歐盟InShaPe項目重大突破：人工智能+激光技術讓金屬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，同時將制造成本削減50%，并顯著降低了能耗、材料浪費，大幅提升了零部件質(zhì)量。



國際合作結(jié)出碩果
InShaPe項目由慕尼黑工業(yè)大學（TUM）牽頭，匯集了來自8個國家的11個合作伙伴，獲得歐盟"地平線歐洲"計劃720萬歐元資助。經(jīng)過三年深入研發(fā)，此聯(lián)盟成功開發(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)動的光束整形技術與多光譜成像（MSI）完美結(jié)合。


△手持式鏈鋸的發(fā)動機氣缸蓋

技術創(chuàng)新解決行業(yè)痛點
傳統(tǒng)的PBF-LB/M工藝在制造復雜金屬零件方面具有獨特優(yōu)勢，但剛性激光束和落后的工藝監(jiān)控常常導致缺陷率高和能源浪費嚴重。InShaPe項目通過技術創(chuàng)新徹底解決了這些痛點。

項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)每個部件的幾何形狀和材料特性進行精確調(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、飛濺等常見缺陷，同時顯著提高了加工速度和材料利用效率。

多光譜成像系統(tǒng)的引入為該技術增添了另一重要功能。MSI系統(tǒng)能夠捕捉不同波長的熱信號，對熔池狀態(tài)進行實時監(jiān)控，在工藝問題出現(xiàn)的第一時間就能被識別和定位，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。


△用于能源領域的工業(yè)燃氣輪機零件

五大工業(yè)應用驗證技術可行性
為驗證技術的實用性，項目團隊在五個具有代表性的工業(yè)應用場景進行了深度測試：

●航空航天葉輪
●燃氣輪機部件（采用Inconel 718合金）
●能源領域燃燒室組件（CuCrNb材料）
●手持式鏈鋸發(fā)動機氣缸蓋（AlSi10Mg鋁合金）
●衛(wèi)星天線部件

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

項目展望
InShaPe技術的成功為PBF-LB/M技術有望應用在工業(yè)領域，特別是在航空航天、能源和汽車等對高性能零部件需求迫切的領域。項目協(xié)調(diào)員、慕尼黑工業(yè)大學Katrin Wudy教授表示，學術界和工業(yè)界對該技術表現(xiàn)出濃厚興趣，預計技術將很快投入工業(yè)應用，在改善工藝控制和質(zhì)量保證方面發(fā)揮重要作用。