当然，数米级设备并非意味着设备越大越好，如何实现经济效益的平衡，如何实现质量管理的高要求，在这方面，铂力特的BLT-S825诠释了设备体积减小，成形精度提高的能力进阶。

本期，3D科学谷与谷友近距离了解铂力特BLT-S825是如何重新定义大尺寸零件制造成本效益性价比的。

▲ BLT-S800系列
© 铂力特

 光曜九霄，折桂登高

2021年TCT，铂力特重磅推出面向航空航天发动机回转体结构零部件制造的十激光设备BLT-S800。依托铂力特西安总部智能制造工厂40余台BLT-S800连续多年稳定运行经验，铂力特于2023年推出聚焦于大尺寸长轴型零件的平台化方案BLT-S815，成形高度增加至1500mm，并在同年TCT上推出BLT-S800全新 20光方案。经过进一步的进行技术研发与迭代优化，铂力特于第十五届中国航展首发针对超高尺寸零部件一体化制造的数米级24光设备BLT-S825。

BLT-S825的成形尺寸为850mm×850mm×2500mm（W×D×H），净成形高度突破2.5m，满足超高尺寸零部件一体化成形需求。BLT-S825设备经过工程化应用检验，其最新工程化应用概念设计案例“吊挂”也亮相航展铂力特展位。

吊挂为大尺寸框架类零件，以往多由铸造、焊接的方式制造，随着零件尺寸的增加，利用压铸机及模具一体式压铸成形的难度与成本也大大增加。铂力特对吊挂零件机进行了结构优化设计，采用了大量的镂空结构，选用了重量低强度高的BLT-TA15钛合金材料，在保证功能性与强度的前提下大大降低了零件重量，实现了大跨度的连接功能。吊挂零件尺寸为500mm×200mm×2350mm，利用BLT-S825设备一体成形，体现出设备的工艺稳定性。

▲高度超2m的吊挂

01 24激光配置，成形更高效

BLT-S825配备有24个激光器，相当于在400mm幅面设备上布置六激光，BLT-S825支持100μm大层厚打印，最大成形效率可达870cm³/h，成形更高效。

BLT-S825搭载的BLT-BP可实现超高尺寸零部件的一次性高效剖分，缩短打印前的剖分时间和准备时间。以某高度2.4m零件为例，零件的剖分数据量为32.56G，而剖分用时仅1.5小时。

BLT-S825沿用了大尺寸设备单刮刀双向变速铺粉策略，解决了大型设备双刮刀调平费时费力的问题。在打印过程中，BLT-S825可智能识别零件轮廓调整铺粉速度，实现多段变速铺粉，单层铺粉效率较定速铺粉可提高近30%。最终，利用BLT-S825成形该零件的时间仅9天。

02 成熟方案再升级，确保成形质量

铂力特分别于2023年TCT展示了20光BLT-S800-配合顶部吹风的方案， 2024年TCT展示了20光BLT-S800现场20光同步出光打印。第十五届中国航展的现场也带来了16光BLT-S600光配合顶部出光的吹风方案，现场高效打印。

BLT-S825沿用铂力特成熟的光学方案和顶部吹风方案，可实现4排光同时出光高效成形。BLT-S825气密性良好，工作进气消耗低于10L/min，设备配置的顶部吹风方案，风场均匀性高，镜头洁净保持超700小时，成形更稳定。以吊挂为例，BLT-S825可实现吊挂零部件的一炉多件打印，成形零件一致性高，不同区域零件各项性能指标偏差5%以内。

BLT-S825成形高度超高，深径比将近3：1，传统拼缸方式生产的成形缸变形风险高，在成形过程中更容易造成成形平台精度丢失，进而造成零件加工尺寸超差。铂力特对成形缸进行了结构优化设计，在加固缸体的同时，实现缸体大幅减重，优化后的缸体通过3D打印技术一体成形，保障了成形缸的强度和制造一致性。此外，BLT-S825内部广泛经过优化设计的金属3D打印设备件，提升了设备集成度与耐用性。

铂力特从2017年开始储备超高Z轴的设计经验，先后开发了BLT-S515、BLT-S615、BLT-S815、BLT-S1000等成形高度高达1.5m的设备。基于200余台高成形高度设备的长期运行经验，不断迭代，铂力特于2023年设计开发出成形高度高达2.5m的装备。

BLT-S825设备沿用铂力特多年积累和优化迭代的成形平台设计经验，使用双轴伺服驱动配合高精度光栅尺实现成形平台的闭环控制。在保证超高成形尺寸、运行精度的同时，铂力特设备研发团队控制设备整机高度，设备的外形尺寸高度仅5.5米，满足一般厂房的装机要求。

BLT-S825配置了高品质质量监控系统，包括BLT-铺粉检测、BLT-三维重建、BLT-视频监控等，可以实现打印过程中关键参数监控、图像采集、数据分析和全程视频监控，便于过程干预与事后质量追溯。

03 成熟配置，助力连续生产

BLT-S825配备并联长效过滤系统，在打印过程中当前工作滤芯达到清灰条件时，可以实现自动反吹清洁，并自动切换另一组滤芯继续打印，实现真正的连续不间断运行；灰渣桶等配置采用安全设计，可以在惰性氛围下湿化处理，实现不停机安全更换灰桶，有效避免滤芯反吹清洁和灰渣桶处理导致的停机风险，满足大尺寸设备连续生产的需求，提高制造效率，降低制造成本。

BLT-S825可配备集成式或分体式粉末循环系统。集成式粉末循环方案一套系统实现打印过程中的自动粉末回收、筛分和供应，更有效实现资源配置，降低成本与能耗；分体式粉末循环系统支持一对多灵活配置，满足多样生产需求。

▲集成式粉末循环系统

▲分体式粉末循环系统

04 安全冗余设计，生产过程更安全

BLT-S825沿用设备整机安全冗余设计，构建了全面的安全防护体系。设备采用整机防爆设计，搭配双氧含量检测系统与压力传感器的冗余设置，可以进行全方位氧含量、压力和温度监测，并在检测到超压时自动安全泄压。过滤器、粉末循环系统、取件舱等子模块均具备独立的氧含量、压力、温度检测，全面监测保证整机系统安全运行。BLT-S825具备氩气洗气安全互锁机制，避免氧气意外进气和氩气泄漏，在保证安全生产的同时确保人员操作安全。

BLT-S825设备配备密封性取件舱，在连接BLT-WL400或BLT-XH300后,通过配套的多工位和手套箱，可以实现满高度2.5m的零件在惰性气氛保护下清粉捞件。实现人粉隔离，和惰性气体保护下的高效粉末回收。

光曜九霄，折桂登高！铂力特研判空天领域用户创新发展的需求、尽心护航、用心服务，航空航天领域对大型、高性能的金属构件需求不断增长，数米级增材制造设备能够制造一体化、复杂结构的零部件，满足轻量化和高性能的需求BLT-S825应运而生。

重新定义中国企业在增材制造领域的国际竞争力，铂力特于珠海航展（2024年11月12-17日）H5B12展位现场展示BLT-S825的工程化应用创新概念案例，全方位诠释BLT-S825在空天零部件“大”、“优”、“特”、“精”等方面的工艺技术能力。

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根据3D科学谷的市场研究，铂力特S600在全球市场的竞争优势主要体现在技术创新、产品质量、市场认可、研发实力以及产业链布局等方面，这些优势使得铂力特能够在激烈的国际竞争中占据重要位置。

2024年11月12日珠海航展期间铂力特宣布其BLT-S600再升级！升级后的BLT-S600设备因其高精度、高效率和大尺寸成形能力，在航空航天、汽车、医疗、消费电子和学术科研等多个行业奠定了更强的应用潜力。

本期，3D科学谷与谷友近距离了解铂力特BLT-S600实现了哪些显著改进，来深度理解这款设备如何能够更好地满足大尺寸零件批量生产的需求。

▲ BLT-S600
© 铂力特

 提质提效，实力出圈

铂力特于航展现场隆重发布升级款BLT-S600设备。作为铂力特技术精粹的集中体现，升级款BLT-S600不仅继承了前代产品的高效稳定特性，更在多个维度实现了突破性升级。

自2014年研发启动以来，BLT-S600型设备（BLT-S600/S615）凭借出色表现在金属增材制造领域奠定了坚实基础。2016年航展，BLT-S600打印的首个工程化应用零件——航空发动机机匣成功亮相，成为当时世界上最大的回转体型设备。

如今，历经多次优化迭代，BLT-S600型设备全球装机数百余台，广泛应用于航天航空、发动机、汽车等领域，助力行业客户实现复杂大尺寸高精零部件的快速、优质、安全、智能批量制造。

看点一：大幅面多光束，打印效率升级！

BLT–S600此次成形尺寸扩大至650mm×650mm×850mm（W×D×H），成形体积增至原1.66倍，可满足更大尺寸零件的制造需求。同时，升级版BLT–S600的激光器最高可配置16光，整体效率较4光束提升3.45倍，为大型金属部件高效高精度制造提供强大支撑。

© 铂力特

此外，BLT–S600采用的是铂力特专利的单刀双向铺粉技术，成倍缩短刮刀安装调平时间，且能根据零件轮廓智能制定铺粉策略，实施多段变速铺粉，较传统定速铺粉方式提高效率近30%，实现铺粉质量与效率双提升。

看点二：一体打印成形缸，生产可靠性升级！

BLT-S600采用3D打印一体成形的成形缸，并经过结构优化，显著增强了缸体强度，有效规避拼缸带来的密封性差和力学性能削弱问题。并且设备的成形平台具备100℃均匀预热与精确控温能力，防止缸体受热变形，为设备生产的稳定性与安全性提供有力保障。

▲ BLT-S600成形舱内部
© 铂力特

BLT-S600内部广泛采用高强度、耐腐蚀的金属打印件，不仅提升了设备集成度，更在复杂工业环境中展现出卓越的可靠性和耐用性。

看点三：智能检测功能，成形质量升级！

BLT-S600融入了多项智能化技术以提升成形质量，包括铺粉检测、扫描检测及生产监控等，为全过程质量控制与追溯提供数据基础。

铺粉检测功能可以智能识别并处理异常情况，常规生产工况中，缺粉检出率可达到99%以上。BLT-S600已配备升级后的缺陷检测自学习平台，可支持用户根据生产场景自主训练识别模型，更智能地保障生产质量。扫描检测功能通过逐层扫描和三维重建技术，可快速准确地定位高风险区域，保障零件成形精度与一致性。生产监控功能不仅能实时收集数据，还能自动录制监测成形室画面，进一步提升生产过程的透明度和可追溯性。

看点四：省气省粉自循环，经济环保升级！

BLT-S600凭借多项高效节能设计引领行业绿色趋势。相较于市面同类产品，BLT-S600气体消耗显著降低：在工作压力状态下，进气量低于5L/min。同时，其镜头洁净时长高达700小时，为连续成形保驾护航。BLT-S600采用了阻燃材质的长寿命过滤系统，可在打印过程中自动反吹清洁，其过滤面积与成形幅面、光学数量相匹配，实现最大化资源利用。经过方案优化，过滤系统可以有效避免滤芯反吹清洁和灰渣桶处理导致的停机风险，可确保连续打印，减少经济与人力损失。

在粉末的自动循环利用方面，BLT–S600也展现了出色的兼容性，可供用户根据生产场景搭配分体式或集成式粉末循环系统。分体式系统支持一对多灵活配置，节省空间；集成式系统则高度集成，可实现一机筛分、回收、供应等功能，避免了多机协作的能耗与资源分散问题。

看点五：人机交互友好，安全便捷升级！

升级版BLT-S600深度优化人机交互的友好性与安全性，进一步提升用户体验。设备的气路柜门升级为透明观察窗，用户无需开门即可直观监控气路面板数据。取件舱则采用了脚踏式Z轴升降控制，让取件与清理更加流畅从容。同时，BLT-S600配有折叠式触摸显示屏，其收纳友好设计不仅节约空间资源，也赋予用户更多的自主性与舒适度。除主机外，其配套粉末供应设备同样支持远程控制，真正做到为劳动者减负、增效、保安全。

通过智能化软硬件协同，BLT-S600将生产流程化繁为简，大幅增强作业效能。设备支持一键式操作，包括打印准备、打印件进出舱、振镜自动校正、粉末循环等功能。其中，设备采用的BLT-AutoCAL（铂力特多振镜自动校正产品）校正精度可达到0.05mm以内。搭配使用BLT-MES系统，用户可将零散生产环节串联成一条高度集成的智能链路，为打造现代化的“黑灯工厂”提供强有力的支持。

铂力特秉承以人为本的设计理念，用实力守护劳动者职业健康。BLT-S600设备涉粉区域均采用优选防爆元器件，搭配氧含量检测系统，确保惰化环境稳定，在拓宽材料加工范围的同时有效规避爆炸风险。其激光防护玻璃与安全互锁机制能有效防止激光外泄，保护人员免受辐射伤害。此外，急停开关、接地保护、压力及温度监测等安全设计相辅相成，共同为使用者筑起一道坚不可摧的安全防护体系。

更高的生产效率、更好的打印质量、更低的运营成本以及更安全的操作环境，使得BLT-S600升级款成为性价比之选。本次航展BLT-S600将在现场实时打印，更多关于BLT-S600的精彩看点，等待用户来H5B12展位发现！一起携手让制造更简单，让世界更美好！

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根据3D科学谷的市场研究，在数米级设备的性价比、效率、稳定性方面，中国已经率先取得了世界领先的突破。本期，通过铂力特为珠海航展准备的一系列实力展现，3D科学谷与谷友一起来深度领略国内在这方面的独特之处。

▲ 铂力特实力亮相珠海航展
© 铂力特

 产业链协同，为空天制造赋能

2024年11月12日至17日，铂力特将第六次亮相中国航展。本次航展，铂力特将展示在航空航天产业链配套和工程化应用方面的成果，以及铂力特在多个领域的创新应用与前沿技术亮点。

铂力特现已构建较为完整的金属增材制造产业链，更好实现资源配置与产业链协同。铂力特的产业化项目三期（金属增材制造产业创新能力建设项目）项目、四期（金属增材制造大规模智能生产基地项目）项目，将有效提升公司金属增材定制化产品、原材料粉末、装备制造等的产能，加快成为具备全产业链创新能力的增材制造产业优势企业。目前四期E地块预计2024年11月竣工。

在原材料方面，铂力特推出多款适合航空航天领域的可成形材料，增强对定制化产品的快速反应能力。在设备方面，铂力特设备矩阵满足空天领域各类零部件研制、批产需求，实现产业链的提质与降本增效。在定制化服务方面，铂力特不断增加服务要素比重，为航空航天预研、预制、批产等多样需要保驾护航。在数字化技术方面，铂力特智能产线管理系统BLT-MES可以做到制造全链路的管理与监控，有效实现产业链上下游信息流通与资源整合。2023年，BLT-MES获评工信部工业互联网+大数据试点示范项目。

本次航展，铂力特展示了涵盖粉末原材料、设备、打印服务等多个方面的金属增材制造智能产业链，并通过BLT-MES对生产全流程进行管理与监控，带您沉浸式体验面向未来的空天金属增材制造智能工厂。

 研判空天客户需求，重磅设备新品首发

国内航天航空产业的发展正不断加深金属增材制造技术在先进装备研发和批产中的应用程度。铂力特充分研判空天领域客户需求，带来重磅新品的诚意发布：

1. 成形尺寸再突破，数米级设备航展首发，更有及其超大工程化应用案例现场亮相，为空天零部件研制、批产需求提供新方案

2. 稳定生产设备再升级，更多激光方案更好助力规模化批量生产降本提质增效

 空天领域工程化、批产化应用展示

空天应用展区聚焦于航空航天领域的工程化应用与批量化生产，展示铂力特如何通过久经工程检验的技术积淀与全面稳定的解决方案，满足空天领域对高性能、高效率、低成本制造的高要求。

 前沿领域创新案例，彰显金属增材制造应用深度

多领域创新应用展区综合了铂力特在飞行汽车、电子、机器人、光电控制、工业阀体、刀具、新型散热器、运动消费品、时尚消费品等多个前沿领域的创新应用，彰显了铂力特金属增材制造解决方案在多领域应用深度与广度的扩展。

 技术展品展示创新性探索成果

创新技术展区汇聚了众多技术亮点展品，包括大层厚方案、设备零部件创新设计、极小曲面结构、精细打印等，全面展示了我们在金属增材制造技术创新的最新成就和前瞻性探索成果。

 十年蜕变，领航金属增材制造大生产时代

2014年首次亮相中国航展，铂力特首台自主研发的金属3D打印设备及多型航空航天工程化应用案例；

2016年中国航展，铂力特设备工艺能力再突破，创新性展示了“大”、“优”、“特”、“精”的工艺技术水平，更是发布当时世界上最大的回转体结构和长轴类零件，走在世界前列；

2018年，铂力特三赴中国航展，展示设备、工艺技术、软件等全产业链能力的最新成果，让空天客户感受金属增材制造技术“做得出、用得起”的无限可能；

2021年，铂力特提出金属增材制造正在迈入“大生产时代”。多型金属增材制造空天领域批产案例及批量生产解决方案亮相航展，引领空天零部件制造降本、提质、增效新趋势；

2022年，铂力特全面展示在空天零部件设计迭代、研制加速、降本增效的工艺技术能力；全套产业链水平进一步增强，展示打造面向未来的金属增材制造智能制造工厂方案。

十年间，铂力特不断突破技术壁垒，优化工艺流程，推动金属增材制造从技术探索走向产业化应用再走向智能产线建设，领航金属增材制造大生产时代，开启空天制造的新篇章。

 顺应趋势，引领发展

根据3D科学谷的市场洞察，中国在大幅面打印设备方面具有明显优势，有望成为中国企业在增材制造设备出海方面的突破口，这对于航空航天制造领域来说，意味着更强的国际竞争力，铂力特在这一方面做出了行业表率。

与传统加工相比，增材制造有效避免了材料浪费的问题，材料利用率可达95%，这一点对于资源节约和环境友好型生产具有重要意义。当前，增材制造技术面向航空航天、轨道交通、新能源、新材料、医疗仪器等战略新兴产业领域已经展示了重大价值和广阔的应用前景，其中，随着空间探索向更远、更深的领域延伸，对航天装备的可靠性提出了更为严苛的要求，数米级设备制造的部件可以满足这些高可靠性的需求。不久的未来，增材制造将成为支撑国家重大需求、支撑国民经济发展的“国之重器”。

正心明道，行稳致远！铂力特肩负使命，积极进取，让制造更简单，让世界更美好！

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▲ 2024年第二季度全球3D打印设备销售情况
© Context

根据CONTEXT 全球分析副总裁 Chris Connery，最新的全球 3D 打印机系统出货量洞察突显出硬件市场高端和低端的截然不同趋势。工业级3D打印设备出货量的放缓，让专注于该领域的公司（尤其是西方公司）退一步审视自己的财务状况，许多公司随后开始进行长期整合。相反，以消费者为中心的入门级市场的持续加速，让专注于这一领域的公司在当下蓬勃发展。

2024 年第二季度出现了三个关键发展：

- 除了中国，全球工业级3D打印设备领域出现更深的下滑，连续第四个季度下滑

- 专业级3D打印领域出现改善，主要得益于 Formlabs 成功推出新产品

- 入门级价格类别的增长更为强劲，出货量飙升 65%

本季度全球3D 打印机收入同比增长 7%，完全得益于入门级出货量的激增，收入比 2023 年第二季度高出 58%。与上一年相比，所有其他细分市场的收入均有所下降，其中全球市场方面，专业级细分市场降幅最大（下降 21%），工业级别的3D打印机收入下降17% ，入门级3D打印机占本季度全球系统收入的 48%，超过工业级3D打印系统，成为收入最高的类别。

 工业级金属3D打印系统

2024年第二季度，全球工业金属3D打印系统的全球出货量比去年同期减少了7%，粉末床熔融 (PBF) 金属3D打印系统仍然是最受欢迎的技术，占金属3D打印设备出货量的 78% 和金属3D打印设备收入的 85%。

来自中国的工业金属3D打印系统出货量增长迅速（BLT-铂力特增长31%，Eplus3D-易加三维增长29%，ZRapid Tech-中瑞科技增长54%）。在此期间，BLT-铂力特在粉末床熔融 (PBF) 金属3D打印系统出货量（设备台数）方面处于全球领先地位，EOS 再次在设备销售收入方面名列前茅。

西方供应商的粉末床熔融 (PBF) 金属3D打印系统出货量同比略有改善，但仍同比下降 2%。一些供应商有所改善——尤其是 TRUMPF-通快（出货量增长 22%）和 Colibrium/GE Aerospace（35%）——而其他供应商则经历了一个更具挑战性的季度。尼康旗下的SLM Solutions 在此期间的3D打印收入同比增长非常强劲（超过 30%），因为终端市场的注意力已基本转移到他们的 NXG 系统上，这些先进系统的出货量继续加速。

大多数国家的通货膨胀抑制了消费，也抑制了这一段时间塑料3D打印的销售。

▲图 2：全球3D打印机出货量（按价格类别划分）
© Context

 中端3D打印系统

中端3D打印系统（价格范围20,000-100,000 美元）的设备销量在 2024 年第二季度再次下降，2024 年第二季度全球出货量比去年同期减少了 6%。在这个近期季度，除大桶光聚合外，所有类别均出现下降。

之前加速发展的聚合物 PBF 市场（主要由该价格类别的 Formlabs 推动）似乎已稳定下来。目前，在这个领域表现良好的大多数供应商都来自中国，主要在中国国内销售。第二季度中国供应商的出货量同比增长 18%，而全球其他所有供应商的出货量均下降 15%。前 10 名中的所有西方供应商的出货量均出现下降，而三家中国供应商——联泰科技、中瑞科技和闪铸科技的出货量则出现增长的情况。联泰科技旗下的该类别3D打印系统的出货量比 2023 年第二季度高出 12%，闪铸科技的出货量则大幅增长了 90%。Stratasys、联泰科技和 Formlabs 再次成为该类别的全球前三大供应商。

 专业级3D打印系统

在经历了几个季度的同比出货量大幅下降之后，专业级价格级别（价格范围2,500-20,000 美元）的3D打印机在2024 年第二季度出货量仅同比下降10%。这主要归功于 Formlabs 强大的产品转型。UltiMaker 和 Formlabs 仍然是该价格类别的全球顶级供应商，其中 UltiMaker 专注于材料挤出设备，而 Formlabs 专注于大桶光聚合产品。该细分市场历来青睐 FDM/FFF 解决方案，材料挤出3D打印设备的出货量通常超过大桶光聚合3D打印设备。这种情况在过去一年左右发生了变化，2024 年第二季度的出货量方面，挤出类3D打印技术与大桶光聚合这两者几乎齐平。

入门级3D打印系统

入门级类别（价格范围<2,500 美元）在 2024 年第二季度再次表现出色，出货量环比增长 34%，同比增长 65%，Creality-创想三维继续压倒竞争对手，出货量同比增长 64%，占本季度该价位3D打印机出货量的 47%。只有Bambu Lab-拓竹的增长率比Creality-创想三维高，Bambu Lab-拓竹再次实现了三位数的同比增长（增长 336%），占据了全球 26% 的份额。这一单台价格低于 2,500 美元的类别中，94% 的出货量来自前四大供应商全部来自中国——Creality-创想三维、Bambu Lab-拓竹、Anycubic-纵维立方和Elegoo-智能派科技。

 展望

2024年第二季度对许多西方公司来说都很艰难——Stratasys、Velo3D 和 Markforged 都宣布裁员，其他不少的公司则申请破产。随着Nano Dimension宣布收购 Desktop Metal 和 Markforged 的计划，该地区期待已久的重大整合加速。不过尽管高银行利率继续迫使很多企业推迟投资计划，但大多数应用端企业显示了很高的对3D打印投资的兴趣和参与度。

根据CONTEXT 全球分析副总裁 Chris Connery，这表明一旦银行利率下调，资金成本下降，工业级3D打印机的购买量将有望出现强劲的出货量，美联储 9 月宣布大幅降息半个百分点（四年来首次降息），这对许多业内人士来说是个好消息，并预计到2025年下半年将有三到四次降息，这将使行业状况开始显着改善。

根据CONTEXT 全球分析副总裁 Chris Connery，从长远来看，随着资本成本的降低以及增材制造越来越多地用于批量生产，工业领域预计将实现最大增长——五年预测复合年增长率为 19%。

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根据3D科学谷的市场研究，高保真模型通常涉及热传递、流体动力学、化学反应和物质传递等多个物理场的耦合。这种耦合模拟能够更准确地描述金属增材制造过程中的复杂现象。在激光粉末床熔融（LPBF）等增材制造技术中，激光与粉末床相互作用产生的高温熔池可能会与周围环境中的气体（如氧气）发生反应。高保真模型能够模拟这些相互作用，包括熔池表面对气体的吸收、溶解和反应。通过模拟，研究人员可以更好地理解氧化反应对材料性能的影响，并探索如何通过调整工艺参数来控制这些反应，以减少缺陷如球化和裂纹的产生。模型能够揭示熔池内部氧浓度的分布，包括高氧化率和低氧化率区域的形成，这对于预测和控制最终产品的微观结构和机械性能至关重要。不同材料对氧的亲和力不同，高保真模型能够考虑材料属性对氧传输和反应机制的影响，为特定材料的加工提供定制化的解决方案。

通过模型的预测能力可以帮助研究人员优化LPBF等增材制造工艺，例如通过调整激光扫描速度、功率、保护气体类型和流量等参数，以减少氧化和其他不良反应。高保真模型为金属增材制造过程中气体与熔池反应的复杂机制提供了深入的洞察，这对于提高制造质量、优化工艺参数和开发新材料具有重要的实际意义。

近日，新加坡国立大学苏州研究院在揭示金属增材制造过程复杂机制的高保真模型方面获得了重要进步。

© 铂力特

▲https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359645424003811

© 新国大苏研院

高保真模型为金属增材制造过程中气体与熔池反应的复杂机制提供了深入的洞察，这对于提高制造质量、优化工艺参数和开发新材料具有重要的实际意义。

工艺优化：模型的预测能力可以帮助研究人员优化LPBF等增材制造工艺，例如通过调整激光扫描速度、功率、保护气体类型和流量等参数，以减少氧化和其他不良反应。

新材料开发：对气体与熔池反应机制的深入理解可以促进新型材料的开发，特别是那些通过精确控制反应来产生所需微观结构和性能的材料。”

3D科学谷发现

3D Science Valley Discovery

关键点：

新加坡国立大学苏州研究院的这项研究的重要性体现在以下几个方面：

理论深化：研究提供了对LPBF过程中气体与熔池相互作用的深入理解，特别是在氧气与液态金属反应方面的机制。

模型创新：团队开发的高保真模型能够模拟氧质量传递过程，考虑了扩散与化学反应的竞争、亚氧化物蒸发以及蒸汽羽流的影响，这些都是影响金属增材制造质量的关键因素。

新见解：研究发现了熔池温度与氧化速率之间非直觉性的关系，以及在熔池形成过程中“高氧化率”与“低氧化率”区域的存在，这些新见解有助于优化LPBF工艺。

材料属性考虑：研究指出，熔化过程中整体氧含量的变化不仅受到工艺条件的影响，还取决于材料本身的属性，这对于新型材料的开发具有指导意义。

Insights that make better life

 优化过程和开发新材料

近日，新加坡国立大学苏州研究院（以下简称“新国大苏研院”）能源与环境纳米科技创新平台研究员闫文韬及团队成员在国际学术期刊《材料学报》（Acta Materialia）上发表研究成果。研究团队通过高保真模型揭示了金属增材制造过程中气体与熔池反应的复杂机制。这一发现不仅为增材制造领域提供了深入的理论支持，也为优化制造过程和开发新型材料开辟了新途径。

研究背景
3D打印又称增材制造技术，随着不断发展，激光粉末床熔融（Laser Powder Bed Fusion，LPBF）已成为制造复杂几何形状部件的主要方法之一。这种技术的优势在于其能够在微米级的精度下加工金属材料。

然而，在LPBF工艺中，金属熔池表面会与制造环境中的气体发生反应，特别是氧气会与液态金属发生剧烈的氧化反应。过度的氧化会导致材料表面润湿性差、球化效应增强，甚至产生裂纹，最终影响构件的机械性能和使用寿命。尽管目前大多数机器通过充入氩气等惰性气体来减少氧化反应，但完全消除这些反应仍然不可能。

随着人们对工艺中的气液金属反应机制的理解逐步加深，相关领域研究人员开始探索如何利用这种反应来生成有益的沉淀物，从而增强材料的性能。然而，这些反应过程中的具体机制尚未完全阐明，且实验结果往往对相同现象给出不同的解释。

研究结果
为了深入理解这一现象，闫文韬助理教授及团队成员开发了一种高保真模型，通过考虑扩散与化学反应的竞争、亚氧化物蒸发以及蒸汽羽流的影响，来模拟金属增材制造过程中的氧质量传递过程。实验结果验证了模拟的准确性，提出了在金属增材制造过程中氧演化行为的新见解。

其中，与直觉相悖的是更高的熔池温度并不一定导致更高的氧化速率。在熔池形成的过程中，形成了“高氧化率”与“低氧化率”区域。

在某些材料中，一旦低氧化物蒸汽的分压超过金属气体，氧会通过低氧化物的蒸发释放，导致熔池中氧含量减少。因此，熔化过程中整体氧含量的变化还取决于材料的属性。

此外，在多轨扫描时，整体氧含量会随着氧化物和低氧化物的释放逐渐演变至稳定状态。

▲熔池演化过程中的氧传质示意图

应用前景
气体和金属熔液的反应是一个复杂的现象。该研究模型将相关的物理与化学互动考虑在内，提供了合理的解释与实用指导。无论是在增材制造中想减少氧化或增强气体反应率的研究都可以从此研究提供的模型获得相关讯息，进一步优化实验参数并实现打印目标。

此外，研究为增材制造中的成本节约提供了可能性。例如，通过精确控制制造过程中保护气体的纯度，可以在不影响产品质量的前提下减少氩气的使用量。本研究的多物理场模型还可以为其他金属材料和气体反应系统提供借鉴，有望推动增材制造技术在更广泛的材料体系中的应用。

来源
新国大苏研院 l

用高保真模型揭示金属增材制造过程的复杂机制 | 新国大苏研院闫文韬团队发表科研成果

新加坡国立大学苏州研究院

（简称：新国大苏研院）

新国大苏研院的科研工作聚焦前沿技术，开展原创性、应用性研究，与产业发展强关联，与苏州工业园区及地方科技深融入，已建立生物医疗与健康、能源与环境纳米两大科技创新平台。新国大苏研院致力于推动科技成果转化落地工作，希望通过研究产生有影响力的高科技创新产品，赋能地方产业升级。目前，研究院承担各级科研项目170余项，在国际著名期刊发表了1200余篇有影响力的科研论文，其中4篇发表在Nature母刊，39篇发表在Nature子刊。

论文：
Unveiling gas–liquid metal reactions in metal additive manufacturing: High-fidelity modeling validated with experiments

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展会尽揽国内外知名企业，展示一系列设备、原材料、软件、服务、产品后处理等解决方案。展商阵容包括：惠普，铂力特，华曙高科，天弘激光，海天增材，汉邦激光，Materialise，倍丰智能，易加三维，汉印股份，金石，联泰科技，中瑞科技，容智三维，希禾增材，融速科技，英尼格玛，美光三维，金物新材，中体新材，威拉里，中航迈特，尚材三维，众远新材料，Nanoe，十维科技，普利生，微瓷科技，易制科技，共享智能装备，三帝科技，协同高科，远铸智能，志瞳科技，FLOW-3D，升华三维，SUNLU三绿，飞而康，随尔激光，RPS，纵横三维，创想三维，创想三帝，极光尔沃，极光创新，嘉琦金属，拓博增材，德莱特等。

 多领域同期活动加码，聚焦前沿话题

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I  激光与增材制造论坛

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Formnext + PM South China凭借多年来的买家观众资源积累，加之跟随市场发展趋势不断更新的数据库，对展会宣传的及时调整，精确把握了大量买家资源。截止目前为止本届展会已有Apple, 华为，小米，VIVO，OPPO，富士康，美的，TCL，大疆，西门子，高露洁，3M，富士胶片，美泰玩具，字节跳动，阿里巴巴，HONDA,三星电子，大族激光，蔚来汽车，小鹏汽车，比亚迪，中兴通讯，德科斯米尔，迈瑞医疗，美冠达牙科，康泰健医疗，微创医疗器械，INDO-MIM、昶联、安泰、英捷、上汽、鹰球、泛海统联、道益、安费诺飞凤、通达、三环、晟铭、中耀、劲胜、瑞声、歌尔、华晶、逸昊、象限、立讯、海昌、领益，华中科技大学，西安交通大学，中山大学，香港科技大学，厦门大学，上海交通大学，清华大学，哈尔滨工业大学等世界五百强企业，各行业领域领军企业及高校研究所报名预登记，海量商机触手可及。

 展会信息

I  诚邀组团，实现轻松逛展

满5人即可成团，尊享免费午餐、免费会刊、免排队进场等团体 VIP 服务

满20人即可享受免费专车接送（华南地区来回车程 4h 以内）

I  展会时间

2024年8月28日 | 9:30-17:00（周三）

2024年8月29日 | 9:30-17:00（周四）

2024年8月30日 | 9:30-15:30（周五）

I 展馆信息

展馆：深圳国际会展中心13号馆

地址：广东省深圳市宝安区和平社区展城路1号

公交：深圳地铁12号线，深圳地铁20号线国展站，国展北站

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业界对不锈钢的关注通常跟汽车制造领域相关联，不过航空航天、能源等领域对不锈钢材料的采用正在呈多样化需求发展趋势。一个典型的案例是SpaceX的一大努力是将材料经可能多的用不锈钢来替代，最初能避免被替换掉的是那些暴露在高温富氧气体燃烧环境中的零件，但最终Elon Musk成功地将大部分零件材料都换成了不锈钢。在SpaceX建造全尺寸星舰（Starship）之际，Elon Musk表示，由于使用了钢材，因此一枚火箭的材料花费不需要4-5亿美元，仅需1000万美元，并且它将是可重复使用的飞船 。钢不仅仅低成本，一个重要优势是其熔点高，其中铬镍含量高的不锈钢即使在-160°C 的温度下也能保持足够的延展性和强度。

© 3D科学谷白皮书

3D科学谷观察到国内的高校和科研机构在提高不锈钢的延展性和强度方面获得了一系列的进展。

 化学异质奥氏体设计

清华大学陈浩教授团队针对上述问题，提出了一种基于化学异质的亚稳奥氏体的增韧策略，旨在探索化学异质奥氏体设计在提高高强度钢冲击韧性方面的潜力。研究表明，可以通过在马氏体基体中引入适当比例的化学异质奥氏体来调节马氏体钢的韧性。高强度钢中的奥氏体不仅可以通过形变诱导马氏体相变 (DIMT) 产生的相变诱导塑性 (TRIP) 效应吸收能量，还能促进局部应力释放，起到钝化和偏转裂纹的作用，从而显著影响钢的延展性和韧性。该研究形成研究成果“On the role of chemically heterogeneous austenite in cryogenic toughness of maraging steels manufactured via laser powder bed fusion”发表在国际学术期刊Acta Materialia上。

▲论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359645424005081

© ScienceDirect

清华大学陈浩教授团队的这项研究非常有趣，探讨了如何通过化学异质亚稳奥氏体的增韧策略来提高激光粉末床熔合（LPBF）制造的高强度钢的冲击韧性。这种策略在低温下特别有效，能够显著提升材料的韧性，这对于许多工业应用来说是非常重要的。

研究中提到LPBF是一种先进的金属增材制造技术，通过逐层选择性熔化粉末床来制造零件。3D科学谷了解到研究中提到尽管LPBF加工的钢材通常具有很好的强度和延展性，但由于制造过程中可能形成的微孔和氧化物夹杂物，它们的韧性，尤其是在低温条件下的韧性，可能会受到影响。

陈浩教授团队的研究提出的解决方案，即在强马氏体基体中定制化学异质奥氏体，这种设计可以在不牺牲强度的情况下显著提高材料的低温冲击韧性。实验和分子动力学模拟结果表明，化学异质奥氏体在冲击变形后可以逐步转变为马氏体，这一过程不仅能够吸收大量能量，还有助于局部应力缓解、裂纹钝化和偏转。

© 清华大学

此外，研究还探讨了化学异质奥氏体的机械稳定性对韧性的影响，以及如何通过调整其稳定性来优化材料的性能。这种化学异质奥氏体的设计不仅在提高材料的准静态力学性能方面显示出潜力，而且在提高高速力学性能，如冲击韧性方面也显示出了巨大的潜力。

总的来说，这项研究为提高LPBF制造的高强度钢的韧性提供了一种新的策略，这对于材料科学和工程领域来说是一个重要的进步。

 产研合作

铂力特为此次研究提供了设备支持。清华大学研究人员使用了BLT-S210设备制备试样，成功制备出韧度显著提高的马氏体时效不锈钢试样，验证了论文思路，并为设计具有优异低温韧性的高强度钢提供了新的策略。

铂力特深耕科研领域，致力于为高校科研领域客户提供设备、技术咨询、合作开发等方面的产品与服务。截止到2023年底，高校科研领域客户超330家，推动金属3D打印技术在新材料、新结构、新应用场景的前沿研究以及工程领域内的应用。2024年以来，铂力特已支持清华大学、北京大学、上海交通大学、北京航空航天大学、西北工业大学、中国科学院等高校及科研机构客户在航空航天、医疗等应用领域，新材料、新结构、新应用等研究获得多项突破性进展。

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别人眼中遥不可及的不可能，在他看来却是努力可以实现的准现实，薛蕾身上有一种极强的现实扭曲力，这力量驱使着他敢于跟未来发生拥抱式的真实碰撞，让他高度聚焦并极速迭代，像一个无畏的少年，无比敏锐的向前，一路快速过滤杂音，穿越孤独与挑战。

认识十年，我经常觉得薛蕾是个“初生牛犊不怕虎“的狂人，对于制造的艰难坎坷他并没有那些老牌制造人的阅历，然而他脚踏实地，开辟一片新制造疆土的能力就摆在那里。外人看得出这其中的苦是难以承受与想象的，薛蕾却豁达的将苦咽下，把自己比喻成打铁匠，或许他已习惯于将苦当成甜，从而散发出一种叫做”GRIT”的朝气，而这种韧性不仅仅是薛蕾的，也是铂力特的，更是使得中国制造屹立全球的中国人的“GRIT”。

很多角度去看，薛蕾不懂得什么叫圆滑，十年来，无论我对他的问题隐含着怎样的“不怀好意”，试图敲打出他一出校门就做制造业的天然软肋，然而他总是有着自己的悟性和天生正确的本能，给出简练透彻的回答，这或许是骨子里的现实扭曲力给他塑造出来的与生俱来的确定性。

凡心所向，素履以往，生如逆旅，一苇以航，勇敢的与未来发生真实的碰撞！让制造更简单，让世界更美好。下一个十年，归来仍是少年！

王晓燕 l 3D科学谷创始人l 2024.6

铂力特的GRIT

遇到一个好的机遇，并认真把事情做好

十问铂力特 

▏跨界发问

1问: 特斯拉没有复杂的产品线，简单到地球上的人基本都能一眼看懂，但是通过软件的不断升级可以赋予汽车新的新能，如何看待3D打印设备的发展，会不会有一天一键升级整个车间的制造水平？

薛蕾：硬件的迭代和软件的迭代有一个先后顺序和节奏配合的逻辑，在硬件迭代相对变缓的时候，软件的迭代发力的成分就可以提升，但是要硬件比较稳定，不稳定的话去开发软件，这时候如果软件没开发好，硬件又升级了就不衔接了，节奏上需要匹配。

2问: 传统机床行业存在一个令人惊讶的现象，有的公司并不做创新，有的公司创新的速度非常频繁，然而往往是不怎么创新的公司有现金流，经济下滑的时候反而可以逆袭，将创新的企业收购，将别人上百年的创新成果据为己有，从这个角度，如何看待增材制造领域的竞争？

薛蕾：创新的代价的确很高，稳定与创新之间需要找到一个平衡，创新需要在稳的基础上，设备质量的稳定，现金流的稳定都很重要。

3问: 光伏行业之前经历过一个很大的发展，但后来前期的企业都消失了，如何看待进入到3D打印这样的新技术领域的高风险？

薛蕾：这是必须要接受的痛苦，必然会经历过惨烈的洗牌，市场才能走向更健康的发展，逃避不了只能面对。

4问: 那就是说在日子好的时候就需要准备好过冬？

薛蕾：过冬的准备是每一天的事情，不仅仅是日子好的时候需要准备，每天都要想着怎么过冬，现金流很重要。

5问: 国外有3D打印设备厂商的发展遇到很大的瓶颈，像SpaceX通过他们的技术实现了复杂零部件的生产，火箭一飞冲天，估值也很高，而3D打印设备厂商卖完设备就没什么更多的订单了，如何看待这种“不公平”？

薛蕾：还是需要把设备应用的更广，要想着成本上如何能去跟铸造拼，应用的广了才有企业的生存发展空间。

6问: 为了满足不同的应用会不会出现很多的设备型号？这种越来越复杂的产品线将来怎么发展？

薛蕾：产品线会出现一个发散到收敛的过程，伴随着需求的开拓，市场上不同的厂家会纷纷推出更多的设备型号，而将来又会出现设备型号的收敛，较少的设备型号通过模块化的配置满足不同市场需求。

▏战略与展望

7问: 金属3D打印会不会被限制在航空航天领域？

薛蕾：铂力特给3C领域已经大批量在交货，工业领域还有很多的增材制造应用潜力，都有量产潜力，有很多还没有被开发，海外这部分市场已经足够大。

8问: 3C是一个对质量、效率、价格要求非常严苛的领域，铂力特进入这个领域是什么想法？

薛蕾：从接到3C的需求，到开发再到量产我们苦练了8年内功，满足了最为挑剔的要求，再扩展到其他民品领域就有实力了。

9问: 设备的口碑很难建立，但是建立好又很容易被破坏，随着销售的设备越来越多，但不担心有的客户认为设备不好？

薛蕾：设备的口碑建立在客户理性和感性的共同基础上，听到不好的评价需要重视但不惊慌，需要客观的分析客户是出于哪方面的原因，从而作出改进。

10问: 当前看得到的市场还有哪些是铂力特已经在铺垫的？

薛蕾：低空经济、人形机器人、新能源汽车这些领域都有机会，铂力特也像进入3C市场一样做专门的解决方案。

Q：2023年贵公司在技术上有哪些突破？您如何看待这些突破的价值？

2023年，铂力特在设备及自动化、软件、原材料、工艺等方面都有技术突破。

设备方面，面向航空航天、工业机械等领域的批产方案更加完善，发布BLT-S1500、BLT-S615、BLT-S815、BLT-S1300等大尺寸设备平台化方案，产线型粉末循环方案和粉末自循环方案发布。

▲铂力特西安总部智能制造厂房
上图：大设备厂房；下图：小设备厂房

软件方面，BLT-BP V2.0和BLT-MES 2.0接连面市，铂力特基本建成了面向百余台金属增材制造设备产线的软件生态链。

可成形材料方面，铂力特依据金属增材制造特点，推出多款适用于航空航天领域的可成形高温合金、钛合金材料：适用航空发动机、燃气轮机等热端部件的高温合金材料BLT-In738（国内牌号K438）, 有良好机械性能和耐腐蚀性性能的BLT-Ti64，具有适中的机械性能、较高的塑性、理想的耐腐蚀性的BLT-Ti，适应用于航空航天领域高性能零件的BLT-Ti2AlNb粉末与BLT-Ti65；适用于粉末冶金（PM）和电子束选区熔化（EBM）工艺的BLT-TiAl4822粉末，有望部分代替镍基高温合金，实现航空发动机高温结构件的大幅度减重。

▲铂力特金属粉末

工艺方面，2023年推出的无支撑打印技术方案可以实现30°以下悬垂结构的无支撑打印，自面市半年来，已经应用到多型工业批产零件中，减少了后处理工序的人耗、能耗，保证了高效的生产节拍。此外，铂力特硬质合金增材制造成形工艺拓宽了增材制造技术可成形的材料范围，为金属增材制造生产工业产品提供了新的发展方向。技术创新是企业发展的重要牵引力，技术突破是企业发展的一个注脚，只是阶段性地面向市场需求解决了一定的技术问题，想要持续发展进步，还需要持之以恒的技术创新和工程化应用。

▲铂力特无支撑3D打印零件

Q：能否举一两个案例分享一下贵公司的用户在其应用领域获得的最新收获？您如何看待这些收获的意义？

2023年，铂力特在商业航天、模具、鞋模、3C电子、自行车等航空航天及工业机械等领域都有许多新的进展，特别是在批产方案这一块。

▲铂力特3D打印技术制造的星际荣耀喷注器

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。铂力特去年做的比较有趣的应用是自行车和微创脑手术柔性机器人。

▲铂力特3D打印新应用
上图：3D打印微创脑手术柔性机器人先端结构件
下图：包含钛合金头管接头等3D打印零部件的自行车

铂力特自成立以来，一直认为一切金属加工的场景，金属3D打印都有机会。每一个新的应用场景、应用领域的开发，铂力特人持续地技术创新和工程化应用的努力都是为了让金属3D打印走进千万加工厂，走进千行百业。

Q.能否举一两个最新案例来透视贵公司是如何在可持续发展方面作出贡献的？您认为贵公司的核心竞争力（包括核心技术、企业文化、生态圈影响力等等）如何帮助实现可持续发展？

商业航天是铂力特在2023年比较受关注的应用领域之一，铂力特的金属3D打印解决方案支持了蓝箭航天的可重复使用液氧甲烷火箭、九州云箭可回收液氧甲烷发动机、星际荣耀液氧甲烷可重复使用验证火箭双曲线二号验证火箭等。可重复使用火箭技术可以降低发射成本，帮助共创健康可持续的太空环境。

金属3D打印技术能够实现材料在空间按需分布，有效利用资源、降低能耗，本身就是一项低能耗、环保的技术。铂力特人秉承“让制造更简单，世界更美好”的使命，在“让金属3D打印走进千万家工厂”的目标下，持续让各领域的设计端了解这项工艺，启发设计端从更轻量化、更“料尽其用、物尽其才”的方式去革新产品设计，减少原材料的冗余、浪费，从而创造一个更加可持续发展的工业产业生态链。

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

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结合LIN KAYSER在TCT杂志上的《The economics of additive manufacturing are broken — here’s how to fix it》的洞见，本期，3D科学谷与谷友共同领略国际视野上增材制造的何去何从。

▲ 增材制造的优势
© 3D科学谷

3D打印企业在全世界范围普遍来说并没有实现很好的盈利，一个关键点是从应用的产业化角度来看，可以实现盈利的制造模式应该是具有经济效益的数字驱动的端到端的制造工艺链为核心，而当前3D打印陷入在一个两难的境地，往往是当规模扩大的时候，随之而来的生产成本以级数级别的增加，这反过来使得要实现盈利成为非常具有挑战的事情。增材制造将朝着软件和数据驱动的自进化智造技术方向发展，人工智能的应用将使得硬件拥有更“聪明的大脑“，更”灵敏的神经“以及”更准确的双手“，让加工变得更高效。

ACAM德国亚琛增材制造中心

 潜力与束缚

工业3D打印具有巨大的潜力，增材制造将深刻改变我们的物理世界。但它需要成长。它必须摆脱仅仅用于精品制造和原型设计的小众范畴。实际上，只有两个挑战-价格与自动化程度阻碍了增材制造的发展。两者都很复杂——两者都是可以解决的。

AM-增材制造是当今最昂贵的制造工艺之一，这是合理的吗？

为什么 AM 很贵？

▲ 面向未来的增材制造
© 3D科学谷白皮书

洞悉

增材制造设备昂贵的原因包括以下几点：

技术研发成本：增材制造技术的研发需要大量的资金投入，包括新材料的开发、新工艺的探索以及设备的创新设计。这些研发成本最终会转嫁到设备价格上210。

材料成本：增材制造使用的原材料，如金属粉末、高性能塑料等，往往价格较高。特别是一些特殊材料，由于生产难度大、产量低，导致成本增加2。

设备制造成本：增材制造设备通常包含高精度的机械部件、光学系统、控制系统等，这些部件的制造成本较高，且需要精密装配和调试26。

市场规模：相对于传统的减材制造，增材制造的市场规模较小，这导致设备生产批量小，难以实现规模经济，从而单价较高7。

软件和知识产权：增材制造设备通常需要配备专业的设计和控制软件，这些软件的开发和维护成本较高。此外，专利技术的使用也可能增加设备成本29。

后期服务与支持：增材制造设备的用户通常需要专业的技术支持和售后服务，这些服务的成本通常部分性的会计入设备价格中6。

市场定位：部分增材制造设备针对高端市场，如航空航天、医疗领域等，这些领域的产品往往要求更高的精度和性能，因此设备价格相对较高2。

技术成熟度：由于增材制造技术相对于传统制造技术来说还比较新，技术成熟度和稳定性仍在不断提升过程中，这也影响了设备的成本和价格7。

这些因素共同作用，导致了增材制造设备的价格相对较高。随着技术的成熟和市场的扩大，未来增材制造设备的成本有可能逐渐降低。

1：3D打印真实成本究竟是多少？材料只占了一小部分
2：全文：卢秉恒院士《中国3D打印现状与未来》 – 腾讯网
3：3d打印成本高吗 | Stratasys官网
4：3D打印行业专题：成本差异几何，从商业模式及趋势理解 …
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7：优化ABS零件的生产与无障碍增材制造 | 极客公园
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9：为什么应该称3D打印为“增材制造”？它意味着一种新型生产方式
10：我国增材制造技术与产业发展研究丨中国工程科学 – xjtu.edu.cn
11：【复材资讯】2024年增材制造：整合、扩张和智能工厂，多 …

洞悉

增材制造金属粉末价格昂贵的原因可以从以下几个方面进行分析：

技术难度和研发成本：增材制造金属粉末的生产技术要求高，涉及到粉末的粒度控制、球形度、纯净度等多个技术指标。这些技术的研发和优化需要大量的资金和时间投入310。

生产成本：金属粉末的生产过程包括高纯净度的熔炼、雾化、筛分等多个步骤，这些步骤需要高精度的设备和严格的工艺控制，从而导致生产成本较高3。

材料特性：增材制造使用的金属粉末需要具备特定的物理和化学特性，如良好的流动性和高球形度，这些特性的实现增加了材料的生产难度和成本9。

市场需求：随着航空航天、医疗、汽车等行业对高性能金属零部件的需求增加，对增材制造金属粉末的市场需求也在不断扩大，而目前市场上供应量相对有限，供需关系也会影响价格678。

专利和技术壁垒：一些先进的金属粉末制备技术受到专利保护，形成了技术壁垒，限制了其他企业的进入，减少了市场竞争，从而维持了较高的价格水平4。

可持续性考虑：部分企业注重粉末生产的可持续性，采用废旧材料进行再利用和生产，这在一定程度上增加了成本，但也提高了材料的环境友好性4。

供应链和物流：金属粉末的供应链和物流成本也可能影响其价格，特别是对于需要特殊处理和运输的高价值材料4。

品质保证和认证：为了确保粉末的质量满足增材制造的严格要求，企业需要进行严格的质量控制和认证，这也会增加成本10。

这些因素共同作用，导致了增材制造金属粉末价格的昂贵。随着技术的进步和规模化生产，未来成本有可能会逐渐降低。

1：【最新研究】增材制造粉末市场现状及未来发展趋势 – 知乎
2：金属粉末行业专题报告：金属粉末：高端材料，千亿市场-研究 …
3：报告：金属3D打印粉末材料市场将达60亿美元，会如 …
4：专题：粉末可回收性因素对金属增材制造的影响及提高粉末 …
5：增材制造用金属粉末研究进展
6：铂力特 BLT_金属增材制造粉末_金属3D打印粉末_粉末产品
7：优化用于增材制造的金属粉末 | Malvern Panalytical
8：增材制造金属粉末市场（主要地区、市场参与者、规模和份额 …
9：2029 年金属粉末增材制造市场研究报告
10：用于增材制造的金属粉末 – Kennametal

 3D打印的不平衡经济性

流程更加标准化，零件更少，组装所需的人工更少。从这个角度来看，3D 打印更贵的说法是荒谬的。增材制造的颠覆潜力是显而易见的：同一台机器可以生产各种产品，而且由于3D打印能够创建复杂的形状，用户可以构建功能集成的零件，人们可以跳过许多费力的组装步骤。通过使用 AM，我们应该能够显著降低工厂的复杂性。

直觉会说：使用标准化的 3D 打印系统来构建更接近最终产品的物体（因为是预先组装的），应该比使用只能生产一种东西的专用机器更便宜，那种专用机器通常还需要额外的人力来组装最终产品。直观地说，增材制造工厂可以更快地建造，并且通常可以极大的压缩供应链，这是显而易见的。

增材制造设备的折旧期通常设定为5年，这比其他行业常见的 10-12 年或更短得多。仅此一项就为每项3D打印工作增加了数百甚至数千美元，因为按照这种核算方式，每年需要收回五分之一的资本投资。

为了支付维护和监督机器所需的大量人工费用、购买小批量材料、更换粉末、清洁3D打印机所花费的时间以及其他人类需要手动完成的后处理其他工作，整个的制造成本就变得难以置信。

标准化增材制造生产单元可以取代定制装配线的大部分，因此应该会取得巨大的经济成功。

▲ 自动化增材制造的关键技术要素
© 3D科学谷

今天的3D打印机用于生产时，普遍来说自动化程度极低，这些机器都是手工制作的，需要数周时间。因此，每台3D打印机器都很稀有和昂贵，像豪华轿车一样一台一台地出售，这种昂贵与低自动化程度的结合，像桎梏3D打印发展的死亡螺旋的根源。

通过彻底自动化增材制造生产，可以进入良性循环，从而能够降低成本。

如果东西很贵，很少有人能买得起，几乎所有的增材制造用例最终都变得毫无意义。对昂贵制造的需求很小，导致3D打印的市场很小。小批量需要更高的加价，这加剧了高成本，而高成本是问题的根源。死亡螺旋就会继续延续。小市场导致了激烈的竞争，过去几年，这种竞争已经扼杀了增材制造领域的许多公司。

 打破死亡螺旋

如何摆脱小市场经济的诅咒，推动创新数字化生产有望成为进入良性循环所需的催化剂。

一个已经意识到这一点的国家是中国。

目前中国供应商的3D打印成本比使用美国或欧洲的增材制造供应商低 50% 到 90%。中国工业3D打印机在西方销售时已经具有竞争力。在中国的价格甚至更低——更接近业界认为健康的加价和成本。

在这些更有利的经济因素的推动下，将看到中国采用终端用户部件的3D打印的速度比其他任何地方都要快得多。这对人类有好处，因为人类的可持续发展需要这些只能用增材制造的创新产品。

这是世界范围内其他3D打印公司需要考虑的事情——对于任何参与国家增材制造工业战略的人来说都是如此。

国际上每个人都在谴责为什么周围有这么多东西是中国制造的，他们应该考虑一下为什么，一些最先进的生产线之所以设在那里，是中国的勤奋与务实所形成的有力支撑，更因为中国多年前进行了长期战略投资。正如蒂姆·库克曾说过，iPhone 不可能在世界其他任何地方制造。

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

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▲ 铂力特中介机匣展品

以铂力特在2023 TCT 亚洲展首次发布的航空发动机中介机匣为例。中国航发涡轮院和西北工业大学联合开展中介机匣拓扑优化设计，铂力特的产品和优化团队提供增材制造工艺支撑，并最终完成产品工艺实施。中介机匣是航空发动机中重要的承力框架，作为发动机与飞机的连接承力支点，将推力传递至飞机，并将风扇后的气流分配到内、外涵道，对发动机的安全、性能有直接影响。

 研制材料

在专用材料方面，铂力特根据零件的实际服役条件，选用了钛合金BLT-TA15材料。TA15具有高强度、良好的耐腐蚀性和优异的综合性能，是航空航天领域中应用最广泛的钛合金之一。铂力特针对TA15进行工艺优化，BLT-TA15解决了该材料成形易开裂的问题，可以在高温高压的环境下长期使用，与高温合金相比，可以在保证中介机匣高性能的同时，实现零件的显著减重。

 方案策划

中介机匣外形尺寸为1349mm×1357mm×328mm，具有尺寸大、结构复杂、壁薄的结构特点,制造难度非同一般。传统的制造方法是将复杂结构分解为十几个甚至几十个较为简单的结构件进行制造,再利用焊接或铆接等方式连接成整体结构，或者采用铸造工艺进行制造生产。由此制造的中介机匣结构钢性较低,大量焊缝和铆钉增加了结构重量,制造过程质量控制难度大而且复杂,制造周期长。铂力特对零件进行优化设计，将内外四层及支板结构一体化设计，机匣壁面贴附自成形加强筋结构,不仅能减轻结构重量,还可以显著提高结构刚性,简化加工装配过程。

▲铂力特增材制造装备

铂力特于2023 TCT亚洲展上首次面向市场发布的BLT-S1500装备主要用于一体成形机匣、圆转方、喷管等大尺寸回转体类零部件。BLT-S1500的成形尺寸为1500mm×1500mm×1200mm（W×D×H），满足常见的机匣、圆转方、喷管等零件的一体化成形需求。BLT-S1500配置26个激光器，在光学一致性、拼接精度和拼接稳定性的保持、流场方案和镜头保护方案等方面均进行了优化，在缩短生产周期的同时，保证机匣薄壁、点阵以及其他复杂结构的质量精度要求，最终成形零件壁厚仅2mm，零件质量性能顺利通过客户验证。

金属增材制造技术提高了空天零部件设计自由度和产品研制迭代速度。然而，基于增材制造工艺原理设计空天零部件仍处在一个初级阶段。铂力特表示，将不断进行技术创新，从为金属增材制造而生的设计、材料、装备、工艺路线、高效生产方案等方面为空天领域客户提供全套解决方案，帮助更多客户实现空天零部件的重新构型设计与批量生产。

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