金屬3D打印技術(shù)包含多種不同的工藝，如粉末床熔融、定向能量沉積、冷噴涂等等，各種工藝已經(jīng)證明適用于不同的制造領(lǐng)域。從個(gè)性化到小批量，再到超過10萬(wàn)件的大批量制造，3D打印正在創(chuàng)造一個(gè)個(gè)奇跡。然而各種工藝都有其技術(shù)限制，無論受制于材料、尺寸還是成本，各項(xiàng)工藝無法通用。
為推動(dòng)金屬增材制造多材料和多工藝融合發(fā)展，來自八個(gè)歐洲國(guó)家的21個(gè)工業(yè)和研究合作伙伴正在共同推進(jìn)一項(xiàng)名為MULTI-FUN項(xiàng)目。該項(xiàng)目為期三年，由歐盟Horizon 2020創(chuàng)新計(jì)劃資助，樹立有兩個(gè)重要的戰(zhàn)略目標(biāo)：第一個(gè)是通過使用新型活性材料，提高金屬3D打印零件的性能；第二個(gè)是通過創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)高效的新3D打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大尺寸、多材料、復(fù)雜結(jié)構(gòu)協(xié)同制造。
這項(xiàng)工作的核心是完成與多功能、多材料3D打印相關(guān)的四項(xiàng)科技目標(biāo)。其重點(diǎn)在于推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展，并不針對(duì)任何一種特定的3D打印技術(shù)。期間，一些合作伙伴將致力于PBF粉末床熔融技術(shù)，而一些可能聚焦于WAAM電弧增材制造，同時(shí)還會(huì)有機(jī)構(gòu)著重開發(fā)新材料，特別是多材料3D打印。
MULTI-FUN項(xiàng)目計(jì)劃將不同3D打印工藝進(jìn)行組合，如通過將定向能量沉積（DED）和金屬噴涂技術(shù)相結(jié)合來最大程度發(fā)揮作用，新一代一站式增材制造設(shè)備將使用兩種甚至多種不同材料，在具體零件制造過程中將有選擇的加入“活性”材料。
基于此，納米技術(shù)有望被采納，并有可能實(shí)現(xiàn)以下新材料和新型功能性零件的制造：
1. 集成具有最高導(dǎo)熱系數(shù)的散熱材料（基于納米技術(shù)，達(dá)到最先進(jìn)水平的50%），從而使局部傳熱率提高100%。
2. 高度集成的設(shè)計(jì)，例如在復(fù)雜形狀金屬結(jié)構(gòu)中嵌入絕緣導(dǎo)線。
3. 在金屬零件中增加傳感和數(shù)據(jù)傳輸功能，用于結(jié)構(gòu)狀態(tài)和健康監(jiān)測(cè)。
項(xiàng)目設(shè)置四個(gè)目標(biāo)
第一個(gè)目標(biāo)是開發(fā)五種專門用于增材制造的新材料，其中三種將使用納米技術(shù)。這些材料將具有顯著的熱、電和耐磨性能，利用納米技術(shù)一次優(yōu)化兩個(gè)材料參數(shù)，可使產(chǎn)品效率、質(zhì)量和可靠性提高至少40％，從而能夠制造出新的多功能產(chǎn)品。
第二個(gè)目標(biāo)是開發(fā)一套包含軟硬件的新系統(tǒng)，集成多種增材制造技術(shù)，能夠使用不同工藝來打印五種新材料。最終，合作伙伴希望能獲得至少十種材料組合，這些組合可采用不同的3D打印工藝進(jìn)行協(xié)同制造。
七個(gè)具體的應(yīng)用案例，分別是致動(dòng)器殼體、大型隔板、透明A柱、儀表板、鋁鑄件模具、碳纖維零件模具、汽車測(cè)試零件
為了滿足最苛刻的航空規(guī)格，洛勒泰克正在研究通過電線和電弧增材制造（WAAM）制造高強(qiáng)度鋁制零件的各種替代方案
第三個(gè)目標(biāo)是通過新設(shè)備打印七個(gè)展示零件并對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。這些零件涉及結(jié)構(gòu)零件、模具和測(cè)試設(shè)備，并覆蓋汽車、航空、航天和制造業(yè)四個(gè)市場(chǎng)。
第四個(gè)目標(biāo)是對(duì)材料、硬件、工藝策略以及零件設(shè)計(jì)和制造的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)估，以更好地利用原材料和資源，減少對(duì)環(huán)境的影響，并將成本降低35％。
項(xiàng)目將形成四項(xiàng)關(guān)鍵成果
該項(xiàng)目的實(shí)施必將更加充分發(fā)揮增材制造技術(shù)的潛力，綜合運(yùn)用多種工藝也將突破單一技術(shù)的制造極限。在項(xiàng)目實(shí)施和落地過程中，將形成四項(xiàng)關(guān)鍵成果：
1. 先進(jìn)的金屬材料：先進(jìn)的結(jié)構(gòu)金屬和相應(yīng)的活性材料解決方案，可實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的多功能新產(chǎn)品。
2. 新型增材制造設(shè)備：用于多種材料加工和原位合金化的硬件和軟件，用于并行運(yùn)行的幾種增材制造技術(shù)的刀具路徑規(guī)劃和過程控制。
3. 多材料設(shè)計(jì)知識(shí)：通過集成、多材料設(shè)計(jì)，提高零件性能和模具冷卻效率。
4. 標(biāo)準(zhǔn)化知識(shí)：增強(qiáng)對(duì)增材制造技術(shù)的深入理解，并有助于制定標(biāo)準(zhǔn)并支持監(jiān)管機(jī)構(gòu)接受多材料增材制造。
在MULTI-FUN項(xiàng)目中，比較知名的參與者包括德國(guó)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)結(jié)構(gòu)耐久性和系統(tǒng)可靠性研究所、德國(guó)航空航天中心、歐洲焊接聯(lián)合會(huì)(EWF)以及一些中小型企業(yè)，可謂是要將最前沿的生產(chǎn)技術(shù)直接運(yùn)用到生產(chǎn)一線。
作為3D打印高級(jí)材料研究的參與者，MULTI-FUN項(xiàng)目將為歐洲中小型企業(yè)帶來新機(jī)遇和新業(yè)務(wù)，整個(gè)價(jià)值鏈中的企業(yè)既是技術(shù)的提供者也是最終用戶，不僅可以建立和執(zhí)行針對(duì)增材制造的培訓(xùn)、接觸最前沿的3D打印技術(shù)，還能對(duì)整個(gè)開發(fā)過程中涉及到的產(chǎn)品享有定價(jià)權(quán)。項(xiàng)目將推動(dòng)中小企業(yè)通過技術(shù)和質(zhì)量上的領(lǐng)導(dǎo)力獲得更多發(fā)展機(jī)會(huì)，從而使其能夠在增材制造材料、設(shè)備、質(zhì)量等方面處于領(lǐng)先地位，以增強(qiáng)歐洲制造的競(jìng)爭(zhēng)力。
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