包装印刷金属3D激光打印机初步调查报告

1、(金属)3D激光打印机初步调查报告目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc341164565 一.前言 PAGEREF _Toc341164565 h 2 HYPERLINK l _Toc341164566 二.3DD打印机机的几种种技术简简介 PAGEREF _Toc341164566 h 2 HYPERLINK l _Toc341164567 三.国外外现状 PAGEREF _Toc341164567 h 5 HYPERLINK l _Toc341164568 3.1代代表性的的企业/高校和和3D打印印机产品品 PAGEREF _Toc341164568 h 5

2、 HYPERLINK l _Toc341164569 3.2国国外打印印案例（用3DD打印机机打印出出来的东东西） PAGEREF _Toc341164569 h 10 HYPERLINK l _Toc341164570 四.国内内现状 PAGEREF _Toc341164570 h 14 HYPERLINK l _Toc341164571 4.1代代表性的的企业/高校和和3D打印印机产品品 PAGEREF _Toc341164571 h 14 HYPERLINK l _Toc341164572 五.相关关技术/难点 PAGEREF _Toc341164572 h 20 HYPERLINK l

3、 _Toc341164573 六.应用用领域/发展趋趋势 PAGEREF _Toc341164573 h 21 HYPERLINK l _Toc341164574 6.1革革命(?) PAGEREF _Toc341164574 h 21 HYPERLINK l _Toc341164575 6.2应应用领域域 PAGEREF _Toc341164575 h 22 HYPERLINK l _Toc341164576 6.3打打印机价价格 PAGEREF _Toc341164576 h 22 HYPERLINK l _Toc341164577 66.4打打印服务务 PAGEREF _Toc34116

4、4577 h 23 HYPERLINK l _Toc341164578 6.5全全球销售售额预测测 PAGEREF _Toc341164578 h 24 HYPERLINK l _Toc341164579 七.目前前的推广广/应用的的局限处处/瓶颈 PAGEREF _Toc341164579 h 24 HYPERLINK l _Toc341164580 7.1成成本（耗耗材的价价格） PAGEREF _Toc341164580 h 24 HYPERLINK l _Toc341164581 7.2打打印材料料（耗材材）的多多样性/可用性性 PAGEREF _Toc341164581 h 25 H

5、YPERLINK l _Toc341164582 7.3打打印的精精度 PAGEREF _Toc341164582 h 25 HYPERLINK l _Toc341164583 7.4打打印的速速度 PAGEREF _Toc341164583 h 25 HYPERLINK l _Toc341164584 7.5成成品力学学性能 PAGEREF _Toc341164584 h 26 HYPERLINK l _Toc341164585 7.6用用户对33D绘图图软件/CADD软件的的掌握 PAGEREF _Toc341164585 h 26 HYPERLINK l _Toc341164586 7.

6、7知知识产权权的保护护 PAGEREF _Toc341164586 h 26 HYPERLINK l _Toc341164587 八.公开开的资源源/资料 PAGEREF _Toc341164587 h 27 HYPERLINK l _Toc341164588 8.1金金属3DD激光打打印视频频 PAGEREF _Toc341164588 h 27 HYPERLINK l _Toc341164589 8.2开开源3DD打印机机 PAGEREF _Toc341164589 h 27 HYPERLINK l _TToc334111645590 九.个人初初步感觉觉/建议 PAGEREF _Toc3

7、41164590 h 29 HYPERLINK l _Toc341164591 十.附一一些名词词解释 PAGEREF _Toc341164591 h 29 HYPERLINK l _Toc341164592 10.11粉末冶冶金 PAGEREF _Toc341164592 h 29 HYPERLINK l _Toc341164593 10.22掺镱光光纤激光光器 PAGEREF _Toc341164593 h 30 HYPERLINK l _Toc341164594 10.33振镜技技术 PAGEREF _Toc341164594 h 31作者：健健朗王威威达，220122年111月作者附言

8、言：本文文是作者者个人对对3D打打印技术术（较侧侧重激光光金属33D打印印这块）的初步步调研报报告，是是根据网网络相关关材料整整理而成成，给有有兴趣关关注、了了解或从从事3DD打印技技术、33D打印印机和33D打印印应用服服务的个个人（发发烧友）和普通通公司提提供入门门时的参参考。本本文数据据和案例例均引用用自互联联网，故故个别数数据和观观点之间间会有冲冲突的地地方，都都摆出来来，供读读者自行行判断。一.前言言3D打印印机，英文“3D Priinteers”，3D 打印这个个名称是是近年来来该产品品针对民民用市场场而出现现的一个个新词，是通俗俗叫法，其实在在专业领领域它有其它学术术名称“快速成

9、成形技术术”(及“快速原原型制造造技术”、“增量制制造技术术”、“增材制制造技术术”)。快速成形形技术(又称快快速原型型制造技技术 RRapiid PProttotyypinng MManuufaccturringg，简称称RPMM)，诞诞生于220世纪纪80年代代后期，是基于于材料堆堆积法的的一种高高新制造造技术，是一种种不再需需要传统统的刀具具、夹具具和机床床就可以以打造出出任意形形状，根根据零件件或物体体的三维维模型数数据，通通过成型型设备以以材料累累加的方方式制成成实物模模型的技技术，被认为为是近220年来来制造领领域的一一个重大大成果。它集机机械工程程、CAAD、逆逆向工程程技术、分

10、层制制造技术术、数控控技术、材料科科学、激激光技术术于一身身，可以以自动、直接、快速、精确地地将设计计思想转转变为具具有一定定功能的的原型或或直接制制造零件件，从而而为零件件原型制制作、新新设计思思想的校校验等方方面提供供了一种种高效低低成本的的实现手手段。RPM 技术是是在现代代CADD/CAAM 技技术、激激光技术术、计算算机数控控技术、精密伺伺服驱动动技术以以及新材材料技术术的基础础上集成成发展起起来的。不同种种类的快快速成型型系统因因所用成成形材料料不同，成形原原理和系系统特点点也各有有不同。但是，其基本本原理都都是一样样的，那那就是分层制制造，逐逐层叠加加，这种工工艺可以以形象地地叫

11、做增长法法或加法。形象地地讲，快快速成形形系统就就像是一一台立体打打印机，因此此得名“3D打印印机”。3D打印印机的原原理：3D 打印机机可以根根据零件件的形状状，每次次制做一一个具有有一定微微小厚度度和特定定形状的的截面，然后再再把它们们逐层粘粘结起来来，就得得到了所所需制造造的立体体的零件件。每个个截面数数据相当当于医学学上的一一张CTT 像片片；整个个制造过过程可以以比喻为为一个积分的过程程。当然然，整个个过程是是在电脑脑的控制制下，由由3D打印印机系统统自动完完成的。二.3DD打印机机的几种种技术简简介3D打印印机的技技术：现在市市面上已已经有十十几种不不同的33D打印印机的技技术，其

12、其中比较较成熟的的有SLLS、SLAA、LOMM 和FDMM等方法法。其中中SLSS 3D打印印机技术术简介如如下：19899年，CC.R.Deccharrd发明明SLSS（Sellecttivee Laaserr Siinteerinng），利用用高强度度激光将将材料粉粉末烤结结，直至至成型。这种技技术的特特点在于于选材范范围广泛泛，比如如尼龙、腊、AABS、金属和和陶瓷粉粉末等都都可以作作为原材材料。SLSS(Seelecctivve LLaseer SSintteriing)选择性性激光烧烧结（以以下简称称SLSS）技术术最初是是由美国国德克萨萨斯大学学奥斯汀汀分校的的Carrlckka

13、rdd（C.RR. DDechhardd）于19889年在在其硕士士论文中中提出的的。后美美国DTTM公司司于19992 年推出出了该工工艺的商商业化生生产设备备Sinnterr Saatioon。几几十年来来，奥斯斯汀分校校和DTTM公司司在SLLS 领领域做了了大量的的研究工工作，在在设备研研制和工工艺、材材料开发发上取得得了丰硕硕成果。德国的的EOSS公司在在这一领领域也做做了很多多研究工工作，并并开发了了相应的的系列成成型设备备（g00.httml）。国内也有有多家单单位进行行SLSS的相关关研究工工作，如如华中科科技大学学、南京京航空航航天大学学、西北北工业大大学、中中北大学学和北京

14、京隆源自自动成型型有限公公司等，也取得得了许多多重大成成果，如如南京航航空航天天大学研研制的RRAP-I型激激光烧结结快速成成型系统统、北京京隆源自自动成型型有限公公司开发发的AFFS 3000激光快快速成型型的设备备。选择性激激光烧结结是采用用激光有有选择地地分层烧烧结固体体粉末，并使烧烧结成型型的固化化层层层层叠加生生成所需需形状的的零件。其整个个工艺过过程包括括CADD模型的的建立及及数据处处理、铺铺粉、烧烧结以及及后处理理等。SLS 技术3DD 打印印机的工工作原理理：整个工工艺装置置由粉末末缸和成成型缸组组成，工工作时粉粉末缸活活塞（送送粉活塞塞）上升升，由铺铺粉辊将将粉末在在成型缸

15、缸活塞（工作活活塞）上上均匀铺铺上一层层，计算算机根据据原型的的切片模模型控制制激光束束的二维维扫描轨轨迹，有有选择地地烧结固固体粉末末材料以以形成零零件的一一个层面面。粉末末完成一一层后，工作活活塞下降降一个层层厚，铺铺粉系统统铺上新新粉。控控制激光光束再扫扫描烧结结新层。如此循循环往复复，层层层叠加，直到三三维零件件成型。最后，将未烧烧结的粉粉末回收收到粉末末缸中，并取出出成型件件。对于于金属粉粉末激光光烧结，在烧结结之前，整个工工作台被被加热至至一定温温度，可可减少成成型中的的热变形形，并利利于层与与层之间间的结合合。SLS 技术的的特点：与其它它3D 打印机机技术相相比，SSLS 最突

16、出出的优点点在于它它所使用用的成型型材料十十分广泛泛。从理理论上说说，任何何加热后后能够形形成原子子间粘结结的粉末末材料都都可以作作为SLLS 的的成型材材料。目目前，可可成功进进行SLLS 成成型加工工的材料料有石蜡蜡、高分分子、金金属、陶陶瓷粉末末和它们们的复合合粉末材材料。由由于SLLS 成成型材料料品种多多、用料料节省、成型件件性能分分布广泛泛、适合合多种用用途以及及SLSS无需设设计和制制造复杂杂的支撑撑系统，所以SSLS 的应用用越来越越广泛。小结SLLS 技技术：3D 打印机机技术中中，金属属粉末SSLS技技术是近近年来人人们研究究的一个个热点。实现使使用高熔熔点金属属直接烧烧结

17、成型型零件，对用传传统切削削加工方方法难以以制造出出高强度度零件，对快速速成型技技术更广广泛的应应用具有有特别重重要的意意义。展展望未来来，SLLS 形形技术在在金属材材料领域域中研究究方向应应该是单单元体系系金属零零件烧结结成型，多元合合金材料料零件的的烧结成成型，先先进金属属材料如如金属纳纳米材料料，非晶晶态金属属合金等等的激光光烧结成成型等，尤其适适合于硬硬质合金金材料微微型元件件的成型型。此外外，根据据零件的的具体功功能及经经济要求求来烧结结形成具具有功能能梯度和和结构梯梯度的零零件。相相信随着着人们对对激光烧烧结金属属粉末成成型机理理的掌握握，对各各种金属属材料最最佳烧结结参数的的获

18、得，以及专专用的快快速成型型材料的的出现，SLSS技术的的研究和和引用将将进入一一个新的的境界。其他几种种3D打打印机技技术简介介如下：SLA 是Sttereeo llithhogrraphhy AAppeearaancee的缩缩写，即即立体光光固化成成型法。用特定定波长与与强度的的激光聚聚焦到光光固化材材料(液液态光敏敏树脂原原料)表表面，使使之由点点到线，由线到到面顺序序凝固，完成一一个层面面的绘图图作业，然后升升降台在在垂直方方向移动动一个层层片的高高度，再再固化另另一个层层面。这这样层层层叠加构构成一个个三维实实体。19922年，HHeliisyss发明LLOM（Lamminaated

19、d Obbjecct MManuufaccturringg），利用用薄片材材料、激激光、热热熔胶来来制作物物体。然然而该33D打印印技术的的原材料料一直仅仅限于纸纸等膜，性性能较低下。LOMM分层实实体制造造法（LLOMLaaminnateed OObjeect Mannufaactuurinng），LOMM又称层层叠法成成形，它它以片材材（如纸纸片、塑塑料薄膜膜或复合合材料）为原材材料，激激光切割割系统按按照计算算机提取取的横截截面轮廓廓线数据据，将背背面涂有有热熔胶胶的纸用用激光切切割出工工件的内内外轮廓廓。切割割完一层层后，送送料机构构将新的的一层纸纸叠加上上去，利利用热粘粘压装置置将已

20、切切割层粘粘合在一一起，然然后再进进行切割割，这样样一层层层地切割割、粘合合，最终终成为三三维工件件。LOOM 常常用材料料是纸、金属箔箔、塑料料膜、陶陶瓷膜等等，此方方法除了了可以制制造模具具、模型型外，还还可以直直接制造造结构件件或功能能件。19888年，SScottt CCrummp 发发明了一一种3DD打印技技术FDDM（Fussed Depposiitioon MModeelinng），并成成立公司司Strrataasyss。这个个技术的的特点是是它能利利用腊、ABSS、PCC、尼龙龙等热塑塑性材料料来制作作物体，具备性性能优良良的特点点。FDMM 3DD 打印印机技术术简介如如下：

21、熔熔积成型型（FDDMFussed Depposiitioon Moddeliing）法，该该方法使使用丝状状材料（石蜡、金属、塑料、低熔点点合金丝丝）为原原料，利利用电加加热方式式将丝材材加热至至略高于于熔化温温度（约约比熔点点高1），在在计算机机的控制制下，喷喷头作xx-y 平面运运动，将将熔融的的材料涂涂覆在工工作台上上，冷却却后形成成工件的的一层截截面，一一层成形形后，喷喷头上移移一层高高度，进进行下一一层涂覆覆，这样样逐层堆堆积形成成三维工工件。FFDM 技术的的特点：该技术术污染小小，材料料可以回回收，用用于中、小型工工件的成成形。成成形材料料：固体体丝状工工程塑料料；制件件性能：

22、相当于于工程塑塑料或蜡蜡模；主主要用途途：塑料料件、铸铸造用蜡蜡模、样样件或模模型。（PS：目前前国内外外常见的的个人级级3D打印印机多用用此技术术。）19933年，麻麻省理工工大学教教授Emmanuual Sacchs发发明Thhreee-Diimennsioonall Prrinttingg技术（3DPP，非泛泛指的 3D打打印技术术），利利用金属属、陶瓷瓷等粉末末，通过过粘接剂剂黏在一一起成型型。这种种技术的的优点在在于制作作速度快快，价格格低廉，但成品品的强度度较低。19995年，Z CCorpporaatioon获得得麻省理理工大学学的许可可，利用用该技术术来生产产3D打打印机。基于

23、微喷喷射粘结结技术的的三维打打印（33DP），也可可用于金金属粉末末快速成成形，33DP技技术用喷喷头代替替激光器器，它与与当前应应用较广广泛的SSLS技技术相比比，设备备投资小小、运行行成本低低、寿命命长、维维护简单单、环境境适应性性好。基基于微喷喷射粘结结的3DDP工艺艺的成形形原理为为：将制制件的CCAD三三维模型型根据工工艺要求求进行离离散分层层得到一一系列的的层片，按照这这些层片片的轮廓廓信息，铺粉装装置逐层层铺粉，且喷头头喷射粘粘结剂微微滴选择择性地固固化一层层一层的的粉末，形成各各截面轮轮廓，并并逐步有有序地叠叠加成三三维实体体。但33DP工工艺通过过粉末的的粘连而而堆积成成形，

24、成成形的制制件具有有疏松多多孔的结结构，这这种结构构会使制制件的强强度偏低低，成形形的制件件需采用用后处理理强化工工艺使组组织致密密化以提提高其强强度，且且后处理理工艺（如高温温烧结、热等静静压）会会使制件件体积严严重收缩缩。因此此，采用用合适的的后处理理强化工工艺使三三维打印印成形的的零件或或模具致致密化而而不发生生明显的的体积收收缩是现现阶段研研究的重重点和难难点。目目前，金金属粉末末三维打打印成形形的研究究主要集集中在成成形工艺艺参数控控制与优优化、制制件后处处理强化化工艺改改进等方方面，其其目的是是解决制制件的精精度和强强度偏低低问题。金属粉粉末3DDP成形形的制件件通常采采用的致致密

25、化处处理工艺艺主要是是高温烧烧结和热热等静压压，基于于浸渗处处理工艺艺的研究究也有报报道，制制件经致致密化处处理后，其致密密度可达达98%，甚至至可完全全致密化化。但经经致密化化处理后后的制件件线收缩缩率很大大，使制制件的最最终尺寸寸产生较较大偏差差，难以以得到近近净产品品，这是是阻碍金金属零件件3DPP快速制制造工业业化应用用的关键键所在。()除了上面面几种最为为熟悉的的技术外外，还有有其他一一些技术术也已经经实用化化，如UUV、三维打打印技术术、光屏屏蔽工艺艺、直接接壳法、直接烧烧结技术术、全息息干涉制制造等这这里就不不做详细细介绍。三.国外外现状3.1代代表性的的企业/高校和3D打打印机

26、产产品除了上面面已提到的的国外的的企业/高校及及产品，下面再再列举一一些比较较知名的的：19966 年，3D Sysstemms、SStraatassys、Z CCorpporaatioon公司司分别推推出 AActuua 221000、Geenissys、Z4002产品品，第一一次使用用了“33D 打打印机”的称谓谓。20055 年，Z CCropporaatioon 发发布Sppecttrumm Z5510，这是世世界上第第一台高高精度彩彩色3DD打印机机。同一一年，英英国巴恩恩大学的的Adrriann Boowyeer发起起开源33D打印印机项目目ReppRapp，其目目标是制制造出“自

27、我复复制机”，通过过 3DD 打印印机本身身，能够够制造出出另一台台3D打打印机。20008 年年，第一一版ReepRaap发布布，代号号“Daarwiin”，能够打打印自身身50% 的元元件，体体积仅一一个箱子子大小。德国EOOS公司司的金属属粉末烧烧结机-EOSS金属激激光粉末末烧结系系统设备备（ HYPERLINK ）。产品名称称： EOSIINT M2770金属属激光烧烧结系统统。该设备备采用EEOS公公司研发发的DMMLS技技术（DDireect Mettal Lasser-Sinnterringg）进行行金属件件制作。EOSSINTT M2270激激光烧结结系统采采用的是是Yb-f

28、ibbre激激光发射射器，具具有高效效能、长长寿命等等特点。精准的的光学系系统能够够保证模模型的表表面光滑滑度和准准确度。氮气发发生装置置以及空空压系统统则使设设备的使使用更加加安全。技术参数数：最大成成型尺寸寸 2550mmm2500mm2155mm建建造速度度 2-30mmm3/秒层厚厚 200-1000微米米激光发发射器类类型 YYb-ffibrre激光光发射器器 2000W光光学系统统 F-theeta-lenns扫描描速度 最高速速度为77m/秒秒支撑结结构 无无电源 2200V，332A或或3800V，116A最最大功率率 55500WW氮发生生装置 标准压压缩空气气支持 7baa

29、r，220m33/小时时产品尺尺寸系统统 20000mmm10550mmm19440mmm建议安安装空间间 35500mmm36000mmm25000mmm重量 11330kgg数据处处理PCC Wiindoows操操作系统统软件 EOSS RPP Tooolss.Maagiccs RRP（MMateeriaalisse）CCAD接接口 SSTL或或其他可可转换的的格式网网络 以以太网产产品认证证 CEE，NFFPA可可使用材材料 不不锈钢材材料 钴铬钼钼合金MMP1 钴铬钼钼合金SSP1 马氏体体钢 钛合金金 纯钛 超级合合金INN7188 铝合金金升级版MM2800技术参参数：产品型号号M

30、2800最大成型型尺寸25025003225mmm建造速度度2-300mm/h激光发射射器类型型Yb-ffibrre激光光发射器器 2000W;4000W 光学系统统F-thhetaa-leens,高速扫扫描扫描速度度最高速度度为7mm/s焦距100-5000m电源支持持32A最大功率率8.5kkW氮发生装装置标准产品尺寸寸22000 mmm x 10770 mmm xx 22290 mm重量12500kg软件EOS RP Toools,Maggicss RPP (MMateeriaalisse) CAD数数据STL或或其他可可转换的的数据PCWinddowss操作系系统产品认证证CE,NNF

31、PAA美国3DD SYYSTEEMS公司的的产品：这款sPPro 2500 SLLM商用用型金属属3D打打印机为为目前比比较先进进的制造造系统，能够提提供长达达为3220毫米米（12.6英寸寸）的高高工艺金金属零件件，具有有出色的的表面光光洁度、精细的的功能性性细节与与严格的的公差。可以选选择广泛泛范围的的金属合合金使用用，包括括铝和钛钛。sProo 2550 SSLM商商用型金金属3DD打印机机的应用用领域包包括产品品质量原原型的功功能测试试，具有有有机或或高度复复杂的几几何形状状。快速速小批量量制造金金属部件件的其他他应用范范例包括括：定制制医疗植植入物、轻量级级航空航航天和赛赛车部件件、

32、高效效散热片片、带有有随形冷冷却管道道的注塑塑模具镶镶件，以以及牙帽帽、牙冠冠和牙桥桥。SLM工工艺使用用高功率率激光逐逐层熔化化直接来来自CAAD数据据的金属属细粉末末，以创创建功能能性金属属部件。每一层层操作完完后重新新喷粉机机系统将将堆积厚厚度范围围从200到1000微米米的一个个新粉末末层。SSLM系系统采用用市售的的气体雾雾化金属属粉末产产生完全全致密的的金属零零件，包包括不锈锈钢、钛钛、钴铬铬合金及及工具钢钢的材料料。这些些系统在在设计伊伊始均考考虑到工工具库或或工人的的需求，带有一一个简单单的触摸摸屏用户户界面，便于管管理粉末末处理系系统，结结构坚固固。只需需选择满满足客户户特定

33、应应用需求求的一种种围护结结构与材材料。3D打印印技术在在美国已已经产业业化，目目前有两两家3DD打印机机制造巨巨头，分分别是Strrataasyss（开发发制订行行业标准准技术之之一FDDM）和和3D Sysstemms(33D打印印技术的的创始者者)，均均在美国国纳斯达达克上市市，20011年年营业收收入分别别为1.7亿美美元和22.9亿亿美元。20111年33D打印印市场规规模177.1亿亿美元。不过，这一数数字仅占占全球制制造市场场的0.02%。以色列oobjeet公司司（ HYPERLINK ）：Objjet是是快速成成型和快快速制造造的光固固化技术术先锋，开发者者，生产产商及高高精

34、度，高分辨辨率三维维打印方方案的全全球市场场推广者者。Obbjett系统都都是基于于经过市市场证明明的自身身专利技技术的光光敏树脂脂喷射技技术，使使得极为为复杂的的三维部部件都可可以以高高品质，高精度度和高速速度打印印出来。Pollyjeet的打打印头类类似于行行式打印印机，沿沿着X轴轴前后滑滑动，在在成型室室里铺上上一层超超薄的光光敏树脂脂。每铺铺完一层层后，喷喷头架边边上的紫紫外光球球立即发发射紫外外光，快快速固化化和硬化化每层光光敏树脂脂。这一一步骤减减少了使使用其他他技术所所需的后后处理过过程。每每打印完完一层，机器内内部的成成型底盘盘就会极极为精确确地下沉沉，而喷喷头继续续一层一一层

35、地工工作，直直到原型型件完成成。精密密的工具具软件保保证了所所有的喷喷头能协协调运作作，能同同步地往往底盘上上喷射等等量的材材料。这这就产生生了特别别平坦和和光滑的的表面。成型时时使用了了两种不不同的光光敏树脂脂材料：一种是是用来成成型实体体部件的的成型材材料，另另一种类类胶体的的用来支支撑部件件的支撑撑材料。支撑结结构的骨骨架先提提前预排排好程序序用来配配合复杂杂的成型型件（如空腔腔，悬垂垂，底切切，薄壁壁的截面面）。成型完完成后，只用一一个水喷喷头就可可以轻易易地移除除支撑材材料，留留下光滑滑的表面面。南非科工工研究理理事会国国家激光光中心研研究人员员在激光光添加制制造技术术（Adddit

36、tivee Maanuffactturiing），一种种最新的的快速成成型制造造技术上上取得突突破。该该项技术术的概念念试验论论证显示示，其生生产速度度是现有有的可商商业化的的选择性性激光烧烧结技术术的8.3倍。目前，利用该该技术可可以生产产不超过过5000毫米的的小尺寸寸部件，而当日日揭牌的的Aerroswwiftt项目将将致力于于制造22mx00.5mm 的大大尺寸部部件。这这将有助助于南非非航空制制造公司司Aerrosuud在三三年内跻跻身世界界航空结结构件制制造的先先进行列列。南非科工工研究理理事会与与Aerrosuud公司司共同承承担了南南非科技技部资助助的Aeerosswifft项

37、目目，旨在在开发制制造速度度快批量量大的激激光添加加快速成成型技术术，为全全球航天天业制造造金属钛钛部件。Aerroswwiftt项目的的关键是是5千瓦瓦IPGG单光纤纤激光二二极管发发生器，它是激激光添加加制造技技术的核核心。国国家激光光中心希希望在220122年底、20113年初初完成该该项技术术设备的的安装与与测试工工作，之之后将其其拆分，运至CCentturiion的的航天谷谷，在那那里重新新组装并并投入生生产。南非Aeerossud公公司总经经理在谈谈到其发发展目标标时表示示，20013年年该技术术将在试试验厂投投入使用用，然后后再用一一至两年年时间进进行实际际开发并并获得生生产资质

38、质，20015年年实现与与全球航航空公司司合作，为其提提供小批批量、高高附加值值、复杂杂的钛金金属部件件。3.2国国外打印印案例（用3DD打印机机打印出出来的东东西）20100年3月月，一位位名为恩恩里科迪尼（Enrricoo Diini）的发明明家设计计出了一一种神奇奇的3DD打印机机，它甚甚至可以以“打印”出一幢幢完整的的建筑。据恩里里科迪尼介介绍，这这种打印印机的原原料主要要是沙子子。当打打印机开开始工作作时，它它的上千千个喷嘴嘴中会同同时喷出出沙子和和一种镁镁基胶。这种特特制的胶胶水会将将沙子粘粘成像岩岩石一样样坚固的的固体，并形成成特定的的形状，然后只只需要按按照预先先设定的的形状一

39、一层层喷喷上这种种材料，最终就就可以“打印”一个完完整的雕雕塑或者者教堂建建筑。(打印房房子)美国南加加州大学学Behhrokkh KKhosshneeviss教授预预计，截截至20050年年，使用用石灰、水泥为为耗材的的“3DD打印房房子”将将实现，20小小时内就就能打印印出一套套房子，住510年年都没有有问题。意大利设设计师MMarcco GGiubbellli使用用三维打打印机，帮助客客户打印印出了一一个900米长大大坝的33D模型型，展示示大坝建建成后的的样子。20111年，世世界上首首款应用用3D打打印技术术的汽车车“Urrbeee”在经经过155年的艰艰苦研制制后在加加拿大亮亮相，

40、这辆名名为“UUrbeee”的的汽车包包括玻璃璃嵌板在在内的所所有外部部组件都都是通过过大型33D打印印设备生生产。20122年8月月，世界界上第一一辆3DD打印赛赛车“阿阿里翁”，在德德国霍根根海姆赛赛道完成成测试，最高时时速达1141公公里。从从设计到到打印，“阿里里翁”车车身的出出炉仅用用时3周周，所使使用的33D打印印机，能能打印最最大尺寸寸达到22106880厘厘米的零零部件。(打印印赛车kku.ccom/v_sshoww/idd_XNNDQ00OTII0NTTI4.htmml)威斯康星星州工程程师、业业余枪械械师迈克克尔格格斯林克克(Miichaael Gusslicck)日日前使

41、用用Strrataasyss 3DD打印机机以及从从网络上上下载的的设计图图，成功功打印出出了ARR-155步枪的的下机匣匣，并把把它变成成了一支支枪。迈克尔尔不是使使用打印印机来打打印整只只枪，步步枪的其其他部分分，则是是利用标标准部件件组装而而成。迈迈克尔提提供了一一个早期期步枪模模型的图图片，展展示了一一个打印印的热塑塑下机匣匣，以及及购买的的金属上上枪匣、枪管、枪柄和和弹盒等等。当然然，迈克克尔也没没有制作作弹药。但随着着低端打打印机可可以打印印金属和和陶瓷材材料，可可能有一一天，人人们可以以打印出出一把完完整的枪枪。(打印步步枪 HYPERLINK )一款枪械械的设计计蓝图，发布在在

42、网络上上供人任任意下载载，你使使用家庭庭自备的的机器就就可以把把枪的所所有零件件制造出出来这是220122年8月月在网络络上发起起的“维维基武器器”项目目，发起起者希望望把制枪枪变成一一种家庭庭作坊式式的工作作，而这这一切都都赖以一一项名为为“3DD打印”的技术术。首款“33D打印印小飞机机”SULLSA已已于20011年年在英国国成功试试飞。据据悉，这这架由英英国南安安普敦大大学工程程师制造造的世界界上第一一架“3D打打印”小型无无人驾驶驶飞机，包括22米长的的机翼、整体控控制面和和舱门均均是打印印而成，可以在在几分钟钟内不使使用任何何工具就就组装完完毕。dd_XMMjkwwMjgg0Nzz

43、g4.htmml，美国福福布斯杂志报报道称，空客公公司的机机舱设计计师近日日宣称将将从打印印飞机的的小部件件开始，最终在在20550年左左右用33D打印印机打印印出整架架飞机。今年年年底A3380客客舱将首首次使用用3D打打印机生生产的行行李架；预计220500年左右右，空客客将利用用3D打打印机造造出整架架飞机的的所有零零件。据据称，其其打印机机的体型型可与飞飞机库大大小比肩肩，打印印技术制制造的飞飞机重量量将比传传统型减减轻655%。几几乎在同同时，波波音公司司也宣告告未来有有能力利利用3DD打印技技术，不不使用任任何金属属即可打打造一块块完整的的飞机机机翼。医疗行业业也已利利用3DD打印

44、机机进行手手术用骨骨骼部件件的打印印。据英英国广播播公司（BBCC）网站站20112年22月6日日报道，20111年66月，荷荷兰一位位颚骨感感染的883岁老老人成功功安装33D打印印机使用用MRII数据打打印的定定制下巴巴植入物物。比利利时哈塞塞尔特大大学宣布布，比利利时和荷荷兰的科科学家利利用三维维（3DD）打印印技术制制成了首首个完整整的钛基基下颚，并成功功将其移移植给了了一位883岁的的老妇，这表明明精准的的3D打打印技术术可用于于人体骨骨骼和器器官的移移植。科科研人员员通过核核磁共振振成像（MRII）获取取了病患患下颚的的准确形形状，并并利用激激光烧结结3D打打印机融融化钛微微粒，使

45、使其一层层层融合合，直至至重塑出出病患下下颚的模模型，却却无需使使用任何何黏合剂剂。这种种名为“附加生生产”的的技术利利用高精精度激光光束，连连续熔化化很薄的的钛金属属粉末来来制造器器官。每每层钛粉粉末都与与上一层层的截面面黏合。1毫米米厚度需需要熔化化33层层钛金属属粉末，而制造造整个下下颚则需需要熔化化数千层层钛粉末末。其外外面也覆覆盖了与与生物相相容的陶陶瓷层，以便它它附着于于患者的的面部。与传统统的制造造方法相相比，33D打印印技术使使用的材材料更少少，生产产时间也也更短。此前最最大规模模的3DD打印移移植是220088年于芬芬兰实施施的半个个上颌骨骨移植，科学家家通过将将3D打打印的

46、钛钛微粒融融入干细细胞中，并植入入病患的的腹部才才培养出出了与生生物兼容容的组织织。比利利时3DD打印公公司Laayerrwisse的总总经理彼彼得莫莫瑟里斯斯也表示示，这仅仅仅是个个开始，“附加加生产”技术可可使LaayerrWisse生产产出更复复杂的、符合病病人需求求的器官官或移植植物，在在未来应应用于更更广范围围的移植植手术，而不仅仅限于人人类骨骼骼结构的的移植。视频:33D打印印钛金属属下颌骨骨首次植植入人体体 HYPERLINK Tg0.htmml打印人体体器官德国夫琅琅禾费界界面工程程与生物物工程研研究所研研究人员员说，他他们正在在开发用用立体打打印机打打印血管管的新技技术。利利

47、用3DD打印和和多光子子聚合技技术成功功“打印”出了人人造血管管3D打印印版的假假肢已帮帮助3万万名病人人正常行行走，110000万人正正使用33D打印印技术扫扫描患者者耳朵轮轮廓后量量身定做做的助听听器，牙牙医业扫扫描病患患的每颗颗牙齿并并使用33D打印印机制造造透明的的隐性矫矫治牙箍箍。实际应用用中，33D打印印机的耗耗材还并并不是很很丰富，但应用用骨粉、细胞介介质和生生物墨水水作为耗耗材的33D打印印技术也也已被研研发出来来，然而而距离大大规模的的生产还还有待时时日。但但这些耗耗材竟然然可以“打印”出人体体的骨骼骼、器官官甚至是是鲜肉，真真让让人惊叹叹。“骨骨骼打印印机”产产生的人人造骨

48、骼骼，除了了精确仿仿真破损损的骨骼骼区块，植入人人体以后后还能帮帮助受损损的骨骼骼修补愈愈合，甚甚至能促促使血管管再生，作用类类似桥梁梁。3D打印印做成的的鲜肉特特别有弹弹性，而而且烹饪饪后肉质质松散有有嚼头，丝毫不不逊于真真正的肉肉，就连连肉里的的微细血血管都能能打印出出来。人人们吃到到“3DD肉”的的日子不不会太远远，因为为美国泰泰尔基金金会近日日已投资资成立了了“鲜肉肉3D打打印技术术公司”，希望望能够为为大众提提供安全全放心的的猪肉产产品。今年7月月，英国国每日日邮报报道称称，美国国宾夕法法尼亚大大学宣布布用改进进的3DD打印技技术打印印出了鲜鲜肉，这这种利用用糖、蛋蛋白质、脂肪、肌肉

49、细细胞等原原材料打打印出的的肉具有有和真正正的肉类类相似的的口感和和纹理，就连肉肉里的微微细血管管都能打打印出来来。 英国研究究人员也也研制出出一种能能打印塑塑料或金金属材质质物体的的立体打打印机。这种打打印机可可以安装装在商店店里，让让顾客打打印自己己设计的的首饰甚甚至衣服服和鞋子子。法国学生生卢克富萨罗罗日前设设计了一一款高科科技跑鞋鞋。这款名名为“为为冠军设设计”的的跑鞋通通过“附附加制造造技术”打造而而成，材材料主要要是尼龙龙聚酰胺胺，重量量只有996克，堪称全全世界最最轻的跑跑鞋。附附加制造造技术又又称“33D立体体打印技技术”或或者“激激光快速速成型技技术”。荷兰时尚尚设计师师Ir

50、iisvaanHeerpeen发布布了他用用3D打打印机制制作的锦锦纶立体体服装。美国康奈奈尔大学学研究人人员研制制出一种种食物打打印机，使用奶奶酪、巧巧克力、蛋糕糊糊等特殊殊“墨水水”。可可以制作作出饼干干、苹果果派等多多种食物物。 HYPERLINK 德国小提提琴制作作公司用用3D打打印技术术制作出出了一把把斯特拉拉迪瓦里里小提琴琴的复制制品。纽约一家家利用33D技术术生产消消费品的的公司QQuirrky拥拥有200万的注注册用户户，他们们在线搜搜集用户户的创意意，产品品设计图图纸，用用3D打打印机以以最快的的速度成成型，设设计者常常从一个个创意就就获得不不少的收收入，有有的用户户一年能能

51、赚几万万美元。美国加利利福尼亚亚州的LLegaacy Efffectt公司，利用OObjeet 33D打印印机为电电影特效效片段制制造3DD模型和和原型，为演员员量身定定制可以以完全适适合演员员的脸、颈部和和头部的的道具，在电影影侏罗罗纪公园园、阿凡达达、 HYPERLINK 钢铁侠侠以及及复仇仇者联盟盟中都都有应用用。日本一家家公司推推出了面面向个人人的“BBabyy复原服服务”，只需提提供婴儿儿在母亲亲肚子里里的X光光照片，他们便便可以复复原成三三维图像像后，打打印出一一个肚子子里的婴婴儿模型型作为纪纪念。四.国内内现状 总体感觉觉：国内对对此的科科研水平平一点不不弱、有有自己特特点、不不

52、少地方方甚至领领先，但但在 民民用、工工业用的的 商用用3D打印印机产品品的开发发方面、3D打打印的应用服务务方面，即即3D打打印产业业化方面面较弱。参见见下文。4.1代代表性的的企业/高校和和3D打打印机产产品中国从119944年开始始研究33D打印印，北京京隆源公公司于119955年成功功研发了了一台AAFS激激光快速速成型机机，随后后华中科科技大学学也研制制出了SSLS快快速成型型机。由亚洲制制造业协协会联合合华中科科技大学学、北京京航空航航天大学学、清华华大学等等权威科科研机构构和3DD行业领领先企业业共同发发起的中中国3DD打印技技术产业业联盟正正式宣告告成立：20112年110月1

53、15日下下午，由由亚洲制制造业协协会组织织召开的的中国33D打印印技术研研讨会在在北京国国际饭店店举行，与会专专家学者者和企业业家分别别就“33D打印印技术的的现状与与前景展展望”、“3DD打印技技术与传传统制造造业结合合”，“我国33D打印印技术与与国际差差距”，“3DD打印技技术的技技术障碍碍和应用用”等议议题展开开深入研研讨。在研讨会会上，通通过了中国33D打印印技术产产业联盟盟章程，选举举产生了了组织机机构，北北京航空空航天大大学材料料学院王王华明教教授被推推举为首首任理事事长，华华中科技技大学史史玉升教教授被推推举为第第一副理理事长，亚洲制制造业协协会CEEO罗军军，湖南南华曙高高科

54、有限限公司总总裁许晓晓曙，南南京紫金金立德电电子有限限公司总总裁连宁宁被推举举为副理理事长，清华大大学颜永永年教授授被推举举为首席席顾问，武汉滨滨湖机电电科技公公司、中中航激光光公司、无锡飞飞而康快快速制造造公司，杭州铭铭展网络络公司、昆山永永年先进进制造公公司、以以色列oobjeet公司司被推举举为创始始会员。与会专家家一致认认为，33D打印印技术作作为制造造业领域域的一次次重大技技术革命命，已经经广泛应应用到航航空航天天等军事事领域和和大型复复杂构件件的一次次成型制制造，是是传统制制造技术术与新材材料的完完美结合合。当前前，我国国在3DD打印技技术的核核心领域域已经与与美国33D公司司，以

55、色色列obbjett公司等等国际巨巨头基本本处于同同一水平平。但是是，在材材料和软软件开发发，装备备等方面面，还有有一定的的差距。据了解，国内快快速成型型系统的的科研团团队主要要包括清清华大学学颜永年年团队、华中科科技大学学史玉升升研究团团队、西西安交通通大学卢卢秉恒团团队，及及北京航航空航天天大学王王华明团团队等。北京航空空航天大大学材料料学院王王华明教教授是国国内激光光成型技技术的领领军人物物。王华明明教授：航空材材料与结结构研究究部“首席科科学家”，国内内激光制制造的学学术带头头人，“北航团团队”领头人人，在钛钛合金结结构激光光快速成成型工艺艺、成套套工艺装装备及工工程化的的研究方方面有

56、十十多年的的研究经经验(搞搞了十多多年了哦哦)。从从媒体报报道及学学术文章章看，王王教授提出出“激光光熔覆多多元多相相过渡金属属硅化物物高温耐耐磨耐蚀蚀多功能能涂层材材料”研研究新领领域，研研制出迄迄今世界界最大、拥有核核心关键键技术的的飞机大大型整体体钛合金金主承力力结构件件激光快快速成形形工程化化成套装装备，制制造出中中国最大大的大型型整体钛钛合金飞飞机主承承力结构构件，并并通过装装机评审审。我国国成为目目前世界界上唯一一掌握飞飞机钛合合金大型型主承力力结构件件激光快快速成形形技术并并实现装装机应用用的国家家。王教授论论文主要要集中在在激光加加工航空空部件领领域，研研究主要要集中在在工艺和

57、和材料上上（目前研研究方向向为“定向生生长柱晶晶钛合金金激光区区域约束束熔铸冶冶金材料料制备与与发动机机叶片等等复杂零零件激光光直接成成型新技技术”等。但由由于技术术的相通通性，其其成果也也可以应应用于其其它大型型金属结结构件）。在该该领域的的研究领领先全球球，具备备产业化化基础。北航与沈沈飞6001所研研制出全全世界最最大的激激光成型型钛合金金主承力力结构件件：4899f6447f00101182xxh.hhtmll在解决激激光成形形过程中中零件严严重“变变形开裂裂”和内内部缺陷陷和内部部组织”控制等等长期制制约该技技术发展展的重大大“瓶颈颈难题”上,除除北京航航空航天天大学取取得了可可喜突

58、破破外,国国内外迄迄今一直直未能取取得实质质性进展展,致使使目前大大型金属属构件激激光快速速成形技技术研究究在国际际上落入入“低潮潮”,国国际上大大部分从从事激光光快速成成形技术术研究的的单位大大多转向向零件“激光修修复”领领域。20122年8月月25日日，南风风股份公公告决定定投资“重型金金属构件件电熔精精密成型型技术产产业化项项目”。 据披披露，这这种技术术广义的的说法就就是国际际上流行行的3DD打印技技术，以以金属粉粉末、丝丝材为原原料，通通过高能能束熔化化沉积“直接生生长”，从CCAD模模型完成成高性能能重大型型金属构构件成型型。项目目总投资资为1.7亿元元，内容容包括重重型金属属构件

59、电电熔精密密成型技技术的研研发、工工程化装装备的研研制以及及产业化化的实施施，应用用前景在在核电、火电、水电、冶金、化工、船舶等等行业高高端重型型装备制制造等领领域。所所需资金金由控股股51%的子公公司南方方风机研研究所自自筹。而而南方风风机研究究所的二二股东、持股331%的的王华明明可谓该该3D打打印领域域国内最最权威的的专家之之一，王王华明现现任北京京航空航航天大学学材料科科学与工工程学院院教授、博士生生导师、“北京京市大型型关键金金属构件件激光直直接制造造工程技技术研究究中心”主任、“大型型整体金金属构件件激光直直接制造造教育部部工程研研究中心心”主任任。问：公司司投资的的3D打打印项目

60、目市场前前景怎样样？南风公司司：这个个项目严严格意义义来说不不算是“3D打打印”，3DD打印是是指针对对微型产产品，我我们则是是针对重重型金属属构件，应用领领域不同同，这个个不能混混为一谈谈。（注注：这只只是南风风公司的的观点）问：出过过样品吗吗？南风公司司：已经经有一些些核电方方面的样样件做出出来了。在南风股股份之前前，中航航重机也也瞄上了了王华明明研究团团队。在在20111年77月，中中航重机机加上中中航（沈沈阳）高高新科技技有限公公司、中中航投资资控股有有限公司司（现SST航投投）、北北京工业业发展投投资管理理有限公公司、北北京北航航资产经经营有限限公司、王华明明及其研研发团队队等6家家