歐盟InShaPe項(xiàng)目重大突破：人工智能+激光技術(shù)讓金屬3D打印效率飆升6倍

2025年7月，南極熊獲悉，歐盟資助的InShaPe項(xiàng)目公布重大研究成果，成功將金屬3D打印的生產(chǎn)效率提升了6倍，同時(shí)將制造成本削減50%，并顯著降低了能耗、材料浪費(fèi)，大幅提升了零部件質(zhì)量。



國(guó)際合作結(jié)出碩果
InShaPe項(xiàng)目由慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TUM）牽頭，匯集了來(lái)自8個(gè)國(guó)家的11個(gè)合作伙伴，獲得歐盟"地平線歐洲"計(jì)劃720萬(wàn)歐元資助。經(jīng)過(guò)三年深入研發(fā)，此聯(lián)盟成功開(kāi)發(fā)出一種革命性的激光粉末床熔融金屬（PBF-LB/M）工藝優(yōu)化方法，將人工智能驅(qū)動(dòng)的光束整形技術(shù)與多光譜成像（MSI）完美結(jié)合。


△手持式鏈鋸的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋

技術(shù)創(chuàng)新解決行業(yè)痛點(diǎn)
傳統(tǒng)的PBF-LB/M工藝在制造復(fù)雜金屬零件方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但剛性激光束和落后的工藝監(jiān)控常常導(dǎo)致缺陷率高和能源浪費(fèi)嚴(yán)重。InShaPe項(xiàng)目通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新徹底解決了這些痛點(diǎn)。

項(xiàng)目的核心突破在于用環(huán)形光束替代傳統(tǒng)的高斯光束，并能根據(jù)每個(gè)部件的幾何形狀和材料特性進(jìn)行精確調(diào)整。這種智能化的激光束輪廓控制創(chuàng)造了更穩(wěn)定的熔池環(huán)境，大幅減少了裂紋、飛濺等常見(jiàn)缺陷，同時(shí)顯著提高了加工速度和材料利用效率。

多光譜成像系統(tǒng)的引入為該技術(shù)增添了另一重要功能。MSI系統(tǒng)能夠捕捉不同波長(zhǎng)的熱信號(hào)，對(duì)熔池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在工藝問(wèn)題出現(xiàn)的第一時(shí)間就能被識(shí)別和定位，從而立即觸發(fā)糾正措施，最大限度地減少生產(chǎn)延誤和返工損失。


△用于能源領(lǐng)域的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)零件

五大工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證技術(shù)可行性
為驗(yàn)證技術(shù)的實(shí)用性，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在五個(gè)具有代表性的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了深度測(cè)試：

●航空航天葉輪
●燃?xì)廨啓C(jī)部件（采用Inconel 718合金）
●能源領(lǐng)域燃燒室組件（CuCrNb材料）
●手持式鏈鋸發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋（AlSi10Mg鋁合金）
●衛(wèi)星天線部件

測(cè)試結(jié)果極為亮眼：生產(chǎn)率從15立方厘米/小時(shí)躍升至93.3立方厘米/小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了6.2倍的提升，制造成本同時(shí)降低了50%。這些數(shù)據(jù)充分驗(yàn)證了技術(shù)的有效性和產(chǎn)業(yè)化潛力。

項(xiàng)目展望
InShaPe技術(shù)的成功為PBF-LB/M技術(shù)有望應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，特別是在航空航天、能源和汽車(chē)等對(duì)高性能零部件需求迫切的領(lǐng)域。項(xiàng)目協(xié)調(diào)員、慕尼黑工業(yè)大學(xué)Katrin Wudy教授表示，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對(duì)該技術(shù)表現(xiàn)出濃厚興趣，預(yù)計(jì)技術(shù)將很快投入工業(yè)應(yīng)用，在改善工藝控制和質(zhì)量保證方面發(fā)揮重要作用。