南伊利诺伊大学（SIU）教授Sangjin Jung获国家科学基金会20万美元资助，开展金属3D打印容错设计研究。项目聚焦如何在设计阶段模拟和应对打印缺陷，使零件即便存在微小瑕疵也能保持高可靠性。研究将提升增材制造（AM）零件的实用性与生产效率，同时结合企业合作与学生实践，推动金属3D打印在工业应用中的规模化和可靠性提升，为制造商提供更高信心。
在南伊利诺伊大学卡本代尔分校（SIU），Sangjin Jung教授启动了一项为期两年的研究项目，该项目获得了美国国家科学基金会（NSF）工程研究启动基金（Engineering Research Initiation）20万美元的资助。他的工作重点是开发设计策略，使金属零件对微小缺陷更具韧性，旨在增强制造商对3D打印零件可靠性的信心。
“实际生产中不会完美无缺，”Jung说，“与其假装缺陷不会发生，我们更愿意将缺陷融入设计过程，并确保零件依然坚固可靠。”Jung强调：“增材制造（AM）的最大优势之一是设计自由度。”他指出，这笔资助将有助于强化SIU在推动该地区增材制造发展的作用。
（上图）机械工程硕士生Reese Rodely（左）和Kamal Kunwar正在讨论他们在SIU卡本代尔分校的3D金属打印机上观察到的情况。照片来源：SIU。
容错设计与产业合作
Jung的研究旨在通过解决3D打印过程中可能出现的微观缺陷来提高可靠性。这些缺陷可能由激光功率、粉末质量或扫描速度等因素引起，其表现和影响具有不可预测性，从而削弱最终零件的性能。传统设计通常假设零件无缺陷，这会导致问题仅在测试阶段被发现。
Jung团队计划将缺陷建模直接整合到设计阶段，创造即便存在瑕疵也能保持强度的零件。Jung解释道：“研究会模拟实际缺陷对性能的影响，然后据此优化设计。”他补充说：“这将大幅减少昂贵的实验迭代，同时产生符合真实制造条件的设计。”
该项目还将扩展SIU在增材制造设计（DFAM）方面的能力，使学生能够获得仿真、优化和金属3D打印的实践经验。与区域企业的合作将包括应用研究、研讨会和实习机会，帮助将学术成果转化为实际制造改进。
Rodely展示了一种3D打印的格子结构。照片来源：SIU。
将金属增材制造应用于实际生产
虽然SIU的研究推动了金属3D打印可靠性的新前沿，行业企业也在扩大其实际应用。
今年五月，总部位于阿姆斯特丹的MX3D公司——专注于利用弧焊增材制造（Wire Arc Additive Manufacturing，WAAM）的机器人金属3D打印——在A轮融资中获得了700万欧元投资。这笔资金将支持其M1金属增材制造系统和按需打印服务的国际部署。MX3D开发的M1系统允许制造商在内部生产大规模、高价值金属零件。该工艺使用WAAM逐层沉积金属，与传统的铸造和锻造方法相比，可减少超过80%的材料浪费。MX3D活跃于能源、海事和航空航天行业，并向宝马集团（BMW Group）、法国原子能公司（Framatome）及美国陆军等客户提供系统或服务。
今年一月，金属3D打印机制造商Eplus3D宣布，其已在全球交付超过100台“超米级”金属激光粉末床熔融（LPBF）3D打印机。其中近40台系统（包括EP-M2050、EP-M1550和EP-M1250型号）在X、Y、Z三个方向的尺寸均超过一米。据总部位于杭州的公司称，这一销售数字强化了其在大幅面、多激光金属3D打印机市场的领先地位。Eplus3D表示，其成功反映了金属增材制造中多激光应用日益增长的市场趋势。
