2022年度国外重磅工业3D打印机有望变革制造业

　　2022年已经结束了，过去的一年里3D打印行业跌宕起伏，但行业总体继续向上发展，有一批3D打印企业继续推出新的产品，特别国外厂商，推出一批具有重大创新、可能变革工业制造业的新设备，每一款产品，都可能具有划时代的意义。南极熊觉得，以下这些国外的工业级3D打印机，值得中国去了解。

　　粘合剂喷射巨头之一的美国惠普公司于2022年9月在芝加哥举办的2022年国际制造技术展(IMTS) 上正式推出Metal Jet S100金属粘合剂喷射3D打印机。Metal Jet S100专为增材制造零件的大规模生产而设计，可提供大批量生产能力。S100采用模块化解决方案，使构建单元能够在四个不同的工作站之间转移，这意味着用户可以持续进行大规模生产。惠普期待利用这项技术为客户带来业务优势，帮助他们实现业务转型目标。

　　△整个Metal Jet工作流程从HP Metal Jet S100粉末管理站开始，它“根据用户定义的打印作业和自定义参数自动混合、筛分和加载金属粉末到构建单元中”。在打印机本身进行实际打印，然后在固化站固化作业，之后手动插入粉末去除站，“自动去除和回收松散粉末以实现 100% 的可重复使用性，同时执行构建单元打扫。” 图片由惠普提供。

　　惠普公司3D金属全球负责人兼总经理Ramon Pastor称，自2018年宣布Metal Jet技术以来，惠普一直致力于开发业界最先进的3D金属大规模生产商业解决方案。3D打印金属零件是数字化转型的关键驱动力，新的Metal Jet S100能够为客户提供世界一流的金属产品，从最初的设计到生产，帮助他们释放数字制造的无限潜力。

　　S100具有430 x 309 x 200毫米的构建体积，粘合剂喷射层厚度范围为35至140 微米。双打印条打印头系统拥有63,360个喷嘴，可在1200 dpi 分辨率下提供四倍打印冗余，并具有自动喷嘴健康检测功能。S100可以提供高达1990 cm3/hr的构建速度。整套系统包括四个“站”：Metal Jet S100粉末管理站、HP Metal Jet S100打印机、HP Metal Jet S100固化站和HP Metal Jet S100除粉站。与基于激光的金属AM工艺相比，生产率有望提高10倍。打印机使用惠普热喷墨打印头，据说可以显着提高打印速度、部件质量和可重复性，而使用的粘合剂利用惠普的乳胶化学物质来制造更坚固的绿色部件，无需脱胶，更坚固的环保零件，其质量可达到工业生产级别。

　　已经安装或即将安装 NXG XII 600 的客户可以利用可扩展架构，并可选择升级系统以释放扩展 Z 构建尺寸的优势。NXG XII 600E 预计在 2023 年按计划交付。

　　因此，SLM Solutions 决定通过下一个开创性解决方案进一步超越制造的极限，这再次改变了金属3D打印的尺寸。这一突破性的解决方案将能够生产尺寸高达 3.0 x 1.2 x 1.2 米（长 x 宽 x 高）的高质量金属零件，从而撼动整个行业。大型机器包含一个核心单元和一个尺寸灵活的构建外壳，允许制造各个尺寸的组件。结合 SLM 技术的优势，游戏规则改变者为用户提供了个性化需求完美定制生产的可能性。

　　当涉及到构建室的大小时，增材制造往往已经达到了极限。大型零件往往无法建造，因为它们超出了市场上可允许的安装空间。灵活的系统解决了这个问题，并将对整个增材制造行业起到疯狂的推动作用。例如，它允许生产直径1.8米、高1.6米的圆柱形零件，或者是尺寸高达3.0 x 1.2 x 1.2米的长形零件。因此，它可以实现高达330立方厘米/小时的制造速度。

　　● TruPrint 5000 为批量生产进行了升级● 绿光激光器对铜加工至关重要● 预制件支持嫁接打印

　　2022年11月，全球领先的机床和激光技术方案提供商德国通快集团（TRUMPF）在 Formnext 展会上推出新一代 TruPrint 5000。通快 3D 打印机器能够像加工不锈钢等常见材料一样轻松加工大型铜制部件。通快最大的 3D 打印机 TruPrint 5000 配备了绿光激光器。负责 TruPrint 5000 的产品经理 Roland Spiegelhalder 先生说：“绿光激光器对于铜材料加工是至关重要的，通快是这项技术的领导者。通过 TruPrint 5000 绿光版，我们满足了诸如电动机或热交换器等大体积铜制部件的生产需求。”

　　鉴于 TruPrint 5000 绿光版能效高、可重复的特点。“它非常适用于批量生产。与使用近红外激光器相比，用户使用新一代 TruPrint 5000 绿光版系统生产大型铜部件的速度更快，质量更高。”

　　2022年10月，美国火箭制造商Relativity Space推出了其星际之门（Stargate）3D打印机的最新四代版本。据了解，四代版本打印速度相较三代版本提升了7倍！该机器的水平打印方向还能生产长达36.6m、宽7m的部件！其产能比三代高出55倍！

　　据Relativity Space称，其系统 打破了传统的打印限制，它可以水平制造，将多条线送入一个打印头。利用其新机器，该公司正在开发和生产Terran R的部件，这是一款即将开发完成的火箭，将能够向低地球轨道（LEO）发射多达20,000公斤的货物。

　　Relativity Space公司的联合创始人兼首席执行官蒂姆-埃利斯（Tim Ellis）说：未来航空航天领域的大型装备将不可避免地采用3D打印技术。产品越轻，性能越好，当使用3D打印制造飞行产品时，每一次连续的改进也会使其生产速度更快，成本更低。目前我们仍处于打印技术开发部件的早期阶段，其技术迭代的可能性依然很高。

　　2022年10月5日，南极熊获悉，澳大利亚金属3D打印机制造商SPEE3D宣布，推出新的集装箱式3D打印机“XSPEE3D”。

　　XSPEE3D旨在为国防工业提供可快速部署的一体式金属3D打印解决方案，它配备打印机和生产所需的所有设备，包括可安装在标准的集装箱卡车中。新的设备拥有比竞争对手“快1000倍”的打印速度，非常适合在偏远地区部署以及在现场生产配件。

　　2022年6月，著名金属3D打印机制造商VELO3D宣布推出最新款的工业增材制造系统——Sapphire（蓝宝石） XC 1MZ，这是该公司迄今为止推出的尺寸最大的3D打印机。

　　这款激光粉末床熔融系统具有600毫米（直径）×1000毫米的巨大构建体积，比原来的Sapphire大9倍，是Sapphire XC的两倍。

　　蓝宝石XC 1MZ的目标是高性能、大部件的生产应用，它是根据航空航天、能源和国防等领域的客户反馈开发的。第一批打印机将在2022年第三季度末交付给航空航天客户。

　　Velo3D的首席执行官兼创始人BennyBuller说：我我们的创新客户清楚地了解该技术如何为其业务解锁新功能并转变其产品供应。与原始Sapphire相比，Sapphire XC和Sapphire XC 1MZ等新系统通过将产量大幅提高400%，成本降低75%。来支持这一转变。

　　2022年10月，美国通用电器的3D打印部门GE Additive，宣布推出新的粘合剂喷射3D打印设备Series 3。该设备可以3D打印复杂的小型和大型零件，具有超过铸造类似产品的出色材料性能。

　　据该公司称，Series 3能够更普遍地克服粘合剂喷射所面临的问题：生产大型零件。通常，对于粘合剂喷射工艺来说，大的打印件可能会变得太重，从而导致塌陷。烧结对于任何尺寸的零件来说都是一个复杂的问题，而对于超大尺寸的部件来说，很难预测和成功完成烧结。

　　GE Additive声称，Series 3的构建体积为500 x 500 x 500 mm，可以重复且可靠地生产“超过铸造等效物”的零件，同时获得小于500 μm的通孔直径和壁厚。已成功生产重达25公斤的不锈钢制品（但不限于），没有已知的最大壁厚限制。该打印机的制造还考虑到了可维护性，因此可以轻松修复磨损的喷嘴或打印机。另外，它也是一个开放的材料系统。

　　在技术方面，基于GE的H1 Alpha和H2 Beta研发经验而开发，核心技术采用水基粘合喷射技术，它一层一层地被沉积在粉末床上。然后材料的水分蒸发，只留下半固体复合材料或“生坯”零件。

　　在此过程中，GE的机器通过类似Arcam的系统送入粉末，然后将材料移动到重新填充床的电动螺旋推进器上。Series 3的内部传送系统补充了这种快速重复工作流程，可以在该系统上装载构建盒，在其中打印零件，并自动进入后处理，从而提高利用率。

　　除了Series 3，GE Additive还推出了粘合剂喷射成形辅助设备，包括粉末和液体处理站，以及除粉系统。这些附件可以通过一系列管子连接，能够通过氮气从一个腔体到另一个腔体输送材料。这不仅使每个系统的气氛保持惰性，而且可以快速、安全地回收粉末。预计交付时间定于2023年开始。

　　Desktop Metal P-50是一个工业规模的制造平台，结合了粘合剂喷射和单程喷射（SinglePass Jetting）技术。据报道，DM的粘合剂喷射(BJT) 工艺每年可提供高达数百万个零件，而成本与传统大规模生产技术相比具有竞争力。P-50具有原生1200 dpi的打印杆、惰性处理环境和用于打印床均匀性的恒定波扩展，据说可以实现大批量最终应用所需的质量、可靠性和经济性。南极熊全球3D打印产品库已经收录了这款产品，欢迎咨询。

　　Production System平台可用多种金属粉末，材料库包括17-4PH不锈钢、316L不锈钢和4140低合金钢，这些均已通过Desktop Metal认证。平台还支持多种符合客户要求的材料，包括银和金。Desktop Metal还计划在产品组合中添加其他金属，包括工具钢、不锈钢、高温合金、铜等。在最近一个月，DM还先后获得了镍合金IN625和420不锈钢在Production System上的应用认证。而这家公司的中批量金属粘合剂制造系统Shop System在欧洲市场的需求似乎也在逐渐增强。

　　Spectra L 是 Arcam EBM 机器中构建体积最大的机型，提高了生产大型、高完整性零件的能力，速度也最快。

　　机器可提高生产率并将每个零件的成本降低多达 20%*。由于光束功率增加到 4.5 kW 并且光束控制得到增强，与之前的 Arcam EBM 机器相比，构建速度最多提高了 30%。

　　通过提供独特的 EBM 功能在不影响质量的情况下紧密堆叠零件，从而实现零件的批量生产。电子束熔化 (EBM) 技术提供了设计自由度，并允许在烧结粉末中构建自由浮动部件。任何支撑主要用于热平衡，并且在构建完成后很容易移除。改进的熔化工艺可增强表面光洁度，并为薄壁结构和宽厚几何形状提供一致的材料特性。

　　2022年7月，在慕尼黑举行的CerAMTec贸易展上，法国3D打印服务商3Dceram，推出了专为工业设计的新型陶瓷3D打印机C1000 FLEXMATIC。

　　这是一款瞄准全尺寸工业SLA陶瓷3D打印生产而研发的新技术，旨在应对大规模生产的工业挑战。集成了3DCeram的未来工厂SMART Ceramic Factory，并拥有在半自动化线上打印陶瓷零件的能力。

　　这款新设备充分利用3DCeram 15年的研发技术和相关设备经验，比如已开发的C900 FLEX、C100 EASY和C3600 ULTIMATE等。以确保新设备在整个过程的自动化，实现了从刮料到激光策略，再到成品质量以及打印陶瓷配方，最后进行回收和后处理等的自动化。

　　C1000实际上是3DCeram团队现有专利技术的综合体，该设备皆在为满足工业化的生产需求，来简化工艺流程。立体光刻技术确保了所有打印策略（包括速度和精度）所需的灵活性。据悉，设备的构建平台满足多功能性的需要，无论是制造大零件还是小零件，都可以提供高速打印效率。另外，新的可拆卸罐，允许对打印部件进行半自动后处理，从而实现大批量的连续生产。

　　2022年6月，奥地利Lithoz（俐陶智）发布了一款全新的陶瓷3D打印机CeraMax Vario V900，由于使用水基浆料，有机粘合剂的含量低至2-3%，它能够生产完全致密的大尺寸、壁厚可达 40 mm的陶瓷部件，这是陶瓷制造技术的新突破。

　　这款新设备采用LIS（Laser Induced Slip Casting）激光诱导注浆成型技术，可以打印出各类工业应用的陶瓷产品，而且与传统陶瓷加工方法相比还具有一定的经济优势。

　　▲CeraMax Vario V900 陶瓷3D打印机，将尺寸、厚壁、完全致密等特性结合，可用于大型部件甚至黑色陶瓷打印(来源：Lithoz)

　　如果将CeraMax Vario V900及LIS技术与现有的陶瓷3D打印机系统（SLA、BJ）对比，会发现它是一种制造高性能陶瓷部件的全新方法，为陶瓷的3D打印提供了新的可能性。主要有以下优势：●使用水基浆料，有机粘合剂的含量低至2-3%。●不需要额外排胶，因为粘合剂含量低●可以打印氧化铝、氧化锆、以及氮化硅、碳化硅等深色陶瓷材料●生坯可直接进行加工●可以实现与传统工艺相同的壁厚●收缩率可事先精确计算●能够实现复杂的三维结构

　　VX1000-HSS设备的高速打印，并且可以多台设备组线，集成自动后处理设备，让3D打印技术具备批量生产的能力。

　　2022年5月，被收购后的ExOne公司推出了一款砂型3D打印机S-Max Flex，该型号被誉为ExOne公司有史以来最实惠的机型。据称，S-Max Flex的设计愿景是为每个铸造厂普及粘合剂喷射。

　　S-Max Flex是ExOne公司最新的增材制造机器人3D打印机。这台机器真正伟大的地方在于，它价格低廉，易于使用，而且可以提供高质量的零件。该系统配备了一个工业机器人手臂，其创新打印头末端感应器是基于单程喷射（SPJ）技术，使打印速度高达115升/小时。

　　SPJ的技术原理是在每个方向的通道上实现了三个动作：滴落、扩散和打印。首先，沙子从沉积器槽中落下。接下来是铺展步骤，顾名思义就是将沙子平铺在建造台上。最后，为了打印，粘合剂被喷射到沙子表面，以便逐层制作零件。它最初是由Desktop Metal公司设计的，作为增材制造金属零件的最快方式。但现在，由于这两家公司的并购，它有可能在S-Max Flex中实现快速沙子3D打印，以开辟在许多行业的应用。

　　而这确实是性的，因为到目前为止，只有少数铸造厂能够负担得起粘结剂喷射3D打印机器。有了S-Max Flex及其灵活的机器人结构，就有可能使全世界的铸造厂都能获得这项技术。事实上，可以说S-Max Flex是一个真正的创新，它诞生于Desktop Metal和ExOne最佳技术的结合。

　　Desktop Metal开发的Shop System Forrust Edition木材粘合剂喷射设备最初于2021年亮相，当时的客户有机会订购定制部件，同时Desktop公司开始发售测试版打印机。2022年，Desktop Metal开始发售商业版的木材打印系统。作为木材增材制造领域的第一台机器，新机器能够3D打印功能性的、终端应用的木制部件，这些部件由木材加工行业的回收锯末制成。

　　Desktop Metal公司创始人兼CEORic Fulop说：我们新的ShopSystem Forust版使我们能够轻松地用3D打印机按需创建定制和复杂的木材设计，规避了供应链的挑战，提供了全新的设计可能性。粘合剂喷射3D打印技术的一个好处是，它可以将几乎任何粉末材料转化为功能性的最终使用部件。从传统木材加工行业的锯末副产品的充足供应开始，我们正在使用我们的技术为木材建立摇篮到摇篮的制造。我们相信这一概念有能力带来有意义的可持续发展影响，并随着时间的推移扩展到其他粉状废料。

　　△由伦敦工作室 HagenHinderdael 设计，Cocoon是一种装饰性吊灯，旨在宣传减少木材浪费的创新方式。在3D打印之后，每件作品都经过精心的手工染色和加工，包括天然、橡木、柚木和胡桃木等多种木材表面处理。Cocoon是OLED照明的品牌大使，可供购买。图片由桌面金属公司提供。

　　这台新机器据说是建立在成熟的、广受好评的Shop System架构上。构建体积为350 x 222 x 200毫米（13.8 x 8.7 x 7.9英寸），打印速度高达1,600毫升/小时，ShopSystem Forust版每小时能够3D打印大约21毫米（0.83英寸）的层高度。使用Fabricate MFG构建准备软件，用户能够从四种纹理模式（或完全没有纹理）中选择，以创建模仿水曲柳、桃花心木和其他材料的部件。

　　与其他基于粉末的系统类似，该打印机也有辅助设备，特别是Forust粉末站。这使用户能够从制造箱中取出打印好的零件，并回收松散的木粉，以便立即在打印机中重新使用。目前，用户将依赖Forust木粉，这是一种来自铣削行业的原始锯末的特殊混合物，来自经过验证和稳定的供应商。然而，Desktop公司正在制定准则，允许客户采购自己的再生锯末。Forust Binder有透明和棕色两种选择，不仅可以将木材颗粒粘合在一起，而且还可以用来制作木纹图案。

　　为了创造耐用的终端部件，该机器配备了一个指南，用于将生物基树脂渗入打印品中。一旦渗入，它们可以像传统的木制品一样被处理，这意味着它们可以被打磨、染色、抛光、染色、涂层、修整、用螺丝钉固定和钉住。

　　Formlabs在2022年发布了最新的SLS 3D打印机Fuse 1+ 30W，其打印速度提升2倍，兼容多款高性能工程材料，实现材料零浪费。为企业提供实惠、真正快速、高吞吐量的 SLS 打印机。

　　Fuse 1+ 30W是一款SLS（选择性激光烧结）3D打印机，在Fuse 1的基础上开发而来。Fuse 1自2021年1月发货以来，至今在全球销售超过1500台，在SLS打印机的市场占有率达到了50%。

　　Fuse 1定位于经济实惠的专业级SLS 3D打印解决方案，Fuse 1+ 30W则提供比现有Fuse 1更强大的功能，适合设备利用率高、需要快速周转或材料要求更高的用户。

　　在硬件方面，Fuse 1+ 30W采用了30W的掺镱光纤激光器，并重新设计了振镜系统。激光扫描速度高达12.5米/秒，使用Nylon 12时的打印速度比Fuse 1快1-2倍，应用潜力更大。大多数的打印可以在24小时内完成。

　　在打印材料方面，可以提供Nylon 11 CF（尼龙碳纤维）复合材料粉末，满足更高性能的应用场景需求。

　　那么在实际打印的时候，Fuse 1+ 30W的表现如何呢？以生产同一批尼龙12 联轴器为例，使用Fuse 1打印时间为66小时19分钟，而使用Fuse 1+ 30W只需要32小时59分，时间缩短了50.2%。

　　Nylon 11 CF的高性能使它适合用于工具、夹具、固定装置；铸件、外罩和外壳；岐管、空气动力学部件；复合原型；叶轮、连接器；金属替换件。

　　2022年11月，瑞士选择性激光烧结(SLS) 3D打印机制造商Sintratec，在Formnext上周展会期间推出了一种新的一体化生产系统，它是一种面向未来的3D打印解决方案。

　　该公司的全材料平台(AMP)由模块化构建和融合模块组成，将昂贵的光学器件与材料接触部件分开，使其能够处理金属和聚合物。该公司表示，它们将历史性的从销售单一系统转为“开创SLS的新时代”，在这个时代，用户可以利用更广泛的材料，以更具成本效益的方式扩大生产规模。

　　Sintratec的联合创始人兼首席执行官Dominik Solenicki说：“我们认为SLS在未来的制造业中将发挥关键作用。凭借我们的Sintratec S2系统，我们已经奠定了该技术的基础。现在，经过多年的打造，我们的全材料平台发布标志着这条道路上的一个重要里程碑。一个功能强大、灵活且可扩展的解决方案，可完全根据我们客户的应用需求量身定制。”

　　2022年，3D Systems推出了具有数控铣削功能的工业级大幅面高速 3D 打印机Atlas-HS，在一个平台上实现增减材制造。提供颗粒挤出 + 数控主轴、颗粒挤出 + 细丝挤出 + 数控主轴，或双颗粒挤出 + 数控主轴等多种配置。

　　●混合式 3D 打印机在一个平台上结合了增材（颗粒挤出）制造与减材（3 轴主轴）制造●借助高度可靠的工业运动，以高达 10 倍的速度打印大型部件●使用成本降低了 10 倍的颗粒材料，减少打印成本●打印具有数控级表面光洁度的大型部件（最高可达 6 英尺）的独特功能

　　如果需要打印速度非常快且具备制造水平精度、表面质量和可重复性的低成本、大规模部件，此解决方案为不二之选。

　　Atlas-HS 专为满足航天、汽车、铸造、消费品、政府机构等行业的客户需求而设计和制造。在 Atlas-HS 上使用高温材料（包括 CF-PEI，GF-PEKK 和 GF-PC），同时借助 Titan 的颗粒挤出系统和工业加热外壳即可实现 3D 打印。相较于细丝 3D 打印，直接颗粒进料 3D 打印能够使用多种材料，同时将材料成本降低多达 10 倍，并将沉积速率提高多达 10 倍。

　　Atlas-HS 在同一个龙门架上设有 Titan 久经验证的颗粒挤出系统和 3 轴铣削系统。借助增减材混合技术，用户能够在打印过程中或打印结束后对 3D 打印部件进行加工。Atlas-HS 将生产级增材制造提升到一个新水平，不仅缩短了周期时间，而且能生产出表面光滑且精准度高的最终用途 3D 打印部件。

　　全新的 freeformer 750-3X材料制备的原理不变，但整个系统（材料制备和喷射模块）经过优化，让全新打印模块在结构上更加紧凑。

　　单从外观来看，freeformer 750-3X 与 300-3X 并无区别，二者设备外形尺寸相同。打印仓区域却显著增大，达到 330 mm x 230 mm x 230 mm的尺寸，无需专供气流和空气循环的设备，也可保证打印加工舱温度恒定。

　　经过进一步研发的控制系统软件功能令打印速度大大提升，可实现打印格栅形支撑结构，其打印时间相对于“常规”的结构其打印速度加快了最高达 55 %。全新的 freeformer 750-3X的大尺寸打印仓，特别适用于快速批量打印大型部件以及同时打印多个部件。

　　该设备特别适用于打印软材料，例如具有较广邵氏硬度范围的 TPE 材料。对于软材料加工而言，需要必不可少的材料干燥工序，将其集成在打印机中，并且可以通过控制系统编程。由于其温和的塑化工艺，Freeformer 200-3X “soft” 也可用于打印高机械硬度的部件。其具有吸引力的价格使其成为了理想的增材制造入门级设备。

　　这是Stratasys最新发布的PolyJet™打印机机型，它的推出旨在满足时尚设计类制造商的独特需求，包括3D打印高端、优质的纺织品和服装、包袋、配件以及鞋履。

　　Stratasys 3DFashion解决方案包括J850 TechStyle 3D打印机、工作流程软件及支持时尚制造商个性化需求的材料，凭借其独特的多功能性和生产力，可为设计师和时尚品牌提供与众不同的制造方式。

　　该解决方案为时尚制造商开启了个性化定制3D打印织物的无限可能——包括限量版和数字自动化，同时还缩短了将产品推向市场的时间。

　　享誉全球的时尚专家及潮流预测师Lidewij Edelkoort表示，将3D打印用于织物和服装一直以来都受到时尚设计师们的关注，这将为他们带来无穷的潜在创意应用。