南極熊導讀：近年來，3D打印技術可謂備受矚目，在模具、航天、汽車乃至人們的生活中都有廣泛應用，但真正能夠顛覆世界制造業生產方式的，還要數金屬3D打印技術。隨著金屬3D打印往生產環節進行應用，對效率和成型尺寸的的要求越來越高。多激光、大尺寸成為了粉末床激光成型工藝發展的新趨勢。南極熊注意到，目前很多金屬3D打印機廠商已經開發出配備多激光器的超大成型尺寸的金屬3D打印機；最多可配達20個激光器。

下面南極熊做個小匯總，看看國內外有哪些成型尺寸超過600mm（任意方向尺寸）的達米級的金屬3D打印機。

國產超大型金屬3D打印機（SLM技術）

西帝摩XDM 2000

成形尺寸：2000mm×2000mm×650mm

成型技術：超大型激光選區熔化

激光數：單列6套振鏡

蘇州西帝摩在2021TCT展會上發布超大型激光選區熔化設備 XDM 2000，據悉，該系統使用了6套振鏡系統，臺面成型尺寸達2000mm×2000mm×650mm。

移動式掃描系統

設備采用了單列6套振鏡6個工位并行移動掃描方案，具體的實現方式是：將2000mm×2000mm的加工臺面分成大小相等的6×6個區域，單列6個區域分布6套振鏡系統，在開始加工時6套振鏡同時工作，當前工位掃描完成后移動振鏡平臺到下一工位，然后6套振鏡同步掃描，依次掃描完成6個工位的加工后結束本層掃描，等待鋪粉完成后接著進入下一循環，直至整個零件加工結束。這樣，6套并行的同步掃描方法即能實現加工的高效性，也大幅減低了成本。

移動式煙塵處理裝置，將“大”化小

產品設計了一種可移動式的吹吸煙裝置，該裝置隨著振鏡的位置同步移動，如下圖所示，吹吸煙裝置與激光振鏡一樣，在移動過程中具有六個工位，因此在成型倉兩側分別設計了6個管道接口，用于各個工位吹吸煙的氣體對流，當吹吸煙裝置移動至該位置時，管道接口處的電磁鐵啟動將吹吸煙管道結合，形成循環的氣體對流環境，然后激光振鏡開始掃描，加工中產生的煙塵便能在這樣的氣體對流環境下得到有效處理。將2000mm跨距煙塵處理問題轉化為350mm跨距。

鉑力特S800

成型尺寸：800＊800＊600mm

激光數量：10激光

BLT－S800應用領域包括航空、航天、發動機、醫療、汽車、電子、模具、科研院所，材料支持鈦合金、鋁合金、高溫合金、不銹鋼、高強鋼、模具鋼，成形尺寸為800mmX800mX600mm，BLT－S800最大的特點是大尺寸高效成形能力，可以選配6／8／10個三種多激光方案，是自動化、智能化的集大成之作。

主要亮點

1 、可提供6／8／10三種激光器配置方案，本次展示的設備為10激光器配置；

2、 大尺寸成形能力，800＊800＊600mm；

3、多激光自動拼接校正；

4、不間斷粉末供應；

5、設備配備永久過濾系統，濾芯壽命長達10萬小時以上。

該產品充分體現了增材制造產品的創新性設計理念及BLT大尺寸復雜多特征部件的加工工藝能力，展現了金屬3D打印在航空航天領域的集成化、輕量化創新性設計及工程應用方面的突出優勢。

華曙高科FS721M

成型尺寸：720×420×420mm

激光數量：8激光

華曙高科8激光FS721M設備是華曙高科堅持完全自主研發、持續創新、聚力智造的又一重要創新成果。

8激光FS721M成形速率最高可達250－300ml／h，比4激光提升2倍，多光束搭接區域與非搭接區域打印質量及性能接近一致，擁有720×420×420mm大尺寸成型缸，可滿足多種應用場景零件尺寸需求，解決高端應用領域中大尺度復雜結構的一體化成型效率難題，成型材料包括鈦合金、鎳基高溫合金、鋁合金、不銹鋼等。它的誕生，為金屬激光熔融增材制造樹立了新的標桿。

雷佳DiMetal－650

成型尺寸：625mmX625mmX1100mm

成型技術：激光選區熔化

激光數量：四激光

為了解決目前行業內多激光SLM設備普遍面臨的多激光一致性、多振鏡掃描的位置重合精度、大幅面成形的搭接問題，多激光掃描任務分配問題，雷佳技術團隊創新性地推出并實現了多激光同幅面成形方法。雷佳增材放棄了大多數同行采用的矩陣分區域布置形式，采用多激光掃描幅面重合疊加的布置方法，使多激光掃描幅面相互重合疊加的成形區域最大化以提高成形效率，并最大限度地簡化多振鏡掃描位置精度的問題并減少搭接成形的區域以提高成形質量。在實現問題簡化的同時，雷佳也完成了激光一致性、多振鏡掃描的位置重合精度等問題的技術攻關，而所有技術成果都凝結于新推出的DiMetal－650。

Di－Metal 650搭載雷佳多激光同幅面成形解決方案，可實現大尺寸多激光同幅面高效成形。Di－Metal 650 4激光同幅面掃描，最大化重疊區域，減少搭接，最優化成形質量的同時，可提高成形效率近3倍；幅面拼接使成形尺寸達625mmX625mm，Z軸尺寸超過1m，是世界上Z軸尺寸最大的SLM設備之一；全新風場設計，風場強勁均勻，確保多激光大幅面成形過程飛濺無殘留；工藝過程全自動化設計，配備SLM自動送粉，粉末自動回收和零件自動出倉等自動化功能。

漢邦HBD－1500

成型尺寸：460＊460＊1500mm

激光數量：4激光

設備參數

成型尺寸：460＊460＊1500mm

激光功率：500W＊2 ／ 1000W＊2 或 500W＊4 ／ 1000W＊4

打印層厚：20μm－120μm

打印線寬：70μm－200μm

打印精度：0．05－0．2mm

打印材料：不銹鋼、鈷鉻合金、哈氏合金、鈦合金、鎳基合金、模具鋼、鋁合金及鎢、鉭等難熔金屬

設備優勢：

增高型大尺寸高品質高效打印裝備

雙／四激光可選，穩定智能的多光路設計與管控

完善的粉末管理

安全長效的過濾系統

成熟的風場設計

滿足更高尺寸、高強度、持續性生產需求，專注于航空航天、汽車零部件制造等領域

易加三維EP－M650

成型尺寸：655＊655＊800mm

激光數量：四激光

大尺寸金屬增材制造系統，EP－M650采用MPBF金屬粉末床熔化技術，成型室尺寸可達655＊655＊800mm，四激光四振鏡配置，多激光精準定位＋拼接區精度控制技術，保證了高效生產和打印品質的均一穩定，成型速度最大可達120cm3／h。可打印鈦合金、鋁合金、鎳基高溫合金、模具鋼、不銹鋼、鈷鉻鉬等材料，適于航空航天、軍工等領域大尺寸、高精度和高性能零部件的直接制造。

探真TS500

成型尺寸：500mm×500mm×1000mm

激光數量：四激光

探真技術團隊突破了現有單光束選區激光熔化成型的思路，在國際上率先提出四光束掃描的金屬零件增材制造的新方法，在保證零件成型質量前提下實現了大尺寸、高沉積效率和高精度的結合。設備擁有全套知識產權。

產品優勢：

國際首創四激光束掃描，高效率與高精度完美結合；

完善的氣氛循環系統，確保成形質量；

人性化的粉末循環系統，環境友好；

全面監控，自動形成打印報告，提升應用感受。

技術參數：

主機尺寸：6700mm×2500mm×4600mm

最大成形尺寸：500mm×500mm×1000mm（L×W×H）

激光器功率：4＊500W 或者 4＊1000W光纖激光器

鋪粉形式：雙向鋪粉

零件成形速度：80－200cm3／h

零件成形精度：±0．05mm

光斑直徑：100μm

氧含量：≤100ppm

粉床預熱溫度：200℃

成形材料：鈦合金、高溫合金、鋁合金、不銹鋼、模具鋼、高強鋼等

永年激光YLM－2500

成型尺寸：2500mmX1000mmX2500mm

激光數量：10／15／20個激光器的三種多激光方案

YLM－2500為世界首款新型SLM設備，成形尺寸為2500mmX1000mmX2500mm，設備采用“原位取件”的工作方式，即成形件完成后，成形件原位不動，直接叉取。“原位取件”對于大型和超大型設備意義重大，大大提高多品種生產效率，并簡化結構，利于安全生產。主要應用領域航空、航天、軍工、醫療、汽車、模具及科研院所等應用領域。采用具有自主知識產權的模型分層軟件、設備控制軟件以及多激光協同軟件，提高了軟件的安全系數，使用者擁有更多的便利性和持續性。

YLM－2500設備采用20激光成形，激光之間兩兩互補。也可以根據用戶需求選配10／15／20個激光器的三種多激光方案。設備可成形鈦合金、鋁合金、高溫合金、不銹鋼、高強鋼、模具鋼、鎢合金、高熵合金等。

據悉，永年激光在YLM－2500設備投產之前，已經生產并銷售了YLM－1000YLM－1000AYLM－1000B三款設備。

典型產品

△典型產品

中瑞科技iSLM 500D

成型尺寸：500mm＊400mm＊800mm

激光器數量：雙激光

iSLM 500D 超高行程大尺寸雙振鏡金屬3D打印系統是中瑞科技在2019年底推出的最新一款金屬3D打印機，iSLM 500D金屬3D打印系統成型尺寸可以達到500mm＊400mm＊800mm，采用雙激光器雙振鏡控制系統，主要應用在大型航空航天結構件、衛星支架等領域。

產品結構：

雙激光器與雙振鏡控制系統

刮刀式雙向鋪粉系統

組合式智能供粉系統

雙過濾和交換除塵系統

成型缸以其交換系統

手套箱及零件清理系統

粉末預熱系統

保護氣密封系統

開放式控制系統

多材料工藝軟件包

鐳明激光LiM－X400H

成型尺寸：450x450x1500mm

激光數量：4激光

LiM－X400H延續了X系列設備的全開放可定制性，450x450x1500mm標準成形尺寸采用IPG500W×4光纖激光器，Scanlab×4高速振鏡，SILL f－θ×4場鏡，可實現20－120微米的層厚，較大的提高了打印效率，同時還解決了成形過程工藝變量多，成形質量不能量化控制等問題，X系列模塊化的設計使得成形倉、粉末除塵系統、電氣系統及軟件系統可以靈活配置，滿足不同需求的個性化定制。

國外超大型金屬3D打印機（SLM技術）

德國SLM Solutions  NXG XII 600

成型尺寸：600x600x600毫米

激光數量：12激光

△NXG XII 600

2020年11月，SLM Solutions發布了NXG XII 600  12激光金屬3D打印。NXG XII 600配備了12臺1千瓦的激光器和一個600x600x600毫米的成型艙室。NXG XII 600是目前市場上打印效率最快的SLM技術類金屬3D打印設備，比SLM 280單激光設備快20倍，同時使用光學變焦等創新技術，達到最佳生產效率和穩定性。它主要用于大尺寸零件的批量化生產，為汽車和航空航天等行業新應用開啟了新的篇章。

NXG XII 600激光的使用效率在成型過程得到了根本性的優化，從而使打印速率達到最高。為實現批量化生產重設計了全新的光學系統，并且基于定制化的激光掃描系統，以最適合打印分區實現大面積搭接。所有12套光學組件可以通過 “縮放變焦功能” 的雙透鏡系統提供光斑尺寸快速定義，使客戶能夠在焦平面中選擇不同的光斑尺寸，使打印速率提高到1000 cc／h及以上成為現實。最終實現單次打印作業的超高零件產出，同時降低批量生產的成本。

NXG XII 600具有可靠的熱管理設計理念。減少溫漂移的同時，以實現及保證客戶多達12個激光打印的無縫搭接。此外，該設備還提供全新的用戶操作界面，此界面為操作人員優化工作流程且減少培訓需求。

該設備有兩種不同的粉末處理選項：

基于重力的粉末加載；

基于粉末真空自動運輸加載。

最小化停機時間。

設備功能概述

成型尺寸： 600x600x600 mm

12臺激光器，每臺1KW

光學變焦

集成打印掃描分區，均勻分布所有12個激光器的打印工作

自動成型缸更換

自動打印開啟

外部預熱站

外部除粉站

通過降低每個零件的成本和總的制造時間來降低生產成本

德國EOS AMCM M 4K

成型尺寸：450 x 450 x 1000 毫米

激光數量：4× 400 W 或 4×1000 W 激光器

AMCM M 4K是EOS M400－4金屬3D打印的升級版本，Z軸高度提升2倍以上

與EOS M 400－x工藝參數集兼容（相同的焦點、光束質量等）

手動或半自動操作的粉末處理選項

堅固的焊接機架設計

用于高功率激光工藝優化的開放軟件

△EOS AMCM M 4K打印的火箭發動機燃燒室

荷蘭Additive Industries  MetalFAB－600

成型尺寸：600×600×1000毫米

激光數量：10激光

MetalFAB－600的打印尺寸為600×600毫米，Z高度為1，000毫米，使用10個1kW激光，生產率將高達1，000 cc ／ hour的沉積速率。MetalFAB－600的平臺經過精心設計，可在將來進一步加大尺寸，從而提高生產率。還將實現關鍵生產流程的自動化，例如粉末處理，對準和校準，盡可能提高設備產能。MetalFAB－600將面向傳統的鑄造和機械加工行業進行市場應用。

德國Concept－Laser Xline2000R BC2（二代）

成型尺寸：800X400X500mm

Xline2000R（二代），是德國Concept－Laser公司經過XLINE 1000R， XLINE2000R（一代） 兩次迭代后，達到GE 航空集團要求的最終定型產品。主要特點如下：

旋轉雙加工倉，加工準備和打印可以同時進行，周轉時間少于4小時。

閉路在線粉末循環系統，800 L儲粉筒，1500次加粉無故障。

實際成型高度（不含基板）可超過508mm。

水冷3D動態激光，殷瓦鋼支架，光斑大小可調，表面質量和致密度兼顧。75％的情況下，雙激光校準一次成功。搭接區域定位精度小于60μ

優化的風場設計，風速偏差?0．1m／S，變頻自適應氣流控制，目視無粉塵落床。

可靠性可用率高，適合加工大尺寸的鋁合金，高溫鎳基合金、Ti64、TA15， 不銹鋼等材料。

其它技術的大型金屬3D打印機

除了激光選區熔化（SLM）技術外，還有很多的大型金屬增材設備是采用激光送粉技術，還有華中科大張海鷗教授研發的鑄鍛銑一體化金

3D打印機等。下面就列舉幾款。

中科煜宸RC－LDM1500

成形技術：同步送粉金屬激光增材制造技術（LENS）

成形尺寸：1500X1000X1000mm

中科煜宸 LMD1500激光功率可達1萬瓦。同步送粉金屬激光增材制造技術（LENS）采用高功率激光熔融金屬粉末，按照預設軌跡逐層沉積，最終形成金屬零件，其尺寸不受限制，成形件的力學性能與鍛件相當。可實現大尺寸、主承力結構件的成形，也可實現增材制造修復零部件。
該設備主要面向科研院所及企業用戶，具備中大尺寸產品打印功能，可選配五軸及相關配套軟件，主要應用于鈦合金、高溫合金、鋁合金等金屬沉積成型。典型打印產品包括航空航天承力結構件、高溫合金熱端部件、整體葉盤、關鍵零部件的修復再制造等。

整體優勢

絲材利用率高，沉積成型效率高；

無需模具，整體制造周期短、成本低；

成型尺寸大，致密度高；

具有原位復合制造及修復能力；

WAAM技術比鑄造技術制造材料的顯微組織及力學性能優異；

比鍛造技術產品節約原材料，尤其是貴重金屬材料；

具有沉積速率高、制造成本低等優勢；

盧秉恒院士團隊多絲協同工藝
成形尺寸：10米級
成形技術：電弧熔絲金屬3D打印技術

WAAM電弧熔絲3D打印技術（WireArcAdditiveManufacture，WAAM）。一般情況下，WAAM是一種利用逐層熔覆原理，采用熔化極惰性氣體保護焊接（MIG）、鎢極惰性氣體保護焊接（TIG）以及等離子體焊接電源（PA）等焊機產生的電弧為熱源，熔化金屬絲材，在程序的控制下，根據三維數字模型由線－面－體逐漸成形出金屬零件的先進數字化制造技術。它不僅具有沉積效率高；絲材利用率高；整體制造周期短、成本低；對零件尺寸限制少；易于修復零件等優點，還具有原位復合制造以及成形大尺寸零件的能力。

國家增材制造創新中心、西安交通大學盧秉恒院士團隊利用電弧熔絲增減材一體化制造技術，制造完成了世界上首件10m級高強鋁合金重型運載火箭連接環樣件，在整體制造的工藝穩定性、精度控制及變形與應力調控等方面均實現重大技術突破。該樣件重約1t，創新采用多絲協同工藝裝備，制造工藝大為簡化、成本大幅降低，制造周期縮短至1個月。

武漢天昱智能微鑄鍛3D打印機
成形技術：金屬3D打印“微鑄鍛”技術

張海鷗教授帶領研究團隊潛心攻關，經過二十年不懈努力，發明了“微鑄鍛”3D打印技術，創造性地將金屬鑄造、鍛壓技術合二為一，實現了首超西方的邊鑄邊鍛的顛覆性原始創新。

張海鷗介紹，目前，國際前沿的金屬3D打印過程是打印算一步，這一層打印完后，連續冷鍛軋制算一步，二步要分開依次進行，即前一個步驟完了，后一個步驟方可進行，中間還要騰出金屬冷卻的時間。金屬3D打印“微鑄鍛”技術將“臟、重、險”的傳統工業生產方式變為“潔、輕、安”的美好生產方式，實現了高端制造業的綠色智能化轉型升級，對國之重器的自主創新意義重大。業界普遍認為，金屬3D打印“微鑄鍛”技術極有可能開辟機械制造史上前所未有的綠色制造新時代，助力中國從制造大國向制造強國轉變。

目前，相關產品已應用于大型飛機、航空發動機、燃氣輪機、航天、船舶、先進軌道交通、核電等多個大國重器的裝備制造領域。以飛機制造為例，目前一架大型客機的機體結構零件數量數以萬計，如果未來可利用3D打印技術生產大型、復雜、整體、高性能、輕量化構件，那么一架大型客機的機身結構零部件數量可能僅需數百個。不僅如此，未來利用金屬3D打印技術，再搭配模擬仿真技術，飛機的研制生產周期也將實現數量級降低。

美國MELD Manufacturing Corporation  
成形技術：直徑大于1．4米
采用技術：MELD金屬3D打印技術

美國MELD Manufacturing Corporation  使用一項名為MELD的增材制造技術，可以打印出直徑1．4米的鋁制金屬部件。那么，什么使這項技術如此獨特？它實際上可以打印完全致密的零件，而不必熔化任何金屬。創新的固態工藝可用于3D打印，涂覆，修復和連接金屬和金屬基質復合材料。通過避免熔化，MELD還避免了諸如熱裂紋和孔隙率之類的問題，并且使用更少的能量來生產具有全密度和低殘余應力的高質量零件。

德瑪吉LASERTEC 6600

最大工件尺寸：Φ1，010 mm × 3，702 mm

DMG ASERTEC 6600 DED增減材混合系統是一個龐然大物，X軸高達1040毫米，Y軸為－280毫米至＋330毫米，Z軸為3890毫米。

X軸達1，040 mm，Y軸范圍達－280 mm至＋330 mm，Z軸達3，890 mm

最大工件尺寸：Φ1，010 mm × 3，702 mm

適用于大型工件，包括航空航天行業的火箭發動機、能源行業的油井管和運輸機的轉軸

金屬增材制造和減材切削的復合加工技術

在一臺機床上高效進行增材制造與減材加工，該機配X軸、Y軸Z軸直線軸，B軸（刀具主軸），C軸（主軸和副主軸）  

主軸和副主軸同步工作，工件在兩個主軸間交換，優化增材制造工藝

刀具主軸配增材制造加工頭和增材制造噴嘴，同時進行金屬噴粉和激光堆焊

南極熊總結

隨著產業化應用的不斷推進，多激光、大尺寸的金屬3D打印機逐漸完善，成本繼續下降，越來越成為批量化生產復雜金屬零件的潮流；并且，針對特定材料和應用的細分領域的專業設備開始分化。未來將有望展現出百花齊放的局面。