南极熊导读：乌克兰的军事科技较强，3D打印技术也逐渐受到重视。下面我们就盘点下乌克兰的3D打印技术和公司现状。
乌克兰伊夫琴科采用3D打印技术生产航发镍基高温合金叶片的陶瓷型芯
△3D打印陶瓷型芯生产的镍基高温合金叶片（使用法国3DCERAM的C900 Flex设备及Silicore硅锆型芯专用材料）
当今飞机工业的主要优先事项之一就是设计和生产效率更高的发动机，新的发动机消耗更少的燃料，因此对环境更有利，成本效益更高。实现这些改进的核心工艺是如何生产具有复杂冷却空气内流道的高温合金涡轮叶片。
而叶片的内流道是通过陶瓷型芯来实现的，这也将解决问题的难点变为如何生产复杂结构的陶瓷型芯。
△乌克兰曾经的旗舰航空发动机D-18T
传统的生产工艺如压制和注射成型工艺是无法实现如此复杂的结构，并将会花费大量时间和成本，因为它们必须将型芯分为几个零件分别生产然后再由人工拼接在一起。这种方式不但效率低下，产品的合格率也只能维持在一个非常低的水平。
这样的背景给3D打印技术的应用带来了巨大的机会。陶瓷3D打印技术专家的3DCeram利用其激光立体印刷术(SLA) 3D打印工艺和创新的硅锆材料，并将这项技术用于生产发动机涡轮叶片复杂铸造型芯。3DCERAM与业界赫赫有名的乌克兰“伊夫琴科-进步”设计局（其最大的服务对象就是马达西奇公司）几年合作的成果最近得到了验证。
△3D打印的陶瓷型芯
3DCeram核心生产工艺的基础是激光光固化的SLA技术，通过使用计算机控制的UV激光束选择性地固化可光聚合的陶瓷打印材料来制造零部件。在陶瓷型芯的生产中，材料也是一个关键因素:“陶瓷类型取决于铸造生产中使用的合金类型，因此在铸造阶段铁芯和金属之间没有化学反应。所选用的陶瓷还必须具有耐热和耐机械性能，能承受金属铸造，热膨胀系数(CTE)低，在加工过程中尺寸稳定性高，在金属冷却过程后具有良好的浸出性。”
为此，3DCeram公司开发了用于生产涡轮叶片铸造用型芯的硅锆材料。该材料粉末部分成分与几十年来一直用于铸造镍基涡轮叶片的硅基复合材料类似，其特点是热膨胀系数低，热稳定性好，抗热震性好。此外，硅锆型芯脱芯较为容易，可在铸造后使用对合金无害的溶液轻易去除。最后，陶瓷型芯烧结过程形成方石英，保证了硅芯的耐温性和高温尺寸稳定性。
总的来说，3DCeram的工艺为熔模铸造工艺提供了一系列优势，包括更灵活的设计，可制备高复杂性的型芯产品，更快的新设计迭代和特定数量下更低的制造成本。
△压完腊模后的陶瓷型芯
△型芯包裹腊膜后的横切截面
验证过程
从2019年开始，3DCeram与进步设计局合作，验证了用于涡轮叶片生产的CERAMAKER 900系列陶瓷3D打印机以及其专门为陶瓷型芯应用开发的硅锆打印材料Silicore。双方一起着手实现最佳的3D打印结果的铸造型芯，并保证其达到传统工艺的同等质量水平。最后，对采用SX熔模铸造工艺铸造的3D打印陶瓷型芯进行了测试和验证。
在第一阶段，两家公司打印了陶瓷3D打印，并达到了传统检测工艺的质量及尺寸检测。这使得能够进一步成功地将3D打印的陶瓷型芯完成压腊模工艺。蜡模(内部陶瓷芯)经x线检查，陶瓷芯完好无损，无开裂、损坏。
△压完腊模的陶瓷型芯的横切截面
在接下来的阶段，进步设计局采用传统工艺制作了浇注的一系列如模壳等的准备工作，并最终成功完成了高温镍基合金叶片的浇注工作。在从铸造的合金叶片中浸出陶瓷核心后，每个叶片都要进行额外的检查，包括x射线控制和超声波控制。前者证明陶瓷材料在浸出过程中被成功地去除，后者用于测量叶片不同截面的厚度。
最终，将3DCeram公司的陶瓷3D打印工艺和硅锆材料成功应用于航空发动机涡轮叶片铸造型芯的生产。在SX -铸造过程中，测试证实Silicore材料的性能符合浇注的要求，进步设计局也对该材料进行了认证，认定其满足复杂陶瓷型芯的生产要求。
乌克兰科学院开发出电子束3D打印机
2021年8月乌克兰国家科学院巴顿焊接研究所研发出乌首个电子束3D打印设备。该设备由一个小型真空室、垂直移动平台、金属粉末进料和分料装置、最大功率为60kW的电子束枪以及高压电源组成。以金属粉末为原材料逐层打印出特定形状和结构的金属部件，每小时打印能力为80cm3。与大多数传统加工技术不同，这种技术与自动设计软件相结合，其运行和工艺流程完全自动化，可以生产出具有特殊属性和特定形状的部件，而且可以减少材料消耗，节约产品生产和进入市场的时间。
电子束3D打印设备将广泛应用在乌克兰涡轮机和飞机发动机生产企业。经进一步研发改进，该设备可以使用VT1-0、VT-6、VT-20钛合金粉末，ASTM F75钴铬合金粉末和耐热的铬镍铁合金718粉末为原材料，而这些合金粉末均可由乌克兰企业生产，从而显著降低生产成本，保障产品在国际市场上的竞争力。
乌克兰Sprybuild开发出连续DLP 3D打印机
乌克兰的3D打印公司Sprybuild开发出了一种新的连续DLP 3D打印技术——波前转换连续生产技术CPWC（Continuous Production with Wavefront Converting）。
CPWC技术被称为“克服液体感光聚合物3D打印中主要技术矛盾的革命性方式”，它隶属于DLP 3D打印技术，通过在微观层面上，将辐射能重新分配到打印区域，该技术最高可实现10毫米/分钟的打印速度。
CPWC技术的优点并不局限于超高的速度，该技术还可以用于打印任何光聚合性的液体，甚至用于复杂混合物的打印。与此同时，光固化液体中所含的其他成分，也可以作为有机填料，即作为药物和微胶囊使用。
据称，CPWC与市面上现存的技术不同之处在于，它是基于“光化辐射的波前转换”的技术，即在3D打印区域直接形成打印对象的投影。可以消除产品中残余应力，提供比典型树脂打印工艺更大的打印体积。
乌克兰陶瓷3D打印创业公司Kwambio
Kwambio于2014年创立，最初是瞄准3D打印模型的市场，其中包括小饰品和家庭装饰用品。在获得大量投资后，公司于2015年推出了自己的3D打印机，然后建立了一个致力于3D打印陶瓷和金属的实验室，从而推动了进一步的投资。它在2018年国际消费电子展上发布了陶瓷3D打印机，并在2019年国际消费电子展上展览了两台。这家乌克兰公司已从7位投资者那里筹集了总计350万美元。 凭借着专利陶瓷粘合剂喷射技术 (CBJ) ，他们能够3D打印超高精度的陶瓷制品。
2021年1月，乌克兰新闻网站发布了3D打印创业公司Kwambio的财务问题，这对它的未来而言并不是一个好兆头。 这家公司自3月以来一直没有运营，导致2020年大部分时间拖欠员工工资。工作人员说，自2020年9月以来就一直没有给它付款。
激光粉床金属3D打印厂商ALT
2019年11月德国法兰克福Formnext 3D打印展会上，南极熊在现场看到了来自乌克兰的金属3D打印厂商ALT的展位。ALT展出了两款金属3D打印机ALT Alfa-280和ALT Alfa-150，ALT的3D打印机采用“金属粉末激光熔化”技术，可以打印多种金属合金。
Additive Laser Technology主要重点是金属增材制造的发展与创新，ALT专门从事定制激光粉床融合系统的开发和制造。可以将根据客户的需求量身定制机器，已经开发了几何驱动的工艺参数，可确保最小的孔隙率，高公差和出色的表面光洁度。
△ALT Alfa-280金属3D打印机 乌克兰建筑3D打印公司PassivDom
2018年，乌克兰创业公司PassivDom利用3D打印技术建造了36平方米的房子，PassivDom是世界上第一个完全自主的房屋，即使在北极气候条件下也不需要任何燃料燃烧。这座房子只使用太阳能就能满足所有居民的需求：温度控制（加热和冷却）、水、空气质量和氧气控制。房屋本身为所有家用电器生产电力。
36平米的房子当时售价为3.2万美元（约22万元人民币）。这种房屋主要结构（如框架、墙体、天花板）均为3D打印，但却是模块化的，就如同乐高积木一样，所以可以轻松运输，到达目的地再组装。同时，其内部装修也可以说不错，与一般的酒店如出一辙。
屋顶上的太阳能电池板和磷酸锂电池可以 "在完全没有太阳的条件下满足2周的用电需求"。
3D Tech ADDtive
3D TECH 是一家3D打印服务商，成立于 2017 年，位于乌克兰利沃夫。他们的服务包括3D扫描、产品设计和3D打印制造服务。
他们将3D打印技术用于最终用途、塑料和金属功能组件，包括：
工业机械设备
汽车和飞机
个性化消费品
生产工具和设备
未完待续
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