颗粒料挤出3D打印金属、陶瓷梯度材料，国外已经逐渐火了，深圳升华三维是国内的先行者

南极熊导读：德国Formnext2024展会上，南极熊现场探访了数百家3D打印展商，发现有一个重要的小趋势：用颗粒料挤出的方式来3D打印金属或者陶瓷零件，有着和SLM、光固化等大为不同的优点，一批国外厂商展出了相关的技术和应用。而在中国，此类技术的先行者是来自深圳的升华三维。

深圳升华三维科技有限公司成立于2017年6月，中国金属·陶瓷间接3D打印技术的开拓者和领航者。是一家专注于金属/陶瓷间接3D打印装备及材料研发生产的国家高新技术企业，其品牌升华三维UPRISE 3D是全球化的金属·陶瓷3D打印装备及打印材料品牌。

升华三维核心团队来自中国粉末冶金黄埔军校——中南大学粉末冶金研究院。升华三维践行“构建3D打印智造世界”的发展理念，致力于金属·陶瓷间接3D打印技术的推广及应用，秉持着“提供卓越的3D打印解决方案及服务”的使命，为国内外各行业提供从金属·陶瓷3D打印机、多材料打印、后处理设备到打印服务的高性能间接3D打印整体解决方案。现已建设成为集3D打印设备、打印原材料、软件与控制系统、打印工艺、前后处理、质量检测为一体的全工艺链布局的3D打印公司。

由升华三维推出的“3D打印+粉末冶金”相结合的金属/陶瓷间接3D打印技术——粉末挤出打印技术（Powder Extrusion printing，PEP）。利用了已发展超过30年、并大规模应用于电子3C、汽车、医疗、军工航天等领域的粉末注射成形技术（PIM）。两者工艺流程有很多相通之处，结合3D打印对材料的控制和成形，实现最终的金属零部件个性化定制化生产。在得到具有一定密度和强度的生坯后，利用PIM的相关工艺对产品进行脱脂和烧结，获得性能一致且优良的产品。

PEP工艺流程

PEP技术优势

●3D打印低温成形，PIM工艺高温成性，实现高性能结构产品制造
●打印设备采用螺杆挤出颗粒方式，成形工艺简单，无需激光器件
●利用粉末注射成型（PIM）成熟稳定的技术体系，产品一致性好
●打印材料体系丰富，PIM工艺所用粉末材料均可适配
●可实现金属、陶瓷和金属/陶瓷复合材料等应用开发制造
●打印设备、打印材料及打印成本更低，有利于3D打印应用的推广及普及
●3D打印设备采用独立双喷嘴设计，可实现金属/陶瓷产品快速开发
●绿色环保，生坯可重新造粒循环再使用，有效利用率高

PEP技术有别于利用高强能量束直接熔化材料，同步获得产品形状和性能的直接3D打印技术。PEP技术将热加工过程转移到烧结步骤，这使得更容易管理热应力，因烧结温度低于其他类型的直接3D打印工艺中所需的完全熔化温度，并且热量可以更均匀地施加，从而确保了产品性能的一致性。PEP技术打印材料体系丰富，具有类同于PIM工艺所用的粉末材料，适用于科研教育、工业制造、航天航空、军事、生物医疗、汽车、模具制造等领域生产复杂而轻便的金属零件。有望取代小批量，高成本的金属注射成型，大幅降低3D打印成本，并缩短交货时间。

▲升华三维应用领域

升华三维拥有现代化的研发办公环境和生产车间，研发人员超过50%，并逐年持续扩大对设备和材料研发资金投入；升华三维执行产品研发及生产的高品质标准，并获得ISO9001质量体系认证，所有的3D打印机和材料均已获得CE和ROHS认证；升华三维重视品牌价值体系建设，“升华三维”及“UPRISE 3D”目前已经获得中国、美国、欧盟的商标证书；升华三维坚持持续技术创新，搭建自主知识产权，目前已拥有1项发明专利、28项实用新型专利、3项外观新型专利、7项软件著作权。已申请10项发明专利、31项实用新型专利及3项外观新型专利。并于2020年12月获得国家高新技术企业称号；升华三维正在积极开拓中国及国际市场，扩大品牌影响力，销售网络目前已覆盖10多个国家和地区。

升华三维掌握了金属/陶瓷间接3D打印技术在打印装备及其核心器件、成形材料、工艺及软件等关键技术。面对即将爆发的制造变革和3D打印市场，升华三维已搭建成完整的间接3D打印前后处理工艺流程，涵盖了材料开发、3D打印机、脱脂、烧结等全工艺链设备。面向科研教育、工业制造、航天航空、国防、生物医疗、汽车、模具制造、新能源等领域提供3D打印技术开发、材料开发和金属/陶瓷产品快速开发制造及规模化生产，提供高性能间接3D打印整体制造方案和高价值服务。

基于PEP工艺的独立双喷嘴3D打印解决方案

其中核心产品工业型独立双喷嘴3D打印机UPS-250及大尺寸独立双喷嘴3D打印机UPS-556均采用独立双喷嘴设计，可以同时打印或者各自轮流打印金属和陶瓷不同种类材料的复合产品开发，实现复杂结构和产品的成形，具有操作简单、工业型、高精度、高质量、高性价比等优点，适用于科研教育、工业制造、航天航空、国防、生物医疗、汽车、模具制造、新能源等领域的3D打印技术开发、材料开发和金属/陶瓷产品快速开发制造。

支持打印从不锈钢、纯铜、钨及钨合金、高温合金、硬质合金等金属材料到氧化锆、氧化铝、氮化硅、碳化硅等特种陶瓷材料，以及磷酸钙、羟基磷灰石等生物陶瓷材料，为3D打印大规模进入应用市场创造有利的客观条件。

不同打印材料及产品性能对照表

基于PEP工艺的梯度功能材料3D打印解决方案

基于粉末挤出3D打印技术（PEP）的梯度功能材料打印法，采用颗粒材料、按梯度设计自动调控混合打印成型，工序简单、设计自由度高，可实现材料的梯度连续性变化。可结合传统粉末冶金法的后处理工艺，实现连续梯度层的整体型梯度功能材料的制备。

升华三维为UPR-241研发了全新的三螺杆双组份单喷嘴系统，通过三个阶段实现成份控制、混合与挤出材料组份的实时调控。双侧给料系统根据组份设计要求，实时自动调节给料螺杆速度实现两种喂料的成份控制；进入预混料仓后，主螺杆挤出系统进行均匀混合后并挤出至成型平台，从而实现复杂结构梯度功能材料的打印成型。

金属/陶瓷梯度功能材料3D打印机UPR-241成型尺寸为180mm×240mm×160mm（W×D×H），可通过配套的UPrsie 3D切片软件自动调控供料比例（10%-90%），实现材料成份的动态或等比例梯度层的梯度变化。

●配置了三螺杆双组份单喷嘴系统，可实现不同种类梯度功能材料打印；
●采用了颗粒熔融挤出成形方式，可基于PIM材料进行二次开发适配；
●可实现连续梯度层的整体型梯度功能材料设计与制备；
●挤出系统小型化，设备结构紧凑，配备有负压吸附成型平台，安装拆卸便捷，取件方便；
●具有自动进料功能，可实现无人看守长时间打印；
●改进了内置热风控制系统，保证了腔室内恒温环境，防止产品开裂。

钨-铜梯度功能材料3D打印结构样品展示

支持金属/陶瓷、陶瓷/陶瓷、金属/金属不同种类梯度功能材料。适用于复杂结构的梯度功能材料开发设计与制备。

3D打印技术作为《中国制造2025》、工业5.0中未来智能制造的关键，正在不断改变人们的生产和生活方式。升华三维一直致力于金属/陶瓷间接3D打印技术的开发及应用推广，定位于金属/陶瓷间接3D打印设备、材料和打印服务提供商，旨在推动金属/陶瓷3D打印与传统制造的深度融合。

升华三维将顺应时代潮流，抓住历史机遇，坚持技术创新，争当行业龙头，快速响应市场需求，给客户带来高性价比的产品及服务体验。勇拓应用边界，加速传统制造的智能化升级，为推进增材制造行业高质量发展创造更多的价值。