11月16日至19日在德國法蘭克福舉行的Formnext 2021展會是全球增材制造行業共同關注的焦點。去年展會因新冠肺炎疫情移至線上舉辦。今年，來自36個國家的600多家參展商參加本次展會。
今年展會，各家企業展出的各類設備引人關注，更為重要的是展商們對增材制造行業的看法。參展商的多樣性也體現了增材制造行業正迎來新的變化。
■Formnext 2021展會現場
趨勢一：疫情大流行推動行業快速發展
盡管新冠肺炎疫情給設備供應商和零部件生產商帶來了挑戰，迫使供應鏈成為行業關注的焦點。惠普Multi Jet Fusion業務全球負責人兼總經理Guayente Sanmartin指出，疫情引發的供應鏈問題逐漸讓OEM廠商認識到實現3D打印制造的可能性，這一認識現在正推動一些公司利用增材制造的優勢，以確保供應鏈的穩定流暢。
Stratasys公司CEO Yoav Zeif表示，兩年前銷售主要與工程師進行對話；現在他們更多的是與企業高管在一起，讓他們首先看到增材制造的商業案例，其次看到技術優勢。位于世界各地的制造合作伙伴可以利用3D打印制造備件、配件或任何需要的東西。不可否認，增材制造確實是一種永久提供替換零件的方法，也是一種測試新產品、提供升級的有效途徑。
趨勢二：數字化是進步的隱藏部分
可以說，今年展會上最引人注目的進步莫過于，增材制造技術越來越受到廠商青睞并兌現其作為數字制造技術的承諾。阿博格的Freeformer系統使用與注塑機相同的顆粒料通過3D打印制造零件。該公司展示了能夠實現更高溫度的Freeformer 300-3X模型，使其能夠有效地在更高溫度下打印聚合物。
■阿博格提供的高溫機器為Freeformer平臺開辟了道路，使用顆粒形式的PEEK材料進行3D打印，制造定制的顱骨植入物
事實上，增材制造利用了豐富獨特的數字零件設計功能，就像它可以提供有關零件的大量數字一樣。在Oechsler公司的展位上，展示了其設計引擎軟件，一種專門用于處理晶格的設計工具。增材制造允許自由采用晶格作為幾何形式的輕量化、冷卻和可調彈簧張力來代替填充。設計引擎允許零件設計師在不同的晶格類型中進行選擇，控制晶格的單元尺寸和支柱厚度，以便在零件內實現不同的應力關系。
趨勢三：后處理走向數字化、自動化
“即使增材制造成為一種更廣泛接受的生產技術，沒有人直接從打印機購買零件。”金屬3D 打印機供應商AddUp副首席執行官Julien Marcilly指出。通過對后處理進行可追溯性，意味著在生產線上需要更少的破壞性測試和其他控制，整體簡化零件的鑒定過程。
后處理的數字化可以讓制造商收集有關零件的關鍵數據，為新零件的設計和開發提供有用信息。3D打印部件的創建已經著眼于增材制造設計及預期功能，但通過數字反饋循環，后處理也可以為開發提供信息。
■阿博格提供的高溫機器為Freeformer平臺開辟了道路，使用顆粒形式的PEEK材料進行3D打印，制造定制的顱骨植入物
在某些情況下，自動化后處理不僅使增材制造更具生產力，而且更安全。設備供應商Solukon展示了用于中大型粉末床熔融部件的除粉系統，可以清除高達1米零件上的粉末。此外，自動化系統是完全封閉的，可保護人員免于接觸具有潛在危險的金屬粉末。
趨勢四：消費者選擇的變化即將到來
隨著零件生產增材制造的到來，人們最先想到的可能是醫療植入物或航空航天。但Formnext 2021展會所呈現的是，消費品很可能是最受3D打印改造的產品領域。ExOne和GKN兩者展示了由3D打印組件支持的緊湊型音頻揚聲器系統。巴斯夫展示了多個正在進行中的鞋類項目，一個旨在通過循環經濟生產模型更好地利用資源，另一個旨在實現大規模定制鞋類的承諾。
■這款由德國家居品牌Miehl開發的配件是一袋咖啡豆夾子，可以讓消費者倒出他們需要的用量，然后重新密封袋子。Miehl等公司可以利用Replique的增材制造網絡在消費者附近，按需生產零件和產品
如上所述，Carbon的晶格設計能力在自行車鞍座中得到了充分展現，在整個3D打印形式中實現了柔軟度和剛度的微調。Nexa3D展示的Arcimoto FUV暗示了3D打印將如何使電動汽車面向更窄的市場，而不是與汽車制造相關的傳統市場。值得注意的是，Nexa3D還首次推出了桌面級樹脂基3D打印機XiP，它同樣適用于工業和家庭用戶，或者說其本身就是一種消費產品。
趨勢五：復合材料成為行業焦點
在今年Formnext展會上，專門用于生產增強復合材料的機器值得注意。MarkForged公司長期以來一直在連續纖維增強設備上。在Formnext上，該公司展示了一臺工業級復合材料打印設備。其FX20的構建體積是臺式機尺寸的五倍，不僅適用于大型零件而且適用于小批量零件。
Anisoprint公司的ProM IS 500機器乍一看類似于CNC機床。實際上，10伺服軸機器精確控制聚合物沉積和連續纖維放置，以制造輕質聚合物復合材料硬件，以取代原本可能由鋁或鋼加工的零件。未來，增材制造將成為復合材料制造的強大推動力，以至于可以將其視為增材制造應用的一個單獨廣泛材料領域，即除聚合物和金屬之外的第三種選擇。
■自動化處理設備具有保護人員免受潛在危險（例如接觸金屬粉末）。Solukon的SFM-AT350脫粉站可容納重達60公斤的零件，這些零件既笨重又難以清潔。封閉裝置使用轉盤旋轉和振動來清除未使用的粉末
趨勢六：多材料3D打印的新選項
然而，在同一印刷品中結合不同材料的機會可能還有第四種選擇。雖然多材料3D打印的問世已經有一段時間了，但在Formnext 2021上還是能看到用于完成多材料打印的各種新穎和不尋常的技術。
一家提供定向能量沉積解決方案的公司，展示了由各種類型的金屬制成的3D打印部件。該公司的沉積頭支持在一次打印中使用多達四種不同的線材，兼容粉末。公司展臺上的各種部件都展示了這種能力，例如帶有銅紋的不銹鋼鉆體可以更好地控制溫度，以及由不銹鋼印刷并在磨損點增加了鉻鎳鐵合金的渦輪葉片。多材料定向能量沉積技術，為行業帶來了新的制造可能性和維修機會，損壞的零件可以重新組裝而不是直接報廢。
■Meltio展位上展示的多材料印刷品用于說明金屬絲和粉末材料的可能組合。前景中的立方體是兩種材料配對的樣品部件，而背景中的鉆頭組合了三種：主體為不銹鋼316L，內部冷卻通道為ERCuSi-A，頂部為Inconel
多材料3D打印不僅限于金屬材料。Lithoz展示的混合材料結合了金屬和陶瓷的多材料印刷品。該公司基于光刻工藝填充樹脂實現，構建平臺可以在構建過程中在兩種材料之間移動，以產生不同材料的梯度或部分。只要兩者可以在相似的溫度下燒結，這些不同的材料就可以在最終部件中兼容。
趨勢七：機器滿足尺寸需求
Formnext 2021展會透露出的另一個重要趨勢是機器正變得越來越大。更大的構建量可能是增材設備用戶提出的最廣泛、最一致和最基本的需求。大行程不僅對于較大的零件很重要，而且因為對于某些增材工藝（包括金屬粉末床和聚合物數字光加工），能量源的速度與嵌套零件的自由度相結合意味著構建尺寸直接轉換到生產力。大尺寸也意味著高效生產。
■Markforged的FX20不僅是一臺更大的機器，其構建體積是公司相關機器尺寸的五倍，而且還是一臺更熱的機器，能夠使用更高溫度的材料
展會上，Essentium公司推出了HSE 240 HT，這是一款行程較小的雙擠出機增材制造供應商，可用于零件和工藝開發。這臺機器的出現讓我們認識到，在增材制造中，較小的機器如何在在較大的生產機器上全面生產方面發揮重要作用。
趨勢八：更高的溫度提高材料選擇
隱藏在其他主題中的另一個主題是聚合物打印設備的更高溫度。正如我們在與3D打印機制造商談論大幅面機器時，他們通常將其描述為不僅“更大”而且“更熱”。也就是說，機器打印范圍不僅是腔室大小或行程方面不斷增加，而且在它們可以有效工作的材料范圍方面也在增加。
■Aconity3D使用激光粉末床融合生產組件，作為AconityScan系統的一部分。現在用于該部件的Equispheres鋁粉有助于降低部件的成本和生產時間
像PEEK、Ultem這樣的聚合物材料需要更高溫度的打印設備。為聚合物3D打印機設計更高溫度容量的舉措與增材制造用戶的材料選擇自由度直接相關。
趨勢九：供應商越來越多地成為生產商
雖然在其他制造業中，資本設備供應商的參與可能會降級為銷售和服務，但在增材制造中，供應商越來越多地成為零部件生產商。
一方面，許多面向生產的3D打印機公司現在正在進入部件生產的行列。例如，Stratasys公司展臺上展出的H350 SAF同時包括了通過該平臺生產的35個零件。在展會其他地方，Aconity3D展示了其AconityScan系統的一個組件，該系統由該公司使用Equispheres的激光粉末床融合平臺制成鋁粉。
但越來越多的技術供應商也在為外部客戶生產零件，就像AddUp一樣。該公司是法孚和米其林的合資企業，憑借2018年對BeAM公司的收購，提供了激光粉末床融合設備以及定向能量沉積技術。
趨勢十：Formnext將來到北美
從今年的展會上獲悉，Formnext USA 將于2025年在芝加哥首次亮相。主辦方將發布日期提前三年是對營銷工業設備固有的投資和規劃的認可。隨著Formnext越來越多地成為IMTS和增材制造會議和博覽會的一部分，負責Formnext USA的三個組織將從2022年開始合作。
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