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关于增材制造-3D打印技术在发酵行业的应用，曾经介绍过一种GE公司为啤酒酿造商设计的新型刀片，这款刀片采用3D打印技术制造，拥有特殊的内部通道，能够在切碎和搅打麦芽时将水注入其中。在这一应用中，GE利用类似于航空航天领域空气动力学的专业知识将过滤和喷射过程的时间减少了近50％，这意味着啤酒酿造商可以在一天之内将啤酒酿造量增加一倍。 无独有偶，通过3D打印来提高空气入流速度的技术在北京博硕德恒科技开发有限公司研发生产的空气消泡技术-自动吞沫成套设备中也得到了应用。博硕德恒正在尝试通过3D打印技术提高其设备中螺线管的吸沫能力。 博硕德恒科技的设备广泛适用于生物好氧发酵并产生一般粘滞性气泡的生产工艺中，而螺线管作为自动吞沫机的核心部件，由于内部流通通道的复杂性和特殊性，采用传统制造工艺难以满足现代工艺对螺线管快速低成本研制的需求，而3D打印为螺线管的创新带来了新的空间。 本期的专栏文章完整地展示了安世亚太基于流体优化仿真技术进行螺线管优化设计的分析流程及方法（如图1所示）。 [图片] 图1 螺线管的优化设计流程。来源：安世亚太 在本文的案例中，先是基于螺线管原始设计对螺线管进行几何建模并参数化，然后通过流体仿真软件获得气流在螺线管内的流动情况，并利用参数优化软件完成对螺线管的设计参数优化，最后通过增材制造技术生产得到优化后的螺线管。 研究对象及目标 本文以某种规格螺线管作为分析对象，其原始设计结构如图2所示，通过流体仿真分析，获得空气通过螺线管后的射流速度，并通过优化螺线管的几何结构，提高空气入流速度以及吸沫口内外压力差，进而提高螺线管的吸沫能力。 [图片] 图2 某规格螺线管原始设计。来源：安世亚太 参数化建模 按照螺线管的原始结构所建立的流体仿真用计算域如图3所示，并对关注的几何特征参数进行参数化，详情可见表3.1。几何特征的建模及参数化可通过ANSYS DesignModeler进入到后续仿真流程中。 [图片] 图3 流体仿真所用计算域。来源：安世亚太 [图片] 表3.1 可进行参数化的几何特征参数。来源：安世亚太 流场分析 利用流体仿真软件ANSYS Fluent对螺线管进行流场分析，获得在特定边界与材料属性下空气在螺线管道内的流动情况，得出管道入口的空气进气量和吸沫口内外压力差，并对管道入口的空气进气量和吸沫口内外压力差进行参数化，用于后续optiSLang的参数优化。 空气在原设计螺线管内的流动情况，如图4所示。从图中可以看出，螺线管入口的空气流速为485m/s，而吸沫口内外压力差为5.255KPa。 [图片] 图4 空气在原设计螺线管内的速度和压力分布情况。来源：安世亚太 优化设计 采用optiSLang对螺线管的几何特征参数进行优化设计，其目标是使得所设计的螺线管在给定压力条件下，管道入口的空气进气量最大，吸沫口内外压力差最大。该优化设计过程分为三步，第一步是参数敏感性分析，即寻找对设计目标和约束最敏感（即最重要）的设计参数，并对设计目标和约束进行响应面的拟合，生成高质量的响应面，用于后续的优化分析。本案例的参数敏感性分析结果见图5，通过分析，发现螺旋数和螺旋叶片数量对设计目标和约束最敏感。 [图片] 图5 参数敏感性分析结果。来源：安世亚太 第二步是根据参数敏感性分析得到的设计参数空间和响应面函数（MOP）进行优化分析。通过定义优化目标、约束条件以及设定优化算法，并基于第一步得到的高质量响应面函数（MOP），可以进行快速进行优化设计，节省大量时间。快速优化分析结果如图6所示，由此获得在特定目标和约束条件下的最优设计点。 [图片] 图6 MOP优化分析结果。来源：安世亚太 第三步是对第二步中获得的最终优化设计进行验证性分析。基于快速优化分析结果获得最优几何结构参数组合，并在ANSYS DesignModeler中更新螺线管结构，如图7所示，然后在ANSYS Fluent中进行验证性分析，最终完成螺线管的优化设计。 [图片] 图7 优化后的螺线管结构。来源：安世亚太 空气在优化后螺线管内的流动情况，如图8所示。从图中可以看出，螺线管入口的空气流速为594m/s，而吸沫口内外压力差为32.641KPa。 [图片] 图8 空气在优化后螺线管内的速度和压力分布情况。来源：安世亚太 通过对比螺线管优化前后的空气的流速和压力分布发现，优化后空气进入螺线管的流量增加22%，而优化后吸沫口内外压力差增大了5倍，螺线管的吸沫效果得到了显著提高。 螺线管生产制造 采用增材制造技术生产得到的螺线管如图9所示。 [图片] 图9 优化后螺线管的制造成品。来源：安世亚太 总结 本文通过调用流体仿真软件ANSYS Fluent和参数优化软件optiSLang，基于给定的约束条件和设计要求，对某规格螺线管结构进行了优化设计，实现了满足性能设计要求的螺线管结构。通过上面的案例说明，流体仿真优化技术可以应用于产品的优化设计过程，从而提升产品性能、缩短产品设计周期、降低增材制造的生产成本。 3D打印-增材制造技术与传统铸造、加工工艺相比，可以在很大程度上实现免模具、免工装、免加工，从而实现自由制造，有效解决复杂结构的制造难题，使得多元化、个性化生产加工成为可能，这也大大减少了工艺的约束，为自由设计、创新设计提供了更大的可能性，因此，增材制造技术带来了产品全新设计的理念，使得产品设计过程大大简化，设计师可以在原来设计的基础上进行大规模甚至颠覆性的设计改进，产品的开发成本与周期明显缩短。 [图片] 郑倩倩 天津大学化学工程专业博士，10年CAE行业研究与应用经验，擅长多相流、燃烧反应、传热分析等多个领域的仿真分析，参与并完成国内外多项仿真咨询项目。现为安世中德咨询专家，主要从事流体仿真咨询工作。

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虽然我们大多认为3D打印在新能源汽车领域拥有广阔的前景，似乎将3D打印与传统汽车的结合点并不多见，然而在内燃机方面，汽车厂也在进行着积极的尝试。近日通用汽车通过3D打印开发了一种具有定制化刚度的轻巧连杆。 [图片] 来源：US10487868B2 强度与刚度的优化，更加轻量化 通用汽车开发的轻质连杆包括第一端，第二端和臂。第一端是可枢转地连接到活塞的构造，第二端是可枢转地连接到曲轴的构造。臂在第一端和第二端之间延伸。连杆的内部区域包括由点阵填充的轻量化空间。 [图片] 来源：US10487868B2 材料方面臂可以由铝合金、钛合金及其金属材料组合制造。与使用钢相比，使用钛或铝可减少30％的质量，也可以使用金属基复合材料或非金属材料，例如碳纤维复合材料。连杆用于内燃机中，将活塞的往复运动转换为旋转运动当活塞在动力冲程下移时，连杆作用在曲轴上以使其旋转。在车辆行驶过程中，曲轴的端部连接至变速器，因而减轻车辆关键部件的重量对于提高燃油经济性很重要。除了轻量化之外，连杆还必须表现出高强度和刚度的机械特征。总之，连杆应设计得坚固，并尽可能轻。 增材制造可以实现复杂的结构，包括连杆内部的点阵结构。而在轻量化的连杆边缘处，臂的侧面以基本上直角的角度汇合在一起，边缘可以是圆形的。倒圆的边缘在减小连杆的阻力方面特别有利，因为连杆在内燃机中以很大的速度往复运动。倒圆的边缘在减小拐角处的应力集中和改善疲劳寿命方面特别有利。 增材制造特别适合于形成复杂的几何形状，3D打印的连杆可以具有高度复杂的内部结构和自由曲面的外型。几何形状方面可以不断的改变曲率，内部点阵结构，通道截面的几何形状等。此外，在整个连杆中，诸如密度（空隙），重量，强度，刚度，挠度和材料成分等特性可以改变。结合有点阵结构设计的连杆的优点在于，与实心连杆相比，它们可以设计成具有高强度和高刚度的零件同时却拥有较轻的重量。通过增材制造形成的连杆可以是整体成型的单件一体化的整体结构。增材制造工艺可以高度控制连杆内的局部刚度和挠曲度，通过优化点阵晶格结构设计，可以改善连杆的强度和刚度。 Review 连杆的轻量化设计与3D打印技术的结合是业界一个值得关注的发展方向。就文中提到的材料方面来说，以3D科学谷的市场观察，目前以粉末床选区金属熔化技术结合HIP热等静压后处理方式加工钛合金Ti6Al4V材料的效果很好。文中提到了碳纤维复合材料，目前尽管碳纤维复合材料的原型制作非常出色，而且在XY方面都非常坚固，但需要考虑材料是否完全致密且完全各向同性，目前基于挤出的3D打印系统对此是难以实现的。有一些层压板工艺可模仿常规的碳纤维预浸料板进行铺层制造，但又不是各向同性的。虽然混合有短切碳纤维材料的塑料包括PEEK或者Ultem来实现3D打印并非不可能，不过目前还是存在很多挑战。

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屡获殊荣的工业制造公司西门子正在验证3D打印燃烧器，这是瑞典无化石燃料计划的关键。这是西门子与哥德堡市的电力供应商哥德堡能源公司（GöteborgEnergi）之间的合作协议的一部分，正在测试使可再生燃料运转的最先进的燃气轮机技术。 3D打印将加速这些涡轮机的开发，支持哥德堡10年的雄心壮志，即利用可再生或回收能源来为所在区域供热。 GöteborgEnergi首席执行官Alf Engqvist说：“ Rya CHP工厂在哥德堡的电力供应中起着重要作用。与西门子共同努力，我们将把电力和供热生产的转换作为我们无化石能源独立工作中的难题之谜进行探讨。” 百分之百无化石 该项目将进行的RYA热电联产（CHP）工厂目前以天然气为燃料。为了发电，该工厂运行着三台GT-1 SGT-800燃气轮机和一台ST-1 SST-900 DH蒸汽轮机，总容量为276兆瓦。 计划引入新的包含3D打印燃烧器的涡轮机，该计划是随着时间的推移逐步减少GT-1 SGT-800涡轮机的燃气消耗。为此，该场址将与天然气或氢气或生物燃料的比例增加共同燃烧天然气，从而减少其排放。“我们的目标是使SGT-600，-700和-800燃气轮机燃烧器100％不含化石。”西门子分布式发电和石油与天然气服务业务首席执行官Thorbjoern Fors说道。这是西门子与客户之间的独特合作，可以证明随着我们的行业和社会希望减少全世界的碳排放，可持续和具有成本效益的燃料的各种可能性。”据中国3D打印网了解，RYA CHP已安装了第一台测试SGT-800涡轮机，西门子目前正在努力验证其3D打印燃烧器。 致力于AM 2017年，西门子为其SGT-400使用的增材制造的涡轮叶片赢得了3D打印行业年度应用奖。为加强对天然气和电力增材制造的承诺，该公司于2019年7月担任德国联邦教育与研究部（BMBF）数字工程和增材制造（IDEA）赠款项目工业实施的项目经理。该项目开发的工业生产线的原型将在柏林的西门子燃气轮机工厂和乔治·斯明德的MBFZ工具厂制造。 [图片] 3D打印的镍超合金涡轮叶片。照片：西门子

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Mobility goes Additive（MGA）是德国的一家公司，可为运输业提供3D打印部件，近日，其火车增材制造的制动悬架连杆获得批准。它是高负荷的零件，可在火车的制动装置内工作，现在已在汉堡火车总局使用。MGA的工作组已获得授权，它由西门子交通集团（Siemens Mobility）领导，其成员是德国铁路（Deutsche Bahn）以及Fraunhofer IAPT和IGCV设施。该小组还包括汉堡Hochbahn，Knorr-Bremse，Photon AG，SBB Cargo和TÜVSÜD产品服务。 [图片] MGA 团队3D打印的制动悬架连杆组件 3D打印铁路零件 MGA的工作组于2017年开始开发3D打印的制动悬架连杆。在共同制定批准概念之后，TÜV南德意志集团已成功测试和评估了该组件在现实生活中的适用性。汉堡技术监督局已向其授予运营许可，并于2019年8月投入使用。 BOStrab负责德国联邦关于轻轨运输系统的构建和运行的法规，也参与了3D打印部件的批准工作。这项工作的结果是，BOStrab将制定未来批准的标准，以增加3D打印组件和零件在铁路领域的应用。 [图片] Deutsche Bahn如何实施3D打印以提供诸如盲文扶手之类的高级功能的示例。图片来自DB AG / Oliver Lang。 流动性增加 作为MGA的一部分，今年早些时候，德国铁路公司Deutsche Bahn扩大了与柏林3D打印软件开发商3YOURMIND的合作，以建立“数字备件仓库”。该公司还集成了GEFERTEC的金属增材制造3DMP技术，以提高难购备件的可用性。此外，德国铁路，奥地利联邦铁路（ÖBB），意大利火车运营商Trenitalia和政府拥有的瑞典铁路公司SJ签署了谅解备忘录（MoU），由七家欧洲铁路公司代理。这发起了与MGA下的RAILiability工作组进行协作的承诺。 [图片] 西门子 RRX铁路服务中心将Stratasys的铁路行业解决方案用作服务运营的核心。图片来自Stratasys。

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在一个高度竞争的全球市场中，仅仅依靠自发性的创新是不够的。许多国家，包括美国，都在推动创新，通过更有战略高度与产业化导向的引导方式实施。America Makes – 美国国家增材制造创新机构，经历了7年的发展，已经成为驱动美国加速3D打印与应用端结合与发展的中坚力量。 近日，America Makes宣布与空军部空军研究实验室（AFRL）签订了为期七年的新合作协议（CA）,价值3.22亿美元。 [图片] 由美国制造商白金会员EOS开发的机器工厂。 EOS拍摄。 过去的七年与新的七年 双方签署的CA合作协议是一项成本补偿/成本分摊协议，总合作价值高达3.22亿美元。根据America Makes执行董事John Wilczynski，经历了过去7年的发展，面向America Makes促进增材制造的采用使命，America Makes与AFRL达成了之前的两项合作协议。如今, America Makes的发展已经远远超出了最初的试点启动阶段和当初制定的路线图驱动的项目阶段，已成为业界公认的声音。面向下一个7年，新的CA合作协议无疑意味着AFRL与America Makes合作的密切以及对过去7年合作的认可，先前合作项目成果已开始对整个行业产生实际影响，尤其是对于国防工业及其相关的供应链。 如今，America Makes管理着超过2.15亿美元的公共和私人基金投资组合，用于推动美国增材制造业的发展。有了新的合作协议所带来的额外资金，这个数字在未来七年内将增加到5亿美元以上。通过已发布的路线图作为指南，America Makes确定将重点关注的特定领域，包括增材制造材料，增材制造设计（DfAM），教育和培训，通过其打造的会员社区和增材制造生态系统以及其卫星中心进一步扩展America Makes的影响力。当前，America Makes认为最大的需求和机会存在于增材制造材料领域。金属和高分子材料设计数据的缺乏阻碍了增材制造技术和工艺的普遍采用，并且阻碍了诸如汽车等特定行业的广泛采用。更好地了解最关键的材料，更好地针对可用的增材制造技术和工艺进行优化，将是整个行业迈出的重要一步。 在教育和劳动力领域，克服增材制造行业中存在的技能差距是重中之重。如果不能深刻了解如何最大程度地最大化增材制造的设计自由度和价值创造潜力，就无法实现3D打印技术在生产和供应链中的完全商业化。America Makes通过在学术层面上为业界提供更多面向增材设计思维（DfAM）的课件，来刺激创新能力并为行业带来可观的经济收益。在去年，America Makes还扩展了其卫星中心，将德克萨斯州A＆M工程实验站（TEES）和威奇托州立大学（WSU）的美国国家航空研究所（NIAR）添加到了区域生态系统中。America Makes通过卫星中心来扩展现有的America Makes任务范围，America Makes于2015年在德克萨斯大学埃尔帕索分校（UTEP）校园内的WM Keck 3D创新中心成立了首个卫星中心。 总之，经过七年的运营，America Makes在增材制造行业，国防部门以及美国先进制造领域都留下了不可磨灭的烙印。面向下一个七年，未来，更值得期待。

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11月22日消息，据国外媒体报道，随着3D打印技术的商业化，人们也在进行不断创新，其应用的材料和3D打印尺寸不断扩大，打印的速度也更快，能够造船、造桥、造房子、甚至于造火箭。 [图片] 图示：Relativity Space正在使用大型连续焊接机器人制造太空火箭的零件 即便是制造一艘玻璃纤维的现代小船，也是一项漫长而繁琐的工作。工人需要先制造出一个模具，并在模具内部制作树脂和玻璃纤维层。待结构成型后再进一步打磨完成。造这样一艘船可能需要几个月的时间。不过，美国缅因大学的研究人员目前只花了72个小时就造出一艘8米长的巡逻艇。他们的诀窍是巨大的3D打印机。 自从20世纪90年代3D打印机商业化以来，通常被工厂用来制造模型、喷气发动机组件和牙套等小物件。现在，新一代的超大打印机即将问世，它们能够制造出比以前更大的物体，并以更快的速度打印出来。 3D打印巡逻艇是美国陆军项目的一部分。美国缅因大学的团队与位于田纳西州的橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)进行合作，后者帮助开发打印流程，而位于伊利诺斯州的Ingersoll机床公司则制造出3D打印机。缅因大学认为，对于造船这一缅因州常见的行业而言，大型3D打印机将大幅削减制造新船的成本和时间。 规模很重要 一般来说，3D打印机能打印出的最大物体是由打印机本身大小决定的，但市面上大多数3D打印机并不比家用冰箱大多少。多年来，工程师们想出了各种方法来扩大规模，比如把打印装置安装在外部支架上。但结果往往是设备行动缓慢且打印不精确，制造出的东西需要大量繁琐的人工再加工。 美国缅因大学开发的打印机克服了规模问题，其将3D打印机的喷嘴悬挂起来，其中喷出的熔融热塑性树脂，含有碳纤维。在计算机的控制下，喷嘴水平移动，一层一层地向上构建所需对象。每一层完成后，喷嘴稍微升高，在其上沉积另一层，直到物体被打印完成。 缅因大学的打印机能够以每小时70公斤的速度挤压材料，目前可以制造30米长，7米宽，3米高的东西，而且可以通过建造一个更大的龙门吊来增加制造物体的尺寸。配置喷嘴的机械臂也可以安装自动铣削头等加工设备，从而对打印出的物体表面进行精细打磨。 [图片] 图示：美国缅因大学的3D打印船 缅因大学还正在试图改变合成材料的性质，使其生产过程更加环保。项目负责人之一的哈比卜·达格（Habib Dagher）表示，他们的目标是用一种含有50%木制品的材料来完成3D打印，这将产生一种强度和重量与铝相当的复合材料。随着进一步的研究，项目小组希望以每小时230公斤的速度打印材料。研究人员最近还使用纤维素纤维和一种由玉米制成的树脂来打印用于建造船只屋顶的模具。为了使生产过程更加环保，这个模具可以回收，材料可以得到再次利用。 只需按下“打印” 橡树岭能源效率主管克雷格?布鲁(Craig Blue)表示，制作模具和生产工具将是大尺寸3D打印技术的一项重要工作。模具制造之所以昂贵有两个方面的原因。首先制造模具需要专业技能，而且生产的产品往往是一次性或者是小批量生产，所以没有规模经济效益。然而，对于3d打印机来说，制造一件或多件物品的成本大致相同。 3D打印还有其他优势。例如，承包商使用橡树岭国家实验室的系统来打印混凝土铸件的特殊形状模具。通常，这种模具是由熟练木匠用木头制成，只能维持三到四次浇筑，所以建筑工人们需要很多这类模具。但是布鲁表示，3D打印的模具由碳纤维增强塑料组成，能够承受至少200次的浇筑。 橡树岭国家实验室也在研究直接打印混凝土结构的方法。建造大型3D打印平台的可行性表明，打印摩天大楼和其他大型建筑最好不要一次性完成，而是逐步完成较小部分再进行组装。在工厂控制条件下打印预制混凝土构件，然后现场组装，更适合复杂的建筑结构。这也是中国清华大学的徐伟国和同事采取的方法。他们用一对机械手臂挤压混合了聚乙烯纤维的混凝土，打印出预制构件，然后组装成横跨上海一个工业园区池塘的26米人行桥。 这座人行桥是根据建于公元600年左右的赵州桥建造的。复制桥的打印时间为450个小时，与缅因大学打印出船的时间标准大致相当。但无论是与赵州桥的10年建造时间相比，还是与现代建筑工地的建设速度相比，都显得非常快。研究人员估计，3D打印桥梁生产成本大约是传统混凝土浇筑桥梁的其三分之二。 其他形式的3D打印也变得越来越大、越来越快。美国伊利诺斯州西北大学的查德·米尔金（Chad Mirkin）和他的同事们提出了一种他们称之为“高速大尺寸3D打印”（HARP）的技术。他们的原型机可以打印出四米高，横截面接近一平方米的东西，主要是通过把固化物体从一个浅的液体聚合物池中拉起实现的。 这种3D打印机扩展了现有的一种3D打印方法。在这种方法中，设备首先将液体聚合物装在带有透明底座的容器中，并将要打印物体的紫外线图像投射到基座上层。接着打印机触发的化学反应会在基座正上方固化相应的一层聚合物，使其凝固成投射光线的图像。第一层附着在从上往下放入液体的工具上。当工具被抬起时，它将打印的第一层从池中抬起，以允许从下面添加后续层。 HARP技术的创新之处在于有一层油膜流过透明基座。研究人员说，这种油就像“液体特氟隆”，可以防止聚合物层粘在基座上，还可以消除固化过程中产生的热量。结果是3D打印机可以运行得比以前快得多。米尔金说，它可以在几小时内打印出成人大小的物体。使用这种方法的传统3d打印机则需要几天时间。 HARP技术可以大规模打印各种材料，包括数百种软硬不同的聚合物。它还可以印刷含有碳化硅等材料的树脂，从而加工成耐磨耐热陶瓷。由所有这些材料制成的部件可能用于从汽车、飞机到建筑物等各种产品。米尔金与人合作创办了一家名为Azul 3D的公司，将这一过程商业化，预计第一台HARP打印机将在18个月内上市。 打印金属 然而，3D打印面临的最困难任务是打印大型金属物体。其主要方法是用激光或电子束熔化金属粉末并逐层构造。为了防止金属粉末氧化、被空气中的杂质污染，甚至于爆炸，这个过程需要在一个充满惰性气体的空间里进行。扩大其规模很棘手，而且会非常昂贵。 然而，3D金属打印也在摆脱空间的局限性。实现这一目标的方法之一是部署大型机器人，装备各种型号的金属惰性气体焊机。这种焊机的工作方式是将金属丝制成的牺牲电极通过焊枪的喷嘴。金属丝的一端连接电源，另一端连接接地工件。当焊枪靠近工件时，焊枪表面与金属丝之间形成电弧。电弧产生的热量使金属丝和邻近的金属熔合在一起。在此过程中，焊枪将氩气等惰性气体吹过焊缝进行保护。 要将焊枪变成3D打印机，机器人需要在同一区域连续焊接，形成一层又一层的金属。荷兰3D打印公司mx3d使用这种方法来制造各种金属物品。现在问世的有一辆铝制的轻型自行车和一座12米长的不锈钢人行桥。洛杉矶Relativity Space公司正在使用大型连续焊接机器人来制造太空火箭的部件。每个机器人的手臂上都有一根铝合金线，连接到末端的打印喷嘴。打印喷嘴使用高温等离子电弧熔化金属丝，并在电弧周围吹入惰性保护气体，将金属丝分层沉积。 Relativity Space公司表示，3D打印的火箭比传统的火箭制造速度更快，零部件更少。这家公司期望第一批火箭将被用来发射卫星，但它希望最终使用其生产系统Stargate在火星表面打印出一枚火箭。谈到3D打印的能力，似乎连太空都不是极限。

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美国金属和碳纤维3D打印机制造商Markforged宣布，客户瓦锡兰（Wärtsilä）在船舶和能源市场部署增材制造方面取得了突破。瓦锡兰是一家芬兰公司，在全球80个国家/地区拥有约19,000名员工，200多个办公室和设施。该企业2018年的销售额为52亿欧元。八个月前，瓦锡兰（Wärtsilä）在与Markforged的碳纤维3D打印机成功合作后，转向了3D打印复合工具。 该公司既为船舶和能源市场提供制造商，又为船舶和能源市场提供服务，在这些市场中，发动机和相关部件通常很重。传统上，定制的起重工具是用实心钢锻造的，该过程耗时，成本高昂，并且导致工具的使用和运输都很麻烦。 [图片] 最初的瓦锡兰起重工具是用实心钢加工而成，重量比其3D打印替代品重75％。图片来自Markforged。 瓦锡兰的工程师使用Markforged Industrial Series X7 3D打印机创建了一种工具，该工具能够以240kg的工作负载提升瓦锡兰26发动机的活塞和气缸。 Markforged说：“由此产生的新的连续碳纤维零件比原来的钢制零件轻75％。”瓦锡兰开发的3D打印举升工具已经过测试，可举升960公斤。 [图片] Markforged 3D打印工具能够起重960kg，安全系数为4。图片来自Markforged。 瓦锡兰卓越制造总监GiuseppeSaragò说：“增材制造为我们的制造和维修业务开辟了新的可能性，其工具制造速度更快，成本更低且更安全。它还减少了库存需求，并允许及时的生产过程。这是瓦锡兰制造技术智能方法的杰出例子，并显示了新技术可以优化我们的运营的潜力。我们一直在评估其他3D打印的应用程序，并且已经在我们的生产车间中获得了成功。” 在引入3D打印之前，瓦锡兰将依靠第三方供应商来制造起重机械。瓦锡兰的增材制造创新专家Juho Raukola补充说：“降低成本的潜力确实非常重要。我们为每个工具节省至少1000欧元，8个月时间，仅3D打印复合工具就为我们节省了超10万欧元。”据中国3D打印网了解，该起重工具还受到国际认证机构Bureau Veritas的独立测试，该机构已获得Type Appalal CE认证。

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专注于表面处理解决方案的德国公司RöslerGroup在意大利的3D打印子公司AM Solutions和HP在Formnext宣布了一项合作协议，该协议将开发自动化后处理系统。 通过此次合作，AM Solutions还将HP Jet Fusion 5200 3D打印机添加到其服务组合中。惠普3D打印与数字制造部门临时主管Ramon Pastor解释说：“这种伙伴关系是惠普致力于与工业生态系统中的领导者合作以推动制造业数字化转型的重要例证。RÖSLER集团提供了对生产至关重要的设备建筑和表面处理的全面知识。我们期待着与大家一起努力为垂直行业的应用提供机会并加快其大规模生产。” [图片] Rösler集团首席执行官StephanRösler与Formnext的HP 3D打印和数字制造部门临时主管Ramon Pastor握手。图片来自RöslerGroup。 AM Solutions推进后处理技术 上个月，AM Solutions宣布将扩大其3D打印服务范围。在此之前，该公司仅通过全自动系统提供工艺流程，用于拆箱，支撑和残留粉末清除，表面清洁和平滑，抛光以及3D打印组件的染色。 其后处理系统中包括称为RapidFinish的用于对3D打印的金属和塑料物体进行表面精加工的多功能平台。该公司还与纽约的PostProcess Technologies合作，为欧洲地区开发自动化的印后解决方案。 通过AM Solutions与HP的最新合作，将为使用Multi Jet Fusion制造的3D打印零件开发自动后处理系统，以改善其精巧性和稳定性。 Rösler集团首席执行官StephanRösler补充说：“ HP是我们增材制造网络中极为宝贵的合作伙伴。通过此次合作，我们可以进一步改善自动化后处理解决方案，并使它们专门适应Multi Jet Fusion技术。” [图片] S2 3D后处理提供系统。通过AM Solutions拍摄。 HP Jet Fusion 5200 3D打印系统 HP 5200是惠普针对批量生产的最新机器，于今年早些时候推出。它的每周生产能力约为800个零件，超过了针对功能性原型设计的500/300系列和针对短期生产的4200系列。它是AM Solutions 3D打印服务产品组合的一部分，它为详细，复杂的3D打印模型引入了Multi Jet Fusion。 5200加入了该公司的一系列工业增材制造系统，包括EOS M 290金属DMLS 3D打印机，其体积为250 x 250 x 325毫米。 [图片] HP Jet Fusion 5200系统。通过HP / AM Solutions拍摄。

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增材制造汽车制造商Divergent 与金属3D打印企业SLM Solutions 就新一代金属3D打印设备采购与深入战略合作伙伴关系签订了执行意向书。Divergent 为了加快3D打印汽车轻型悬架和底盘组件的开发与上市，将购买5台SLM Solutions 的金属3D打印设备作为预生产设备。未来将安装更多金属3D打印设备，以实现为汽车制造商批量生产安全性结构件的目标。 [图片] 来源：Divergent 改变车辆结构的设计、工程制造与组装方式 早在2017年，Divergent 与SLM Solutions 就建立了联合开发合作伙伴关系，合作开发满足汽车零部件（包括安全结构件）与航空零部件批量生产成本效益的多激光3D打印设备。双方签订的合作意向书旨在扩大战略合作伙伴关系，加快下一代设备的开发与商业化，推动粉末床激光熔化3D打印技术用于真正意义上的汽车零部件生产。 根据Divergent的首席执行官Kevin Czinger，Divergent 的初始工厂将需要至少20台3D打印设备，Divergent 将使用下一代3D打印设备满足全球主要汽车制造厂的生产需求，并计划在2020年开始为美国和欧洲的汽车制造客户批量生产3D打印的安全关键性结构件，然后向客户推出先进的制造设施。 SLM Solutions 与Divergent 将在formnext 2019 展会中，展示Divergent 制造的超级跑车的前四分之一部分，该跑车具有革命性的3D打印底盘结构，并展示经过通用设计和验证的轻型悬架和底盘组件，包括通过双方联合开发的3D打印设备制造制造的一组控制臂。这些悬挂和底盘零部件是通过SLM Solutions 的金属3D打印设备SLM®800, SLM®500 and SLM®280 制造的，已成功地经受超过45万公里模拟道路测试。 Review Divergent与SLM Solutions 在建立合作之初表示，将共同开发特定的硬件和软件，加速Divergent Manufacturing Platform™的规模扩展，从而实现经济高效的汽车零部件大批量生产。Divergent Manufacturing Platform™ 是Divergent 获得专利的软件-硬件平台，该平台中的核心制造技术为粉末床激光熔化3D打印技术，Divergent 利用这一技术从根本上改变车辆结构的设计、工程制造和组装方式。 Divergent 利用3D打印技术制造颠覆性的车辆零部件，例如此前开发的超级跑车，具有革命性的底盘结构，Divergent 通过金属3D打印制造铝制“节点”结构，将碳纤维管材与节点连在一起，通过软件快速实现客户自定义汽车的设计到现实的生产，该软件从空气动力学、材料和安全性等多个角度优化结构件的设计，并且充分考虑汽车的设计以及碳纤维杆和3D打印节点之间的连接。 在商业化道路上，Divergent 注重与老牌汽车制造商建立合作关系，他们与标志雪铁龙达成了战略合作，Divergent 专门为标志雪铁龙的生产线开发3D打印工艺，使3D打印汽车零部件的生产更加便宜、高效，最终降低整个汽车的成本。 [图片] 《3D打印与新能源汽车白皮书》 在Divergent与SLM Solutions 公布的合作进程中，曾多次提到将金属3D打印技术用于汽车零部件批量生产的目标。目前，3D打印技术在汽车制造领域实现批量生产的应用，需要在机器尺寸、准确性、材料、效率、成本方面克服尚存的挑战。根据3D科学谷的市场观察，随着多激光选区激光熔化3D打印技术的成熟，材料成本更低、速度更快的粘结剂喷射金属3D打印技术在汽车零部件生产中的应用，以及低成本、高强度铝合金等3D打印材料的推出，3D打印技术与实现汽车零部件量产的目标也越来越近。 此外，除了单纯与传统技术在成本、效率等方面的比较，3D打印技术的独特之处在于能够实现颠覆性的设计，这一点从Divergent 创新的3D打印车辆底盘结构中也得到了体现。从设计源头上通过提升产品性能，使产品在整个生命周期中获得额外收益，当这部分收益大于增材制造所带来的成本时，制造企业更倾向于承担额外的成本。

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从2019年7月至今，享誉国际的加拿大太阳马戏在亚洲唯一驻场秀于杭州新天地太阳剧场上演“X the Land of Fantasy”《X绮幻之境》以来，持续收获好评如潮，获得热烈反响！本篇文章将解密广州形优联合太阳马戏舞美团队部分3D打印技术应用细节！ 《X绮幻之境》是目前太阳马戏所有演出剧目中，投入创作人员最多、制作费用最高、参演阵容最大的一场视觉盛宴。无论从舞台设计、到整体布景搭建，巧妙切换的布景、大幅立体投影等特效组合，使整个场景有如仙境般虚幻缥缈，配合演出人员高超的艺术表现力，可称全球马戏演出的巅峰之作。 [图片] 而这次舞台的核心道具就是这片 420 平米的“森林”，震撼人心的表演效果和绝伦画卷就在这片森林上徐徐展开。在舞台布景的制造和搭建中，加拿大布景团队碰到的挑战是，以往舞美道具基本都是静态展示，不与演员产生任何接触，这类应用无论是节省成本的 SLA 还是其它增材减材技术，完成道具模型构建即可，对材料没有太多要求，但太阳马戏的灵魂是运动中的杂技表现，演员与道具是互动和摩擦甚至碰撞的，这需要道具兼具极佳材料性能与制作拼接技巧！ 太阳马戏杂技专业演员穿插运动在道具场景之中，同时需要“森林的树枝”耐用且轻便，便于布景人员搬运与组装来快速转化表演场景。最重要的是，3D打印的舞台道具必须能承受与表演者的碰撞与摩擦，同时需要足够的张力、韧性去面对快速的冲击，让演员在3D打印道具中完成杂技表演。对道具质量的挑战转变成了对成型材料和更大成型尺寸减少拼接的技术要求。 在舞美和道具的供应商选择上，太阳马戏团委托了三家不同技术类型的服务商予以项目响应，以交付其中最长的一根3.7米的“树枝”为技术评测标底，广州形优科技（形优制件社）提供的此测试样品一致通过了加拿大七人小组技术评定团队的全票肯定、确定为全剧场舞美与道具唯一供应商！ 广州形优科技专注于 3D 打印解决方案 12 年，满足客户“从设计验证到按需制造”的全流程需求。自营亚太区最大的 Stratasys 打印制造交付中心，配备了超过50台 Stratasys 工业级 3D 打印机。 为了在搭建时尽可能还原设计师的原稿设计，形优科技决定采用 Stratasys Fortus 900mc来打印实现了舞台道具、减少拼接。“森林”的根部粗壮，采用了 Stratasys 高刚度的 FDM Nylon 12cf （尼龙12加35%长丝碳纤维）材料进行打印，一次成型长度990mm，这种复合材料完全替代铝合金材料，兼顾轻量和坚固，适合用于耐磨损耐冲击且轻量的高性能部件。 中上部位的“森林树枝”需要同时满足坚固并具有柔韧性，形优采用 Stratasys 韧性和冲击强度极佳的 PC-ABS 热塑材料打印来满足这一部件特性。 [图片] 顶部树枝的需求是带有硬质材料需求的同时，必须保障足够的轻量化，形优采用 Stratasys ABS-M30材料来应对需求的同时， 通过力学分析与配重设置，将内部结构优化为蜂窝状模式，通过稀疏内部来减重，比加拿大技术团队要求的配重要求基础上，还大大降低了15%，极大的改善了整条树枝的软件模拟配重与应力分布！ [图片] 象征东西方世界的龙凤印章