根據(jù)3D科學(xué)谷的市場觀察，高通量、可持續(xù)發(fā)展、自動化成為Formnext展會上展示最多，談?wù)撟疃嗟脑掝}，因此成為2022年3D打印發(fā)展趨勢。

2022年11月15-18日，第八屆Formnext法蘭克福展吸引了804家來自全球的增材企業(yè)參展商踴躍參與，展示范圍涵蓋四個展館，在為期四天的展會中，法蘭克福這座位于美因河(River Main)河畔的展會城市轉(zhuǎn)變?yōu)槿騽?chuàng)新生產(chǎn)解決方案的中心。

雖然目前很多3D打印技術(shù)自身并不成熟，根據(jù)3D科學(xué)谷《NASA長壽命增材制造裝配 (LLAMA)項(xiàng)目從故障中吸取的教訓(xùn)》一文，可以深刻的感受到目前3D打印技術(shù)離規(guī)模化制造的距離，以及基礎(chǔ)研究對商業(yè)世界的重要性，商業(yè)世界需要通過樂觀來牽引前行。本期，3D科學(xué)谷與谷友共同來感受高通量、可持續(xù)發(fā)展、自動化唱響的3D打印發(fā)展主旋律，同時共同來了解在商業(yè)世界樂觀積極前行氛圍之下，基礎(chǔ)研究在背后的默默支持作用。

▲ ACAM亞琛增材制造中心展臺

高通量

在高通量3D打印方面，設(shè)備端呈現(xiàn)出越來越大、越來越快速的3D打印設(shè)備，材料端呈現(xiàn)出高通量快速合金開發(fā)解決方案。

高通量設(shè)備端方面，，惠普推出了其HP Jet Fusion 5420W系統(tǒng)，并聚焦其Metal Jet S100 金屬3D打印解決方案如何大幅提升供應(yīng)鏈彈性。

除了SLM Solutions的12激光大型3D打印設(shè)備NXG XII 600，來自中國的易加三維的EP-M1250采用MPBF金屬粉末床熔融3D打印技術(shù)，成型室尺寸可達(dá)1258*1258*1350mm3 (Z向高度可定制至2000mm)，九激光九振鏡配置，多激光精準(zhǔn)定位加上拼接區(qū)精度控制技術(shù)，保證了高效生產(chǎn)和打印品質(zhì)的均一穩(wěn)定。可打印鈦合金、鋁合金、高溫鎳基合金、模具鋼、不銹鋼、鈷鉻鉬等材料，適用超大尺寸高精度復(fù)雜金屬結(jié)構(gòu)件的直接制造。

在大尺寸零件方面，來自中國的鉑力特的發(fā)動機(jī)集成件采用BLT-S800打印，該設(shè)備成形尺寸達(dá)800mm×800mm×600mm，貼合最大尺寸航空航天發(fā)動機(jī)回轉(zhuǎn)體零件的成形尺寸。長征五號縮比件采用BLT-S515打印，該設(shè)備貼合長軸形零件的打印需求，最大成形尺寸可達(dá)500mm×500mm×1500mm。

高通量快速合金開發(fā)方面，ACAM亞琛增材制造中心的RWTH亞琛工業(yè)大學(xué)DAP數(shù)字增材制造學(xué)院推出了快速高通量合金開發(fā) (RAD) 解決方案：使用預(yù)合金粉末材料作為起始基礎(chǔ)，并通過添加元素粉末有目的地進(jìn)行改性，以便有效地為優(yōu)化，這其中還涉及到多種仿真方法，以及實(shí)驗(yàn)過程中開發(fā)的各種監(jiān)測手段。

例如在 DAP 和 IEHK 的應(yīng)用示例中，研究人員通過精確調(diào)整碳含量 (C) 來修改預(yù)合金鋼粉末 (X30Mn22) 的性能。碳對 PBF-LB 工藝中材料的可加工性以及增材制造部件的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率有重大影響。為了研究不同粉末成分的性能，由不同比例的 X30Mn22 粉末和碳粉組成的粉末混合物來進(jìn)行PBF-LB 工藝（高達(dá) 1.2 wt% C）加工；所有組合物的相對密度均大于 99.8%。

在成功通過 PBF-LB 處理粉末混合物后，制造了更多樣品用于分析微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能。電子束顯微分析表明，碳均勻分布在基體中，因此轉(zhuǎn)變?yōu)楹辖?。此外，科學(xué)家們將粉末混合物制成的樣品的行為與由初始成分的預(yù)合金鋼粉制成的樣品的已知特性進(jìn)行了比較。用于分析機(jī)械性能的拉伸試驗(yàn)證明粉末材料性能的成功適應(yīng)：拉伸強(qiáng)度以及斷裂伸長率根據(jù)添加的碳量而變化。

可持續(xù)發(fā)展

幾乎每一個參展商的展位上都突出了可持續(xù)發(fā)展的主題，最為典型的是ACAM亞琛增材制造中心的Fraunhofer ILT和 6K Additive 建立合作，為3D打印創(chuàng)建全面的生命周期評估 (LCA)。合作雙方使用由 6K Additive 生產(chǎn)的可持續(xù)制造的 Ni718 粉末，用于在激光粉末床熔融3D打印設(shè)備上制造工業(yè)部件，以更好地了解材料通過增材制造工藝和后處理產(chǎn)生的碳足跡。Fraunhofer ILT和 6K Additive 建立的這項(xiàng)研究的目標(biāo)是分析事實(shí)數(shù)據(jù)，以幫助業(yè)界了解使用 LPBF 打印金屬零件的實(shí)際環(huán)境影響。這項(xiàng)研究的結(jié)果將提供工具，讓客戶能夠確定真正的解決方案并幫助組織推動實(shí)現(xiàn)碳中和。

當(dāng)然，可持續(xù)發(fā)展也成為了全世界的主流話題，包括美國政府推行的AM Forward計劃，通過提高美國中小型制造商的競爭力、創(chuàng)造和維持高薪制造業(yè)工作崗位以及通過采用增材制造提高供應(yīng)鏈彈性來幫助美國家庭降低成本，降低供應(yīng)鏈風(fēng)險是可持續(xù)發(fā)展的另外一個話題。

自動化

自動化方面出現(xiàn)了關(guān)于自動去除支撐的行業(yè)解決方案，以及自動去除復(fù)雜零件殘留粉末的解決方案。

而在車間級別的自動化方面，EOS推出了其“黑燈工廠”全自動化增材制造生產(chǎn)線解決方案。

當(dāng)然，軟件成為了自動化實(shí)現(xiàn)的推動利器，在這方面，越來越多的人工智能解決方案開始登臺入室，在3D打印領(lǐng)域扮演越來越重要的角色。軟件是實(shí)現(xiàn)自動化的關(guān)鍵推動力，這其中，Dyndrite宣布與激光粉末床熔融供應(yīng)商建立多項(xiàng)合作伙伴關(guān)系，為其新的以最終用戶為中心的軟件工具。而 Oqton宣布與DigiFabster 建立合作伙伴關(guān)系以自動化制造商的整個生產(chǎn)工作流程，Oqton還展示了通過3D Systems 的 3DXpert 的專業(yè)知識以提高增材制造軟件工作流程的效率和可靠性。Materialise 宣布為其 CO-AM 平臺提供七個新的技術(shù)合作伙伴，以支持設(shè)計和印前自動化、可追溯性、3D打印和后處理。

百花齊放的增材制造業(yè)態(tài)

幾乎恢復(fù)到了疫情前的2019年展會盛況，2022年Formnext法蘭克福展吸引了804家來自全球的增材企業(yè)參展商踴躍參與，國際知名品牌包括：3D Systems, additive Industries, AddUp, Arburg, BigRep, Carbon, Desktop Metal, DMG Mori, DyeMansion, EOS, 華曙, Formlabs, GE additive, HP, KEYENCE, Markforged, Materialise, Renishaw, Ricoh, Siemens, Sisma, SLM Solutions, Stratasys, Trumpf, voxeljet, XJet und Zeiss。此外，包括巴斯夫、科思創(chuàng)、贏創(chuàng)、吉凱恩、漢高、H?gan?s、林德、三菱化學(xué)、尼康、歐瑞康、山特維克、SMS 集團(tuán)等在內(nèi)的眾多知名國際公司將展示他們在整個生產(chǎn)鏈中每個階段的不同解決方案。眾多的全球首發(fā)新品和創(chuàng)新研發(fā)成果百花齊放，包括：增材制造新技術(shù)、進(jìn)階性增材制造系統(tǒng)、包括木材和陶瓷新材料、軟件解決方案、3D打印服務(wù)和后處理解決方案。

Formnext展會期間AM4U領(lǐng)域的擴(kuò)張和多元化的主題相組合，涉及從創(chuàng)業(yè)和投資，建設(shè)和建筑，到分布式制造，展會伙伴國---法國，以及增材制造在教育和職業(yè)中的應(yīng)用。業(yè)界精英、行業(yè)專家和國際公司的引領(lǐng)者圍繞所有與增材制造相關(guān)的主題發(fā)表精彩演講。AM4U Area 的最后環(huán)節(jié)由ACAM亞琛增材制造中心、Formnext 和 VDMA德國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會圍繞增材制造在陶瓷行業(yè)中的應(yīng)用展開熱烈討論。