金属3D打印的新发展

报告摘要

金属3D打印的新发展总结

核心内容

金属3D打印（增材制造）正逐步从实验室走向产业化，尤其在激光粉末床熔化（PBF-L）技术领域。随着技术的成熟与成本的逐步下降，金属增材制造有望在多个行业中实现广泛应用。然而，目前仍面临成本高、生产率有限等挑战，需要进一步的技术创新与优化。

主要观点

激光粉末床熔化（PBF-L）的现状与挑战
- 激光粉末床熔化技术具有较高的性能，但成本也相对较高。
- 成本下降是实现产业化的关键，目前设备制造商正在研发新型机器，如激光数量增加三倍的设备，预计可将成本降低20%至30%。
- 要实现与传统制造技术（如高压压铸、熔模铸造）竞争，成本需降低至少90%。
- 新技术如多点阵列技术正在研发中，但尚未成熟，且对小型结构零件的质量仍需评估。
成本对比
- 激光粉末床熔化技术的成本在短期内不会出现革命性下降，其成本曲线仍需与传统制造技术进行比较。
- 图C显示了激光粉末床熔化技术从2014至2020年的成本变化趋势，突出了其与传统制造技术之间的差距。
替代性增材制造技术
- 除了激光粉末床熔化，还有多种金属增材制造技术，如电子束粉磨床熔化、直接能量沉积（DLD）、材料喷射、材料挤制与粘合剂喷射等。
- 这些技术在不同应用场景中具有各自的优势，部分已实现小批量生产，其他则预计将在2019年或之后进入商业化阶段。
- 未来这些技术可能逐步取代或补充激光粉末床熔化技术，扩大其应用范围。
技术路线图的四步走方法
- 第一步：筛选完整的解决方案，了解各项技术的功能与适用性。
- 第二步：评估用例，识别增材制造在产品组合中的潜在应用场景。
- 第三步：用例分组并创建技术路线图，根据性能、批量与成本绘制技术适用范围。
- 第四步：建立定期更新机制，确保技术路线图与行业发展趋势同步。

关键信息

技术成熟度：激光粉末床熔化在某些行业较为成熟，而直接能量沉积等技术目前仍主要用于小众市场。
材料适用性：激光粉末床熔化适用于铝、钛、镍合金、钴铬、钢等；直接能量沉积适用于钛、镍、钢、钴、铝等；粘合剂喷射适用于碳化钨、钨、钴铬、钢/铜等。
后处理需求：所有技术均需热处理、机械加工与表面处理，但不同技术在这些步骤上的复杂度与成本有所不同。
核心应用产业：激光粉末床熔化应用于航空航天、涡轮、医疗技术、牙科、汽车等领域；直接能量沉积应用于航空航天与一般工业品；粘合剂喷射适用于医疗技术、艺术与设计等。
设备供应商：激光粉末床熔化设备供应商包括Concept Laser、Trumpf、EOS、Renishaw等；直接能量沉积设备供应商包括DMG MORI、Mazak、Trumpf等。