从铸造厂的角度来看，工业砂型3D打印机能够带来显著的商业价值。以下是一些铸造厂最为关注的要点：

提高铸造厂效率

• 降低模具成本：有了工业砂型 3D 打印无需制作昂贵的模具，降低了整体生产成本。
• 提高生产率：增材制造能够快速生产砂型和砂芯，缩短交付时间，提高生产率。
• 降低劳动力成本：自动化的砂型 3D 打印将与传统手工造型和制芯工艺相关的劳动力成本降至最低。

提高铸造质量

• 提高精度和一致性：工业砂型 3D 打印确保砂型和砂芯生产的准确性和一致性，从而生产出更高质量的铸件。
• 降低缺陷率：增材制造将人为错误的风险降至最低，降低缺陷率以及返工或报废的需求。
• 生产结构复杂件：砂型 3D 打印能够生产复杂的几何形状和精细的设计，这些是传统方法难以或无法实现的。您回想一下，是不是经常遇到结构很复杂的件，用传统的铸造方法的成本很高甚至无法制作，最后只能放弃这个订单。有了砂模3D打印机后，这些都不再是问题。

成本节约与竞争力

• 减少材料浪费：工业砂型 3D 打印将材料浪费降至最低，降低成本并减少对环境的影响。
• 降低生产成本：与传统方法相比，增材制造可将生产成本降低多达 50%。
• 提高竞争力：采用工业砂型 3D 打印的铸造厂在成本、质量和交付时间方面能够获得竞争优势。

设计与生产灵活性

• 面向增材制造的设计：工业砂型 3D 打印使铸造厂能够生产以前不可能或不切实际的复杂设计。
• 快速原型制作与生产：增材制造能够实现快速原型制作和生产，使铸造厂能够快速响应不断变化的客户需求。
• 生产灵活性：砂型 3D 打印使铸造厂能够生产小批量或一次性铸件，非常适合小批量生产或原型制作。

其他关键优势

• 提高安全性：工业砂型 3D 打印降低了与传统造型和制芯工艺相关的事故和伤害风险。
• 环境效益：增材制造将材料浪费降至最低，降低能源消耗，并能够使用回收材料。
• 数据驱动生产：工业砂型 3D 打印实现数据驱动生产，使铸造厂能够实时监控和优化其生产过程。

通过采用工业砂型 3D 打印机，铸造厂能够提高效率、提高铸造质量、降低成本并提高竞争力，最终实现盈利能力和商业成功的提升。

传统铸造厂面临着一些挑战和困难，包括：

• 模具成本和交付时间：制作模具和模型是一个耗时且昂贵的过程，可能需要数周甚至数月才能完成。
• 劳动力成本和短缺：铸造工作需要熟练劳动力，在劳动力短缺的地区可能难以找到和留住。
• 材料浪费和能源消耗：传统铸造工艺会导致大量材料浪费和能源消耗，这会增加成本并对环境造成影响。
• 质量控制和缺陷率：实现一致的质量并将缺陷率降至最低可能具有挑战性，特别是对于复杂几何形状和大量生产而言。
• 复杂性和设计限制：传统铸造方法难以生产复杂几何形状、精细设计和薄壁铸件。
• 全球竞争加剧：铸造厂面临着来自其他地区低成本生产商的日益激烈的竞争，难以维持利润率。
• 环境和安全法规：铸造厂必须遵守日益严格的环境和安全法规，这可能既耗时又昂贵。
• 客户对更快交付的需求：客户要求更短的交付时间和更快的送达速度，这对于传统铸造厂来说可能难以满足。
• 生产数量波动：铸造厂经常面临生产数量的波动，这可能使保持效率和优化资源变得困难。
• 技术过时：传统铸造厂可能难以跟上技术进步的步伐，例如增材制造，这可能使它们的工艺过时。

为了克服这些挑战，许多铸造厂正在采用新技术，例如工业 3D 打印，以提高效率、降低成本并提高竞争力。三帝科技推出了多款专们用于铸造的砂型3D打印机，工艺覆盖SLS（选区激光烧结），binder jetting（粘结剂喷射），铸造业的伙伴们可以重点关注一下。

工业金属 3D 打印机在现代制造业中至关重要，其价格构成复杂。主要包括设备成本、材料成本、研发与技术成本以及售后服务与保修成本这几大方面。同时，品牌与型号、技术水平与性能差异以及定制化程度也会影响价格。下面为您详细介绍。

一、工业金属 3D 打印机概述

（一）定义

工业金属 3D 打印机是一种高端制造设备，采用增材制造方式，以金属粉末为原料，通过逐层堆积构建三维金属部件。它具有高精度、高稳定性和广泛的材料适应性等特点，核心原理是根据预设数据控制金属粉末的铺设和熔融。

（二）应用领域

在航空航天领域，可制造高性能、轻量化的发动机部件和结构件；汽车制造业中，能生产定制化零部件，提高设计灵活性和生产效率；医疗器械领域，可打印个性化植入物；能源电力领域，用于制造关键部件。

（三）市场地位

随着制造业转型升级，工业金属 3D 打印机市场地位逐渐提升。尽管目前市场占有率较低，但未来有望快速增长。不过，成本高和缺乏技术标准及行业规范是其面临的挑战。

二、价格构成要素

（一）设备成本

设备成本包括机械部件、电子控制系统、激光器等核心组件的采购成本，以及生产过程中的加工、组装和测试等费用。这些部件对打印机性能和质量至关重要，其成本受多种因素影响，未来有望降低。

（二）材料成本

金属材料成本是总价格的重要部分。材料种类、制备工艺、粒径分布和纯度都会影响成本。随着技术发展和市场需求变化，材料成本有波动，可通过一些方法降低成本。

（三）研发与技术成本

主要涉及技术研发投入、专利申请费用和软件开发费用。这些成本反映了制造商的技术创新和研发力度，短期内对价格影响较大，未来可能降低。

（四）售后服务与保修成本

涵盖设备安装调试、维修保养、技术支持和用户培训等方面。这些服务确保打印机正常运行，成本高低影响用户购买决策和使用体验。

三、价格差异分析

（一）品牌与型号差异

知名品牌打印机定价高，因其技术实力、打印质量和售后服务好。不同型号在性能、精度和打印速度等方面有差异，导致价格不同。

（二）技术水平与性能差异

先进的技术和性能会使打印机价格较高。技术层面上，高精度和高速度的打印能力很重要；性能方面，打印尺寸、层厚控制、表面粗糙度以及智能化和自动化程度等都会影响价格。

（三）定制化程度

定制化程度越高，价格越高。因为满足定制化需求需要增加研发和生产成本，包括硬件和软件的定制。

四、选购建议与注意事项

（一）明确需求与预算

用户要了解所在行业对 3D 打印技术的需求，考虑各项成本制定预算，还要注意合同条款和保修服务内容。

（二）了解产品性能与评价

可通过查阅官方资料、参加行业展会、咨询专业人士等方式了解产品性能，同时关注用户评价和使用体验。

（三）选择正规渠道购买

正规渠道如官方授权经销商、品牌专卖店和知名电商平台，能保证产品质量和售后服务，还提供法律文件。

五、结论

（一）价格构成总结

工业金属 3D 打印机价格由设备、材料、研发与技术、售后服务与保修等成本要素构成，这些要素相互关联影响价格。用户选购时要全面了解并综合考虑。

（二）选购建议与展望未来 选购时要明确需求与预算、了解产品性能及评价、选择正规渠道。工业金属 3D 打印技术发展潜力大，未来价格可能更亲民，市场竞争将促使产品创新和行业发展。

2024年3D打印技术领域第二篇Science文章于2月8日发表。

来自澳大利亚昆士兰大学（Jingqi Zhang等）、重庆大学（Ziyong Hou 、Xiaoxu Huang）、丹麦技术大学的联合团队发表了题为“Ultrauniform, strong, and ductile 3D-printed titanium alloy through bifunctional alloy design（通过双功能合金设计实现超均匀、高强度且具有延展性的3D打印钛合金）”文章。3D打印制备的钛合金达到926MPa的屈服强度和26%的延展性，实现了强度与延展性的均衡。

研究背景在金属3D打印过程中，经常会出现粗大的柱状晶粒和不均匀分布的相，导致机械性能不均匀甚至较差。研究涉及一种设计策略，可直接通过3D打印获得高强且性能一致的钛合金的方法。研究表明，在粉末金属混合物中添加钼（Mo）增强了相稳定性，并提高了3D打印合金的强度、延展性和拉伸性能的均匀性。Science同期评论文章指出，该方法有望应用于其他粉末混合物，并能够定制具有增强性能的不同合金。

导致金属3D打印合金性能不均匀的主要原因是：在逐层3D打印过程中，通常具有10³-10⁸K/s的高冷却速率，在金属粉末熔化的熔池边缘和底部附近形成显著的热梯度。热梯度引起沿着新熔化材料和下面固体材料之间的界面外延晶粒生长，晶粒朝熔池中心生长。多层打印过程中的加热和部分重熔循环最终导致形成大的柱状晶粒和不均匀分布的相，这两者都是不希望出现的，因为它们可能导致各向异性和受损的机械性能降低。

钛合金是应用最广泛的金属3D打印材料之一。在环境温度下的工程应用中，合适的钛合金通常表现出10％-25％的拉伸伸长率，这反映了良好的材料可靠性。尽管更大的伸长率（延展性）有利于更容易成型，并且在某些应用中具有优先地位，但在该伸长率范围内增加强度对于承受机械负载来说通常被优先选择。在加工金属材料的传统和增材制造技术中，一直需要考虑强度和延展性之间的平衡。

提高强度和延展性的策略与限制

提高3D打印合金强度和延展性的策略有多种。其中包括优化合金设计、工艺控制、细晶界强化和晶粒微观结构改性，还包括抑制不需要的（脆性）相、引入第二相以及进行后处理。目前，解决柱状晶体和不良相问题的研究集中在原位掺入元素来改变微观结构和相组成。这种方法还促进了等轴晶体的形成，即沿纵轴和横轴晶粒尺寸大致相等的结构。原位合金化为克服强度和延展性之间的平衡为题提供了一条有前途的途径，特别是在粉末床熔融和定向能量沉积等3D打印技术中。

研究人员对向3D打印合金中添加不同元素时的晶粒形态和机械性能进行了探索。例如，将纳米陶瓷氢化锆颗粒掺入不可打印的铝合金中，得到可打印且无裂纹的材料，具有与锻造材料相当的细化等轴晶微观结构和拉伸性能。然而对于钛合金，市售晶粒细化剂通常对晶粒结构的效果有限。钛合金的细化机制，特别是3D打印凝固过程中的柱状到等轴转变已被广泛研究，但效率限制仍然存在。克服这一障碍的尝试包括改变加工参数、高强度超声应用、通过合金设计引入所需的异质结构、添加溶质作为异质成核位点的晶粒细化剂 ，以及具有高过冷能力的溶质的掺入。诸如β-共析稳定剂元素Cu、Fe、Cr、Co和Ni，这些元素限制了在钛中的溶解度。

新研究带来的重大突破研究人员此次没有使用可能导致钛合金中形成脆性金属间共析体的β-共析稳定剂元素，而是选择了来自β-同晶族的Mo [包括铌 (Nb)、钽 (Ta) 和钒 (V)] 用于Ti-5553（Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr）。原位合金化过程中，将钼精确输送到熔池中，在每层扫描期间充当晶体形成和细化的籽晶核。Mo添加剂促进了从大柱状晶向细等轴和窄柱状晶结构的转变。Mo还可以稳定所需的β相并抑制热循环过程中相异质性的形成。

研究人员比较了Ti-5553+5Mo与在L-PBF状态和打印后热处理下生产的Ti-5553（以及 Ti-55531和 Ti55511）的屈服强度和断裂伸长率。与制造状态下的Ti-5553及其类似合金相比，Ti-5553+5Mo显示出相当的屈服强度，但显著提高了延展性。打印后热处理通常用于平衡L-PBF生产的Ti-5553的机械性能。尽管在某些热处理条件下可以实现高屈服强度（>1100 MPa），但延展性通常会大幅恶化，断裂伸长率<10%，这限制了在安全关键型应用中的使用。例如，作为钛工业中所谓主力的Ti6Al4V，建议使用的最小断裂伸长率为10%。相比之下，无需下游热处理，Ti-5553+5Mo材料L-PBF直接打印件就表现出优异的强度和延展性平衡，这使其在在类似合金中脱颖而出。最终，研究人员通过该策略制造了具有优秀性能均匀性的材料，屈服强度926MPa，断裂伸长率26%。

L-PBF生产的Ti-5553的显微组织和力学性能

L-PBF生产的Ti-5553和Ti-5553+5Mo的机械性能

相对于Ti-5553，Ti-5553+5Mo的机械性能异常均匀且机械性能得以提升。通过微焦点计算机断层扫描 (micro-CT)发现，以评估零件质量，两种材料均表现出非常高的密度，总孔体积分数分别为0.004024%和0.001589%。如此高的密度表明孔隙率不太可能导致Ti-5333高度分散的拉伸性能，并且也与Ti-5553+5Mo机械性能的高度一致性相符。为了揭示Mo添加对晶粒结构的影响，研究人对Ti-5553和Mo掺杂的Ti-5553进行了电子背散射衍射（EBSD）表征。Ti-5553的微观结构由沿扫描方向相对较大的晶粒组成，表现出很强的晶体织构。在Ti-5553中添加5.0wt% Mo会导致晶粒结构和相关晶体结构发生显著变化。许多细小的等轴晶粒（直径约20μm）非常明显，沿着Ti-5553+5Mo的扫描轨迹边缘形成。相比之下，Ti-5553+5Mo的显微组织的特征为沿构造方向细小的等轴晶和窄的柱状晶。对微观结构的仔细检查揭示了细小柱状晶粒的周期性分布。与Ti-5553中高度织构的柱状晶跨越多层不同，Ti-5553+5Mo中柱状晶的长度尺度由熔池尺寸决定，并且晶体织构变得随机且弱 。

Ti-5553和Ti-5553+5Mo的显微组织表征

Ti-5553和掺钼Ti-5553的相分析

由Ti-55535制成的断裂试样的EBSD表征END

然而，研究人员在微观结构中识别出了未溶解的钼颗粒，并且它们的潜在影响尚不清楚。事实上，原位合金化策略中未溶解颗粒的随机存在引起了与机械和腐蚀性能相关的担忧。例如，原位合金添加颗粒的完全熔化可能需要更高的能量，并且过热可能导致微观结构改变和机械性能变差。此外，未溶解的Mo颗粒引起的动态疲劳和腐蚀性能尚不清楚。尽管打印后热处理可以消除未溶解的颗粒，但它可能会改变微观结构，从而可能影响机械性能。

总的来说，本篇Science研究提出的设计策略为探索不同的金属粉末原料、不同的可打印合金系统、不同的3D打印技术以及先进的多材料打印开辟了一条途径。它还能够抑制柱状晶粒的形成并防止不良相的不均匀性。这些问题是由于不同的热分布而产生的，而热分布受每种粉末的打印参数的影响。该策略还克服了打印状态下的强度与延展性的平衡，最大限度减少了打印后处理的需要，这些优势无疑将在3D打印领域引起研究热潮。

科技飞跃重塑制造业，创新驱动引领产业升级。随着2024世界制造业大会在安徽合肥的圆满落幕，全球制造业的目光再次聚焦于智能制造与技术创新。本次大会以“智造世界·创造美好”为主题，展示了全球制造业的最新产品和重大创新成果，从世界首台25兆瓦海上风电机组主轴轴承、泥水平衡盾构机，到星地量子通信系统、星火大模型、人形机器人，从火箭发动机、超导量子计算机，到中国首艘国产大型游轮、智能纯电轿跑等，这些重大创新成果，无不展示了中国在高端制造领域日益增长的实力与技术革新，而这背后则是无数中国制造企业的智慧与努力。

国内3D打印装备及快速制造服务提供商北京三帝科技股份有限公司正是这其中的一份子，凭借其在3D打印领域的深厚积累，通过自主研发创新，成功将3D打印技术应用于多个行业，推动着制造业向高端化、智能化、绿色化方向的发展。

三帝科技基于30年的铺粉技术经验，同时掌握激光和粘结剂喷射技术，包括BJ粘结剂喷射金属/陶瓷、3DP砂型/PMX晶态蜡型、SLS砂型/蜡型、SLM金属（多材料梯度）、DED金属（增锻减）技术等，可满足不同尺寸（从毫米级到米级）产品的制造需求，更在材料体系配方开发、成型工艺优化等方面取得了显著成就，已成功研发推出5大系列包括铁基合金、轻金属合金、陶瓷等20余种基体材料的水基粘结剂及有机溶剂粘结剂配方，以及近30种粘结剂喷射工艺配方，并具备粘结剂配方的自主设计能力，能够满足用户新材料、新应用对定制粘结剂的开发需求，填补了国内粘结剂领域空白。

同时，三帝科技还积极推动3D打印产业化规模应用，以3D赋能制造：通过并购铸造厂，打通“3D打印+铸造”工艺（3D铸造），形成可复制推广的示范模式，帮助传统铸造厂改造升级，实现绿色、智能、高端铸造；将3D打印技术应用于提升粉末注射成型（3D粉末冶金），实现无模快速批量制造，助力行业提质增效；将3D打印应用于3C领域（3D3C），研发3C专用3D打印系统及材料工艺，推动SLM和BJ技术的自动化大规模生产制造；开拓3D打印在康复医疗中的应用（3D医疗），获得了国内首个3D打印定制钛合金助听器医疗器械注册证，同时推进3D打印数字化口腔解决方案。

三帝科技的技术与产品正在航空航天、能源动力、船舶泵阀、汽车、工程机械、3C电子、教育科研、雕塑文创、康复医疗等中得到广泛应用，为行业提质增效提供着强有力的支持。

在智能制造的浪潮中，三帝科技正以其独特的技术优势和创新精神，引领着制造业的产业升级，为全球制造业的发展贡献着中国智慧和中国力量。

在当今制造业快速发展的时代，传统铸造厂面临着日益激烈的市场竞争和不断提升的产品质量要求。砂型 3D 打印机作为一项具有创新性的技术设备，正逐渐成为铸造厂提升竞争力、实现转型升级的关键。本购买指南旨在为传统铸造厂的管理者提供全面、深入的指导，帮助他们做出明智的购买决策。

一、了解自身需求

分析工厂生产现状

• 传统工艺评估：仔细审视目前工厂所采用的传统铸造工艺，包括模具制作的方式（如木模、金属模等）、造型工艺（手工造型或机器造型）、熔炼和浇注的流程等。评估每个环节所耗费的时间、人力、物力成本以及存在的问题。例如，传统的木模制作可能需要数周时间，而且容易出现尺寸偏差和损坏；手工造型劳动强度大，效率低下且质量不稳定。
  • 产品特点分析：明确工厂主要生产的铸件类型，是简单结构的铸件还是具有复杂内部空腔、薄壁结构或精细曲面的铸件。确定铸件的尺寸范围，从几厘米的小型铸件到数米的大型铸件都要考虑在内。同时，分析对铸件精度的要求，比如某些航空航天领域的铸件可能需要达到毫米级甚至更高的精度。此外，还要考虑铸件的材质，不同的材质在铸造工艺和设备要求上可能会有所差异。
  • 生产规模考量：评估工厂的日常生产规模，包括每月或每年的铸件产量。了解生产订单的特点，是大批量单一产品生产还是小批量多品种生产。对于生产高峰期和低谷期的产能变化也需要有清晰的认识，这将影响设备的选型和生产安排。

确定目标和期望改进的方向

• 成本控制目标：如果降低成本是主要目标，需要分析各个环节的成本构成。模具制作成本在传统工艺中占比较大，而砂型 3D 打印机可以省去模具制作环节，大幅降低这部分成本。同时，考虑人工成本，3D 打印机的自动化程度高，可以减少对人工的依赖。材料成本方面，虽然 3D 打印需要特定的砂子和粘结剂，但通过精确控制材料使用量，可以提高材料利用率，同时还可通过砂料的再回收，降低浪费。另外，3D打印工艺可以优化砂模结构，通过轻量化设计来减少砂料的用量。例如，对于一个中型铸造厂，通过引入砂型 3D 打印机，模具成本可能降低 40%，人工成本降低 30%，材料成本节约 20% 左右。
  • 效率提升需求：对于追求生产效率提升的铸造厂，要关注设备的成型速度。砂型 3D 打印机可以在数小时内完成一个复杂砂型的打印，相比传统模具制作和造型的数周时间，效率提升显著。此外，3D 打印机可以同时进行多个砂型的打印，或者在一个大型砂型上进行分区打印，大大缩短整体生产周期。例如，某汽车零部件铸造厂引入 3D 打印机后，产品开发周期从原来的几个月缩短到几周，生产效率提高了 50% 以上。
  • 质量提升期望：若对产品质量有更高的要求，砂型 3D 打印机的高精度打印能力至关重要。它可以精确控制砂型的尺寸和形状，减少铸件的尺寸偏差和表面缺陷。同时，由于打印过程的稳定性和一致性，可以提高铸件的内部质量，减少气孔、夹渣等缺陷。例如，在一些高端装备制造领域，3D 打印砂型铸件的废品率从传统工艺的 10% 降低到 2% 以下，产品质量得到了极大的提升。
  • 灵活性增强方向：对于需要应对小批量、多品种生产需求或个性化定制订单的铸造厂，砂型 3D 打印机的优势尤为明显。它无需制作实体模具，可以根据数字模型快速切换生产不同的产品，大大提高了生产的灵活性。比如，一些艺术铸造厂或定制化零部件生产企业，通过 3D 打印技术可以满足客户多样化的需求，拓宽了市场空间。

二、砂型 3D 打印机的关键特性评估

打印精度

• 精度对铸件质量的影响：打印精度直接决定了铸件的尺寸精度和表面质量。高精度的打印可以保证铸件的尺寸偏差在极小的范围内，满足严格的装配要求。在表面质量方面，高精度打印可以减少铸件表面的粗糙感和瑕疵，提高铸件的外观质量。例如，在发动机缸体等关键零部件的生产中，高精度的砂型可以确保活塞与缸体之间的配合精度，提高发动机的性能和可靠性。
  • 选择合适精度的设备：首先，根据产品的设计要求和使用场景来确定所需的精度级别。对于一些普通机械零部件，毫米级的精度可能就足够；而对于航空航天、医疗器械等领域的高精度铸件，可能需要达到亚毫米级甚至更高的精度。其次，了解不同设备的精度参数，包括层厚、尺寸误差范围等。可以参考厂家提供的技术资料和实际测试数据，同时与其他用户交流经验。例如，3DPTEK砂型 3D 打印机能够实现 ±0.3mm 的尺寸精度，适用于对精度要求较高的铸件生产。
  • 不同精度级别设备的对比和适用场景：低精度设备通常价格相对较低，适用于一些对精度要求不高、注重成本控制的生产场景，如普通建筑机械铸件。中等精度设备在价格和性能之间取得平衡，适用于大多数工业零部件的生产。高精度设备则适用于高端制造领域，如航空航天、精密仪器等，但价格相对较高。例如，在生产汽车发动机缸盖时，中等精度的设备可以满足基本的生产要求；而对于航空发动机叶片等高精度铸件，就需要选用高精度设备。

打印尺寸

• 打印尺寸与生产规模和铸件大小的关系：对于大型铸造厂，通常需要能够打印大型铸件的设备，以满足生产需求。例如，在生产大型船舶发动机缸体时，可能需要数米甚至更大尺寸的打印设备。而对于小型铸造厂或生产小型铸件的企业，较小尺寸的设备可能更为经济实用。同时，打印尺寸也会影响设备的占地面积和空间需求，需要在工厂规划时加以考虑。
  • 选择策略：根据工厂的生产规划和市场定位来确定所需的打印尺寸。如果主要生产大型铸件，就需要选择具有较大打印尺寸的设备；如果以小型铸件为主，可以选择小型或中型设备。还要考虑未来的发展需求，预留一定的产能扩展空间。此外，要注意设备的打印尺寸是否可以灵活调整，例如一些设备可以通过更换打印平台、甚至无砂箱打印来适应不同尺寸的铸件生产。例如，一个中型铸造厂计划未来拓展到大型铸件生产领域，那么在选择设备时，可以优先考虑那些具有可升级打印尺寸或模块化设计的设备，以便在未来根据需求进行扩展。

设备稳定性和可靠性

• 设备稳定运行的重要性：在铸造生产中，设备的稳定性至关重要。一旦设备出现故障，可能会导致生产中断，影响交货期，给企业带来巨大的经济损失。特别是对于连续生产的铸造厂，设备的长时间稳定运行是保证生产效率和产品质量的基础。例如，在汽车零部件铸造生产线上，如果 3D 打印机频繁出现故障，会导致生产线停滞，影响整车生产进度。
  • 考察稳定性和可靠性的方法：
    • 查看厂家的质量控制体系：了解厂家的生产质量管理流程，包括原材料采购、零部件加工、装配调试等环节的质量控制措施。一个拥有完善质量控制体系的厂家，通常能够生产出质量更稳定可靠的设备。例如，某些知名厂家对每一个零部件都进行严格的质量检测，确保其符合高标准的质量要求。
    • 用户口碑：与已经使用过该设备的用户进行交流，了解他们对设备稳定性和可靠性的评价。用户的实际使用体验是最直接、最真实的反馈。可以通过参加行业展会、加入专业社群等方式与其他用户建立联系，获取他们的意见和建议。例如，一些铸造厂在选择设备时，会优先考虑那些在同行业中有良好口碑的品牌。

软件支持

• 优秀软件的功能和作用：
  • 模型处理：强大的 3D 打印软件能够对复杂的铸件模型进行高效的处理，包括模型修复、优化、切片等功能。例如，对于一些从 CAD 软件导入的模型可能存在缺陷或不适合打印的问题，软件可以自动检测并修复这些缺陷，确保模型能够顺利进行打印。
  • 打印参数设置：软件应提供丰富的打印参数设置选项，如打印速度、层厚、喷头温度、粘结剂用量等。用户可以根据不同的铸件要求和材料特性，精确调整这些参数，以获得最佳的打印效果。例如，对于薄壁铸件，可能需要调整层厚和打印速度，以保证砂型的强度和精度。
  • 生产流程管理：软件还应具备生产流程管理功能，包括订单管理、任务排程、设备监控等。这样可以帮助铸造厂实现高效的生产管理，提高生产效率。例如，通过软件可以实时监控设备的运行状态和打印进度，合理安排生产任务，避免生产拥堵。
  • 评估软件的易用性、功能完整性以及与设备的兼容性：
    • 易用性：软件的操作界面应简洁明了，易于上手。具备直观的图形界面和清晰的操作流程，即使是非专业技术人员也能够快速掌握。可以通过试用软件或查看软件的操作演示视频来评估其易用性。例如，一些软件采用向导式的操作流程，用户只需按照提示逐步操作即可完成整个打印过程。
    • 功能完整性：检查软件是否具备上述提到的模型处理、打印参数设置、生产流程管理等基本功能，以及是否有一些特色功能，如自动优化算法、远程控制等。功能越完整，设备的适用性和灵活性就越高。例如，某些软件具备智能优化算法，可以根据铸件的形状和结构自动调整打印参数，提高打印效率和质量。
    • 兼容性：确保软件与设备的兼容性良好，能够稳定地驱动设备进行打印。同时，还要考虑软件与其他设计软件（如 CAD 软件）的兼容性，以便顺利导入和处理模型。可以查看软件的技术文档或咨询厂家，了解其支持的文件格式和软件接口。例如，一些软件支持常见的 STL、OBJ 等文件格式，可以与大多数 CAD 软件进行无缝对接。

三、成本与投资回报分析

设备购买成本

• 不同品牌和配置的价格范围：砂型 3D 打印机的价格因品牌、技术水平、打印尺寸、精度等因素而有所差异。一般来说，欧美品牌的设备价格相对较高，可能在数百万甚至上千万元；中国品牌的设备价格相对较低，根据不同配置可能在几十万元到几百万元不等。例如，一些高端欧美的设备具有先进的技术和卓越的性能，但价格非常昂贵；而一些中国的新兴品牌的设备在性价比方面更具优势，比如3DPTEK，这个品牌在中国是比较有名的，设备性价比非常高，同时3DPTEK自己运营了差不多10家铸造厂，同时又为中国的几十家铸造企业提供设备，可以说是经过了市场的严格验证的，是非常不错的选择。
  • 价格差异的原因分析：
    • 技术水平：先进的打印技术、高精度的控制系统、稳定的机械结构等都会增加设备的成本。例如，采用激光烧结技术的设备通常比采用普通粘结剂喷射技术的设备价格更高，因为激光烧结技术具有更高的精度和更好的砂型强度。
    • 品牌影响力：知名品牌通常在研发、生产、售后服务等方面投入较大，其品牌价值也会体现在设备价格上。一些具有多年行业经验和良好口碑的品牌，往往能够提供更可靠的设备和更优质的服务，但价格也相对较高。
    • 售后服务：完善的售后服务体系，包括设备安装调试、培训、维修保养、技术支持等，会增加厂家的运营成本，从而反映在设备价格上。一些厂家提供 24 小时在线技术支持、快速响应的维修服务等，这些都会对价格产生影响。

运营成本

• 耗材成本：
  • 砂子：砂型 3D 打印机使用的砂子通常需要满足一定的粒度、形状和强度要求。不同品质的砂子价格有所差异，而且随着市场供需关系的变化也会波动。例如，一些高强度、低粉尘的专用砂子价格可能相对较高，但可以提高砂型的质量和打印效果。
  • 粘结剂：粘结剂是将砂子粘结在一起形成砂型的关键材料，其价格也会影响运营成本。不同类型的粘结剂在性能和价格上存在差异，需要根据实际需求进行选择。同时，粘结剂的用量也会影响成本，一些先进的打印技术可以减少粘结剂的使用量，降低成本。
  • 能源消耗成本：设备在运行过程中会消耗电能，其能源消耗成本与设备的功率、运行时间、电价等因素有关。在选择设备时，可以关注设备的能效比，选择节能型设备。例如，一些设备采用了先进的节能技术，能够在保证打印质量的前提下降低能源消耗。高功率的设备通常单位时间能耗更高，若设备长时间连续运行，能源消耗成本会显著增加。而且不同地区的电价差异也会对成本造成影响，比如工业用电集中地区可能电价有一定优惠政策，需综合考虑这些因素来准确评估能源成本。
  • 设备维护成本：设备的定期维护和保养是保证其正常运行的必要条件，也会产生一定的成本。包括更换易损件、设备清洁、校准等方面的费用。一些厂家会提供设备维护保养的服务套餐，铸造厂可以根据自身情况进行选择。同时，设备的可靠性和稳定性也会影响维护成本，故障率低的设备维护成本相对较低。例如，一些设备采用高品质的零部件和先进的设计，减少了易损件的更换频率，降低了维护成本。

投资回报评估

• 成本节约分析：
  • 模具成本节约：如前所述，传统铸造工艺中模具制作成本较高，而砂型 3D 打印机无需制作实体模具，可以大大降低这部分成本。通过计算传统模具制作成本与 3D 打印砂型的成本差异，可以评估出模具成本的节约情况。例如，一个复杂铸件的模具制作成本可能高达数万元，而采用 3D 打印砂型，这部分成本可以降低 80% 以上。
  • 人工成本节约：由于 3D 打印机的自动化程度高，减少了对人工的依赖。可以对比传统工艺下的人工数量和成本与采用 3D 打印后的人工需求，计算出人工成本的节约幅度。例如，一个传统铸造生产线可能需要数十名工人进行模具制作、造型等工作，而采用 3D 打印机后，可能只需要几名操作人员进行设备监控和维护，人工成本可以降低 50% 左右。
  • 材料成本节约：通过精确控制材料使用量，提高材料利用率，可以降低材料成本。例如，传统造型工艺中可能会产生大量的废砂和废料，而 3D 打印可以根据模型精确控制材料的使用，减少浪费。同时，一些 3D 打印材料可以回收再利用，进一步降低成本。
  • 效率提升带来的收益增加：
    • 生产周期缩短：砂型 3D 打印机可以大大缩短产品的开发周期和生产周期。对于一些急需上市的产品，提前交付可以获得更高的市场价格和竞争优势。通过计算提前交付产品所带来的额外收益，可以评估效率提升的价值。例如，某汽车零部件铸造厂通过采用 3D 打印技术，将新产品的开发周期从原来的 6 个月缩短到 2 个月，提前进入市场，获得了更高的市场份额和销售收入。
    • 产能增加：设备的高效运行和快速成型能力可以提高工厂的产能，从而增加销售收入。可以根据工厂的生产计划和市场需求，预测增加的产能和相应的销售收入。例如，一个铸造厂原来每月生产 1000 件铸件，引入 3D 打印机后产能提高到 1500 件，假设每件铸件的利润为 100 元，那么每月增加的利润就是 50,000 元。
  • 投资回报周期计算：综合考虑设备购买成本、运营成本、成本节约和收益增加等因素，通过计算投资回报周期来评估投资的可行性。投资回报周期是指从设备投入使用到收回全部投资所需要的时间。例如，假设一台砂型 3D 打印机的购买成本为 200 万元，每年可以节约成本和增加收益共计 80 万元，那么投资回报周期大约为 2.5 年。同时，还需要考虑市场变化、技术更新等因素对投资回报周期的潜在影响，以便做出更准确的评估。

四、市场调研与品牌选择

收集市场信息

• 行业展会：参加国内外的铸造行业展会是获取砂型 3D 打印机市场信息的重要途径。展会上可以直接接触到众多设备厂家，了解他们的最新产品和技术。在展会上，可以与厂家的技术人员和销售人员进行深入交流，获取详细的产品资料和报价。同时，还可以观察设备的现场演示，直观地感受设备的性能和操作流程。例如，在一些大型国际铸造展上，会有来自全球各地的知名厂家展示他们的最新设备和技术，为铸造厂提供了丰富的选择。
  • 专业网站：有许多专业的铸造设备网站和行业论坛，上面汇集了大量的设备信息、用户评价和技术文章。通过浏览这些网站，可以了解不同品牌设备的特点、用户反馈和市场趋势。一些网站还提供设备对比和选型工具，帮助用户更好地选择适合自己的设备。例如，在某些专业网站上，可以找到不同品牌砂型 3D 打印机的详细参数对比和用户的真实评价，为购买决策提供参考。
  • 用户论坛：加入铸造行业的用户论坛或社群，与其他铸造厂的用户交流经验。这些用户通常会分享他们使用不同设备的实际感受、遇到的问题以及解决方法。他们的经验和建议对于新用户来说非常有价值，可以帮助避免一些常见的错误和陷阱。例如，在一些论坛上，用户会分享设备的实际使用效果、售后服务质量等方面的信息，为其他用户在选择设备时提供参考。

评估品牌信誉

• 厂家资质：查看设备厂家的资质证书和荣誉奖项，了解其在行业内的地位和影响力。例如，一些国家级专精特新“小巨人”企业，高新技术企业，拥有ISO 质量管理体系认证等，这些资质证明了厂家在技术研发、生产管理等方面的实力。荣誉奖项方面，如获得行业内的科技创新奖、优秀产品奖等，也体现了厂家的产品在技术和质量上得到了认可。
  • 生产经验：具有丰富生产经验的厂家通常在产品质量和售后服务方面更有保障。可以了解厂家从事砂型 3D 打印机生产的时间、生产规模以及过往的项目经验。一个在行业中经营多年，为众多铸造厂提供过设备和解决方案的厂家，往往更值得信赖。例如，某些厂家已经在3D打印和铸造领域深耕数十年，积累了丰富的经验，能够根据不同铸造厂的需求提供个性化的解决方案。
  • 技术研发实力：关注厂家的技术研发投入和创新能力。先进的技术是设备性能和质量的保证，厂家是否拥有自己的研发团队、专利技术以及与科研机构的合作情况都可以作为评估的依据。例如，一些厂家不断投入研发资金，推出新的打印技术和功能，以满足市场不断变化的需求，这样的厂家在技术上更具前瞻性。
  • 市场占有率和用户评价：了解该品牌设备在市场上的占有率可以反映其在行业内的受欢迎程度和竞争力。同时，通过查看其他用户的评价，可以获取关于设备质量、性能、售后服务等方面的真实反馈。可以在网上搜索用户评价、咨询行业专家或者直接联系其他铸造厂了解他们对该品牌设备的使用感受。例如，如果一个品牌的设备在市场上有较高的占有率且用户评价普遍较好，那么说明该品牌在各方面都表现出色。

实地考察与样机测试

• 实地考察：如果条件允许，建议到设备厂家进行实地考察。可以参观厂家的生产车间，了解其生产工艺、质量控制流程以及生产设备的先进程度。观察厂家的生产管理是否规范，员工的技术水平和工作态度如何。同时，还可以与厂家的技术人员和管理人员进行深入交流，了解他们的技术实力和服务理念。例如，在生产车间中，可以查看设备的组装过程、零部件的质量以及生产过程中的质量检测环节。
  • 样机测试：争取进行样机测试是非常重要的一步。在厂家或自己的工厂进行样机测试，将实际的铸件模型输入设备，观察设备的打印过程、砂型质量以及设备的稳定性和可靠性。通过样机测试，可以直观地了解设备是否符合自己的生产需求和质量要求。在测试过程中，要注意记录打印时间、砂型精度、表面质量等关键数据，并与厂家提供的技术参数进行对比。例如，可以准备一些具有代表性的复杂铸件模型进行测试，观察设备在处理复杂结构时的表现。记住，这一点很重要，如果暂时没能到现场参观的，即便要支付费用（件不大，一般厂家会免费打，或者以成本价帮您打）也要争取让厂家打印样件，这是对设备最直观的了解。

五、售后服务与技术支持

售后服务内容

• 设备安装调试：设备的安装调试是保证设备正常运行的基础。优秀的售后服务应包括专业的安装团队，确保设备能够正确安装并进行初步的调试和校准。在安装过程中，应向用户讲解设备的基本结构和操作方法，以便用户能够初步了解设备。例如，安装人员会根据工厂的实际布局和生产需求，合理安排设备的安装位置，并进行电气、机械等方面的连接和调试。
  • 培训：全面的培训服务对于用户来说至关重要。培训内容应包括设备的操作技能、软件使用方法、日常维护保养知识以及常见故障的排除方法等。培训可以分为现场培训和在线培训两种形式，以满足不同用户的需求。例如，现场培训可以在设备安装完成后进行，由专业的培训师进行面对面的指导；在线培训则可以通过视频教程、网络课堂等方式，让用户随时随地进行学习。
  • 维修保养：及时、高效的维修保养服务是设备长期稳定运行的保障。售后服务应包括定期的设备保养，如清洁、润滑、检查等，以及在设备出现故障时能够迅速响应并进行维修。厂家应提供充足的备件库存，确保在维修过程中能够及时更换损坏的零部件。例如，当设备出现故障时，售后服务团队应在规定的时间内到达现场，进行故障诊断和维修，尽量减少设备停机时间对生产的影响。
  • 软件升级：随着技术的不断发展，设备的软件也需要不断升级和优化。售后服务应包括定期的软件升级服务，以提高设备的性能和功能。软件升级可以通过网络远程进行或者由技术人员上门服务，确保升级过程顺利、安全。例如，新的软件版本可能会增加一些新的功能，如优化打印算法、提高打印速度和精度等，为用户带来更好的使用体验。

技术支持的重要性

• 解决技术难题：在设备使用过程中，可能会遇到各种技术难题，如打印参数的优化、砂型质量的提升、与其他设备的兼容性问题等。专业的技术支持团队可以及时提供解决方案，帮助用户解决这些问题，确保生产顺利进行。例如，当遇到打印精度不达标的问题时，技术支持人员可以通过分析打印参数、设备状态等因素，给出相应的调整建议，提高打印精度。
  • 优化打印参数：不同的铸件和生产环境可能需要不同的打印参数设置。技术支持人员可以根据用户的具体需求和实际情况，提供优化的打印参数，以达到最佳的打印效果和生产效率。例如，对于一些复杂结构的铸件，技术支持人员可以根据其特点，调整层厚、喷头移动速度、粘结剂用量等参数，提高砂型的质量和强度。
  • 提供工艺改进建议：随着生产经验的积累和技术的进步，工艺改进是提高生产效率和产品质量的重要途径。技术支持团队可以根据行业的最新发展和用户的实际情况，提供工艺改进的建议和方案。例如，通过优化生产流程、改进造型方法等，提高铸造厂的整体生产水平。

六、总结与建议

总结购买要点和注意事项

• 明确需求：在购买之前，一定要对自身工厂的生产现状、产品特点、发展规划等有清晰的认识，明确自己的需求和期望改进的方向，这样才能选择到最适合自己的设备。
  • 全面评估设备特性：从打印精度、打印尺寸、设备稳定性、软件支持等多个方面对设备进行全面评估，确保设备的性能能够满足生产需求。
  • 考虑成本与投资回报：不仅要关注设备的购买成本，还要充分考虑运营成本、成本节约和收益增加等因素，计算投资回报周期，确保投资的可行性。
  • 重视品牌信誉和售后服务：选择具有良好品牌信誉、丰富生产经验和强大技术研发实力的厂家，同时要确保厂家能够提供完善的售后服务和技术支持。

鼓励做出明智决策

• 传统铸造厂在面临设备更新和技术升级时，要勇于尝试新技术、新设备。砂型 3D 打印机作为一项具有创新性的技术，能够为铸造厂带来巨大的变革和提升。但在做出购买决策时，要综合考虑各方面因素，进行充分的市场调研和分析，与厂家进行深入的沟通和交流。

希望传统铸造厂的管理者能够根据本购买指南，结合自身工厂的实际情况，做出明智的购买决策，引入适合自己的砂型 3D 打印机，提升工厂的竞争力，实现可持续发展，在数字化转型的浪潮中赢得先机，为铸造行业的发展注入新的活力。

七、在线留言获取砂型3D打印机报价

2024年1月4日，中美两国三院院士、美国加州大学伯克利分校无机化学家杨培东教授团队发表了2024年首篇Science文章。

高光致发光量子产率的蓝光和绿光发光器是目前固态照明和彩色显示领域的研究前沿。杨培东教授团队通过铪和锆卤化物八面体团簇的超分子组装，展示了近乎统一的光致发光效率的蓝色和绿色发射材料。高发光的卤化物钙钛矿粉末具有优异的溶液加工性，可以用于薄膜显示器和自发光3D打印。通过搅拌和超声处理，光致发光粉末均匀分散到树脂中。利用多材料数字光打印方法，将蓝色和绿色发射器组装成复杂的宏观和微观结构。在405nm结构紫外光照射下，树脂迅速转化为固体3D结构。

打印的埃菲尔铁塔建筑模型在254nm激发后，显示出各自的蓝色和绿色。两座埃菲尔铁塔的尺寸都在几厘米以内，具有高分辨率的空间特征。3D打印的八位体桁架结构内蓝色和绿色发射区域之间的边界的特写视图揭示了颜色过渡的高精度，两侧均没有任何颜色交叉。具有双发射的八位体桁架结构也实现了明亮的发射和高结构精度。3D打印发光结构的潜在应用非常广泛，从复杂的室内环境照明解决方案到无缝集成到可穿戴设备中，正在不断发展。

2024年3D打印技术领域第二篇Science文章于2月8日发表。来自澳大利亚昆士兰大学（Jingqi Zhang等）、重庆大学（Ziyong Hou 、Xiaoxu Huang）、丹麦技术大学的联合团队，通过向Ti5553金属粉末中添加Mo ，实现了3D打印过程的原位合金化。

具体的说，通过将钼精确输送到熔池中，钼可以在每层扫描期间充当晶体形成和细化的籽晶核，促进了从大柱状晶向细等轴和窄柱状晶结构的转变。钼还可以稳定所需的β相并抑制热循环过程中相异质性的形成，通过这种方法不仅提高了3D打印钛合金的强度，还实现了延展性和拉伸性能的完美平衡。

作为钛工业中所谓主力的TC4，建议使用的最小断裂伸长率为10%，而此次3D打印制备的钛5553在屈服强度达到926兆帕的情况下，断裂延伸率达到了26%，具有极大的应用潜力。该方法还有望应用于其他金属粉末混合物，并定制具有增强性能的不同合金。

2024年3D打印技术领域第一篇Nature文章于2月27日发表。来自中国科学院金属研究所的研究团队发表了题为“High fatigue resistance in a titanium alloy via near void-free 3D printing”的文章。

文章认为，3D打印的基础微观结构具有天然高抗疲劳性，而该性能的降低可能是微孔的存在造成的。常规消除微孔的努力往往造成组织粗化，而组织再细化的过程又会带来气孔复现，甚至引发晶界α相富集等新的不利因素，使微观结构的进退努力两难。
中科院团队在进行热处理研究的过程中，发现了一个关键的后处理工艺窗口，高温下3D打印钛合金的相变和晶粒生长具有异步性。只要有足够的过热度，就会立即发生α到β相的转变，而虽然已经到达了β相的生长温度，但晶界需要一段孕育期来重新排列。利用这一宝贵的热处理窗口，研究人员确定了热等静压与高温短时间处理相结合的热处理方法，既实现了组织细化，又防止了α相富集以及微孔的重新出现，最终制备出几乎无微孔的近打印态3D打印钛合金。

具有该微观结构的TC4钛合金实现了约1GPa的高疲劳极限，超过了当前所有增材制造和锻造钛合金以及其他金属材料的抗疲劳性。

2024年3D打印技术领域第2篇Nature文章于3月13日发表。斯坦福大学的研究人员以该校2015年开发的连续液体界面生产技术为基础，开发出了一种更高效生产微尺度颗粒的3D打印技术，每天可制造多达100万个具有高精度且可定制的微米级颗粒。

纳米到微米尺度的颗粒在生物医学设备、药物和疫苗输送、微流体和能量存储系统领域具有广泛应用。然而，传统的制造方式需要在制造速度、可扩展性与粒子形状和均匀性以及粒子性能等多个因素之间进行平衡。
斯坦福大学的研究人员开发了一种可扩展、高分辨率的r2r CLIP 3D打印流程，使用单数字微米级分辨率的光学与连续胶卷，能够快速、可变的制造和收获具有各种材料和复杂几何形状的粒子。通过这项技术，研究人员可以实现微米级精度的3D打印，同时保持高生产速度和材料选择的灵活性，为粒子制造带来了新的可能性。

这种可扩展的粒子生产技术已经展示了从陶瓷到水凝胶歧管等广泛领域的制造潜力，随后在微工具、电子和药物输送方面具有潜在应用。该研究以“Roll-to-roll, high-resolution 3D printing of shape-specific particles”为题发表。

来源：AMReference