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上篇-3D打印进入主流制造技术的最新状态

宣布时间：

2023-01-11 12:45

　　毫无疑问，3D打印(在工业上也称为增材制造; AM)已经正在引发制造转型，从快速交付备件到定制化生产，增材制造技术可以资助简化设备维护，加速研发历程以及通过功效为导向的设计来提升产品性能。

　　同时，质料工程师正在积极扩展可3D打印质料的界限，不但包括塑料和金属，还包括纳米质料，生物基质料等，3D打印正在逐渐成为主流制造技术。本期，3D科学谷与谷友来配合领略3D打印纳入主流制造技术的挑战与现状。《3D打印成为主流制造技术的最新状态》将分为上下两篇来进行行业生长透视，上篇将聚焦在3D打印纳入主流制造技术的基础建设部分。

数字化与3D打印释放制造潜力。来源：西门子

　　相助比竞争更重要分享为上上策

　　宁静监管与知识产权

　　3D打印/ AM增材制造技术为制造商提供了前所未有的灵活性，在宁静，监管和知识产权(IP)方面也引入了业界刚刚开始理解的一些敏感问题。凭据3D科学谷的市场视察，为了解决这些问题，宾夕法尼亚州立大学正在提供有关增材制造执法问题的首个研究生课程。

　　凭据宾夕法尼亚州立大学，有了增材制造技术，其中一个挑战是如何�；ち慵纳杓�，有时候人们可能没有意识到自己可能违反了其他人的知识产权。在某些情况下，复制零件可以像扫描零件一样简单，从而生成可以3D打印的零件三维实体模型。

　　宾夕法尼亚州立大学开发了认证3D打印部件的要领，包括嵌入式化学标签 – 基本上是一个“指纹”，可以用光谱检测，以提供部件来源的验证。例如，如果要打印钛合金零件，用户可以在零件中打印不会影响属性的辅助质料，但可用于验证零件是否真实。

化学标签是一种验证零件和�；ぷㄓ猩杓频囊�。来源：Penn State

　　验证与标准化

　　在考虑在要害工业应用中使用3D打印零部件的宁静方面时，验证和标准化也是必不可少的，可是受管制行业的相关标准尚未完全实现，例如，目前没有针对AM增材制造组件的ASME压力容器标准，然而，AM技术的快速生长要求快速开发新型增材制造零件的新标准。

　　标准化的一个要害是跨行业协作和数据共享，尤其适用于保存高抗疲劳要求或特别高温或高压的苛刻应用情况下。美国国家标准协会(ANSI)和America Makes已经启动了标准协调事情，将AM增材制造技术和零件标准化的相关数据搜集在一起。ASTM也在这方面做了大宗的事情。

　　不过仍有许多事情要做，因为许多公司都不肯意分享专有研究或运营数据，特别是关于花费了数百万美元所生成的那些数据。

　　凭据3D科学谷的市场视察，欧瑞康在共享数据方面也做了大宗的事情，通过与工业制造商的相助开发事情，将数据共享给FAA等组织机构，来为3D打印进入主流制造技术铺平门路。

　　在大大都情况下，相助比竞争更重要，分享比保密更有利于生长。

　　关于粉末床选区金属熔化3D打印技术来说，3D打印压力容器仍然是一个特别关注的领域，热交换器和散热器也是如此，而带点阵结构的轻量化零部件 – 可以使用更少的质料，仍然满足性能的要求，这些正在彻底改变组件的经济性。

　　商业化验证

　　纵然具有定制化和流程优化的潜力，用户也必须继续确保其设施的所有流程都满足检查要求。独立验证和鉴定是降低危害和未知因素的一种方法，在这方面Lloyd’s Register(LR伦敦)与TWI Ltd.相助(英国剑桥)相助，制定了一套专门的指导目标，旨在对通过AM生产的金属部件进行认证，并自2016年开始对3D打印设施进行认证。

　　这些指导原则考察了许多因素，包括：原料收货，贮存和处理; 设备资质; 历程控制; 人员培训; 健康，宁静和情况方面的考虑等等。最近，LR应用其指导目标检查和鉴定在阿姆斯特丹壳牌技术中心运营的粉末床熔化3D打印设施。

　　在3D打印中，许多变量会影响零部件的机械性能，这可能会对所生产零件的一致性带来种种危害。LR的资格证明了通过对流程和质量的控制降低操作危害。

壳牌在其阿姆斯特丹技术中心的粉末床熔化3D打印零件。来源：壳牌

　　凭据3D科学谷的市场视察，壳牌正在开发AM增材制造项目，目前，壳牌正在开发据称是世界上第一台3D打印压力容器。在这种开创性的努力中，重要的是通过产品的资格认证，不但要满足执法和宁静要求，还要为供应链中的协作做出孝敬，这将有利于整个行业。

　　随着新技术的生长，标准和规则也需要开发以增进纳入这些新的事情方法，并确保它们是宁静的，满足执法要求的，从而为最终用户提供质量和制造能力的包管。（来源：3D科学谷）

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