根据市场研究咨询机构AMPower, 2022年增材制造市场发生显著变化，航天军工的需求强势崛起，导致包括对选区熔融金属3D打印、电弧熔丝增材制造技术、激光沉积送粉成形、复合材料增材制造技术的需求都发生了急剧的增长需求。根据AMPower 2023全球工业增材制造市场报告，2022年选区熔融金属3D打印的一个直观的发展趋势是超过600厘米加工尺寸的大型设备需求上升，其中航空航天领域购买的金属3D打印设备单台均价在100万欧元以上，一方面满足大尺寸加工零件需求，一方面满足小批量零件的量产制造需求。

铂力特增材制造的大尺寸、集成化发动机部件
© 铂力特

 更大、更高生产力

      根据市场研究咨询机构AMPower, 2022年全球金属3D打印设备销售额达到了10亿欧元，航天应用占据了1.68亿欧元的金属3D打印设备销售，更多的金属3D打印设备供应商为了满足航天国防领域的发展需求，将研发重心放在更大、更高生产力、鲁棒性更高的设备开发。

航空航天增材制造应用发展方向
© 3D科学谷白皮书

大型金属3D打印设备对打印区域内优化的空气流动提出了很高的要求，所对应的零件的制造规格为大型复杂精密零件。

根据市场研究咨询机构AMPower, 2022年全球用于3D打印航天零件的支出增加了约90%，对应着民航和国防的3D打印零件的支出分别增加了约63%和53%。包括航空航天飞机发动机的3D打印零件开发，以及超音速飞行器零件的开发。例如，铂力特在第十四届中国航展展出的整体阵面板大尺寸增材制造零件。该零件采用铂力特选区激光熔化金属3D打印设备进行整体打印，材料为铝合金，零件尺寸达1125mm×20mm×1300mm。铂力特制造的3D打印整体阵面板采用了蒙皮点阵结构设计，其内部点阵完好，点阵丝径0.5mm，最小蒙皮厚度0.5mm，蒙皮及点阵尺寸精度达0.05mm，整体轮廓度±0.5mm。蒙皮点阵结构刚度好，在满足零件功能及性能需求的情况下，可以尽可能地减小零件重量。

铂力特增材制造的蒙皮点阵结构
© 铂力特

 不断刷新记录

大型精密零件的开发制造需求驱动着大型设备的进一步发展。AM 增材制造设备变得越来越大和复杂。例如，中国供应商 EPLUS3D 的多激光金属粉末床融合设备 EP-M1250 具有超过 1 米的构建平台。铂力特的S1000成型尺寸1200x600x1500。SLM Solutions NXG600 XII 或 VELO3D 的 Sapphire XC 的多激光设备于 2022 年首次安装在其用户现场。

根据市场研究咨询机构AMPower, 等于和超过5个激光器的大型金属3D打印设备在2022年从占据所有设备销量的1%增加到了5%，单激光器则是从54%下降到了45%，即使100到150mm成型尺寸的齿科加工用途，也朝向更多激光器的方向发展。单激光器的市场份额将持续下降，在2027年或降低至11%～16%的水平。而多激光器的设备市场份额将持续上升。等于和超过5个激光器的大型金属3D打印设备在2027年或将占10%～13%的市场份额

根据3D科学谷，粉末床熔融金属3D打印方面，大型设备的发展始于2017年，GE发布了旗下Concept Laser ATLAS大型设备，这台设备刷新了Concept Laser 2000R的记录，Concept Laser开发的Right X LINE 2000R，2000R的构建体积为0.8m×0.4m×0.5m，GE的开创性使得航空航天、汽车、石油和天然气等行业的大型零部件制造商能够根据自己的独特需求进行配置和定制。

2020年11月，德国选区激光熔化金属3D打印设备制造商SLM Solutions （斯凌曼激光）发布了最新SLM3D打印设备-NXG XII 600，该设备配备了12个1千瓦的激光器和一个600x600x600毫米的成型舱室。欧洲某知名OEM已与SLM Solutions 签订5台NXG XII 600设备采购意向书，第一台设备将于2022年交付，这家OEM公司将成为首批受益于NXG XII 600设备的客户之一，而设备将用于批量化零部件的生产。2021年9月，Morf3D正式与SLM Solutions 签订采购合同，SLM Solutions为Morf3D提供2台SLM®500以及1台NXG XII 600设备。这些设备将于航空航天零件的制造。2021年10月，在经过与SLM Solutions 多年的合作开发之后，Divergent 再次投入3台具有12激光器粉末床激光熔化3D打印设备-NXG XII 600。这些设备将用于提升Divergent的生产能力。

2021年12月,Velo3D宣布已交付了首台Sapphire XC，这款机器具有8个1kW激光器，成型室尺寸为600mmx550mm的可扩展空间。针对制造大型零件需要粉末均匀地被铺在基板上。Sapphire XC的刮刀工艺（re-coater process）为非接触式刮刀，刮刀在粉末层上面进行一种非接触式过程，确保粉末平整，适合生产薄壁大型零件。从2014年至今短短8年间，成为主流航空航天业领导企业的供应商，Velo3D开辟了一条针对金属3D打印走向产业化的痛点来开发设备与软件解决方案的道路。

总体来说，3D打印进入到规模生产领域必须满足以下条件：

- 必须是可预测的：用户无法花费数小时或数天的时间来通过反复试验为了制作第一个合格的零部件。

- 必须更快：优先考虑减少构建时间，这就是多激光3D打印设备越来越多地用于生产的原因。

- 必须准确：在更高的速度和更复杂的零件上，需要更好的过程控制来始终如一地生产高质量的零件，同时减少后处理或返工。

- 必须稳定：在生产环境中，激光器几乎一直处于开启状态，以提供必要的通量，这些激光器需要可靠且易于维修。

在迈向可控、更快、更经济、更稳定的赛道上，选区熔融金属3D打印、电弧熔丝增材制造技术、激光沉积送粉成形等增材制造技术的发展将上一个新台阶。

(责任编辑：admin)

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