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据了解，德国化工巨头巴斯夫（BASF）现在正在和Essentium合作开发更坚固的新FFF 3D打印材料。Essentium成立于2013年，率先推出了所谓的FlashFuse技术，一种使用纳米材料技术来在FFF / FDM 3D打印塑料件中形成极强的层间粘合的电焊工艺。这种专门的技术可应用于许多开放的FFF / FDM 3D打印机平台。 [图片] 最近，巴斯夫一直在积极参与3D打印，最著名的要数与惠普合作开发高级材料。巴斯夫拥有一个庞大的材料组合，它将结合自己的专业知识与Essentium顶尖的技术来开发一系列新的聚合物材料，这些材料将能克服出现在大多数塑料3D打印件上的正常的层间缺陷。 “Essentium很高兴与巴斯夫合作来将3D打印推向功能性部件领域。通过用巴斯夫树脂来制造高技术的3D打印线材，Essentium相信FDM 3D打印正在巩固其作为工业应用的一个理想解决方案的地位。我们相信，通过与巴斯夫的合作，所有FDM的未来将是光明的，”Essentium表示。 [图片] Essentium和巴斯夫表示，相比其他形式的3D打印，FDM仍然具有许多优点。在可使用的材料方面，它仍然是基于聚合物的3D打印中最灵活的一种，它还允许在单次构建中打印多种材料。此外，基于线材的3D打印的另一个独特之处在于，线材可以填充功能性材料，如碳纤维或木材。FDM不会被替代，相反，它可以得到显著改进。

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最近，一家来自于丹麦的Cubenizer公司发明了一种非常具有创意的儿童智能糖果玩具。没错，这种玩具可以让孩子根据自己的兴趣和喜好，制作出任何形状、颜色和口味的糖果。 当孩子们还是创建属于自己的糖果王国时，这个王国中任何一个部分都可以真的用来吃进肚子里。而孩子可以在设计、探索、创造和亲自动手打印通过的过程中，提升自己的创造性和动手能力。 [图片] 虽然糖果很好吃，但是如果能够自己亲自动手制作糖果，绝对要比坐享其成有趣得多。每一口吃进肚子里的糖果，都经过自己亲自设计、提炼和混合，就仿佛正在打造一个独特的糖果乐高王国。 这款Cubenizer是由一个糖果打印机和智能App组成，是将现实世界与虚拟王国完美结合的玩具。 [图片] 在将糖果打印机联网之后，所有六岁以上的小朋友，都可以通过App充分发挥自己的想象力，将天马行空的想法变成可口的零食。 我们在App中要做的就是创建自己的虚拟糖果王国，用任何模块、颜色和组合来制作建筑和广场。 [图片] 在App中，通过收集各种口味和数据，来创建不同的口味和组合。而创建好的数据通过App传输到通过打印机中，所有创建的组合、新口味都能被转化为现实。 [图片] 在Cubenizer里，能够限制你的只有想象力，想象力的翅膀，可以不断扩大自己的糖果帝国。 [图片] 打印机的使用和很简单，将配套糖果原料塞进去，然后按下上面的把手开关，立刻就等待美味的糖果出现吧。 [图片] 除了自己玩耍，小朋友还可以将自己的成果分享给其它朋友，不断尝试新的组合。 [图片] 目前，Cubenizer智能糖果打印机玩具已经开始在Indiegogo上进行众筹，众筹目标为2万美元，早鸟价格为59美元（约合人民币407元）起，如果一切顺利的话，预计在2017年12月出货。 怎么样，光会吃怎么算是一个合格的小吃货，自己动手打造糖果王国，想吃哪个地方就吃哪个地方，仿佛就《海贼王》中Big Mom的糖果岛一样神奇。

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“第三次工业革命是一场数字化革命，包括计算机辅助设计、互联网技术和数字化制造技术等，3D打印技术就是其重要标志之一。”日前在沪召开的第11届上海国际骨科前沿技术与临床转化学术会议上，中国工程院院士、上海交通大学医学院附属第九人民医院戴尅戎对“医学提升的下一个风口”提出真知灼见，“医学理念与模式正在经历最大规模的转折。” [图片] 上世纪80年，3D打印技术开始兴起。所谓3D打印，即快速原型技术，在计算机辅助设计（CAD）技术与CT等手段的帮助下，通过材料的精确堆积制造出物品原型，把二维图像变成立体实物。近年来，3D打印技术发展迅猛，从非金属材料到金属材料，从航空航天、军用技术到日常的吃穿住行，该技术的发展进入快车道，也引发了不同学界的不同声音，“但在医疗领域，我想，3D打印技术的发展应当越快越好。”骨科主任医师郝永强告诉解放日报·上观新闻记者。 可以说，医学离不开3D打印技术，现代医学正在向精准化、个体化治疗迈进，戴尅戎指出，全球每年生产100多万个人工关节，但各部位的人工关节大多限制于5种型号中，与患者的实际需求仍有一定距离。如何“量身定制”？这就需要3D打印技术将所需部位重建过的虚拟立体图像打印出来，最终变成实体造福患者。 戴尅戎回忆，科室曾接待过一名19岁女孩，她因多发性脂肪瘤，整个左腿发育畸形，拧得像麻花。若通过传统手术治疗，需修正多处畸形，进行接骨板固定，并植入特殊的人工关节。受益于3D打印技术，戴尅戎、郝永强团队打印出了女孩畸形的下肢骨骼和关节，通过一次次模拟手术最终成功为其置入人工关节和制约装置，借助机械结构不让关节松动，同时为她的大腿和小腿进行了截骨矫正与肿瘤切除。如今，女孩在康复治疗后已可以脱拐走路，重燃了对生活的希望。 “3D打印技术已推广到膝、肩、肘、踝、骨盆等各个部位，九院也已为数百位患者提供了个体化骨关节修复假体。其实除了骨科，整复外科、口腔科、眼科医生都可以运用该技术造福患者。”戴尅戎表示，3D打印技术还有帮助医患沟通、消除不必要矛盾的辅助作用，“通过3D打印出的模型，医生可以透明而详细地患者家属解释，让双方理解更畅通。” 本次会议期间，上海交通大学医学3D打印创新研究中心与全国近20家医院签约成立了分中心，未来将以九院为中心，带动全国各省市进一步推动3D打印技术发展。“一方面可促进临床医学等相关学科的发展与进步，另一方面经成果转化及产业化，还可加快我国医疗器械等产品更新换代，改变以往大量医疗器械产品长期依赖国外进口的尴尬局面，更好地服务于广大人民群众。”郝永强说。

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一双休闲鞋从设计到生产需要多长时间？答案是4个多月。如果通过3D打印技术进行生产，需要多长时间？近日，华南农业大学学生借力3D打印技术变革传统制鞋业，将这个生产周期缩短至20天甚至更短。凭借这个项目，创业团队登上央视舞台，项目估值超过2000万。 [图片] 初创：因为兴趣所以坚持 2015年8月，在华南农业大学数学与信息学院2015级的本科生林子森的带领下，创业团队正式注册成立了迈创智能科技有限公司。 “万事开头难”，创业之路并不容易。 林子森告诉记者，因为对3D打印技术很感兴趣，于是就与华农校内一群热爱3D打印的同学一起在创客空间指导老师林钻辉的引导下，开始了3D打印的创业。一开始林子森的设想是卖3D打印机器，但用户的反馈却并不理想。而且3D打印机量化生产需要大量的资金投入，单纯卖机器并不是最好的模式。团队士气陷入低迷，公司的发展陷入了停滞，林子森心里也没底。 就在公司发展停滞不前，团队几乎要面临解散之时，转机出现了。2016年7月，美国硅谷的国际创业者孵化机构Blackbox和华南设计创新院合作在中国寻找一批学生对接国际资源，团队抓住机遇，披荆斩棘，终于在300多支团队中脱颖而出，成为前去硅谷训练营的10支团队之一。 成绩：华南地区第一支登《创业英雄汇》的大学生创业队伍 大胆想，认真做，找到商业突破口之后，团队士气高涨，卷土重来。 3D打印最先要建模，传统模具的研发至少需要一个月左右的时间，价格在5000元以上。而林子森等人通过自主研发、优化算法设计的3D打印机，从开模到注塑仅仅只需要7天，不仅如此，价格也成功砍半。“成本很低，当我们第一次拿着产品和投资人谈的时候，他们觉得太不可思议了。”生产成本低为这个公司带了无限商机，据悉，未来通过供应链、产业链的完善，公司还有望推出私人定制。 2016年12月，迈创团队在由中央电视台财经频道主办的《创业英雄汇》广东肇庆站海选中脱颖而出，成功入围肇庆站总决选，并在今年3月31日作为华南地区第一支大学生创业队伍，登上了央视的大舞台。面对汇聚柳传志、俞敏洪、雷军等知名创业导师以及数十名专业天使投资人的阵容，团队负责人林子森从容不迫地通过了项目路演、导师考核、投资谈判三关角逐考核，以“引入3D打印技术加速传统制鞋行业转型”的项目赢得全场掌声，收获估值超2000万的惊喜。 期待：寻找技术的“华农传承” “我们是一家变革百年历史传统，从心定义制鞋的公司。”提起公司的口号这个年轻的创业团队难掩兴奋，他们的创业梦想正在照进现实。 在许多人的认知中，大学生创业始终带着一些“不靠谱”，“投资人不会首先考虑大学生，除非有业绩。”林子森就直言。 如今，这个公司的初创团队基本大换血，如今华农校内有7个人是迈创团队成员。公司虽然规模不大，但“五脏俱全”，计算机专业的林子森负责方向把控，对接外部资源、机器、切片算法；机械自动化专业的冯梓锋负责技术研发、3D打印机的安装调试；工业设计专业的谢家欣负责款式设计、鞋楦设计、楦体数据处理；行政管理专业的王浚宇负责团队运营工作、市场政策分析、走账报税等。为了扩大规模，未来迈创科技将全面招聘全职工作者。 今年7月，林子森计划与其他几位核心成员将把东莞作为主要发展阵地，“生产地在那里，客户厂房也在那里，但是学校这块我们还是想有人运作。”林子森在发展公司之时也不忘在学校物色合适人选将3D打印技术传承下去，他说不希望他们走了之后华农就没有团队做3D打印了，“希望把技术传承下去。”

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从石墨到金刚石，从石墨烯到锂电池，作为全球最大的人造金刚石生产企业，河南黄河实业集团股份有限公司（简称“黄河集团”）如今正围绕碳系材料产业价值链条实现转型升级。 “头顶生长的发丝，手指上的指甲等身上的生物物质在纯碳化‘淬炼’后就可以成为熠熠闪光的人造大钻石。”黄河集团总经理胡新英骄傲地对记者说，“通过‘智能制造+3D打印+纯碳处理’等新技术工艺，并根据消费者个性需求最终走向网络化个性定制的新型营销模式，实现消费级钻石的私人定制。” 近年来，黄河集团在稳定工业级金刚石产出的同时大力布局消费级钻石生产，投建了我国首条无色大单晶钻石和片状大单晶金刚石生产线，同时收购了国内智能设备的顶尖企业——上海明匠智能，切入“工业4.0”实现了精准高效的定制化生产。 “我们的产品品质已达到珠宝装饰级别，一举打破了GE公司、住友公司等垄断世界人造高品级金刚石市场的格局。”胡新英告诉记者，“目前公司消费级钻石已经形成一定规模，3月份销量超过2000万元。” “依托新技术、新业态，利用金刚石生产后的石墨废料，采用物理拆分技术生产出大面积单层石墨烯，黄河集团是国内唯一不用天然石墨生产石墨烯的企业，而生产出的石墨烯应用到锂电池中，可提高电池比能量30%以上，使充电时间缩短到10分钟以内。”黄河集团董事长乔秋生告诉记者。 据乔秋生介绍，到2018年底，黄河工业园将新建10条自动化生产线，形成年产40亿瓦时动力锂电池的生产能力；到“十三五”末，集团主营业务收入将力争突破1000亿元大关。

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这次起亚并没有运用复杂的造型设计，主要线条简单明了。起亚Telluride概念车采用了起亚家族式的前脸格栅设计，两侧的大灯则疑似采用了矩阵式LED灯组。整体来看，这款车身上有种沃尔沃XC90的设计风格，前脸有大幅进气隔栅，而后面的尾灯则采用竖条型。不过，这款车上展现更多的是不同于XC90的个性风格。[图片][图片] 这款车最大的特点就是采用了对开门设计，当然这种设计也只会存在概念车上，量产车是不会采用的。此外新车将会使用全LED大灯以及21寸轮圈，视觉感受相当有气势。结合图片信息来分析，这款车将会是一款7座硬派的SUV，整体尺寸应该和日产的途乐相当。[图片][图片] 在内饰方面，我觉得它的风格与现款奔驰S级有些类似，其采用了大尺寸的液晶仪表盘和中控屏幕，并且两者连在一起凸显科技感。也正是因为这样的设计，使得这款车的物理按键很少，几乎都是触屏操作。此外，新车制造的时候还在方向盘、仪表盘以及车门的一些地方采用了3D打印技术，降低成本提高生产效率。并且，和奔驰S级一样，起亚Telluride也采用了双幅式方向盘，但由于其设计更为硬朗，视觉方面看起来要比奔驰S级年轻一些。在动力方面，由于是概念车，并没有很完整的消息。起亚给出的信息是其将采用一款3.5L V6的发动机并搭配一台电动机，最大功率400马力，并可以选择四驱。作为一款大型SUV，3.6L的动力可能刚刚够用，但要是搭配上一款电动机，那量产后的起亚Telluride将在加速性能和油耗上表现更为出色。其实在我眼中，起亚是个非常上进且自信的汽车企业。虽然作为韩国最早的汽车制造商，在1944年起亚汽车公司就成立了，但知道上个世纪七八十年代，起亚才开始造汽车，比起我国的汽车工业也落后了近20年。但其在2000年，与现代汽车公司一起成立现代·起亚汽车集团，而后成为了世界第五大汽车集团。

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其实3D打印是为了更多好的东西面世做出的试错而生，如果说3D打印到了量产那一定是工业时代的革命了，所以把3D定义为个性化设计实验为好，既然是个性化，那可以用于哪些行业呢？ 1. 工业产品设计 3D打印是工业4.0的核心，在工业生产领域，3D打印技术与产品研发、模型检测、开模量产等环节息息相关。 3D打印的应用与推广，加速了工业设计的步伐，用最快速度将产品模型实物化，而实物化是设计必不可少的一步，能让设计师还有企业决策者直观看到产品的形状，最后做出产品是否需要优化的决策或者是否投入市场。 换句话说测试资本市场兴趣的低成本实验品。可以让初创企业快速的制造廉价的模具以及原型产品，从而能够让投资人们直观的看到他们投资的潜在产品。 [图片] 2. 3D人像打印 用人像扫描设备完成人像的扫描，完成3D建模，用3D打印出立体的雕像，你这样的纪念品感觉会不会让女朋友变老婆呢；如果你再懂超声波影像技术的话，你还可以把孕妇肚中的胎儿打印出来。 工厂化收单，每个影楼都合作人像扫描设备，把产品组合到高昂的摄影套餐里面去。要是有钱，你可以给你自己定一个3D像放在蜡像馆里。 [图片] 3. 3D医疗行业应用 先别想缺胳膊少腿的事，我们先想一些不用动的一些内容，比如一些植入物（如坏死的关节、骨头、牙齿等）是完全可以用3D打印完成的，而且相信比人工的更会精细吧，如果医学再进一步的发展，是不是可以在3D打印出来的假肢假腿里连接上可以用神经控制的经脉呢 [图片] 4. 3D文化古迹修复 光看名字都能了解到了，我们从可以从文献中得到文献古迹的风格，能猜出我们挖出来的残缺古迹的样子，那我们就直接用3D打印机来把残缺补上吧，让历史可以重现；再给说个重点口味的，比如让车碾压过后的头，如果有心，你是不是想要把遗容补全呢？ [图片] 5. 3D建筑应用 中国有远大建筑，可以在7天之中完成一栋10层的酒店，并且在10天时间内开始营业，当时表示很牛，但那只是在做模块板房而以。而3D打印也许真有一天可以让一些全身充满艺术细菌的学生们在学校里就开始设计建造天马行空的建筑呢，当然，在没有能力完成那么大的打印机出来时，我们先玩模型嘛，什么迪拜神作，在中国当代建筑大学生的眼里，相信都不是问题。 [图片] 6. 3D珠宝应用 记得前年在香港逛街时老婆看中了一条手链，我接过来看了看，蕾丝般的镂空设计，而且还是圆的，确实漂亮，于是我花了7K大洋（痛……），当时一边捂着胸口，一边感叹设计的精美。 现在有了3D打印，别说那链子的设计了，就是更复杂的设计，或者不客气的说工匠没法完成的设计，在3D打印面前无非就是个3D设计稿，没有做不到的，只有设计师们想不到的。 [图片] 7. 3D打印之道具制作 我是个电影迷，很迷科幻电影，特别喜欢里面那些恶心到不行的寄寄怪怪的怪物，想像一个那些个电影的道具花了多长时间，多少的精力，现在是不是可以借助3D打印快速完成呢，让我们的电影视效越来越好。 [图片] 8. 3D傻瓜化应用 假设打印已不是问题了，那我们把前端采集和建模的事更简单化更傻瓜化，那么这时间，你就可以直接做个APP，然后蓝牙传输现场打印了；退一步，如果这个3D打印的成本可以控制下来，那你是否可以做一台自助机在地铁站里，情侣进入后自动3D扫描完成建模，然后打印出来了 [图片] …… 9. 小站长题外话 3D打印慢慢起来了，那么3D的资源文件也是个香脖脖，3D的标准化更是高手们玩的内容，这里只做文末点睛。 [图片]

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日前，爱尔兰丁格尔海洋世界水族馆的团队与一家位于爱尔兰科克的医疗科技公司Stryker紧密合作，计划使用3D打印钛和聚合物的鳍状假肢，帮助一只残疾猎豹海龟重新游泳。这并不是3D打印首次被用来帮助海龟，之前3D打印还被用于仿制海龟蛋以跟踪并追捕偷猎者。 [图片] 近日，为了让爱尔兰大西洋沿岸的一只残疾猎豹海龟——Sally重新游泳，丁格尔海洋世界水族馆的团队借助3D打印设计制造了一个鳍状假肢。据了解，这个项目由KevinFlannery领队，计划使用3D打印钛和聚合物的鳍状假肢，帮助这只残疾海龟。 据分析，Sally是在通过大西洋时遭到鲨鱼攻击而损失了眼睛和鳍。庆幸的是，乔纳森·林奇(JonathanLynch)和他的家人芬尼特(Fenit)在河边的浅水中发现了这只可怜的大乌龟，并救了它。 因为海龟Sally更习惯于生活在温暖的水域中，比如，迈阿密或加那利群岛，因此，其被Lynch的家人带到了爱尔兰丁格尔的海洋世界水族馆。在海洋专家KevinFlannery的关怀下，Sally正在以一种高度创新的方式治疗她的创伤。 据介绍，丁格尔海洋世界水族馆与一家位于爱尔兰科克的医疗科技公司Stryker紧密合作，设计并制造了3D打印假肢，以使受伤的乌龟再次游泳。如果3D打印假肢经过兽医专业人员的批准，假肢将被植入。 “对于Sally来说，这是一个好消息。他们将为Sally打造一个聚合物/钛鳍状肢，不过假肢要经过兽医的评估结果。”Flannery解释说。 虽然，Sally是否能通过提供定制的3D打印鳍状假肢回到海洋，仍是一个未知数。但毫无疑问，丁格尔海洋世界水族馆的团队会尽力让海龟恢复。其实，这并不是3D打印首次被用来帮助海龟，例如，涉及3D打印海龟蛋的嵌入式跟踪。

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5月5日，我国具有完全自主知识产权、首款按照最新国际适航标准研制的干线民用飞机C919首飞成功。 [图片] C919已获得来自全球的570架订单。这架大飞机带动了国内飞机制造产业链的发展，实现了中国航空工业的重大历史突破。 关于C919，你最想知道的问题都在这里： 为什么说C919拥有我国自主知识产权？ 对于大飞机这样复杂的产品来说，整体的设计是极其重要的。没有整体设计，即使把全世界最好的发动机、机身、飞控、电传等等组合起来，也得不到一架能飞的飞机。C919总设计师吴光辉说，C919是我国自主设计的干线飞机，就飞机整体设计而言拥有完全自主知识产权。 机头、机身、机尾、机翼等外面的“壳子”来自中国的成飞、洪都、沈飞、西飞等企业，而其他许多关键部分都来自外国企业。据悉，全球采购是民机制造的一大特点，波音、空客的供应商也来自于全球。 C919为何不装配国产发动机？ 目前，我国还不具备生产适合民用大型客机发动机的能力，而国际民用飞机制造商的发动机也是采购自供应商。 目前，国际上民用航空发动机制造商主要有英国的罗·罗、美国的通用和普拉特·惠特尼、法国的斯奈克玛，以及多国合作的IAE和CFMI。 C919安全性如何？ 吴光辉说，C919大型客机按照更加先进的技术标准设计，采用世界一流供应商提供的最先进的动力、航电、飞控等系统，完全按照国际适航标准设计生产，安全性有充分保障。 最终，C919飞机是否安全不是其制造商中国商飞公司自己说了算，而是要通过中国民航局的适航认证。也就是说，要符合中国民航局关于飞机的各方面测试才能够执行民航的飞行任务，而关于安全性的测试是重中之重。 乘坐航班会遇到C919？ C919已获得了全球23家企业的570架订单。目前，东航、国航、南航、海航、川航、河北航空、幸福航空、德国普仁航空、泰国都市航空等多家航空公司，和平安国际融资租赁、工银金融租赁、交银金融租赁等多家金融租赁公司购买了C919。 C919能否受到航空公司的青睐？ 对于航空公司而言，具有经济性、环保性的飞机盈利能力强；对于旅客而言，乘坐舒适才能赢得旅客的青睐。 C919大型客机大力实施减重、减阻设计，以及采用先进的新一代发动机LEAP－1C，使得巡航燃油消耗率（SFC）大大降低，经济性竞争优势明显；C919大型客机宽大的机身将提供给旅客更多乘坐空间，同时采用高效空气过滤系统提供高品质新鲜空气，客舱照明采用人性化情景照明设计，给乘客温馨体贴的舒适环境。 C919有哪些新材料可以令飞机轻盈且寿命长？ 相较于传统铝合金，铝锂合金的比强度和比刚度更高，损伤容限性能、抗疲劳、抗辐射的性能更强。铝锂合金的使用可以大大提高飞机的寿命。 吴光辉介绍，C919通过大量的研发和验证试验，建立了铝锂合金的材料规范体系、设计许用值体系和制作工艺规范体系。C919的机身蒙皮、长桁、地板梁结构上应用第三代铝锂合金，用量达到机体结构重量的7.4％。 在中央翼缘条、发动机吊挂、球面框缘条、襟缝翼滑轨、垂尾对接接头等部位应用了钛合金。钛合金用量达到机体结构重量的7.3％。 C919在制造过程中如何应用3D打印技术？ C919首次成功应用3D打印钛合金零件。钛合金3D打印件成功应用于C919舱门复杂件，力学性能明显高于原有铸件，且有效缩短了零件交付周期，快速响应数模优化更改；建立了钛合金3D打印专用原材料及产品规范，有效保证了产品性能要求。 C919的“超临界机翼”有多牛？ C919设计研制中有多项重大技术突破，比如超临界机翼的设计。上海飞机设计研究院C919型号副主任设计师张淼介绍，超临界机翼能够减小飞机阻力，提升飞机性能，帮助降低油耗。我们第一次自主设计超临界机翼，就达到了世界先进水平，得到了国际同行的认可。

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增材制造技术最重要的应用首推航空航天领域。美国“增材制造路线图”把航空航天需求作为增材制造的第一位工业应用目标，波音、GE、霍尼韦尔、洛克希德?马丁等美国著名航空航天企业都是美国增材制造创新研究所（NAMII）的成员单位。澳大利亚政府于2012年2月宣布支持一项航空航天领域革命性的项目“微型发动机增材制造技术”。2012年9月，英国技术战略委员会特别专家组在一份题为“Shaping our National Competency in Additive Manufacturing”的专题报告中，也把航空航天作为增材制 造技术的首要应用领域。 [图片] 1 增材制造技术的优势 以3D打印制造技术为例，作为信息化和制造技术的高度融合，3D打印能够实现高性能复杂结构金属零件的无模具、快速、全致密、近净成形，特别是对于激光立体成形和修复的零件，其力学性能同锻件性能相当，成为了应对航空发动机与燃气轮机领域技术挑战的最佳新技术途径。相对传统制造技术，3D打印技术具有以下十大潜在优势。 （1） 降低制造成本。对于传统制造，产品形状越复杂，制造成本越高。3D打印不会因为产品形状的复杂程度提高而消耗更多的时间或成本，针对航空发动机为追求性能而呈现的大量形状复杂的零件制造，3D打印无疑具有优势。 （2） 适于产品多样化。航空发动机本身就是“试出来的”产品，研制过程需要多次反复修改设计，传统上每一轮改进都需要对模具进行修改并增加制造成本，3D打印不需要针对产品的形状改变而修改模具。 （3） 最小化装配和减重。通过拓扑优化设计，3D打印可以打印组合零件，减少产品装配并降低产品重量。 （4） 即时交付。3D打印可以按需打印，从而大大压缩航空发动机部分长周期零件的试制周期。 [图片] （5） 拓展设计空间。受传统制造方式限制，产品只能根据工艺的可实现性来设计，如航空发动机涡轮叶片上气模孔的形状只能是圆形。3D打印可以使涡轮叶片的气模孔根据冷却效果要求设计成椭圆形或其他任意形状。 （6） 降低技能要求。传统上，航空发动机很多零件制造对操作人员技能有很高要求，甚至出现过个别零件只能由1人或少数几人制造的情形。3D打印从设计文件中获取各种指令，制造同样复杂的产品，3D打印机所需的操作技能远低于传统铸造。 （7） 便携制造。传统的铸造、锻造一般仅能制造比设备小的产品。3D打印机调试好后，打印设备可以自由移动，制造出比自身设备还要大的产品。 （8） 降低浪费。与传统加工减材制造相反，3D打印制造属于增材制造，航空发动机与燃气轮机所使用的大量传统金属加工，大量原材料都在加工过程中被废弃，而3D打印的“净成形”大幅减少金属制造浪费量。 （9） 材料组合。对于传统航空发动机与燃气轮机制造方式来讲，将不同材料组合（铸造、锻造等）成单一产品非常困难，3D打印有能力将不同原材料融合在一起。 （10） 精确实体复制。类似于数字文件复制，3D打印未来将使得数字复制扩展到实体领域，实现异地零件复制。 [图片] 2 应用现状 2.1 直接制造领域 金属零件的直接增材制造的技术构思，由美国联合技术研究中心（UTRC）在1979年首先提出，其应用对象就是制造航空发动机涡轮盘[2]。1994年，国际三大航空发动机公司之一的英国罗尔斯?罗伊斯公司（Rolls-Royce）与英国Crankfield大学一起探索航空发动机机匣的激光立体成形（LSF）制造技术。2000年，美国波音公司首先宣布采用LSF技术制造的三个钛合金零件在F-22和F/A-l8E/F飞机上获得应用，并在2001年制定了LSF技术的美国国家标准（该标准在2011年进行了修订），由此在全球掀起了金属零件直接增材制造的第一次热潮。 2005年，西北工业大学将LSF技术与铸造技术相结合，建立激光组合制造技术，解决了航空发动机In961+GH4169合金复合轴承后机匣[4]的制造难题，保证了新型发动机研制按时装机试车。近年来，随着金属直接增材制造技术成熟度的逐渐提高，特别是金属直接增材制造装备的商用化，采用金属直接增材制造技术进行航空发动机零部件的成形制造又逐渐受到了国内外航空发动机公司和研究机构的重视。图1显示了德国EOS公司所展示的其所生产的选择性激光熔化（SLM） 装备在航空发动机零部件制造的应用潜力。 [图片] 意大利Avio公司采用瑞典Arcam公司所生产的电子束熔化装备（EBM）生产了TiAl低压涡轮叶片。德国MTU航空发动机公司，除了将LSF技术应用于航空发动机零部件的修复之外，近期也开始测试采用SLM技术直接制造的航空发动机小型压气机静子件。罗尔斯?罗伊斯航空发动机公司同样也在考虑将金属直接增材制造技术应用于其先进航空发动机的轻量化构件的直接制造。普惠公司（Pratt&Whitney）则依托MTU航空发动机公司，也在开展SLM技术直接制造PurePower PW1100G-JM 航空发动机零部件的测试工作，如图2所示。 [图片] 目前，美国GE公司已拥有各类金属直接增材制造装备300多台套，在航空发动机金属零件的直接增材制造方面已走在国际前列。近期，美国GE公司基于其航空发动机高端零件直接制造的需求，通过收购美国Morris公司和意大利Avio公司，重点开展了航空发动机零件的SLM和EBM制造研究和相关测试。美国Morris公司采用SLM技术生产了大量的航空发动机零件，如图3所示，已经拥有超过20台最先进的SLM设备。2013年底，GE公司宣布，将采用SLM技术为其下一代的GE Leap发动机生产喷油嘴，每年的产量将达到40000个。GE公司发现，采用SLM技术生产喷嘴，生产周期可缩短2/3，生产成本降低50%，同时可靠性得到了大大的提高。 [图片] 2.2 增材修复领域 航空发动机工作的苛刻环境决定了其对零件制造的要求极高，在很长一段时间里，金属直接增材制造重点还是着重于航空发动机零部件的修复。致力于使LSF技术商用化的美国Optomec Design公司，已将LSF技术应用于T700美国海军飞机发动机零件的磨损修复，如图4所示，实现了已失效零件的快速、低成本再生制造。德国MTU公司与汉诺威激光研究中心则将LSF技术用于涡轮叶片冠部组里面的硬面 覆层或恢复几何尺寸。 德国Fraunhofer研究所则重点研究了LSF技术在钛合金和高温合金航空发动机损伤构件修复再制造的应用。英国Rolls-Royce航空发动机公司则将LSF技术用于涡轮发动机构件的修复。瑞士洛桑理工学院W. Kurz教授的研究组采用LSF技术实现了高温合金单晶叶片的修复。 在国内，西北工业大学基于LSF技术开展了系统的激光成形修复的研究与应用工作，已经针对发动机部件的激光成形修复工艺及组织性能控制一体化技术进行了较为系统的研究，并在小、中、大型航空发动机机匣、叶片、叶盘、油管等重要关键零件的修复中获得广泛应用，如图5所示。 [图片] 3 应用前景 GE公司通过GRABCAD协会举办了一次基于金属直接增材制造技术钛合金发动机支架的再设计大赛，共有56个国家的设计爱好者提交了697个参赛作品，其中冠军设计将支架的重量从原设计的2.033kg减轻至327g，减重达84%。由于采用基于粉末床的SLM技术难以避免在零件生产中产生微小孔洞，造成疲劳性能降低，对于GE公司来说，采用SLM技术生产的零件主要用于生产异形管路和铸件。为此，GE公司同时也在探索采用基于同步材料送进技术的LSF技术生产高性能致密航空发动机零件。 [图片] 图6显示了GE公司依托西北工业大学LSF技术所制造的GE 90发动机复合材料宽弦风扇叶片钛合金进气边和高温合金机匣。其中，钛合金进气边长1000mm，壁厚0.8~1.2mm，最终加工变形仅 0.12mm，通过了GE公司的测试。 图7所示为GE公司预计可在航空发动机各部位应用金属直接增材制造零部件的示意图。GE公司预计采用金属直接增材制造的零件，未来可占航空发动机零部件的50%，使其研发的大型航空发动机每台至少减重454kg。 [图片] 金属直接增材制造技术已经在航空发动机零部件的制造上显示了重要的应用潜力和广阔的应用前景。不过，基于技术原理 和制造成本，任何一项加工技术都有与其相适应的零件结构特点，对于航空发动机零部件的制造同样如此。基于金属直接增材制造技术的成形精度、效率和成本特点，这项技术非常适用于制造发动机中具有轻量化要求的复杂构件，特别是带有内部油路、管路的构件，具有复杂凸缘或凸台的构件，具有复杂翼型的构件，具有封闭或开孔蜂窝结构的构件和集成异形通路的构件。 [图片] 作者：王强（中航商用航空发动机有限责任公司）,孙跃（上海市经济和信息化委员会）