材料是推動增材制造突破界限約束的驅動力！Material is the driving force that pushes the boundaries in additive manufacturing!

圖片來源：GKN

人工智能、數字材料、人工雙胞胎，這些因素正在推動推動增材制造突破界限約束。

將增材制造從源頭數字化

     材料巨頭GKN增材制造看到了數字化的加速趨勢，以及數字化在推動3D打印突破邊界約束的力量，GKN增材制造正在加速技術創新，推動3D打印的主流應用從原型與設計驗證轉向批量生產。目前，GKN正在將材料的數字化與零件增材制造建立聯系，通過將GKN Hoeganaes的材料專業知識與增材制造組件功能之間建立數字聯系，GKN正在加速從材料到零件的整個工藝鏈的數字化，從而為零件的致密性、質量的可重復性，認證過程提供數字化基礎。

      GKN還通過與西門子的合作將數字雙胞胎用于實現增材制造中的批量生產。通過強大的過程預測來節省時間，這還意味著可以更好地了解3D打印過程，這是進一步降低成本的一個很好的起點。目前，GKN已經將激光制造過程中的大部分工藝數字化。現在，GKN希望通過對材料和過程進行全面的數字描述來預測加工過程的結果。

       通過將整個環節以數字化作為鋪墊，GKN獲得大量的大數據，然后從結果中獲得深刻的理解。這使得材料公司具備了深刻的數字化的DNA。目前，GKN根據客戶需求在閉環系統中開發用于汽車高性能生產的鋼材。而GKN將粉末生產和3D打印零件制造集中在一個屋檐下帶來的不僅僅是部門合作之間的創新，而是理念的升級，即以應用為中心的開發，并通過應用為導向的數字化流程縮短交付周期。

    一方面，GKN開發了供內部使用的經過驗證的材料，同時也將這些材料對外銷售，提供給外部市場。目前整個增材制造金屬粉末市場約為2000噸。GKN正在運營世界上最大的粉末霧化廠，目前已經生產了30萬噸鋼粉末。3D打印進入產業化最關鍵的驅動因素是強大的質量和成本。GKN正在致力于通過數字表征材料，并將數字之間的聯系建立起來，以實現強大的質量控制能力。而隨著3D打印的應用面獲得更廣泛的推廣，成本將隨之下降。

圖片來源：GKN

     GKN將這些具有詳細特征表述的粉末稱為先進的數字粉末，因為不可能有100％可重復的材料生產，從材料的物理和化學特征來看，這是不可能的。目前，在位于Cinnaminson（NJ）的世界級研發和制造中心，GKN通過其粉末研究實驗室，對粉末進行金相組織分析，對粉末形態進行表征。通過這些關于粉末的信息，GKN可以建立材料的數字雙胞胎。通過與加工流程的數據相結合，形成對粉末與加工的相關性研究。

    就在不久前，由英國劍橋的一家人工智能公司Intellegens開發的一種新的機器學習算法已被用于設計一種新的用于金屬增材制造的鎳基合金，減少了合金開發15年的努力時間。

    可以說在我們當前的數字時代，機會以不斷增長的速度出現并成熟。未來，或許我們將不再談如何將制造數字化，因為那時候制造從材料到成品就是數字化的。反觀國內的金屬粉末制造商，要在3D打印領域獲得長足的發展，在產品層面可以將粉末床選區金屬熔化3D打印與粘結劑噴射金屬3D打印這兩個技術所對應的金屬粉末作為兩個不同的產品線來對待。而在技術層面，除了需要有核心的制粉技術，還需要具備數字表征的能力，并且將材料的數字化融入到工藝的數字化之中。