▲ EHLA极高速激光熔覆技术
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 HoTKaST
     重新设计填充室
     以实现资源节约型冷室压铸

由德国亚琛工业大学数字增材制造研究所RWTH DAP领导的项目联盟正在通过 HoTKaST项目的研发成果在冷室压铸方面开辟新天地。其目的是通过重新设计填充室和耐磨表面，大幅减少压铸过程中的资源消耗和相关的二氧化碳排放。该项目由德国联邦教育与研究部 （BMBF） 资助，两年内提供超过 750,000 欧元的资金。

在卧式压铸中，熔融金属被引入填充室，然后在高压（高达 600 bar）下由活塞压入模腔。当腔室充满熔融金属（30-60% 填充水平）时，腔室的下部加热到高达 600°C 的温度。 相比之下，腔室的上部加热得更慢，加热程度也要小得多，导致温度分布不均匀。

这会导致直径变形：对于活塞直径为 120 mm 的腔室，直径变化可达 0.4 mm，长度变化约为 2-4 mm。此外，这种摩擦会在模具填充过程中导致熔融金属湍流，从而显着增加废品率。目前使用大量的活塞润滑剂来缓解这个问题。然而，这些润滑剂对环境有重大影响，也会对铸件的质量产生不利影响。

冷室压铸广泛用于各个行业，例如汽车行业，以生产轻质铝制部件。然而，在卧式压铸中，由于与工艺相关的变形和磨损，型腔和活塞的寿命会显着缩短。停机时间、高资源消耗和废品率增加给传统制造工艺和行业发展前景带来了重大挑战。

HoTKaST 项目通过实现冷室压铸中填充室的均匀温度控制以提高资源效率 ，该项目旨在通过使用激光金属沉积 （DED-LB/M）增材制造技术来应对这些挑战。通过重新设计模腔和应用耐磨内部涂层来提升资源效率，团队开发了一种新的填充室设计，以确保均匀的温度分布并最大限度地减少变形，使用激光沉积焊接 (DED-LB/M) 可形成耐磨的内表面，从而延长部件的使用寿命。

此外，正在开发的涂层系统不仅有助于填充室的固定温度控制，而且显着提高内表面的耐磨性。磨损保护层必须结合高硬度和韧性，以承受高活塞压力和同时发生的热机械应力。根据 的市场洞察，为了实现这一目标，通过激光金属沉积应用各种材料组合，这是传统涂层方法不可能或非常难以实现的。

 技术突破的核心价值

在典型的传统冷室压铸工艺中，填充室需要反复加热至400-500℃的工作温度，每次压铸后却因接触常温金属液骤降至200℃以下。这种”热震荡”现象导致惊人的能源浪费。

HoTKaST 项目实现的均匀温度分布和耐磨的内表面相结合，有望显著延长生产部件的使用寿命，并大幅降低废品率。填充室尺寸稳定性的提高还应该确保活塞和腔室之间的紧密配合，从而使使用化石基润滑剂几乎过时。例如，对于一家拥有 8 台铸造机的压铸公司（项目合作伙伴 AMZ）目前每年使用约 1,700 升润滑剂，这种节约是显著的。

根据德国能源与环境署有限公司的数据，仅2019 年德国压铸用铝的年需求量超过 600,000 吨。假设废品率降低 8%，这将可能节省约 50,000 吨原材料和超过 480,000 吨二氧化碳。根据每年 3,300 kWh 的平均家庭用电量，这一 CO₂ 减排量相当于约 160,000 个德国家庭的年用电量。

更值得关注的是，根据 的市场洞察，这项技术为镁合金等活性金属压铸开辟了新可能，有望解决新能源汽车轻量化材料应用的瓶颈问题。

 绿色制造的范式转移

认为HoTKaST项目的研发成果的真正价值，在于重构了现代制造的经济方程式。将传统认知中环保与效益的对立关系，转化为互相促进的飞轮效应。使得生产线在获得碳减排的同时，单件成本反而下降。这种”绿色溢价”的去除，标志着制造业正式进入可持续发展与经济效益正向循环的新纪元。

当全球产业界仍在ESG框架下艰难寻找平衡点时，HoTKaST项目的研发成果已勾勒出清晰的转型路径。这项源自德国亚琛工业大学数字增材制造研究所RWTH DAP的创新，将开启智能制造与绿色经济深度融合的新篇章。

琛工业大学数字增材制造研究所RWTH DAP：

RWTH DAP是增材制造（3D打印）领域的全球顶尖科研机构之一。其研究覆盖金属、聚合物、陶瓷等材料的增材制造技术，并致力于推动工艺创新、材料开发、智能化生产及工业应用。

RWTH DAP是ACAM的核心成员，ACAM德国亚琛增材制造中心以亚琛工业大学所在的亚琛园区为基础，汇集亚琛顶级的研发资源并促进行业获得与亚琛工业大学和弗劳恩霍夫Fraunhofer IPT研究所和弗劳恩霍夫Fraunhofer ILT研究所相关的领先科研机构的增材制造专业知识。

ACAM为社区合作企业提供一站式服务，包括从设计到质量控制的整个工艺链，ACAM 涵盖从设计阶段到质量控制的整个流程链，重点关注流程链自动化、定制材料开发、提高生产力和缩短周转时间等面向量产目标的增材制造研发主题。在国内，2024年，上海电气正式加入德国亚琛增材制造中心（ACAM）社区，成为这一联合研发体的中国首家企业合作成员，未来上海电气将与更多国际前沿科研机构携手，不断推动科技创新与开放合作，为发展新质生产力贡献更多的智慧和力量。

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洞察

根据 的市场观察，增材制造设备的安装量不仅是市场渗透率的直观指标，更是技术成熟度、生态完备性和社会接受度的综合体现。通过成本下降—技术优化—应用扩展—政策支持的正向循环，为后续大规模应用奠定基础。未来，随着设备智能化（如AI驱动的自校准）和模块化的发展，安装台数的增长将进一步加速增材制造带来的技术革命，也进一步奠定了中国增材制造在全球的影响力。

 历经25年技术沉淀

2025年3月17-19日，亚洲3D打印、增材制造展览会(TCT Asia 2025)在上海国家会展中心火热进行中。联泰科技现场官宣新品设备：轮胎模具行业批量化生产3D打印机—RA900，以创新之力让技术先于想象。

亚洲3D打印、增材制造展览会是全球规模最大的专业3D打印技术展览会之一，作为TCT品牌全球巡展的重要一环，已连续举办10届。TCT亚洲展致力于从设计到生产制造的整个工艺流程中，来发掘增材制造技术的无限潜力。此次展会更是汇聚了来自国内外众多知名增材制造品牌，在专业的技术交流与互动中，为3D打印行业的进步增添强大动能。

联泰科技作为国内首批进入增材制造领域的龙头企业，历经25年的技术沉淀，为行业发展持续输送了先进的技术成果及专业的设备应用。此次TCT Asia 2025，联泰科技携最新行业应用解决方案惊艳亮相，并现场官宣新品设备：轮胎模具行业批量化生产3D打印机–RA900，以技术进阶带动行业应用深度拓展。

UnionTech
新品亮相 技术研发持续突破

I 轮胎模具行业批量化生产3D打印机–RA900

RA900作为一款专业对标轮胎模具行业批量化生产的设备，采用950x550x400mm的打印幅面设计，该幅面可一次打印4个中型模具，高效满足了轮胎模具开发的周期需求。其创新升级的双套激光系统，无需拼接即可完成打印任务，有效提高了生产线利用率，确保生产按时交付，适应于现代工厂高效排班需求。为生产带来了更加灵活的排班和计划能力，助力企业实现更高效的组织响应能力。

01 精度升级

RA900对控制算法进行全面优化，搭配超细光斑，使轮胎模具棱角清晰、R角顺滑；关键尺寸精度显著提升，粗糙度(Ra<3.5)，尺寸精度可达士0.1mm，点偏差控制达95%；钢片厚度控制精度可达0.03mm，满足高标准生产需求。

02 效率进阶

RA900制造时间较普通600幅面3D打印机减少一倍以上，单个中型模具生产时间低至10小时(普通设备生产效率高达19.6H)。且设备连续工作件良率超95%，为批量生产提供了强有力的稳定保障。

03 智能生产

RA900可通过UT ONE实现从设计到打印的一体化流转，自动样件排放、生产任务智能排产、一键生成打印计划。无需人工干预，尽显智能优势；打印过程稳定高效，减少复杂调整，轻松上手即可实现高质量打印。

04 稳定打印

RA900全新升级智能控制系统，其搭载最新第三代微米级全闭环液位控制技术，确保液位高度变化小于士0.01mm，打印层厚均匀一致。同时通过对激光功率的自动校准，再次确保打印过程的稳定性和一致性，配合快速诊断光斑模态的预防性检测，进一步确保设备长期稳定运行。

数据佐证，进阶不止于此

I  工业级金属3D打印机–Muees430

联泰科技工业级金属3D打印机Muees430，拥有430×340×400mm的大尺寸成型范围，可实现多激光的高效打印。其配备工业级高速振镜，扫描速度可达6m/s，跳转速度达18m/s；搭载振镜低漂移设计，设备整体稳定性更强，可轻松铸就卓越成型品质。同时Muees430的定制化研制，使得全幅面光斑均匀性可达92%，壁厚一致性及打印精度得到双项提升。目前广泛应用于金属鞋模、工业手板、工业模具、航空航天、齿科医疗等众多领域。

I  工业级金属鞋模3D打印机–Fuees430

为顺应鞋业市场多元化、个性化、绿色化的发展趋势，联泰科技对标鞋业领域持续加大研发投入，并推出了鞋业专用新品设备：工业级金属鞋模3D打印机–Fuees430。该产品采用430×340×400mm幅面设计，支持四激光多振镜打印；扫描速度可达6 m/s，跳转速度达18m/s，可实现金属鞋模的快速成型。技术进阶有效缩短了生产周期，并精准解决了传统鞋模制造中“加工时间长”、“复杂结构难以实现”、“材料浪费”等痛点，助力鞋业制造实现新一轮的产业智能升级。

I  齿科全自动3D打印机–D300

D300采用DLP 3D打印技术，是联泰科技在面曝光3D打印领域再次升级研发的一款全自动化3D打印机。其主要面向大中型义齿加工厂，对标修复、种植两大模型应用，实现了从自动分板、自动队列、自动补液到自动打印、自动下机、分拣辅助等3D打印全流程的自动化生产，让“7×24小时无人值守”成为可能，全新定义口腔行业自动化生产模式。

UnionTech
材料创新 生产需求深度满足

针对材料研发，联泰科技实现了新一轮的突破升级。此次TCT Asia 2025现场，联泰科技为大家带来了TUF 127 耐温强韧材料、Temp-R220 耐高温材料等多款新品研发：

I  TUF 127 耐温强韧材料

拥有耐高温属性，热变形温度达82℃，高于普通白料20-30℃；翘曲形变极小，大平面底部可紧贴大理石平台；且材料韧性良好，断裂伸长率18%，冲击强度36J/m；测试显示2周尺寸收缩率≤0.02%，优于常规料的0.05-0.13%，尺寸稳定性极佳，适用于SLA系列设备打印工装夹具、耐温模型等。

I  Temp-R220 耐高温材料

超过220°C的热变形温度，长期使用温度>250°C；拥有优异的强度（120MPa），可满足一定程度的机加工需求，在高温环境下长期稳定0.1%的线性收缩；且无高含量粉体，高孔隙度打印需求可一站式满足，在复杂环境下稳定性依旧良好，适用于大幅面SLA设计和制造。

UnionTech
大咖云集 专业碰撞各有千秋

展会现场，联泰科技特邀各路行业大咖展开了为期两天的精彩演讲。从技术端、软件端、产品端、应用端、客户端等多个层次深度探讨：在智能生产及AI兴起的时代背景下，增材制造技术的市场蓝海及未来走向。同时，联泰科技现场官宣“SLA光固化设备全球销量突破10000台”喜讯，并对各合作伙伴的长久支持表达了由衷的感谢。

万机交付，感恩一路同行

UnionTech
全面兼容 行业应用百花齐放

此次联泰科技对标鞋业、工业、文创、口腔、医疗、汽车、航空等众多领域，输出了完善且成熟的全行业应用解决方案。通过软件、材料、设备、工艺的全面进阶，让3D打印技术优势有效释放到各个具体应用之中，助力智能生产加速落地。

二十五年来，联泰科技始终坚持自主创新，并持续深化技术变革。如今，其SLA光固化设备的“万机交付”是增材制造行业发展的里程碑式突破，更是迈向全新征程的坚实起点。未来，伴随着3D打印技术与AI智能的深度融合，相信整个行业将会迸发出前所未有的巨大潜力。欢迎莅临联泰科技展台（7.1号馆 7F50）共话增材制造行业发展新命题。

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洞察

液氧甲烷发动机的关键部件（如燃烧室、喷注器、涡轮泵等）通常需要复杂的内部流道、冷却通道和异形结构，传统制造需通过多零件焊接或机加工完成，而增材制造能实现一体化成型，例如：燃烧室内部的再生冷却通道可通过3D打印直接集成，避免传统工艺中的焊接缺陷，提升散热效率。3D打印还可以精细化喷注器，优化雾化效果，提高燃烧效率。通过拓扑优化设计，在保证强度的前提下减少材料冗余，降低发动机重量，提升推重比。”

近年来，我国商业航天产业进入高速发展阶段，金属增材制造技术正成为传统行业破局路上的“关键引擎”。本期通过铂力特与九州云箭合作的案例，洞悉铂力特如何通过全链路增材制造技术，助力九州云箭攻克液氧甲烷发动机制造难题，覆盖材料研发、设备适配、工艺创新、结构优化及批量生产等关键环节，为商业航天动力系统创新提供低成本、高质量、高可靠性的全套解决方案。

九州云箭的主要研发部件是液氧甲烷发动机，作为“下一代火箭心脏”，其主要部件结构复杂、拼接难度高。例如涡轮泵壳体的设计中包含大量拓扑结构，传统制造方式焊接难度大，一定程度影响了焊缝数量和产品可靠性。推力室顶盖对于轻量化要求十分苛刻，传统制造方式面临材料利用率低、生产周期长等现实问题。

铂力特通过金属3D打印技术，顺利实现制造过程的多项突破：在涡轮泵壳体的制造中，优化内部拓扑结构的设计，减少焊缝数量，显著提升了部件可靠性；通过轻量化方案，将制造推力室顶盖的材料利用率从传统工艺的不足20%提升至95%以上，大幅降低制造成本；发动机管路采用异形流道成形技术，突破原有设计边界，实现了零件的结构优化和轻量化。2024年，搭载铂力特制造核心部件的龙云液氧甲烷发动机顺利完成10km级飞行-回收实验。

此图为龙云发动机缩比件

液氧甲烷发动机性能的提升离不开设计与制造的深度协同。与九州云箭合作多年以来，铂力团队始终保持高效沟通，配备全链路闭环的研发矩阵，拥有覆盖从原材料到优化设计、从装备到打印服务、从后处理到检测等的金属增材制造全套解决方案；护航新产品研制和产品批量生产。九州云箭联合创始人刘洋在访谈中特别提到：“铂力特整个公司的质量体系非常让人放心。”目前，铂力特已为九州云箭提供龙云液氧甲烷发动机90%以上的复杂结构件，涵盖推力室、涡轮泵等关键部件，未来双方将在更大尺寸、更高精度及高效制造等方向深化合作。

面对商业航天领域对敏捷开发与稳定交付的需求，铂力特打通材料到工艺的全链路：推出全流程粉末循环系统方案、搭建高品质质量监控系统，依托多台工业级3D打印设备矩阵（BLT-S450，BLT-S600/S615,BLT-S800/S815等型号），确保供应过程的可靠性，实现大、中尺寸零部件的组合制造、大尺寸零部件的小批量生产、小尺寸零件的快速批量生产，保障复杂零部件的高效高质量交付。

铂力特与九州云箭的合作，是金属增材制造技术在航天领域的成功实践，为技术与产业的深度融合提供新范式，更展现了中国商业航天自主创新能力的突破。3月17日-19日，上海国家会展中心7.1馆 7F15展位，铂力特将在现场展示与多家商业航天领军企业合作的应用案例与前沿成果！

截止到目前，铂力特在商业航天方面的客户数量已经超过30家，铂力特为这些公司提供了从优化设计到技术咨询、从零件研制到设备配套等的全方位支持。铂力特参与的商业航天典型应用场景包括：可重复使用液氧甲烷火箭、固体运载火箭、液体运载火箭，立方星部署器、实验卫星、商业通信卫星等；其中多个商业航天项目已进入批量生产阶段。铂力特将持续在优化设计、技术研发支持，设备能力及稳定性，产品交付质量、周期和最终成本等方面，不断强化市场竞争力，为商业航天提供强大支持及品质保障。

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洞察

“增材制造技术在精密制造领域的应用，促进了制造业与信息技术、材料科学等多学科的交叉融合。例如，通过3D打印技术与先进的材料科学相结合，并将其应用于消费电子产品的制造，这种融合创新为精密制造带来了新的思路和方法，拓展了精密制造的应用范围和发展空间。”

 薄板厚度上的一小步
     精密制造技术发展的一大步

2025年2月13日，OPPO 在滨海湾园区举办天穹架构技术发布会，正式揭晓目前全球最薄折叠旗舰 OPPO Find N5的核心技术突破。作为 OPPO 重要的技术合作伙伴，铂力特董事长兼总经理薛蕾受邀出席，并在会上分享了双方在金属3D打印技术赋能3C产业的创新实践。

OPPO Find N5以最薄8.93mm的机身厚度，打破行业纪录，成为目前全球最薄折叠旗舰。该机型采用 OPPO 全新一代天穹架构与钛合金天穹铰链，获得IPX6、IPX8、IPX9三重防水认证，并成为首款通过德国莱茵TÜV无感折痕和折叠无忧双重认证的折叠旗舰，全面提升折叠屏的可靠性与使用寿命，重新定义了行业标准。

作为 OPPO Find N5 设计的核心之一，铰链系统直接决定了折叠屏手机的耐用性、折痕控制和整体手感。在 OPPO Find N5 的研发过程中，铂力特凭借先进的金属3D打印技术，承担了天穹铰链主要结构件——翼板与外转轴中框的制造任务，助力 OPPO 打造出更轻、更薄、更强的折叠结构。

铰链翼板是整个铰链的关键部件，在折叠闭合时塑造屏轴的水滴形态，展开时支撑柔性屏幕的平整性，并在意外跌落或磕碰时提供缓冲吸能作用。其制造工艺的突破，直接影响折叠屏的可靠性和使用寿命。

铂力特与 OPPO 历时一年多的联合研发，充分发挥金属3D打印技术的优势，突破传统加工极限，最终通过28道精密工序，实现了每批次25小时可产出300个全球最薄的钛合金结构件，将3D打印钛合金的商业化产品最小尺度纪录从0.3mm缩小至0.15mm。与此同时，铰链整体刚性提升36%，强度提升120%，核心组件抗冲击能力提升100%，确保折叠屏手机在轻薄设计的同时具备更高的耐用性。

此外，金属3D打印的超高精度，也助力 OPPO Find N5 成为首款通过德国莱茵TÜV无感折痕和折叠无忧双重认证的折叠屏产品，为用户带来更优质的折叠体验。

铂力特与 OPPO 的合作，不仅刷新了目前3C行业金属3D打印钛合金商业化产品的最小尺寸纪录，也为金属增材制造技术在消费电子领域的大规模应用奠定了基础。铂力特董事长薛蕾在发布会上表示：“0.15 毫米，只是一块薄板厚度上的一小步，却是精密制造技术发展的一大步！”

此次合作不仅展示了金属3D打印技术在消费电子领域的落地应用，更标志着高端制造技术在智能终端产品中的新突破。作为金属增材制造行业的领先者，铂力特将持续推动3D打印在3C行业的深度应用，为未来智能制造提供更多可能。

本次技术发布会是 Find N5 创新亮点的首次揭秘，更全面的产品展示与技术解读将在2月20日 OPPO 现场发布展会进行。与此同时，铂力特将在现场实时演绎金属3D打印钛合金结构件的成形过程，并深入解析金属3D打印的奥秘，让更多行业伙伴和消费者近距离感受金属增材制造的无限潜力。

来源
铂力特 l

铂力特亮相 OPPO 天穹架构技术发布会

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洞察

数字化和智能化技术的应用在提升生产效率的同时，也促进了资源的节约和环境的保护。通过大数据、人工智能和物联网等技术，企业能够实时监控和优化生产过程，减少资源浪费。北京理工大学刘长猛教授团队的脉冲电弧辅助热丝的悬空结构自由成形新工艺，通过对整个加工成型过程中的产品形貌及相关数据进行监测与计算分析，最终反馈到上位机进行后续加工参数调节，从而实现成品与目标值间误差闭环调控，进一步验证了数字化和智能化的发展对制造带来的改变：更便宜、更快速、适用于制造更多新的产品。”

日前，由北京理工大学机械与车辆学院研发的“超大规格金属点阵结构多弧并行3D打印技术与装备”已具备验收条件。

在位于滨海—中关村科技园的北理工新能源与高性能制造实验楼内，一台巨大的“3D打印机”尤为醒目。这台3D增材制造装备采用双龙门设计，一侧龙门承载24个打印头，采用并行式布局，每个打印头可独立控制自由度，实现针对大尺寸结构件多弧协同成型。另一侧龙门安装16个打印头，为4×4阵列式布局，可实现多个小尺寸结构件同步成型。

同时，该3D增材制造装备通过全自研专用集成控制系统，可完成差异化功能服务、复杂控制与计算密集型任务。设备在作业监测与控制上拥有独立的CCD相机，外加视觉检测软件组成视觉检测单元，对整个加工成型过程中的产品形貌及相关数据进行监测与计算分析，最终反馈到上位机进行后续加工参数调节，从而实现成品与目标值间误差闭环调控。

项目团队负责人刘长猛教授表示，金属点阵结构多弧并行3D打印技术突破了悬空结构无支撑3D打印的技术难关，首次实现20米级大型金属点阵夹芯结构的制造，相比传统制造模式，具有设计制造一体化、复杂结构无支撑制造、轻量化等特点。

“设备投入生产后，主要批量生产两种类型的点阵型材，第一种是轻量化型材，与传统方式相比，轻质多功能点阵结构可减重30%以上，降噪抗爆功能也很好，多用于船舶、潜艇、装甲车辆及大翼展飞行器等领域。”刘长猛教授说，“另一种是低成本型材，我们利用钢板点阵混凝土结构，可显著降低用钢量，综合成本可降低70%以上，这种产品兼具经济性、密封性、稳定性和安全性等，在非机动型海洋平台领域有非常广阔的应用前景，未来，我们有望通过这项技术实现千米级超大型海洋浮式平台低成本建造。”

借助滨海新区强大的装备制造业，在天津经开区开展技术中试验证并落地，是刘长猛教授团队技术发展的思路，目前团队正在推进更多项目落地经开区。“明年团队还将推动机器人项目尽快落地，为项目多元化发展提供更多选择，我们希望在滨海—中关村科技园，与区域共同发展，开辟海洋基建新赛道。”刘长猛教授说。

来源
人民日报客户端天津频道

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1月5日消息，据“中国航发”官微发文，中国航发自主研制的160公斤推力级增材制造涡喷发动机在株洲完成压气机性能考核试验。

这款发动机通过结构优化设计，成功实现了发动机重量的显著降低。这一成果有效验证了多学科拓扑优化设计方法在航空发动机领域的应用前景，为科研理论向工程应用的转化提供了强大支持。

根据 的技术追踪与观察，中国航发在涡喷发动机的设计与工艺开发方面积累了多年的经验，以下援引航空动力上发表的《基于增材制造的微型涡喷发动机轻量化设计及试验》，以领略其中的创新精神与实力。

 项目总体思路和方案

本项目的预期目标是：与采用传统加工工艺的发动机相比，发动机本体零件数减少50%以上，发动机本体减轻质量不低于15%，推力提升不低于10%。整个项目分为三个阶段实施：发动机集成化设计阶段、发动机轻量化设计阶段，以及为提升发动机性能的创新型冷却构型设计研究，如图1所示。

图1 增材制造发动机研究总体思路

 发动机集成化设计研究

当前的微型涡喷发动机采用了大量螺栓连接和焊接等形式进行零件装配。如果采用增材制造技术直接制备传统结构零部件，则无法充分发挥增材制造技术的优势，甚至可能放大增材制造技术的局限性。为此，创新团队须结合增材制造技术的特点及局限性，打破传统工艺下发动机设计思维定式，在满足结构构型约束、性能约束、工艺约束、强度约束及刚度约束等多约束的基础上，开展发动机零件结构集成化设计研究，实现一体化打印，从而省去连接件和焊接件的使用，减少发动机零件个数，降低发动机装配难度，提高发动机寿命及可靠性；同时，省去部分零件安装边的设计，达到减轻零件质量的效果。因此，最终确定零件整合方案以减轻发动机质量、提高结构可靠性为目标。集成化设计研究思路如图2所示。

图2 集成化设计研究思路

 发动机轻量化设计研究

结合发动机零部件结构功能与承载性能约束，创新团队将面向增材制造工艺的拓扑优化技术应用至零件的轻量化设计中。利用变密度拓扑优化设计驱动材料分布，从而获得零件高效、轻量化的创新构型。在此基础上考虑增材制造工艺约束性，对拓扑优化构型进行重构，优化零件结构形式，实现拓扑构型的可制造性及工程适用性。针对拓扑空间较小的集成化静子件，则利用增材制造可实现高度复杂构型成形的特点，对集成化零件进行结构适应性改进，在确保结构刚度和强度的基础上，实现静子件的轻量化设计。轻量化设计研究方案如图3所示。

图3 轻量化设计研究方案

 空心叶轮盘冷却设计研究

根据拓扑优化设计后的转子件空腔结构特点，创新团队提出了一种新的气冷叶轮盘结构（如图4所示）。其基本原理是从离心叶轮背腔引冷气，通过空心涡轮轴，到达叶轮盘内部进行冷却，从而达到叶轮盘温度降低的效果，可以显著提升发动机性能。

图4 新型冷却构型设计研究方案

 项目实施情况

集成化设计方案

创新团队在详细剖析传统发动机零件结构、功能、材料及装配关系后，制订了多种零件集成化方案。针对集成化结构开展了性能评估、结构强度评估、转静子间隙评估及增材制造工艺可行性评估，突破了可提升结构可靠性的集成化设计技术，实现发动机本体零部件数量减少81%。发动机集成化前后结构对比示意图如图5所示。

图5 发动机集成化设计对比图

轻量化设计方案

创新团队采用面向增材制造工艺的拓扑优化技术完成了发动机主要零部件轻量化设计，包括转子件和静子件等，优化后零件结构如图6所示，最终实现整机减轻质量17.3%。，详细情况见表1

图6 集成化静子件轻量设计前后

表1 增材制造发动机结构优化前后质量减轻情况

整机试验

现阶段，创新团队已完成所有零部件的增材制造制备（如图7所示），串装增材制造静子件和传统工艺转子件的发动机已完成两次点火试验，发动机性能达标，状态稳定。

图7 试验后发动机分解图

为验证串装增材制造发动机的场外工作能力，创新团队将串装增材制造发动机装在航模飞机上，并对航模飞机进行改装，开发专门的数据传输系统，进行了飞行试验（如图8所示）。

图8 串装发动机装机航模并试飞

 创新点

本项目创新点主要体现在产品结构创新和生产工艺创新上，具体创新点如下。

一是建立了基于增材制造技术的发动机零件集成化设计技术。通过该集成化技术，研制了一型基于增材制造技术的高度集成化的小型涡喷发动机，零件集成率高达81%，降低发动机装配难度，提高发动机的可靠性和维修性。

二是建立了面向增材制造和拓扑优化技术的零件轻量化设计技术。通过本项目发展的轻量化设计技术，使创新结构空心离心叶轮、空心涡轮轴及空心涡轮盘等优化设计有了重大突破，并采用增材制造工艺实现了空心转子件的加工制备。

三是创新性地提出了一种基于增材制造工艺的气冷叶轮盘构型。通过本项目发展的气冷叶轮盘新构型是通过轮盘腔内引入冷气来冷却叶轮盘，初步估算可有效降低轮盘温度，从而提升发动机性能。

 结束语

创新团队以微型涡喷航空发动机为技术验证平台，探索增材制造技术在航空发动机设计和制造领域的应用研究，开展了基于增材制造技术的发动机结构集成化、轻量化及创新型冷却构型设计技术研究，实现了航空发动机集成化、轻量化及高可靠性设计，并初步完成串装增材制造发动机的整机试验验证。从本项目获得的集成化、轻量化设计技术对提升发动机设计和制造能力具有重要意义，可推广应用至高性能发动机的研制。

来源：航空动力 l

基于增材制造的微型涡喷发动机轻量化设计及试验

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洞察

搅拌摩擦增材制造技术的研究进展表明，该技术在轻质大型结构件增材制造、特征结构添加、梯度材料与涂层制备、缺陷损伤修复及新型复合材料制备等方面具备较大的应用潜力。”

 大尺寸、大壁厚

南航柔性成形技术与装备研究团队利用搅拌摩擦沉积增材制造技术，成功制造出1m级高强铝合金圆环样件，在大型构件整体增材制造的工艺稳定性、精度控制及应力变形调控等方面实现技术突破，为大尺寸、大壁厚圆环/筒类复杂结构件加工制造开辟了新途径。

搅拌摩擦沉积增材技术是一种基于摩擦产热的新型固态增材制造工艺，利用旋转工具与金属材料的摩擦热，使材料达到塑性状态并实现逐层沉积，最终形成三维实体零件，通过精确控制工艺参数，可以实现高质量、高效率的增材制造。该技术具有增材组织致密、热影响区小、残余应力低等优点，在航空航天、汽车制造等领域展现出广阔的应用前景。

 团队简介：

南京航空航天大学柔性成形技术及装备研究团队始终坚持“立足空天、服务国防”的科研理念，以高质量党建引领高质量发展，以服务国家和国防重大需求为牵引，系统开展柔性成形基础理论、关键技术攻关、数字化柔性精确成形装备研发与航空航天重大工程应用等工作。目前，团队具有国家级高层次人才、国家级青年人才、重大基础研究项目首席科学家、中国科协青年托举、博新计划等教师8名、博士研究生20余名、硕士研究生60余名。

团队承担某国家级人才项目、国家重大基础研究项目、国家重大转化项目、国家科技重大专项（07）、国家重点研发计划重点专项、领域基金重点项目、国家级青年人才项目、国家自然科学基金项目（重点、面上、青年、国合）以及江苏省重点研发计划重点项目、国际合作项目等30余项，千万级项目4项；另外承担国防军工型号预研、民口科技成果转化关键技术和工艺研发等企业横向项目等20余项。团队获授权专利110余件，出版中英文学术专著6部，发表学术论文240余篇【Nature Communications (IF=16.6)，Progress in Materials Science（IF=37.4），International Journal of Machine Tools & Manufacture（IF=14）】，牵头制定国家标准4项；荣获江苏省科学技术一等奖、军事科技进步二等奖、国防技术发明二等奖、教育部科技进步二等奖、日内瓦国际发明展特别金奖（大会最高奖）等省部级奖8项。

来源
NUAA柔性成形技术与装备研究团队l

南航柔性成形技术与装备研究团队利用搅拌摩擦沉积增材制造技术成功制造出1m级高强铝合金圆环样件

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洞察

根据 的市场研究，未来的驱动任务-无论是在工业领域还是交通领域-都对各个组件提出了很高的要求。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达到了极限。而另一方面，随着增材制造 (AM) 技术日趋成熟，增材制造为电机的制造开辟了另外一条曲径通幽之路：3D打印-增材制造电机（EM）只是时间问题。

预测在未来几年内原型领域的电机组件3D打印将急剧增加，最有可能集中在3D打印机器绕组、热交换器和同步转子上。此外，提升电机效率的一个关键在于其内部定子和转子所用的软磁合金材料，增材制造高性能软磁合金对高频电机铁芯的制造和应用具有重要的工程意义。”

DeepTech深科技报道了华中科技大学非晶态材料实验室在电机领域的突破：

在现代工业生产和社会生活中，电机被广泛应用于电动汽车、高铁、精密机床等多个关键领域，其所消耗的电能占全国总用电量的 40%。

电机所消耗的电能除了转化为机械能发挥作用外，剩余部分全部转化为热能浪费掉，其中机械能相较于电机总耗电量的占比就是电机的效率。

研究表明，如果电机的效率可以提升 1%，那么每年中国就能节省 500 亿度电。想要提升电机的效率，其内部定子和转子所用的软磁合金材料是关键。

目前普遍使用的软磁材料是硅钢，其矫顽力高和电阻率低的固有属性，制约了降低电机损耗的进一步降低。

近些年来新兴的多组元合金，比如高熵合金、中熵合金和非晶合金，得益于其广阔的成分空间，可以在很大范围内进行微观组织和性能的调控，有望获得性能更为优异的软磁材料。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

然而，软磁多组元合金的成形性通常较差，通过传统的加工方式难以制备复杂构件。

激光增材制造是一种以激光为热源，逐层熔化粉末从而成形零件的新技术，可以加工任意复杂形状的零件。目前，已有不少增材制造软磁多组元合金的工作报道。

但是，增材制造过程中复杂的热历史会导致软磁多组元合金形成复杂的微观组织结构，这导致最终得到样品的软磁性能（如矫顽力过大）无法满足实际需求。

为了解决这个问题，华中科技大学非晶态材料实验室的柳林教授、张诚教授团队瞄准目前高频电机亟需解决的节能问题开展研究。

软磁非晶合金由于其独特的原子排布结构特征具有一系列优异的软磁性能，比如：高磁导率、高电阻率、低矫顽力和低损耗等优点。

然而，由于铁基非晶合金具有硬度高、脆性大的特点，使得传统加工方式难以对其进行加工成形。

于是，他们利用紫外皮秒脉冲激光切割软磁非晶条带并进行叠片制备出非晶定子样件，实现了低损耗非晶定子的快速无损加工。

（来源：Scripta Materialia）

然而该技术无法用于复杂异形结构铁芯的制备，制约了其进一步的发展。为了突破异形结构铁芯的成形难题，他们同步开展第二个方向研究工作——增材制造多组元软磁合金。

期间，他们进行了大量的软磁无序合金成分设计工作，采用铸造法制备得到了一批具有优异软磁性能的合金体系，随后采用增材制造技术对这些体系进行加工成形。

由于增材制造过程中极快速升降温的效应会导致样品中非平衡相的形成，使得最终制得样品的性能相较于铸态样品发生恶化。

如何在激光这种高能热源导致的极端环境中得到对软磁性能有益的物相结构，是他们遇到的一个瓶颈问题。

为了解决这一问题，他们结合以往工作中粉末表面改性的经验对本工作中所使用的粉末进行表面改性，并对增材制造工艺进行了大量优化，对不同粉末改性和增材制造工艺下得到的微观组织结构的演变规律和磁学性能进行探索。

经过不懈的努力，最终他们寻找到了 FeCoNi 和 Fe2O3 这一组合及其对应的最优工艺参数。

除此之外，他们还采用增材制造技术对软磁非晶合金进行成形，即在增材制造软磁多组元合金中引入原位物相调控的策略来调控微观结构，从而获得了优异的软磁性能。

该策略基于纳米氧化物表面改性的元素粉末，在激光增材制造过程中原位调控物相结构（体心立方结构（BCC，body-centered cubic）/面心立方晶格（FCC，face centered cubic）双相变 FCC 单相），实现软磁性能的优化，从而有效解决当前增材制造软磁多组元合金在性能上的不足。

具体来说，他们首先选择了一种非等摩尔比的 FeCoNi 中熵合金作为基础合金，该合金体系具有高饱和磁感应强度的优点，但其双相结构的特点导致其矫顽力较高。

于是，他们采用原位物相调控的策略对其相结构和磁学性能进行了优化。

这一过程包含三个步骤：

首先，通过湿化学法在单质元素粉末表面均匀包覆一层纳米 Fe2O3 颗粒；

随后，采用激光增材制造技术将预处理后的粉末加工成形成样品，在该过程中 BCC/FCC 双相结构转变为 FCC 单相结构，纳米 Fe2O3 颗粒转变为 FeO 颗粒；

最后，通过高温热处理进一步优化组织结构及磁学性能。

经过上述步骤，他们得到了单一 FCC 结构的 FeCoNi 中熵合金/FeO 复合材料，该材料的饱和磁感应强度达到 2.05T，矫顽力低至 115A/m，这些性能优于大多数增材制造软磁合金。

另外，FeO 颗粒将电阻率提高至未添加纳米颗粒样品的两倍，从而有效降低铁损。

总的来说，本研究中提出的创新策略为增材制造高性能软磁合金提供了新的思路，也对高频电机铁芯的制造和应用具有重要的工程意义。

这一成果潜在的应用场景主要是电机，尤其是高频电机中的铁芯。如前所述，电机效率任何微小的提升都可以节约大量的能源。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

为了做到这一点，电机中所采用软磁材料需要同时具有低矫顽力和高电阻率的性能特点。而且随着技术的发展，电机内部的结构也越来越复杂，传统加工技术在成形这些复杂形状时显得力不从心。

而本次工作可以同时解决上述两个问题：

首先增材制造技术可以解决样件复杂度的问题；其次采用原位物相调控策略制备的多组元无序合金展现出优异的软磁性能，从而满足电机对软磁材料性能的要求。

然而由于软磁非晶合金的玻璃形成能力通常较低，导致在激光 3D 打印过程中形成了许多脆性硬磁晶化相，这些相会增大了矫顽力。因此后续他们将继续探索增材制造成形软磁非晶合金的新方法，致力于解决当前面临的技术难题。

来源
DeepTech深科技 l

科学家提出增材制造原位物相调控新策略，材料饱和磁感应强度达到2.05T

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德国法兰克福，2024 年 11 月 19 日 – 全球领先的负责任制造（AM）解决方案供应商、选择性激光烧结（SLS）3D 打印技术的先驱 EOS 推出了新型 EOS P3 NEXT 工业 3D 打印机，将聚合物生产率和效率提高到一个新水平，为 2024 Formnext 展会拉开了序幕。

EOS P3 NEXT 是根据广泛的市场反馈意见开发的，其生产率最高可提高 50%，投资收益率在同类产品中名列前茅。

我们倾听了客户和市场的声音，推出了我们认为为中型系列聚合物 SLS 生产树立新基准的产品，EOS P3 NEXT 是一台生产效率极高的设备，与 EOS PA 2220 HighReuse 和 ALM PA 950 HD 等只需极少刷新的新型材料相结合，EOS P3 NEXT 为口腔设备、眼镜、手术导板和结构件的 SLS 生产提供了最有力的支持。我们的聚合物解决方案具有悠久的医疗传统，二十多年来已被众多客户成功应用。

- Virginia Palacios | EOS 聚合物首席业务官

新型聚合物 3D 打印系统：EOS P3 NEXT

美国领先的工业服务提供商 ADDMAN 是首批探索 EOS P3 NEXT 的客户之一。该系统将为 ADDMAN HEAL 中心提供高生产力的增材制造资源，旨在促进创新，使医疗合作伙伴能够利用尖端的增材制造技术制造出高质量、可靠的医疗设备。

EOS P3 NEXT 是帮助我们满足 HEAL 中心严格要求的理想 3D 打印技术。它使我们能够在经过全面认证的生产环境中为规范的医疗市场制造应用产品。归根结底，我们的目标是始终以最高的质量和成本效益满足客户的认证生产需求，我们相信 EOS P3 NEXT 将帮助我们实现这一承诺。

- Tim Brasher | ADDMAN 市场开发部高级总监

EOS P3 NEXT 配备了集成监控模块，整体占地面积比 EOS P 396 略小，所需的占地面积更少，但仍能保持相同的构建体积（340x340x600mm）。它最大的变化在于：先进的软件更新和扫描算法、改进的刮刀速度、优化的加热装置以及新的外围设备，这些都是 EOS P3 NEXT 的优势所在：

• 提高生产率：通过加速预扫描、铺粉和冷却时间，优化工艺顺序，使生产率提高 50%
• 提高机器利用率：机器利用率高达 90%，确保机器、人力和地面空间得到有效利用，同时推动卓越运营
• 提高材料效率：ALM PA 950 HD 尼龙 12 材料的材料重复利用率为 80%；EOS PA 2220 高重复利用率材料的材料重复利用率为 70%
• 降低总拥有成本：总拥有成本最多可降低 30%
• 提高零件质量：通过灵活的参数调整能力和材料多样性，提高尺寸精度、表面光洁度和机械零件性能
• 用户友好的“打印到零件”工作流程：简化生产流程，包括零件的拆包和精加工以及材料的筛分和混合，确保安全高效的操作
• 为监管市场做好准备：生物兼容材料、经现场验证的技术、EOS 鉴定服务和质量保证程序

EOS P3 NEXT速度更快、效率更高，而且采用了新型材料，为免工具制造开辟了新的可能性。该系统为用户提供了端到端的制造解决方案，简化了生产流程，并为操作员创建了更加友好的用户界面。无论是否有AM经验，该系统都能让您轻松实现工业聚合物3D打印。

- Alexander Prillwitz | EOS P3 NEXT产品经理

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近年来，航空航天制造领域对材料的要求不断提升。碳化硅（SiC）基陶瓷复合材料（CMC）因具有高比强、耐高温、低膨胀等众多优点，被广泛应用于航空航天、光伏电子、半导体等国家重大战略装备、核心支柱产业。

但CMC-SiC属于高硬度、高脆性且各向异性的难加工新型材料，传统制造工艺存在复杂构件成形难、废品率高、工序长、成本高等诸多问题，复杂结构难以甚至无法制造，严重制约了其在高新技术领域的发展步伐。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

”

华中科技大学材料科学与工程学院史玉升教授团队专注于增材制造材料、设备、工艺及软件的系统化研究。该团队的李晨辉教授从事陶瓷材料研究20余年，自2013年开始聚焦于3D打印陶瓷材料的制备、成形、烧结全流程技术的开发、研究与技术服务。目前，李晨辉教授采用SLS增材制造+反应熔渗方法，在华曙高科403P系列设备上成功实现复杂碳化硅陶瓷零件打印和后续烧结工艺，取得重大突破。

3D打印碳化硅基陶瓷材料可以稳定做到抗弯强度≥250MPa，密度≥2.95g/cm³，可实现米级大型构件和毫米级精细结构的增材制造，并成功开发涵盖材料、工艺、后处理全套工艺技术，在某些重要领域取得实质性应用。

 3D打印碳化硅陶瓷典型应用

随着光伏电子、半导体行业的崛起，科技的发展对芯片的需求量日益剧增。李晨辉教授等人采用华曙SLS设备，可直接成形大跨距、小杆径等复杂精细结构SiC陶瓷构件，成形尺寸精度高（变形小于1%），满足半导体等领域对SiC构件高纯度要求，且纯度最高可达99.999%。

在节能环保领域，SiC陶瓷构件可实现无焰充分燃烧，节约能源并减少排放，负载催化剂会大幅降低污染物分解温度，在低热值气体利用、废气处理和垃圾焚烧等领域有很大的应用前景。

 华曙高科SLS解决方案优势

作为工业级3D打印领航企业，华曙高科充分发挥自身在金属、高分子增材制造领域的技术优势，提供涵盖设备、材料、工艺、技术支持于一体的全产业链解决方案，助力高校科研用户在新材料、新应用等领域不断深入探索，不断实现碳化硅陶瓷等新型材料在不同应用领域的创新突破。

• 材料范围广：对于材料适用性强，打印成功率高。
• 多区温控专利技术：403P系列设备采用动态聚焦技术，同时配置华曙独创多区独立温控专利技术，热场十分均匀稳定，温差严格控制在±4℃以内，确保碳化硅基陶瓷材料烧结过程的稳定性和均匀性。
• 深度开源：主要的温场和能量参数开放用户，适合科研培训和新材料的研发应用。

碳化硅陶瓷制备技术的高速发展，使得其性能不断提高，这将进一步推动碳化硅市场的发展。3D打印技术作为高端装备制造领域的重要技术手段，始终致力于解决传统制造工艺提出的挑战，在实现陶瓷材料无模成形、缩减产品设计周期、精细陶瓷微结构等方面发挥着极其重要的作用。华曙高科也将持续技术创新，助力科研事业创造更大的价值和效益。

8月28-30日，华曙高科亮相深圳Formnext+PM South China，现场展示华曙高科碳化硅陶瓷、PEEK、PPS等新型材料增材制造解决方案和创新应用。华中科技大学李晨辉教授还将现场分享《SLS打印碳化硅工艺及其应用》主题演讲，欢迎莅临华曙B01展台现场交流！

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