» 生活与艺术 //www.luezhai.com 三维科学, 无限可能! Wed, 11 Feb 2026 04:02:54 +0000 zh-CN hourly 1 https://wordpress.org/?v=3.9.40 混元3D Studio升级直出艺术家级模型,AI建模正释放3D打印需求 //www.luezhai.com/?p=41009 //www.luezhai.com/?p=41009#comments Sat, 29 Nov 2025 02:58:38 +0000 3DScienceValley 3D新闻 AI Frontier 生活与艺术 //www.luezhai.com/?p=41009 AI生成式大模型的发展显著降低了三维建模的专业门槛,使普通用户也能借助AI技术轻...

AI生成式大模型的发展显著降低了三维建模的专业门槛,使普通用户也能借助AI技术轻松实现创意。与此同时,智能化建模技术的进步也带动了消费级3D打印硬件的用户增长——由于建模过程变得更加简单,越来越多普通人群开始购买并使用3D打印机,将自己的创意转化为实物。可以说,AI 3D建模技术的发展是3D打印机尤其是消费级3D打印机真正走向大众化的关键催化剂。

今年9月,腾讯混元发布了专为3D设计师、游戏开发者、建模师等打造的专业级AI工作台——混元3D Studio,通过AI技术整合3D生产全流程,让3D资产生产周期从“天”级缩短到“分钟”级。根据腾讯混元官方消息,头部3D打印厂商如拓竹科技、创想三维等已接入混元3D模型,大幅提升建模效率。

11月28日,混元3D Studio升级到1.1版本,并接入最新的美术级3D生成大模型混元3D PolyGen 1.5,能够直出艺术家级的3D资产。本期 将与您一起感受一下该技术为3D建模带来的专业性和可用性, 并以此为例来看AI 3D建模技术为3D打印应用带来的积极影响。

block 直出艺术家级的3D资产

不同于过去的智能拓扑方法只能生成三角面,PolyGen 1.5首创端到端原生四边形网格生成方法,可直接学习四边形拓扑,生成连贯边缘环,布线效果大幅度提升,支持混合拓扑,适用于软/硬表面模型,进一步提升3D生成模型的专业可用性。

游戏美术师、3D设计师和开发者们,可以利用PolyGen 1.5生成更加专业的3D资产,在游戏开发、动画制作、VR内容等场景中落地。

现有的一些3D生成算法可实现精准的几何建模,但生成的模型质量和美术制作模型仍有不小差距(如下图所示),难以直接应用在游戏、动画等专业美术管线,具体表现在以下几个方面:面数过高,布线质量差等。其中过高的面数会降低渲染效率,另一方面布线杂乱也会影响模型的美观度以及后续的uv展开、骨骼绑定等下游环节。

Studio_1图. 3D生成Mesh vs 美术Mesh

为了将生成的3D资产直接应用于游戏等专业管线中,提高美术师建模效率,我们在7月发布了混元3D-PolyGen 1.0模型,利用自回归模型拟合布线分布,在原始的高面片mesh上进行智能拓扑,使得3D模型更符合美术规范。

此次发布的PolyGen1.5,通过对mesh的表征进行重新设计,模型可以自适应生成四边面或者三边面,从而大幅提升生成的布线质量,如下图所示。

Studio_2图. 相比于PolyGen1.0三转四的结果,PolyGen1.5能够直接生成四边面,规整度更高

效果对比

1. PolyGen1.5 vs Mesh自回归SOTA

官方将polygen1.5与现有的mesh自回归的SOTA方法分别进行了定性和定量的比较,如下所示。可以看到现有的方法在生成复杂物体时容易出现破损、细节丢失、布线杂乱等问题,相比之下,混元3D-PolyGen 1.5在生成的稳定性、细节、布线质量等方面均优于目前SOTA模型。

Studio_3图. PolyGen1.5与mesh自回归SOTA方法效果对比

Studio_4图. PolyGen1.5与mesh自回归SOTA方法定量对比

2. PolyGen1.5 vs 业界接口

业界通常使用重拓扑算法进行减面,这类方法虽然可以生成规整的四边面,但其难以保留模型的硬边结构,且当面数较低时,容易出现破损。相比之下,PolyGen1.5可以较好的保留模型结构,生成的布线能够跟随模型的结构走向,且能够更好的生成低面片的拓扑结构。

Studio_5图. PolyGen1.5与业界接口效果对比

更多效果展示:

Studio_6 Studio_7 Studio_8

此外,混元3D Studio1.1基模升级为混元3D 3.0版本,支持36亿体素超高清建模,显著提升模型细节表现力。

根据 的市场观察,以往AI生成的3D模型在通过3D打印技术进行制造时仍存在一些痛点,腾讯混元团队在今年9月还曾有针对性的推出了3D-Omni和混元3D-Part模型。其中,混元3D-Part技术通过其核心组件——3D分割模型P3-SAM和部件生成模型X-Part的协同工作,从根本上解决了AI生成模型多为不可编辑“整体”的痛点。它能够将整体网格自动分解为多个高保真、结构一致的独立部件,如同将实物拆解为乐高模块。这种组件级的“可拆卸”特性,使得用户可以对每个部件(如车轮、机械臂关节)单独进行编辑、优化壁厚或调整填充结构,从而实现了模型的深度定制化,让其得以快速适配不同3D打印材料的特定要求。

block 3D打印从“工具驱动”迈向“内容驱动”

过去,消费级3D打印机市场的发展很大程度上是 “工具驱动” 的,即厂商不断优化打印机本身的性能(如打印速度、精度、可靠性、材料种类),以期吸引用户。但一个核心瓶颈始终存在:普通用户没有足够的能力和精力去创造高质量的3D模型。
以AI为代表的3D建模技术的发展,正将这个市场推向 “内容驱动” 的新范式。它极大地降低了3D数字内容创造的门槛和成本,从而将从根源上释放3D打印的需求。

参考来源:《混元3D Studio升级,可直出艺术家级3D资产》

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共同开启一场AI设计×3D打印建造的先锋对话! //www.luezhai.com/?p=41012 //www.luezhai.com/?p=41012#comments Fri, 28 Nov 2025 08:51:01 +0000 3DScienceValley 3D新闻 TCT 生活与艺术 //www.luezhai.com/?p=41012 在数字化、智能化、材料革新不断叠加的当下,建筑行业正迎来一场真正意义上的技术跃迁...

在数字化、智能化、材料革新不断叠加的当下,建筑行业正迎来一场真正意义上的技术跃迁。作为2026年TCT亚洲展同期活动之一,TCT亚洲峰会——建筑设计与数字建造论坛聚焦3D打印在建筑构件、艺术结构、景观设计、混凝土打印、全尺寸建造及工程创新中的前沿应用。

论坛将汇集建筑师、结构工程师与技术团队,展示从小型构件到大型建筑的真实案例,探讨材料体系、打印工艺、工程标准、项目落地与监管框架等关键议题。作为快速增长的应用领域,本论坛旨在呈现数字建造如何改变建筑设计流程与施工方式,推动更高效、更可持续的建造模式。

tct construction

2026年TCT亚洲峰会特别邀请到两位在建筑设计、数字建造与材料科学领域深具影响力的专家,共同带来面向未来的洞见。

block AI生成设计+机器人3D打印
       打开建筑的下一代可能性

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在中国建筑领域,徐卫国教授长期专注于数字建筑设计,并在参数化设计、机器人3D打印建造等方向持续探索。他的研究不仅扎根实验室,也通过多个实际项目将“未来建筑”的可能性带入真实城市环境。

位于上海宝山区智慧湾科技园区的3D打印混凝土咖啡屋,是徐教授团队在AI生成设计与智能建造领域的一次突破性探索。建筑面积约20㎡,外形源自甲方提出的“咖啡杯”概念。设计过程中,团队利用ChatGPT-4、DALL·E 3 和 TripoAI(2026 TCT亚洲展:8B25 VAST)等工具完成了从提示词生成、形体筛选到三维可编辑模型重构的完整智能设计流程,实现了从概念到建筑形态的协同创作。

在建造阶段,主体结构由3D打印混凝土智能建造系统原位打印成型,屋顶与“杯把”采用FRP数控加工制造,实现了数字模型到实体组件的精准转化。该建筑如今已成为园区最具标识度的地标之一,也展示了未来建筑工业化与AI技术深度融合的全新路径——建筑可以像产品一样被设计、生成、制造与迭代。

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在他的演讲中,徐教授将聚焦:AI生成式建筑设计如何与3D打印建造结合,从建筑构思、材料、结构到施工方式的重新定义,展示未来可预见的建筑形态。

block 混凝土3D打印的材料革命者
      从全球案例到未来展望

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如果说建筑3D打印正在打开建筑行业的新赛道,那么张亚梅教授就是这条赛道上的“材料驱动者”。她长期深耕混凝土3D打印材料体系、成型机制及可持续建造技术,研究成果频繁出现在国际顶刊和大型工程项目中。

在张亚梅教授团队的推动下,中建八局工程研究院联合东南大学团队完成了国内首座混凝土3D打印UHPC曲线梁桥的示范应用。该桥以柔美的大曲线造型为基调,桥面采用高强度、高韧性的3D打印UHPC材料建造,施工中结合智能监测算法、高精度激光扫描和三维建模技术,确保每个节段打印精度和整体结构质量。

项目展示了设计创新与高效建造:通过3D打印技术实现个性化曲线设计,减少模板使用,突破传统施工限制;材料研发与应用:UHPC材料兼具高强度与高韧性,满足复杂几何结构打印要求;智能施工与精细化管理:实时监测打印质量,解决空间曲线支模、异形构件吊装等施工难题,大幅提升建造效率和质量。

tct construction3

这一示范项目不仅为桥梁设计和高效建造提供了可复制经验,也推动了3D打印技术在公共设施和基础建设中的应用与发展。

张教授将以「混凝土3D打印建造案例分享与前瞻」为主题,带来一场兼具深度与实践价值的硬核分享。她将回顾全球代表性的混凝土3D打印工程,展示团队亲自主导的真实建造案例,深入解析当前在材料、装备和施工层面的技术挑战,并进一步展望混凝土3D打印的未来方向与产业化路径。

为什么你不能错过这场论坛?

建筑业正处在材料、智能设计、数字建造三条技术曲线交汇的时刻:

  • AI正在改变建筑的“创造方式”
  • 3D打印正在改变建筑的“建造方式”
  • 材料科学正在改变建筑的“可持续性路径”

2026年的这场论坛,将是一次从理念到工程皆可落地的知识与灵感交汇点。

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需付费入场,门票信息后续公布

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从构想至量产:Apple官方解析金属3D打印之路 //www.luezhai.com/?p=40900 //www.luezhai.com/?p=40900#comments Wed, 19 Nov 2025 10:32:39 +0000 3DScienceValley 3D新闻 Insights 生活与艺术 //www.luezhai.com/?p=40900 当Apple公司正式发布采用金属3D打印-增材制造表壳的Apple Watch ...

当Apple公司正式发布采用金属3D打印-增材制造表壳的Apple Watch Ultra 3及Series 11产品之时,标志着这一消费电子巨头正式将增材制造技术推向了规模化量产舞台。这一里程碑式的事件引发了产业界对增材制造在消费电子产品量产应用中可行性、效率与价值的深入探讨。

11月18日,Apple公司官方发文系统阐释了其在金属增材制造领域多年的技术积累与战略思考。他们不仅揭示了粉末床选区激光熔融增材制造技术在提升材料利用率、实现复杂功能结构方面的核心优势,更展现了苹果如何将精密制造、可持续发展目标与产品创新通过增材制造深度结合。 认为,我们从中看到的,不仅是一项工艺的突破,更是一个科技巨头对未来制造系统的重新定义。

这一切始于一个天马行空的构想:若将历来主要用于快速成型的增材制造技术,应用于量产数百万个符合Apple严苛设计标准且采用高品质回收金属的封装外壳,会如何实现?

对此,苹果产品设计副总裁Kate Bergeron强调,这不只是一个概念提按,更是渴望落地的技术构想,他们在提出假设后立即展开了对于增材制造技术的验证。通过持续的原型迭代、工艺参数优化与海量数据采集,最终证实该技术能满足Apple坚持的质量标准。

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今年,所有Apple Watch Ultra 3与钛金属款Apple Watch Series 11的表壳均采用100%回收航空级钛合金粉末通过粉末床选区激光熔融技术进行增材制造。而这项突破此前曾被认为难以实现规模化量产。

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Apple 跨部门团队围绕共同目标协同攻坚:Series 11的镜面抛光需达到显微级光洁度,Ultra 3则必须在维持轻量化架构的同时确保结构完整性以满足极端环境使用需求。两款产品均需在保持性能零妥协的前提下,采用同级或更优的环保材料。

block Apple 2030 全景路线图

在Apple,环境可持续性已融入各团队的核心价值观。

“Apple 2030″是该公司制定的全景路线图,旨在2030年前实现全产业链碳中和,涵盖制造供应链与产品全生命周期碳足迹。目前Apple Watch制造流程已全面采用风能、光伏等可再生能源供电。

Apple确信增材制造在材料利用率方面具有革命性潜力,这对实现”Apple 2030″ 战略目标具有关键意义。
与传统减材制造工艺不同,增材制造通过逐层堆叠方式近净成形零件。这种技术路线的转变使Ultra 3与Series 11钛金属表壳的原材料消耗量较前代产品降低50%。

Apple环境与供应链创新副总裁 Sarah Chandler 表示,材料利用率提升50%是里程碑式的突破——相当于同等钛锭原料可制造双倍产品,回溯至原材料端,这对地球资源的节约效益极为显著。

谈到增材制造材料节约效益,Apple官方揭示了如下数据:

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  • “2025年度节约400+公吨钛金属原材料”
  • “100%航空级再生钛合金粉末”
  • “较前代产品减少50%原材料投入”

block 十年技术储备

Apple Watch与Vision制造设计高级总监J Manjunathaiah博士表示,他们长期追踪增材制造技术路线成熟度。过去十年间,在增材制造技术在医疗植入物、航天零部件制造等领域获得蓬勃发展的同时,苹果也持续进行着技术储备。

降低单件物料消耗始终是Apple的核心目标。此前受限于表面处理工艺,早期他们未能实现外观级增材制造件的规模化生产。因此Apple团队启动了金属增材制造外观件的技术攻关。

对Apple而言,功能实现、美学表达与耐久保障是基础门槛。在此基础上还需突破规模化量产瓶颈,通过严苛的可靠性验证,实现材料科学创新,同时确保2030碳中和目标稳步推进。

block 不是单点创新而是成为未来产业体系的新基准

Apple的目标是致力于构建系统性变革,所有技术所有技术创新都不追求单点突破,而要成为未来产业体系的新基准。

Sarah Chandler ,Apple 环境与供应链创新副总裁

Apple公司揭示,每台设备均配备六组激光器,通过多光束同步扫描实现逐层堆积——单个表壳需经历逾900次叠层加工方能成型。

表壳制造所采用的是通过气雾化制粉工艺制造的钛合金粉末材料,通过精确控氧工艺降低钛粉在热源下的爆燃风险。粉末粒径需严格控制在50微米级,在氧含量方面采用了专用的低氧工艺方案。

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经历20小时的增材制造之后,表壳进入后处理阶段。

操作员通过粗清粉工序真空清除成型舱内未烧结粉末。虽然零件已实现近净成形,但复杂内腔结构仍会残留微量粉末。后续通过超声波振荡工艺在精除粉阶段实现完全清粉。

在3D打印表壳的分离工序中,采用电火花线切割装置沿预设路径对集成制造基板上的成型件进行逐一切割,同时喷射介电流体以控制放电加工过程中的热影响区。

随后通过自动化机器视觉检测系统执行全尺寸计量学分析,对每个表壳进行三维形貌测绘与表面瑕疵扫描,该工序作为封装件进入终段加工前的最终质量认证环节,确保所有几何公差与外观标准符合设计规范。
在此之后,机械工程师将在表壳中装配电路板、显示模组、电池组等所有内嵌元件,实现毫米级空间匹配,并通过持续测试验证功能完整性,最后植入固件进行老化测试,确保所有性能指标符合设计规范。

block 塑造传统工艺无法实现的复杂曲面

Apple在此次发文中揭示了增材制造技术实现的另一项核心突破:

能够在传统锻压工艺无法加工的复杂型腔内构建功能性表面织构。对Apple Watch而言,该技术显著提升了蜂窝网络型号天线区域的密封性能。在金属表壳内部,为实现射频信号传输功能专门设计了注塑填充结构,通过在内壁表面3D打印微锚点织构,使塑料与金属界面形成机械互锁效应,大幅提升界面结合强度与防水可靠性。

这项技术突破历经多年积累:从专项技术演示到原理验证,从特定合金配比研发到打印策略优化。在前代产品中完成小批量试制后,团队已掌握钛合金增材制造的全套工艺解决方案。

block 设计自由度提升带来的技术外溢

Apple 通过渐进式创新夯实技术基础,凭借增材制造技术所带来的超越传统技术极限的设计自由度,在实现规模化量产、可持续性突破、外观与结构要求全面达标的当下,其对于增材制造技术的想象空间已全面打开。

这种设计自由度还催生了向更多Apple产品的技术外溢:新款iPhone Air的USB-C接口采用同源钛合金粉末整体打印成型,通过增材制造实现超薄高强结构设计。

当设计工程、制造技术与环境目标实现多维协同创新,产生的综合价值将超越所有预期。

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乐高首款3D打印积木来了!未来或成标配 //www.luezhai.com/?p=40886 //www.luezhai.com/?p=40886#comments Fri, 14 Nov 2025 13:46:46 +0000 3DScienceValley 3D新闻 Frontier 生活与艺术 //www.luezhai.com/?p=40886 乐高Icons系列假日快车火车(10361)是一款充满惊喜的节日套装,从机车噗噗...

乐高Icons系列假日快车火车(10361)是一款充满惊喜的节日套装,从机车噗噗作响的烟囱到被色彩缤纷礼物环绕的摇铃北极熊,这些精巧的设计都致敬了以往备受喜爱的乐高套装。

不过这一套装真正创造了乐高历史的并非是假日快车火车本身,而是随套装附赠的3D打印蓝色小火车积木。这是乐高历史上首次包含3D打印积木的零售套装产品。

根据 的市场观察,这一里程碑事件的背后,蕴含了乐高增材制造团队在过去九年的时光中对增材制造量产工艺的持续优化,及设计团队对新技术的积极拥抱。

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block 九年时光,从0到1改变游戏规则

乐高的设计师使用3D打印机制作原型积木已有十多年历史,他们对3D打印技术非常熟悉。但是原型应用中的技术在制作单个零件时可能需要数小时,并不能满足乐高零售套装的量产需求。

因此,在过去的九年里,乐高增材制造团队一直致力于开发能够大规模生产高质量乐高元素的3D打印-增材制造工艺。

乐高集团增材设计与制造负责人表示,早期接触3D打印技术时工业级3D打印技术尚未成熟,乐高团队几乎是从零开始进行量产级工艺的优化。
大批量零售的乐高积木是通过注塑成型生产的,这仍是大批量生产高质量塑料零件的最佳方式。乐高团队强调,3D打印积木产品的背后逻辑并不是取代久经考验的注塑工艺。而是通过3D打印推出在形态和功能上更具设计创新性的乐高积木,为乐高玩家们注入新玩法。

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3D打印积木往往具有内部藏有“玄机”的复杂几何形状,这是传统注塑成型工艺无法实现的。
目前已上市的乐高Icons系列假日快车火车套装中搭载的微型火车,正是对这一新玩法的初步展现。首款3D打印小火车积木不仅造型精细,还带有活动部件:车轮可以旋转,烟囱能模拟蒸汽效果。

block 下一站:让惊艳变得习以为常

3D打印积木在目前的零售套装中只是一个锦上添花的特色元素,但是它带来了一种传统生产技术无法实现的玩法新维度,也向乐高设计团队展示了工业级增材制造系统的潜力。

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乐高增材制造团队负责人表示,设计团队正在探索利用增材制造-3D打印技术的创造性思路,并会将类似的动态设计元素融入未来的乐高积木套装中。

与此同时,增材制造团队正专注于提高乐高集团的增材制造能力。根据乐高官方的报道,他们已经成功将3D打印机的效率提高了一倍,并正致力于实现进一步的提升。

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乐高的最终目标是通过更多的技术探索与应用探索,将3D打印积木从新奇事物或套装的附加配件,转变为乐高积木套装的核心元素。他们长期的目标是让3D打印积木成为乐高的标准配置。

当谈到3D打印技术的未来时,乐高增材制造技术负责人提到,他们的任务是让乐高的3D打印元素变得“平淡”。因为只有它成为一种制造产品的常态化技术,当乐高玩家们对此习以为常,他们将更多的关注技术驱动的创新所带来的游戏体验。

Additive manufacturing need to be boring。

增材制造需要变得“平淡无奇”,只有3D打印成为一种稀松平常的技术的时候,它才真正获得了广泛采用”

Matthias Schmidt-Lehr
AMPOWER管理合伙人

这一洞见与AMPOWER管理合伙人Matthias Schmidt-Lehr不谋而合:增材制造需要变得“平淡无奇”,只有3D打印成为一种稀松平常的技术的时候,它才真正获得了广泛采用。

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为城市装上“人工肺”:揭秘骨骼仿生3D打印桥 //www.luezhai.com/?p=40684 //www.luezhai.com/?p=40684#comments Sun, 02 Nov 2025 07:35:48 +0000 3DScienceValley 3D新闻 生活与艺术 //www.luezhai.com/?p=40684 混凝土是现代建筑中应用最广泛的人造材料。然而它的生产过程为全球带来了约8%的温室...

混凝土是现代建筑中应用最广泛的人造材料。然而它的生产过程为全球带来了约8%的温室气体排放。

宾夕法尼亚大学的研究团队启动了一个名为:Diamanti的项目,采用人体骨骼的仿生设计和3D打印技术建造了一座混凝土桥梁。这座桥不仅在设计结构、建造方式、混凝土材料上进行了创新,还具有吸附二氧化碳的功能。

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多孔结构与碳吸收:混凝土设计创新

该项目不仅改良了混凝土配方,更从几何结构层面实现革新。借鉴人类骨骼的多孔构造,采用三周期极小曲面(TPMS)结构模式,在非实心状态下实现荷载高效传递,从而达成:自重减轻60%且结构强度不变;暴露表面积增加,提升30%二氧化碳吸收能力。

改良的混凝土中混合了硅藻土,新材料的碳吸收能力较传统配方提升142%。该材料不仅替代部分水泥降低碳足迹,更通过形成微孔结构实现全生命周期碳捕获。

机器人制造与模块化组装:全流程能效提升

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桥梁采用机器人3D打印模块化构件,现场通过预应力索组装。钢材用量减少80%,建造成本降低25%-30%,能耗与排放下降25%。

团队在成功建造5米原型桥后,又打造了10米版本,目前正于2025威尼斯建筑双年展展出。

在 看来,这一项目展示的不仅是一座设计新颖的桥,更是将科学、技术与设计协同配合的典范。#未来建筑美学 #桥梁设计 #3D打印

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3D打印钛合金表链,刚柔并济! //www.luezhai.com/?p=40509 //www.luezhai.com/?p=40509#comments Sat, 18 Oct 2025 01:05:04 +0000 3DScienceValley 3D新闻 生活与艺术 //www.luezhai.com/?p=40509 在高级腕表领域,表链始终游走于机械工程与佩戴艺术的交汇点。它既是承载品牌美学的移...

在高级腕表领域,表链始终游走于机械工程与佩戴艺术的交汇点。它既是承载品牌美学的移动雕塑,亦是贴近肌肤的微型建筑。独立腕表品牌MING最新推出的3D打印钛合金表链,正是这一理念的当代诠释——通过数字制造技术,重新定义表链的形态与感知。

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block 拓扑之美:1693个零件的精密共舞

历经七次迭代,设计师创造了一种前所未有的拓扑结构。1693个钛合金组件在3D打印过程中同步成型,如生命体般环环相扣。这种精妙架构并非传统工匠手持工具所能雕琢,而是依靠激光将金属粉末逐层熔融、持续“生长”而成。3D打印在此扮演着数字时代制表师的角色,以微米级精度将力学性能与结构美学熔铸一体。

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block 材质诗学:轻量化带来的佩戴革命

设计师选择航空航天“骨干”材料 — 钛合金作为表链的材质,它比精钢轻45%,却拥有更高的强度。这种材料在保证结构绝对稳固的前提下,能够赋予表链近乎无感的佩戴体验。

block 制造革命催生设计革命

创新性设计的背后,是制造技术对设计思维的彻底解放。当3D打印突破了传统制造技术的极限,设计师首次获得了在微观尺度“编织”金属的自由。表链得以同时拥有皮革的柔韧贴合与金属的永恒质感,让“舒适与耐久可兼得“。

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MING的这款表链不仅是工艺的突破,更是一场关于“融合”的实践——数字技术与传统制表的融合,机械理性与人体感性的融合。当科技与艺术真正对话,即使传统的领域,也能焕发全新的生命力。

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拓竹携手设计工作室,开源3D打印鞋,将每月焕新 //www.luezhai.com/?p=40433 //www.luezhai.com/?p=40433#comments Tue, 07 Oct 2025 04:11:42 +0000 3DScienceValley 3D新闻 Frontier 生活与艺术 //www.luezhai.com/?p=40433 3D打印企业与设计工作室携手,让鞋履创新与个性化制造触手可及。 从耐克、阿迪达斯...

3D打印企业与设计工作室携手,让鞋履创新与个性化制造触手可及。

从耐克、阿迪达斯到安踏、亚瑟士……众多运动品牌已在3D打印鞋领域探索多年。这些鞋子设计独特,穿着体验新颖,但如果从商业模式来看,仍是传统的“品牌设计-生产-销售”闭环。消费者依然只能购买成品,这与传统购鞋体验并无本质区别。

与传统模具制造适合大规模生产不同,3D打印的独特优势在于不受规模限制的灵活性,让小批量定制生产变得经济可行。这为实现个性化消费创造了条件。

最近,3D打印企业拓竹与洛杉矶设计科技工作室Presq的合作,展示了另一种可能:通过发布开源3D打印鞋模型文件,将创造力交还给用户,让每个人都能实现鞋履定制与改造的“自由”。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

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上图展示了双方合作上线的首款开源3D打印鞋履设计,从诞生之初就为定制与实验而生。为创作者、设计师和创新者们提供了重塑、改造并塑造属于自己未来鞋款的工具。

首版开源设计文件包括以下内容:

  • 基础文件:提供美码男款10号标准文件,并附赠尺寸缩放系数表,适配不同尺码需求
  • 优化3D打印方案:专为拓竹H2D打印机优化的.3mf切片文件,推荐采用85A哑光TPE为主材料,PLA为支撑材料,确保支撑易剥离、性能可靠,实现开箱即穿的成品质感
  • 可编辑CAD源文件:将基础模型化为创意画布,任由用户添加模块化配件、改变纹理或进行性能调整

设计文件下载地址:
https://makerworld.com/zh/@presq?ref=blog.bambulab.com

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了解到,这仅仅是合作的起点。Presq工作室计划每月推出一款全新设计,持续为用户带来可自由探索、可3D打印并赋予个性的创新款式。

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图:3D打印鞋模型设计师与用户的互动。

作为洛杉矶的设计科技工作室,Presq致力于构建从概念到实物的完整创作流程。从模块化3D打印鞋履起步,他们正在帮助创作者、社区和品牌将灵感转化为具有文化共鸣的实体产品。

此次合作的深层意义,或许已超越了一双鞋本身。Presq 工作室为用户提供与拓竹3D打印机性能结合的开源、可用的设计模型,一条从想象到实物的路径变得清晰可见,不仅降低了创作门槛,更让个性化制造成为普通人触手可及的体验。

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WAAM 金属增材制造,正重塑大型复杂建筑结构制造范式 //www.luezhai.com/?p=40432 //www.luezhai.com/?p=40432#comments Mon, 06 Oct 2025 14:36:49 +0000 3DScienceValley 3D新闻 Frontier 生活与艺术 //www.luezhai.com/?p=40432 过去十年中,金属3D打印技术的应用已逐渐渗透进建筑行业,为节点连接件等建筑构件提...

过去十年中,金属3D打印技术的应用已逐渐渗透进建筑行业,为节点连接件等建筑构件提供创新性的解决方案,但是在大型建筑工程中的应用仍十分有限。

WAAM电弧增材制造通过融化金属丝材,逐层沉积制造所需构件,与SLM金属3D打印技术相比,兼具更高沉积速率与更低材料成本,在大尺度金属部件及整体结构制造领域具有显著优势。WAAM技术所具有的可扩展性和成本效益,决定了它适用于对大型结构件和整体结构具有需求的建筑领域。

香港近期制造并安装了当地首个采用WAAM 3D打印技术制造的大型建筑物——“Weaving Love(织爱亭)”。这是金属3D打印在建筑艺术领域的重要突破。项目组通过融合先进结构分析方法、优化技术与补充物理试验,成功运用WAAM实现了艺术表达的创新设计。

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block 优化设计,释放技术潜力

Weaving Love项目组指出,建筑领域对于电弧增材制造(WAAM)钢结构应用的研究维度涵盖材料性能、构件与节点力学行为及结构整体性能。然而,将WAAM技术融入结构设计仍面临诸多挑战:逐层沉积工艺因热梯度引发材料各向异性,导致不同加载方向力学性能存在差异,这为刚度与屈曲行为预测带来困难;高沉积速率与热效应会引发几何变异与变形,如局部厚度变化与整体初始弯曲;此外,急剧的热循环会产生传统钢材罕有的显著残余应力,且难以通过热处理有效消除。这些因素共同影响WAAM钢结构承载力。因此,项目组认为,需要通过专项物理试验确定设计参数,包括力学性能材料试验、几何特征三维扫描、构件初始缺陷测试等。

优化技术在WAAM结构设计与建造中具有关键作用,涵盖参数化建模、材料用量与3D打印策略等多维度。将优化技术与WAAM相融合可显著增强其优势并释放全部潜力。

paper_WAAM_1图:香港3D打印Weaving Love(织爱亭)

目前,旨在实现优异力学性能与降低材料用量的先进优化方法已有多种,通过优化设计模型、材料配置及打印策略等方法,可同步提升WAAM结构效率与结构完整性。例如,拓扑优化能创建形态专门适配WAAM材料独特力学性能的轻量化结构,从而提升材料效率与整体结构性能。

据悉,3D打印织爱亭项目组采用了基于NIDA Professional v10软件平台的二阶直接分析法。这一先进结构设计方法,实现了不依赖有效长度等经验假设的稳健优化设计。此外,打印路径优化可提升制造效率,减少生产时间与材料浪费。项目旨在通过上述优化技术实现高力学性能与低材料损耗的平衡,展现WAAM与先进优化技术协同创造高效可持续设计的潜力,最终印证该组合技术在现代工程中孕育创新解决方案的能力。

paper_WAAM_2图:整个项目周期中所应用的先进优化技术

作为WAAM技术在香港建筑界的开创性实践,项目组在应对上述挑战的同时证明了这一技术的工程可行性。WAAM 3D打印亭子宽5.0米、长4.8米、高3.55米,总重2.64吨,是香港首个全尺寸金属3D打印建筑结构。亭身部分由S308L不锈钢材料“编织”而成的复杂图案组成,既展现了WAAM能够实现的几何自由度,也彰显了通过这一技术实现革新结构设计的潜力。

项目组揭示了这一作品从方案构思至竣工的全过程,呈现推动项目成功的技术创新、设计策略与协同机制,为工程中的应用实践提供了重要参考。

block 设计与概念

“织爱”展亭作为香港首个采用WAAM技术建造的3D打印金属结构,其设计灵感源自新娘头纱的柔美形态与象征意义,通过1312个心形结构传递永恒爱意的文化内涵。设计过程历经概念构思、建筑布局、实体膜结构、密网格模型、初步模型到最终优化模型的六个迭代阶段,融合参数化建模、拓扑优化与二阶直接分析等先进技术,在保证结构稳定性的同时实现材料减量31.2%。展亭采用三层编织结构体系,通过精准控制42° 3D打印倾角平衡了结构性能、制造可行性与视觉通透性,并运用光影交互设计营造昼夜变化的浪漫氛围,最终成就了这座融合数字建造、结构美学与文化寓意的创新典范。

paper_WAAM_3图:(a)为3D打印织爱亭的全景;(b)亭子的非重复性肌理,以精妙美学形态实现结构功能一体化。

paper_WAAM_4图:3D打印亭子设计开发流程图。

几何微调:沉积速率、表面质感与可打印性

“织爱”展亭的几何设计需经过精密微调,以确保美学表现与结构完整性的统一。项目组重点优化了沉积速率、表面纹理、可打印性及打印路径等关键参数。这些参数的协同调控保障了复杂数字设计向物理实体——兼具结构稳健性与视觉冲击力——的精准转化。

沉积速率优化

沉积速率直接影响建造时长、材料效率与成型精度。本项目通过协调送丝速率与焊枪移动速度,在保持图案精密度的同时实现均匀沉积,达成效率与精度的最佳平衡。

表面纹理与焊道几何形态

通过将送丝角度优化为竖直方向20°-60°区间,有效控制焊道形态与表面成型质量。超出该阈值易导致波纹或失稳现象,印证了精确控制对实现光滑表面与结构可靠性的必要性。

为验证表面质感与沉积速率的工艺适配性,项目组在研发阶段制作了多组打印试件,通过评估试件的表面纹理、焊道几何形态及材料综合可打印性,为WAAM工艺的最终调整提供依据,确保表面纹理符合美学标准,且沉积速率实现速度与质量的协同优化。

paper_WAAM_5图:研发阶段制作的打印试件

可打印性与逐层沉积控制

项目组采用机械臂配合实时焊枪调控实现逐层沉积,并通过阶段式三维扫描验证尺寸精度,确保与数字模型吻合。针对复杂几何形态的打印难点,通过分段分析将展亭分解为可操作单元。关键策略包括:将打印倾角控制在42°以内以防止悬垂结构物料滴落,同时采用兼顾结构完整性与制造可行性的优化分段案,从而精准复现心形母题与流线形态。

打印路径优化

打印路径(即沉积头的轨迹规划)对实现复杂几何形态至关重要。项目组通过45°-50°-55°坡度打印试验评估竖壁质量并优化特殊几何参数。主要改进包括:将壁厚调整为4mm以确保稳定性;通过试件打印与焊缝试验验证沉积均匀性;微调焊枪速度与送丝速率以抑制热变形。算法化路径优化实现了:(a)减少急转路径以降低残余应力;(b) 保持连续沉积确保层间结合均匀;(c) 避免机械臂与已打印构件干涉。这些措施共同促成了项目组以前处理最小化方式完成该复杂大型金属结构的建造,这也彰显了WAAM技术在建筑创新领域的应用潜力。

paper_WAAM_6图12 3D打印坡度试验显示<45°为最优打印几何条件。

block 结构分析与设计

项目组针对WAAM工艺特有的材料各向异性、几何变异和初始缺陷等挑战,开展“织爱”展亭的结构设计。他们通过采用99.7%统计接受率的材料验证标准、三维扫描几何控制及构件物理试验数据,建立了以二阶直接分析法为核心的结构体系。基于308L不锈钢材料试验确定的232MPa设计强度,结合考虑P-Δ与P-δ效应的非线性分析,成功解决了复杂曲面结构在2.9kPa风压及±35℃温变等多工况下的稳定问题,最终实现结构性能与艺术形态的有机统一。

paper_WAAM_7图:压缩测试:(a)取样位置;(b)测试样本。

block 增材制造过程

项目组通过严格规划与精密控制确保尺寸精度、结构完整性与美学品质。以下是制造流程的详细概述。

机械臂规格与配置

制造系统采用两个机械臂工作站,各配备八轴旋转平台,其可打印尺寸分别为:

  • 工作站1(RS-R1):3.1(长)×3.1(宽)×6.6米(高)
  • 工作站2(RS-L2):4.0(长)×2.0(宽)×2.0米(高)

该配置在保证精度的同时实现了大尺度构件制造。

paper_WAAM_8图:八轴机械臂3D打印工作站。

打印仿真与准备

项目组在正式打印前进行了多轮仿真优化,针对S1至S5分段重点验证打印参数可行性与工艺可靠性。

现场监测与控制

通过实时监测系统动态调整打印参数,重点监控:

环境条件:湿度44%-50%,全程温控保障

机械参数:动态调节电压、电流、送丝与移动速度

材料沉积:采用1.2mm ER308L不锈钢焊丝,精确控制沉积速率

尺寸验证:通过阶段式三维扫描确保与数字模型吻合

paper_WAAM_9图:实时监测与控制系统

分段制造与组装

基于优化分段方案,各分段经独立打印与后处理确保质量。关键步骤包括:

分段分析:控制打印倾角并保障结构连续性

后处理:打磨、喷砂与防锈处理

组装验证:分段经三维扫描校验,采用定制金属框架按结构曲率组装。工厂完成600余处MIG/TIG焊点,经焊缝检测与荷载试验确认结构性能。

paper_WAAM_10图:3D扫描与外观检查。

在亭子建造完成之后,项目组在现场安装环节依托前期的精密规划与四维模拟,实现了单日高效吊装,将施工对建筑运营的干扰降至最低。

block 成果与未来启示

项目组指出,经与传统数控机床加工量化对比,本项目实现施工周期缩短52%、成本节约67%、材料浪费降低80%。关键技术突破包括42° 3D打印倾角优化、复杂几何形态分段策略及严格材料验证,共同保障了美学表现、耐久性与结构安全的平衡。竣工后三维扫描质量验证显示:经去噪处理的点云数据中98.9%以上区域与设计模型偏差控制在±10mm范围内。

block 经验与挑战

本项目为WAA金属3D打印技术应用于建造大型复杂几何建筑结构领域带来了启示。这类建筑结构通常是传统热轧等制造工艺难以实现的。项目开展过程中值得借鉴之处包括:设计与建造阶段全程贯通的优化方法;二阶直接分析法在3D打印金属结构中的成功实践;结合三维扫描尺寸校验的分段制造策略。

项目组还指出,现行设计规范中材料力学性能标准缺失是目前该技术应用中仍存在的挑战。出于保守设计原则,项目组采用限定接受率范围内拉伸试验最弱值作为设计依据。此外,最优打印参数与策略的确定仍具耗时性与高成本特性。为推动金属3D打印技术在常规建筑中的普及,亟需建立包含结构设计参数与标准化打印工艺的完整指南。

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MIT AI工具:3D打印模型轻松变美,但不以功能“报废”为代价 //www.luezhai.com/?p=40361 //www.luezhai.com/?p=40361#comments Sun, 28 Sep 2025 06:49:43 +0000 3DScienceValley 3D新闻 AI Frontier 生活与艺术 //www.luezhai.com/?p=40361 生成式AI技术的快速发展正不断降低3D设计门槛,为设计师和创客实现创意提供了强大...

生成式AI技术的快速发展正不断降低3D设计门槛,为设计师和创客实现创意提供了强大助力。不过,AI 3D设计工具多采用全局性生成方式,用户在局部调整模型时,可能无意中破坏其关键功能结构,影响最终实体模型的可用性。

非资深设计师用户在面对这些问题时往往表现的力不从心。不过麻省理工学院CSAIL人机交互工程组曾通过一种智能化交互设计工具Style2Fab系统,能够自动将3D模型分割为功能性与美学性元素,提升设计的可控性与成品可靠性。

这一技术为3D设计师提供了更精细的创作控制,有效衔接数字模型设计与3D打印等物理制造技术。在降低门槛、提升效率的同时,也保障了创意落地的可行性与质量,助力更多用户高效、可靠地将设计转化为实体模型。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

Valley AI 商业

对于许多创客而言,修改或“风格化”在线模型资源库中共享的开源设计是一项关键挑战。这些平台提供了大量可直接打印的3D模型,但是可实现的定制化设置通常仅限于更改预定义的参数。

除了美学呈现之外,3D打印模型通常具有与几何结构直接相关的设计功能。如果用户对整个3D模型进行操作(这可能改变模型整体几何形状)就有可能破坏模型的功能性。“风格化”固然可以有针对性地应用,但这要求使用者能够识别出3D模型中哪些部分会影响功能、哪些部分纯粹是美学性能。

对于非资深设计用户来说,这无疑是一项艰巨的任务。

当然,有时用户可以在CAD工具中标注功能。不过,在线资源库中共享的大多数模型都是缺失这一关键元数据的3D模型。

麻省理工团队提出的方法,能够自动将为3D打印设计的3D网格模型按功能和美学进行分解。也就是说,创客用户可以选择性地对3D模型进行风格化,同时保持期望的原始功能。这一方法将帮助创客更加丝滑地利用AI 3D建模工具进行创作并通过3D打印机制造出作品。

麻省理工团队基于对Thingiverse 3D打印资源库中1000个设计的形成性研究,提出了一种将3D网格几何组件进行分类的方法:

(1) 美学性的,仅贡献于模型美学;

(2) 内部功能性的,与基于组件的模型装配相关;

(3) 外部功能性的,与环境的交互相关。

基于以上分类法,研究团队提出了一种基于拓扑的方法,可以自动分割3D网格,并将这些分割段的功能性归类到上述三个类别中。

为演示这一方法,研究团队推出了一款名为“Style2Fab”的交互式工具,用户通过该工具能够在不改变功能性的前提下控制3D网格。

MIT_AI_1图1 展示了一种典型应用场景:一位经验不足的创客希望对一个3D打印的自浇水花盆外侧进行风格化。

这位创客用户很清楚底座需要保持平坦,并且模型两个组件的互锁部分应保持不变。但用户不知道如何在这两个3D网格中隔离这些区域。当用户通过Style2Fab处理3D模型时,功能感知分割方法将模型进行了分割,并把底座和互锁段标记为功能性的,自动化地完成了这一繁琐的模型编辑工作。用户仅将风格应用于花盆的外边缘,然后就可以将模型发送给3D打印机进行花盆快速制造。

block 3D模型功能的形成性研究

了解到,为确保生成式AI在赋能3D模型创意风格化的同时不破坏其物理功能性,麻省理工的团队首先开展了一项形成性研究。他们以Thingiverse平台的993个热门设计为样本,通过定性分析构建了一个核心分类框架,从模型用途(器物型/任务相关型)和功能上下文(外部功能/内部功能)两个维度进行判定,明确区分了模型中关乎稳定性和组装的功能性部件与仅影响美观的美学性部件。据此,任何不具备内外功能上下文的部件均可被标识为纯美学区域,从而允许安全修改。这一分类体系为后续开发功能感知的AI分割算法奠定了理论基础,最终目标在于实现创意表达与功能保全的智能平衡。

MIT_AI_2图2展示了基于功能性的3D模型分类框架:(a)通过两个维度(器物型/任务相关型、单组件/多组件)定义了四类模型,这些维度分别对应模型与外部环境的交互关系(外部功能)和内部组件间的装配关系(内部功能);(b)以花瓶和自浇水花盆为例,直观呈现了模型分段中外部功能(如底座接触面)与内部功能(如组件连接结构)的具体表现。

block 功能感知分割

基于形成性研究构建的功能分类体系,研究团队发展出一套智能化的功能感知分割与分类方案,为实现3D模型的精准可控AI风格化提供了完整技术路径。

首先,采用自适应谱分割算法,通过智能分析网格几何特征自动优化分割粒度,将模型分解为具有语义意义的组成部分;针对现实模型中常见的分辨率差异问题,创新性地采用25k面数统一重采样策略,确保分割结果的稳定性与一致性。

在功能识别阶段,系统引入双向拓扑相似性匹配机制:一方面通过比对部件与已标注样本库的几何特征,精准识别外部功能单元(如支撑面、接触面等);另一方面通过分析多组件模型间的结构耦合关系,智能检测内部功能接口(如连接件、运动副等)。整个分类系统采用保守安全策略,优先保障功能性部件不被误判,从算法层面杜绝风格化操作对模型实用性的潜在影响。

最终,这些技术被集成到Style2Fab系统中,作为Blender插件为用户提供无缝体验——从模型加载、智能分割、功能标注到选择性风格化,整个流程是自动化与可视化的结合,让用户在发挥创意的同时无需担心模型的功能完整性

block 从家居到医疗,三大场景应用展示

麻省理工的研究团队通过一系列精彩案例生动展现了如何在不同领域实现功能保全的智能风格化。从家居装饰到医疗辅助,这些实例充分证明了功能感知分割技术在个性化制造中的强大潜力。

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家居空间个性化改造

室内设计成为个性化制造的绝佳应用场景。以智能自浇水花盆为例,这个双组件模型既需要保持内部组装结构的精准配合,又要确保底座稳定性和浇水口通畅性。Style2Fab精准识别了这些功能单元,并对非功能区域成功施加”粗犷多彩的中式陶瓷”艺术风格。最终成品在完美保持自浇水功能的同时,焕发出独特的艺术魅力(图3a)。另一个典型案例是饮料分配器,系统智能保护了内部流通管道和底座结构,同时为外观赋予”复古马赛克玻璃”的视觉效果,实现了实用性与审美价值的和谐统一(图3d)。

医疗辅助设备的美学革新

这一技术展现出赋能个性化康复医疗的潜力。针对一款复杂结构的拇指固定支具,系统智能保留了与皮肤接触的光滑内表面和透气孔洞等功能区域,同时将外部转化为”蓝色针织纹理”的温馨外观(图3b)。此外,研究团队通过对心脏解剖教学模型的纹理化改造,为视障人士创造了触觉可辨的学习工具。不同心脏区域被赋予独特纹理特征,使触觉学习变得更加直观高效(图3e)。

日常配饰的智能升级

在个性化配饰设计领域,这一技术也展示出了精妙应用。比如说,在AirPods保护套改造中,Style2Fab系统在没有预先知识的情况下,自主识别并保护了内部空间结构和充电接口等关键功能单元。应用”摩洛哥艺术花纹”风格后,保护套既保持了完美功能性,又焕发浓郁艺术气息(图3c)。同样,户外哨子的改造案例也展示了美学与功能的良好平衡:在保持共振腔和吹嘴原始结构的前提下,成功赋予其”红木质感”的外观,而全局风格化则因改变内部结构导致功能丧失(图3f)。

block 赋能”所思即所得”的创作体验

功能感知分割技术突破了传统局限,创造性解决了用户从功能认知到技术参数转化的核心难题。基于该技术的Style2Fab交互工具通过智能分析,将用户从繁琐的技术细节中解放出来,有望实现”所思即所得”的创作体验。随着3D打印社区生态的完善和深度学习技术的进步,这一技术有望建立更强大的功能感知系统,让个性化制造真正实现创意与功能的完美融合。

从MIT Style2Fab对功能与美学的智能平衡,到最近腾讯混元发布的AI工具3D Studio所实现的分钟级建模革命,AI技术正在重塑3D创作的全链路。凭借提高设计模型的“可制造性”,AI技术正成为推动3D打印技术从”可制造”迈向”可靠制造”的幕后之手。当生成式AI与3D打印深度融合,我们正迎来一个”所想即所得”的制造新纪元,每一个创意都值得被完美实现。

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金属3D打印鞋模粉末材料选择与优化:提升性能、实现稳定量产的关键 //www.luezhai.com/?p=40098 //www.luezhai.com/?p=40098#comments Sat, 06 Sep 2025 09:57:20 +0000 3DScienceValley 3D新闻 Insights shoes 生活与艺术 //www.luezhai.com/?p=40098 在鞋模制造领域,金属3D打印技术曾面临鞋模制造用户的两个疑问:“3D打印金属鞋模...

在鞋模制造领域,金属3D打印技术曾面临鞋模制造用户的两个疑问:“3D打印金属鞋模真的能用吗?成本上,我们用得起吗?”。早期鞋模终端客户首次从用户手中看到粗糙且无法在鞋底生产中使用的金属3D打印鞋模时,这两个问题更显突出。如今,众远新材料通过超百吨以上的金属粉末材料交付,用户金属3D打印的鞋模超20000双,回应了鞋模用户关切的问题。

“ 3D Science Valley 白皮书 图文解析

VALLEY 鞋模

众远新材料从鞋模3D打印金属粉末材料的关键特性、选型逻辑以及如何实现稳定的材料供应等角度,解析了实现金属3D打印鞋模量产的路径。

shoes_1图:金属3D打印鞋模

block 金属粉末材料三大指标:
  — 为鞋模3D 打印奠定“材料基因”

从粉末材料视角出发,金属3D打印鞋模的精度、强度寿命和材料颗粒尺寸、形状夹杂、氧含量三大指标相关。在此之上,通过与增材制造设备及用户的工艺共创,进一步释放模具的高精度、高强度与长寿命。

1. 颗粒尺寸:15-53μm的“黄金区间”
粉末颗粒需控制在15-53μm正态分布范围内。若颗粒过小(<15μm),易导致流动性下降,影响铺粉均匀性;若颗粒过大(>53μm),则会影响铺粉层厚、壁厚,打印件表面粗糙度升高。

2. 高球形度+低夹杂:成型质量的双重保障

  • 球形度:原则上“越圆越好”,球形粉末能更顺畅地在送粉装置中输送,并均匀地铺展在成形区域,不易在粉末床中形成空隙或堆积,从而减少“架桥现象”,提升层间结合强度。
  • 空心粉率与夹杂:空心粉率“越低越好”,且要减少夹杂。空心粉(内部含气孔)或外来杂质在增材制造过程中无法被激光瞬间融化,会形成沙孔或开裂缺陷。可能产生夹杂的原因包括:金属粉末材料的成型工艺过程当中;金属粉末材料的生产运转处理的过程当中。如果是用户生产现场,还有可能是在金属粉末的周转过程当中,掉入了一些杂质。

shoes_2图:开裂的金属3D打印鞋模样件

3. 氧含量:控制在<100PPM,提升韧性与鞋模寿命。

金属3D打印对氧含量极为敏感,通常要求氧含量<1000PPM。众远通过工艺优化,将鞋模专用粉末氧含量控制在100PPM以内,显著提升3D打印件冲击韧性。例如,经过不同批次的测试,众远生产316L不锈钢粉末打印样件,冲击韧性达130J/m²左右;而氧含量1000PPM的样件,冲击韧性约90J/m²。低氧含量(<300PPM)的316L 3D打印样件比高氧含量(<1000PPM)的样件冲击韧性高近40%,相当于鞋模寿命提升近40%。

此外,粉末材料氧含量高,还会有其他的影响。比如,导致3D打印件机械性能下降、影响导电率等。如果用户用来3D打印爆米花鞋模,则对材料的耐腐蚀性、耐锈性有较高要求。此时,如果粉末材料氧含量比较高,而且含有一些杂质,将影响其耐腐蚀性,导致鞋模更易生锈、被腐蚀。

block 鞋模金属粉末
  — 如何定义专用?

不同鞋模类型对材料的强度、硬度、导热性要求不同。众远根据鞋模用户需求,众远开发了增材制造钢材316L不锈钢、XM-7模具钢粉末,以及增材制造铝基类材料AlSi10Mg、ZY6061,覆盖不同的应用场景。

1、316L:鞋模量产的“基础款优选”

316L

316L是目前金属3D打印鞋模的主流材料,其综合性能优于传统鞋模材料(如A3钢、45号钢、P20钢材)。

应用成果:众远某客户通过3D打印 316L 粉末材料单个型体批量生产的鞋模,良率达98%以上,模具寿命达传统鞋模的2倍,通过这些鞋模生产的鞋底超450万双。单一型体的量产已超过400-500双以上。

2、XM-7模具钢:鞋模的“性能升级款”

XM7

针对高导热、高硬度需求的3D打印鞋模(如复杂花纹注塑模),众远研发了XM-7模具钢粉末,核心优势在于:

  • 力学性能:打印态硬度23-26HRC,热处理后可达>30HRC,抗拉屈服强度接近316L的2-3倍。
  • 导热效率:导热率>30 W/(m·K)(316L约15 W/(m·K)),加速鞋底冷却成型,提升生产效率。
  • 可腐蚀、咬花:材料打印后进行化学腐蚀咬花,可满足鞋模对浅花纹(深度<0.12 mm)的化学咬花需求。
  • 工艺适配性:支持补焊(补焊后咬花深度一致)、传统电镀及纳米电镀,解决3D打印鞋模后期花纹修改难题。
  • 易打印易成型:作为铁基材料,易于打印成型且精度可控。
  • 机械性能:

shoes_3

3、ZY6061:抗开裂铝合金粉末

ZY6061

除了常用铝合金3D打印粉末AlSi10Mg ,众远新材料已于2022年研发成功并取得专利的ZY6061 铝合金粉末,是市场首款金属3D打印6系铝合金材料,降低了传统6系铝合金材料打印的开裂倾向。ZY6061兼具良好的焊接性和导热性,并能用于阳极氧化着色。该材料在鞋模制造和工业零件制造领域已得到大批量的应用。其导热性优于AlSi10Mg,从而提升模具的成型效率。

block 百吨级粉末的稳定交付
  — 为鞋模增材制造守住材料一致性 

实现金属鞋模增材制造量产,离不开粉末材料的稳定供应。众远通过“技术核心+产能布局+质量管控”三重体系,保障百吨级增材制造粉末的持续交付。

1. 技术与产能:真空气雾化制粉为核心,年产能规划超万吨

  • 技术核心:以“真空气雾化制粉”为核心,自主研发粉末生产设备与工艺路线、自主设计各种材料成分,产品覆盖模具钢、不锈钢、铝合金、钛合金、高温合金等多系列。
  • 产能布局:总部位于宁波,目前,公司拥有一个研发实验室,三个生产基地和六个销售公司。总部+基地建设结束后,年产可将达万吨以上。
  • 团队与研发:员工超200人,创始团队均毕业于哈尔滨工业大学,并与中科院、浙江大学、上海交大、上海大学等全球各大高校和科研机构合作开发新材料

2. 质量管控:全流程可追溯,单一身份证,从原料到成品“层层把关”

  • 生产过程:全流程追溯,从原材料入场检测到生产、后处理直至成品包装全流程可追溯。单一桶持有自己的“身份证”。(包括粉末留样、原材料留样)。
  • 包装与检测:采用彩色包装区分不同牌号,既易区分又满足批量需求,标签可追溯重量、生产日期、批次等信息;所有粉末出厂前均经过二次检测,随货附带检测报告,确保批次的质量稳定性。

block 从“技术可行”到“规模量产”:
  —众远的全周期质量保障

众远新材料以增材制造金属粉末的全生命周期质量控制为核心,通过自主研发与创新能力,实现金属粉末材料从生产到应用的稳定可控,同时依托团队20年以上的制粉经验以及10年以上的粉末生产经验与标准化自动化流程,为金属鞋模增材制造提供“安全生产”底层支撑。众远新材料以超百吨金属粉末交付对“金属3D打印鞋模能用吗?用的起吗?”这两个问题给出了肯定的答案。

众远表示,未来将继续携手终端用户与设备合作伙伴,通过工艺优化与降本增效探索,继续推动鞋模增材制造从“技术可行”走向“规模普及”,为行业提供从材料选型到稳定供应的全周期支持,共同释放金属3D打印鞋模的量产价值。

*注:本文探讨的金属3D打印或增材制造技术指:粉末床选区激光熔融技术。

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