提高20%。3D打印使得电池架构可以实现复杂几何形状，这是朝着电化学能量存储的几何优化配置迈出的重要一步。研究人员估计，这项技术将在两三年内实现工业应用。  结束语  总体来说，3D打印将为汽车的结构件、电动机、电池制造等方面带来一定程度的改变。3D打印技术进入到产业化领域的局限性包括速度、成形尺寸、成本、质量一致性等。未来，3D打印技术的发展将突破当前局限，迈向更高的速度、更好的过程控制，以及更适合的材料应用。随着3D打印技术的快速发展，其为新能源汽车制造带来的改变将更加令人耳目一新。来源：3D科学谷  转载自：3D打印行业网  参考文献：[1] 3D科学谷.洞见3D打印未来发展关键要素，增材制造如何对制造产生深远影响？[EB/OL]. [2] 3D科学谷.陶瓷、复合材料，深度透视粘结剂喷射3D打印技术的材料与应用发展. [EB/OL]. [3] 3D科学谷.深度透视金属粘结剂喷射金属3D打印材料与应用发展[EB/OL].（2021-12-21）. [4] HP.Volkswagen Hits Key Milestone in Journey to Mass Production with HP Metal Jet[EB/OL].（2019-11-06）. [5] GKN.BMBF RESEARCH PROJECT IDAM: NETWORK PUTS METALLIC 3D PRINTING ON TRACK FOR AUTOMOTIVE SERIES PRODUCTION[EB/OL].（2019-04-17）. [6] HANS T，et al.State of the art of additively manufactured electromagnetic materials for topology optimized electrical machines[J].Additive Manufacturing，2022，55：102778.

2022-12-30

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岳阳市文化产业协会莅临哈工三维探讨3D打印应用

2022年7月6日，岳阳市文化产业协会会长彭浪英、副会长刘佳维、任言志、秘书长杨海燕与10多家协会相关企业莅临湖南哈工三维科技有限公司共同学习，探讨3D打印应用与协会及会员单位的合作互联。    文化产业协会考察团参观了公司展厅、设备生产车间和成品打印车间；并与“哈工三维”的工程师们进行座谈交流，探讨3D打印应用、与协会及会员单位的合作互联。    在“哈工三维”展厅，通过3D打印机生产制作的3D打印的模型，如：机器人外壳、工业管道等工业用品，到岳阳楼建筑模型、自由女神像及各类工艺品、文创产品，更有骨骼、牙齿等医疗用模型和鞋类成品，了解3D打印应用。    湖南哈工三维科技有限公司由国内首批3D打印行业领军人物张泽明先生于2018年创办，专注于3D打印领域技术装备的研发与制造生产、技术工艺的开发，以及3D打印现代化、智能化、数字化工业制造场景搭建、3d扫描仪和3D打印行业应用解决方案。公司有一支由5名博士后组成的专业研发团队，研发生产面积达10000平方，拥有几十项发明专利及软件著作权，设备广泛应用于航天航空、工业设计、汽车制造、鞋类、珠宝首饰、文创类，以及口腔医疗等领域，远销欧洲、南美、北美、东南亚、中东等全球120多个国家。  在座谈交流中，来自房产、美术教培、雕塑、岳州窑、银饰手作等领域的企业纷纷就3D打印在本行业的应用，和哈工三维的工程师们进行了深入地交流和探讨，希望能在沙盘的制作、美术教具、文创产品的打造等方面和哈工三维有更加深入的合作。    房地产开发商、协会副会长刘佳维对3D技术制作沙盘非常期待，他表示如果哈工三维能开发楼宇沙盘业务，将会以在地优势占领本地房产开发商此类业务市场。    雕塑师、岳州古窑青瓷的掌门人周国防老师，急切的想知道他所设计的江豚模型可否用3D技术批量生产，得到肯定的答复后，他笑着说，他的雕塑作品也要利用高科技技术转型生产了。    四夕造物的创始人罗丹，她特别希望她的精细银饰手工艺品，能用3D技术制作，期待有和哈工三维合作的那一天。    会长彭浪英表示：热烈欢迎“湖南哈工三维科技有限公司”加入了协会大家庭，希望文化创意、文化传媒企业能找到和“哈工三维”的合作点，在数字化场景搭建、文创产品制造等方面结合3D打印技术进行更完美的呈现；同时，鼓励“哈工三维”和协会深入探讨的合作模式和机制，利用协会平台助力企业发展。    通过与大家共同的学习探讨，让哈工三维能跟全面的了解企业需求，我们也将继续努力深耕各行业的3d打印行业应用，为各行业企业提供完善的3d打印行业解决方案。    感谢此次莅临哈工三维的单位： 湖南鸿网传媒有限公司 岳阳日报传媒集团有限责任公司 湖南荧光文化传媒有限公司 岳州古窑青瓷研发中心 湖南天鼓文化传媒有限公司 湖南万国文化艺术传播有限公司 湖南屈原酒业有限公司 岳州印象文化旅游有限公司 米欧美术工作室 岳阳市四夕文化传播有限公司 岳阳东乐文化传媒有限公司

2022-12-30

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图文形式讲解3D打印机光固化成型技术（SLA）

前面小编给大家分享了3D打印机光固化成型技术（SLA）的原理，应用范围以及3D打印机光固化成型技术（SLA）的优优势，有粉丝说还是不怎理解，今天哈工三维小编我就以图文的形式来给大家具体的讲解下3D打印机光固化成型技术（SLA）。  大型SLA光固化3D打印机 3D打印机光固化成型技术（SLA）简介 SLA技术，全称为立体光固化成型法（Stereo lithography Appearance），是用激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，周而复始，这样层层叠加构成一个三维实体。SLA是最早实现商业化、实用化的3d打印技术，也是3D打印的第一项专利技术，SLA立体光固化成型法最早于20世纪70年代末到80年代初期，经过多年的发展，SLA光固化3D打印技术也是目前最成熟的技术。  SLA 技术原理 光固化成型技术（SLA）是基于液态光敏树脂的聚合原理进行工作的，采用紫外光或激光作为光源，并将激光束汇聚成0.1mm左右的光斑。依靠反光振镜的运动，引导激光束在XY平面扫描。液态树脂在光照射下迅速发生光聚合反应并从液态转变为固态（即使用光聚合物通过紫外线照射来固化）。 SLA 技术原理解析图   3D打印机光固化成型技术（SLA)制作产品模型流程   3D打印机光固化成型技术（SLA)制作产品模型一般可分为前处理、成型制作、清理和后固化处理四个阶段：(1)前处理阶段：主要内容是围绕打印模型的数据准备工作，具体包括将CAD设计模型转化为STL文件格式、确定摆放方位、施加支撑和切片分层等步骤。(2）光固化成型阶段：光敏对脂原材料的温度达到预设的合理温度后，机器在成型室里铺上一层液态光敏树脂，通过刮板扫平后，由紫外光照射进成型室并将之固化。随后，陈放液态光敏树脂的升降式工作台将下降几分之一毫米，铺上新的液态光敏树脂。刮板继续扫平新铺的液态光敏树脂层，紫外光会透过新液态光敏树脂层将其与前一层液态光敏树脂固化在一起。此过程将一直持续，直到3D物体打印完成。(3）清洗阶段：清洗模型主要是去除多余的液态树脂，去除并修整原型的支撑结构，以及打磨逐层固化形成的台阶纹理。(4）后固化阶段：将清洗后的模型放入紫外线箱照射，进行最终固化，再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。  SLA光固化3D打印机打样出的成品 3D打印机光固化成型技术（SLA)优势与劣势：  （1）优势：  ①光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺，经过时间的检验，技术成熟度高。  ②由CAD数字模型直接制成原型，光敏反应过程便捷，成型速度快，产品生产周期短，无需切削工具与模具。  ③原型精度高，可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具。  ④表面质量较好，工件的最上层表面很光滑，侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。  ⑤使CAD数字模型直观化，降低错误修复的成本。  ⑥为实验提供试样，可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核。  ⑦可联机操作，可远程控制，系统一旦开始工作，构建零件的全过程完全自动运行，无需专人看管，利于生产的自动化。（2）劣势：  ①SLA技术设备造价比较高，使用和维护成本也会提升。  ②SLA技术类型的3D打印机所使用的光敏树脂具有一定的化学成分，操作人员在使用时必须具备防护措施，对工作环境要求苛刻。  ③成型件多为光敏树脂类，强度、刚度、耐热性有限，且对环境有污染，不能与真正的制成品相比，不利于长时间保存。  ④核心技术被少数公司垄断，技术和市场潜力未被全部挖掘。  ⑤预处理软件与驱动软件运算量大，与加工效果关联性太高。  ⑥软件系统操作复杂，入门困难。  SLA技术光固化成型图 3D打印机光固化成型技术（SLA)应用行业   在当前应用较多的几种快速成型工艺方法中，光固化成型由于具有成型过程自动化程度高、制作原型表面质量好、尺寸精度高以及能够实现比较精细的尺寸成型等特点而广泛应用于航空、汽车、电器、消费品以及医疗等行业。（1）SLA技术在航空航天领域的应用： 在航空航天领域，SLA模型可直接用于风洞试验，进行可制造性、可装配性检验。 利用光固化成型技术可以制作出多种弹体外壳，装上传感器后便可直接进行风洞试验。通过这样的方法避免了制作复杂曲面模的成本和时间，从而可以更快地从多种设计方案中筛选出最优的整流方案，在整个开发过程中大大缩短了验证周期和开发成本。（2）SLA技术在鞋业领域的应用：在鞋业制作领域，3D打印机光固化成型技术（SLA）使鞋类产品的个性化设计与小批量生产成为可能，使生产流程更加简短和灵活。传统的鞋业设计制造，多种复杂的工艺流程，而且无法满足多孔网格复杂结构。所以很多鞋业大佬都瞄准了3D打印行业所带来的价值纷纷引入3D打印设备进行研发生产3D打印鞋项目，3D打印鞋还有很多的优势具体的大家可以去看看小编上次分享的：3D打印在制鞋领域有那些优势？  （3）SLA技术在其他制造领域的应用： 光固化快速成型技术除了在航空航天领域有较为重要的应用之外，在汽车领域、模具制造、电器和铸造领域等其他制造领域的应用也非常重要且广泛。 以汽车制造为例：现代汽车生产的特点就是产品的多型号、短周期。为了满足不同的生产需求，就需要不断地改型。对于形状、结构十分复杂的零件，可以用光固化成型技术制作零件原型，以验证设计人员的设计思想，并利用零件原型做功能性和装配性检验。 光固化成型技术在汽车行业还可以与逆向工程技术、快速模具制造技术相结合，用于汽车车身设计、前后保险杆总成试制、内饰门板等结构样件、功能样件试制、赛车零件制作等。好了关于3D打印机光固化成型技术（SLA）就介绍到这里，湖南哈工三维科技有限公司是国内专业的3D打印机研发及制造商，专注于3D打印技术开发及综合应用。了解更多3D行业技术知识，探讨3D行业发展动态请关注我们。

2022-12-30

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哈工三维入2021年度岳阳市科技创新平台拟立项公示名单

2022年06月27日岳阳市人民政府网公布了关于2021年度岳阳市科技创新平台拟立项的公示，根据岳阳市科技局、岳阳市财政局《市级五类科技计划（专项）实施细则》（岳市科发〔2019〕38号），按照《中共岳阳市委岳阳市人民政府关于提升科技创新能力促进高质量发展的意见》（岳发[2019]4号)相关规定，经申报推荐、专家评审、局务会审定，拟批准“岳阳市妇幼保健院新型研发机构”、“集成电路与系统重点实验室”、“岳阳市增材制造（3D打印）技术创新中心”等26个岳阳市科技创新平台立项公示。   关于2021年度岳阳市科技创新平台拟立项，以下是完整的公示名单： 类别 序号 平台名称 依托单位 新型研     发机构 1 岳阳市妇幼保健院新型研发机构 岳阳市妇幼保健院 2 岳阳珞佳智能科技有限公司新型研发机构 岳阳珞佳智能科技有限公司 3 湖南衡义材料科技有限公司新型研发机构 湖南衡义材料科技有限公司 4 槃汩工业技术（岳阳）有限公司新型研发机构 槃汩工业技术（岳阳）有限公司 重点实验室 1 集成电路与系统 湖南理工学院 2 岳阳市临床药学研究重点实验室 岳阳市中心医院 3 湘北地区动植物种质资源开发与利用重点实验室 岳阳职业技术学院 技术创新中心 1 岳阳市电磁装备高效精密制造技术创新中心 湖南理工学院 2 岳阳市增材制造（3D打印）技术创新中心 岳阳哈工三维科技有限公司 3 岳阳市超细锌基料技术创新中心 湖南新威凌新材料有限公司 4 石化行业智能运维技术创新中心 岳阳长炼机电工程技术有限公司 5 中科电气技术创新中心 湖南中科电气股份有限公司 6 岳阳市造纸酶制剂技术创新中心 湖南海正生物科技有限公司   7 岳阳市智能车库技术创新中心 湖南远瑞建筑机械工程有限公司 8 岳阳市甜酒加工技术创新中心 湖南长乐街甜酒食品科技有限公司 科技企业孵化器 1 临湘市钓具电商孵化器 临湘市渔我同乐鱼具有限公司 2 新梦想科技企业孵化器 湖南省金钥匙创业服务有限公司 科普基地 1 岳阳惠祥中医药中医文化科普基地 岳阳惠祥中医院 2 十三村科学技术普及基地 湖南省十三村食品有限公司 3 洞庭湖旅游度假区水生态监测科普教育基地新项目 岳阳市洞庭水环境研究所 4 临湘市青少年科普实践教育基地（营地） 临湘市玩转创新科技有限公司 临床医疗示范基地 1 针灸推拿康复临床医疗示范基地 岳阳市中医医院 2 临湘市人民医院呼吸与危重症医学技术示范基地 临湘市人民医院 3 岳阳市慢性创面修复临床示范基地 岳阳广济医院 4 岳阳市病理诊断临床医疗技术示范基地 岳阳市人民医院 5 岳阳市神经外科临床医疗示范基地 岳阳市中心医院 注：岳阳哈工三维科技有限于2022年1月改名为湖南哈工三维科技有限公司    

2022-12-30

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为何鞋业大佬纷纷瞄准3D打印鞋市场？

近年来，得益于全球3D打印技术的飞速发展以及3D打印材料在鞋材领域应用逐渐成熟，3D打印运动鞋成为当下的热点潮流。3D打印材料制造鞋，具备一体成型、个性化、轻量化、小批量生产等优势。并且，是通过个人数据采集后制成的“可回收3D打印鞋产品”，具有 100%个人定制性、100%环保可回收以及高度的舒适性，回收后可再次投入加工和使用。所以鞋业大佬纷纷引进3D打印设备，争取抢占鞋业个性化定制市场。下面我们看看有哪些鞋业大佬已经把3D打印鞋面市了？    一提到3D打印鞋，大家能想到哪些品牌？小编我第一个想到的是匹克，然后是阿迪，安踏，李宁也上了一款休闲跑鞋，配置很高，匹克这边也有多款休闲鞋亮相，看来是3D打印鞋市场竞争真的激烈。  3D打印技术已经非常成熟了，但应用在鞋款上，还没有特别成功的，阿迪达斯首次推广了这项科技，但中底太沉，缓震回弹一般，加上超高的价格，让不少人望而却步。这确实是一项比较“前端”的科技，用在鞋款上更突显了鞋子的未来感，但怎么去用，是个问题。  匹克应该是在3D技术上探索最多的运动品牌了，他们推出了好几款3D打印鞋子，有中底是打印的，有鞋面是打印的，前段时间曝光的新款大三角，鞋面用的就是3D打印技术。  安踏曝光了一双鞋，用的就是3D打印科技。鞋子的中底是3D打印的，可以看到很多的镂空结构，所以原理和匹克的、阿迪的一样，都是结构缓震。    安踏的中底形态略微有些差别，前低后高，厚度还是可以的。鞋面用了编织材料，细节上加入了皮革等材质，细节还是比较多的，整体感觉也不错，外形有点安踏老鞋的感觉，小编还挺喜欢这样的设计的。  3D打印鞋具有那些优点？ 3D打印技术，使鞋类产品的个性化设计与小批量生产成为可能，使生产流程更加简短和灵活。同时具有造型炫酷、重量轻、减震性好、透气防臭等优点。    3D打印在制鞋领域有那些优势？   1.无模制造。3D打印无需使用传统模具实现制造，使用这项技术可以更加高效、快速地创建高性能运动鞋。 2. 复杂制造。3D打印的优势之一是制造多孔网格复杂结构，该结构无法通过传统手段制造，3D打印的这一优势在制鞋领域发挥的淋漓尽致：采用更加轻质的材料、轻量化的结构设计，在运动鞋制造方面掀起一场风暴。    3. 个性化制造。基于生物力学和步态的研究，人们对鞋类的个性化需求多种多样，然而当前多为新鞋上脚“削足适履”。而通过将3D扫描、成像等先进的技术融入脚部健康扫描仪，再通过3D打印可实现“量脚制鞋”。 4. 减少设计和开发时间 5. 在生产过程中更灵活 6. 减少不必要的库存 经过上面的了解相信您对3D打印鞋也有一定的了解，哈工三维作为3D打印设备研发生产制造商也一直在探索3D打印鞋行业的应用解决方案，如果您对这方面有兴趣欢迎大家一起探讨。

2022-12-30

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张家港高新区管委会领导来哈工三维考察调研

导读：3D打印被视为引领新一轮科技革命和产业变革的核心技术之一，发展前景广阔。张家港高新区管委会领导赴哈工三维生产研发基地参观考察调研。   3D打印产品展示  在2022年6月17日，江苏张家港高新区党工委副书记、管委会副主任陶彦斌，张家港高新区管委会招商部副部长何红晓 ， 张家港高新区管委会招商部副科长蔡晔，张家港高新区管委会创发部黄安彪，在哈工大机器人集团岳阳军民融合基地总经理、哈工大机器人（岳阳）研究院常务副院长王大勇，哈工大机器人（岳阳）研究院院长助理、行政部部长姜翰雄，湖南严格智能技术有限公司财务总监李任凭的陪同下，赴湖南哈工三维现场考察调研3D打印项目。  企业文化墙  在参观公司企业文化墙时，各领导对哈工三维取得36个软件著作权 、7个发明专利、 2个外观设计专利、11个实用新型专利、多项国际权威认证证书的成绩给予了充分的肯定。   生产车间参观 调研期间，各位领导深入哈工三维的3D打印机生产车间，对3D打印设备、生产及加工服务、系统操作等情况进行详细了解。  3D打印设备介绍  哈工三维完善的生产销售管理系统，实时掌控工厂运营过程中的各项指标、信息、销售状况、采购状况、产制状况、订单状况、生产状况、订单工艺分布状况，赢得了各位领导的高度认可。  系统操作演示 总结：此次考察，张家港高新区管委会领导通过对哈工三维生产车间、3D打印机设备、3D打印操作系统，生产销售系统等多方面的了解，将为后续深化合作奠定了良好基础。2022年，在各级领导的正确引领之下，哈工三维始终坚持聚焦市场需求，顺应时代发展，推动行业进步，为中国3D打印行业发展贡献新的动力。

2022-12-30

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分享几个实用的FDM桌面级3D打印机调平技巧

我们都知道3D打印机打印材料的成型面平整是一个重要环节。如果3d打印机平台不平在打印过程中可能会造成模型的脱落，打印不完整等问题。那么3D打印机如何调平？怎样才能让3D打印机的平台更稳呢？对于这一问题哈工三维小编收集整理了几个很实用的FDM桌面级3D打印机调平技巧，想了解的我们一起来看看吧！    FDM桌面级3D打印机调平 一、建立模型调平： 我们在使用3d打印机的时候，建立一个三角或者俩角的3d打印机模型，注意不能让喷嘴离打印平台距离相等，这样容易导致打印失败。我们可以设置一个表面积为200x200mm模型文件，让喷嘴挤出的3d打印材料均匀填充到3d打印机平台上，这样很好解决调平的问题。但是耗材料比较多。    二、使用A4纸进行调平： 我们在给大多数客户培训时候，教新手客户采用A4纸用来调整平台与喷嘴的距离，我们这个利用A4纸的厚度，在调整时候轻微的压迫不会对平台产生较大的影响。但是用A4调节，实际上存在很多弊端，要花好长时间去调整，会导致平台无法调平，仍然存在一些细小的问题。今天给大家分享的这2个FDM桌面级3D打印机调平技巧希望对大家有所帮助，下次讲给大家分享光固化3D打印机调平技巧，更多3D打印机调平技巧请关注哈工三维官网。

2022-12-30

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