金属3D打印新技术:AI驱动光束整形与多光谱成像InShaPe生成效率提升6倍

  行业资讯     |      2025-07-28 06:14

  2025年7月,南极熊获悉,欧盟资助的InShaPe项目公布重大研究成果,成功将金属3D打印的生产效率提升了6倍,同时将制造成本削减50%,并显著降低了能耗、材料浪费,大幅提升了零部件质量。

金属3D打印新技术:AI驱动光束整形与多光谱成像InShaPe生成效率提升6倍(图1)

  InShaPe项目由慕尼黑工业大学(TUM)牵头,汇集了来自8个国家的11个合作伙伴,获得欧盟地平线万欧元资助。经过三年深入研发,此联盟成功开发出一种革命性的激光粉末床熔融金属(PBF-LB/M)工艺优化方法,将人工智能驱动的光束整形技术与多光谱成像(MSI)完美结合。

金属3D打印新技术:AI驱动光束整形与多光谱成像InShaPe生成效率提升6倍(图2)

  传统的PBF-LB/M工艺在制造复杂金属零件方面具有独特优势,但刚性激光束和落后的工艺监控常常导致缺陷率高和能源浪费严重。InShaPe项目通过技术创新彻底解决了这些痛点。

  项目的核心突破在于用环形光束替代传统的高斯光束,并能根据每个部件的几何形状和材料特性进行精确调整。这种智能化的激光束轮廓控制创造了更稳定的熔池环境,Kaiyun网站大幅减少了裂纹、飞溅等常见缺陷,同时显著提高了加工速度和材料利用效率。

  多光谱成像系统的引入为该技术增添了另一重要功能。MSI系统能够捕捉不同波长的热信号,对熔池状态进行实时监控,在工艺问题出现的第一时间就能被识别和定位,从而立即触发纠正措施,最大限度地减少生产延误和返工损失。

金属3D打印新技术:AI驱动光束整形与多光谱成像InShaPe生成效率提升6倍(图3)

  为验证技术的实用性,项目团队在五个具有代表性的工业应用场景进行了深度测试:

  测试结果极为亮眼:生产率从15立方厘米/小时跃升至93.3立方厘米/小时,实现了6.2倍的提升,制造成本同时降低了50%。这些数据充分验证了技术的有效性和产业化潜力。

  InShaPe技术的成功为PBF-LB/M技术有望应用在工业领域,特别是在航空航天、能源和汽车等对高性能零部件需求迫切的领域。项目协调员、慕尼黑工业大学Katrin Wudy教授表示,学术界和工业界对该技术表现出浓厚兴趣,预计技术将很快投入工业应用,在改善工艺控制和质量保证方面发挥重要作用。

  2025年8月26-28日,南极熊联合Formnext Asia深圳展举办的第二届3D打印农场大会即将盛大开幕。作为目前国内最具代表性的增材制造生态展会之一,本届大会将再次集结材料商、设备商与农场主,全面呈现3D打印农场生态的前沿实践与未来方向。