Formnext 2021透露增材制造行业十大趋势

趋势一：疫情大流行推动行业快速发展
尽管新冠肺炎疫情给设备供应商和零部件生产商带来了挑战，迫使供应链成为行业关注的焦点。惠普Multi Jet Fusion业务全球负责人兼总经理Guayente Sanmartin指出，疫情引发的供应链问题逐渐让OEM厂商认识到实现3D打印制造的可能性，这一认识正推动企业利用增材制造的优势确保供应链的稳定流畅。
Stratasys公司CEO Yoav Zeif表示，以前销售主要与工程师进行对话，而现在他们更多的是与企业高管在一起，让他们首先看到增材制造的商业案例，其次才展示技术优势。位于世界各地的制造合作伙伴可以利用3D打印制造备件、配件或任何需要的产品。不可否认的是，增材制造既是一种永久提供替换零件的方法，又是一种测试新产品、提供升级的有效途径。

趋势二：数字化是进步的隐藏部分
2021年展会上，最引人注目的进步莫过于增材制造越来越受到厂商们的青睐，并兑现客户数字制造技术的承诺。阿博格Freeformer系统使用的是与注塑机相同的颗粒料，成功实现了3D打印制造零件。该公司展示了能够实现更高温度的Freeformer 300-3X模型，使其能够在更高温度下打印聚合物。
事实上，增材制造利用了丰富独特的数字零件设计功能，就像它可以提供有关零件的大量数字一样。Oechsler公司在其展位上展示了设计引擎软件，一种专门用于处理晶格的设计工具。增材制造允许自由采用晶格作为几何形式的轻量化、冷却和可调弹簧张力来代替填充。设计引擎软件允许零件设计师在不同的晶格类型中进行选择，控制晶格的单元尺寸和支柱厚度，以便在零件内实现不同的应力关系。

趋势三：后处理走向数字化、自动化
“即使增材制造成为一种更广泛接受的生产技术，没有人直接从打印机购买零件。”金属3D打印机供应商AddUp副首席执行官Julien Marcilly指出。通过对后处理进行可追溯性，意味着在生产线上需要更少的破坏性测试和其他控制，整体简化零件的鉴定过程。

后处理的数字化可以让制造商收集有关零件的关键数据，为新零件的设计和开发提供有用信息。3D打印部件的创建已经着眼于增材制造设计及预期功能，但通过数字反馈循环，后处理也可以为开发提供信息。
在某些情况下，自动化后处理不仅使增材制造更有生产力，而且更安全。设备供应商Solukon展示了用于中大型粉末床熔融部件的除粉系统，可以清除高达1米零件上的粉末。此外，完全封闭的自动化系统，可保护人员免于接触具有潜在危险的金属粉末。

趋势四：消费者选择的变化即将到来
随着零件生产增材制造的到来，人们最先想到的可能是医疗植入物或航空航天。但Formnext 2021展会所呈现的是，消费品很可能是最受3D打印改造的产品领域。ExOne和GKN两者展示了由3D打印组件支持的紧凑型音频扬声器系统。巴斯夫展示了多个正在进行中的鞋类项目，一个旨在通过循环经济生产模型更好地利用资源，另一个旨在实现大规模定制鞋类的承诺。
晶格设计能力在自行车鞍座中也得到了充分展现，在整个3D打印形式中实现了柔软度和刚度的微调。Nexa3D展示的Arcimoto FUV暗示了3D打印将如何使电动汽车面向更窄的市场，而不是与汽车制造相关的传统市场。值得注意的是，Nexa3D还首次推出了桌面级树脂基3D打印机XiP，它同样适用于工业和家庭用户，或者说其本身就是一种消费品。

趋势五：复合材料成为行业焦点
在Formnext 2021展会上，专门用于生产增强复合材料的机器值得注意。MarkForged公司长期以来一直专注于连续纤维增强设备上。在展会现场，该公司展示了一台工业级复合材料打印设备。其FX20的构建体积是台式机尺寸的五倍，不仅适用于大型零件而且适用于小批量零件生产。
Anisoprint公司的ProM IS 500机器乍一看类似于CNC机床。实际上，10伺服轴机器精确控制聚合物沉积和连续纤维放置，制造轻质聚合物复合材料硬件，以取代原本可能由铝或钢加工的零件。未来，增材制造将为复合材料制造提供强大推动力，以至于可以将其视为增材制造应用的一个单独广泛材料领域，即除聚合物和金属材料之外的第三种选择。

趋势六：多材料3D打印的新选项
然而，在同一印刷品中结合不同材料的机会可能还有第四种选择。虽然多材料3D打印的问世已经有一段时间了，但在Formnext 2021上还是能看到用于完成多材料打印的各种新颖和不寻常的技术。
一家提供定向能量沉积解决方案的公司，展示了由各种类型的金属制成的3D打印部件。该公司的沉积头支持在一次打印中使用多达四种不同的线材，兼容粉末。公司展台上的各种部件都展示了这种能力，例如带有铜纹的不锈钢钻体可以更好地控制温度，以及由不锈钢印刷并在磨损点增加了铬镍铁合金的涡轮叶片。多材料定向能量沉积技术为行业带来了新的制造可能性和维修机会，损坏的零件可以重新组装而不是直接报废。
多材料3D打印不仅限于金属材料。Lithoz展示的混合材料结合了金属和陶瓷的多材料印刷品。该公司基于光刻工艺填充树脂实现，构建平台可以在构建过程中在两种材料之间移动，以产生不同材料的梯度或部分。只要两者可以在相似的温度下烧结，这些不同的材料就可以在最终部件中兼容。

趋势七：机器满足尺寸需求
从Formnext 2021展会上透露的另一个重要趋势是，机器正变得越来越大。更大的构建量可能是增材设备用户提出的最广泛、最一致和最基本需求。大行程不仅对于较大的零件很重要，而且因为对于某些增材工艺（包括金属粉末床和聚合物数字光加工），能量源的速度与嵌套零件的自由度相结合意味着构建尺寸直接转换到生产力，大尺寸也意味着高效生产。

趋势八：更高的温度提高材料选择
隐藏在其他主题中的另一个主题是聚合物打印设备的更高温度。正如3D打印机制造商谈论大幅面机器时的那样，他们通常将其描述为不仅“更大”而且“更热”。也就是说，机器打印范围的扩大不仅体现在腔室大小或行程方面的不断增加，而且在它们可以有效工作的材料范围方面也在增加。
像PEEK、Ultem这样的聚合物材料需要更高温度的打印设备。为聚合物3D打印机设计更高温度容量的举措与增材制造用户的材料选择自由度直接相关。

趋势九：供应商越来越多地成为生产商
虽然在其他制造业中，资本设备供应商的参与可能会降级为销售和服务。但在增材制造中，供应商越来越多地成为零部件生产商。一方面，许多面向生产的3D打印机公司正在进入部件生产的行列。例如，Stratasys公司展台上展出的H350 SAF同时包括了通过该平台生产的35个零件。在展会的其他地方，Aconity3D展示了AconityScan系统的一个组件，该系统由该公司使用Equispheres的激光粉末床融合平台制成铝粉。
越来越多的技术供应商正在为外部客户生产零件，就像AddUp一样。该公司是法孚和米其林的合资企业，凭借2018年对BeAM公司的收购，现在可以向客户提供了激光粉末床融合设备以及定向能量沉积技术。

趋势十：Formnext将来到北美
最后，Formnext USA将于2025年在芝加哥首次亮相。主办方将发布日期提前三年是对营销工业设备固有的投资和规划的认可。随着Formnext越来越多地成为IMTS和增材制造会议和博览会的一部分，负责Formnext USA的三个组织将从2022年开始合作。

来源：荣格-《国际工业激光商情》


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