材料研发范式革新:升华三维UPS-LiteD以独立双喷嘴释放金属、陶瓷复合材料制造价值


来源:深圳升华三维科技有限公司 400-810-0069转1276

金属与陶瓷增材制造行业,正完成一场由工业端向桌面端下沉的普及变革。数年前,高精度、大成型尺寸仍是评判3D打印设备优劣的核心标准,设备是单纯的成型工具;而今,高校、科研院所材料实验室的核心诉求已然转变——科研人员不再只满足于“能否打印样品”,更迫切需要一台设备承载多元材料、实现自由组合,支撑前沿复合材料创新研究。

 

在升华三维桌面级实验型PEP打印矩阵中,UPS-Lite与UPS-LiteD形成精准互补:UPS-Lite聚焦单一材料成型,凭借稳定成型能力深挖材料基础性能研究,代表着研发的深度;全新UPS-LiteD则延续工业型打印机独立双喷嘴架构,打破单材料设备的应用桎梏,覆盖金属、陶瓷、梯度复合材料、复合功能构件全维度实验需求,代表着研发的广度。

 

如果说单喷嘴UPS-Lite解决了科研客户“有没有桌面成型设备”的基础问题,那么双喷嘴UPS-LiteD则回答了行业核心疑问:一台桌面设备,如何突破单一材料限制,挖掘复合材料研发的无限创新可能。UPS-LiteD从来不是一台仅能打印两种材料的普通成型机,而是一套完整落地于实验台面、适配金属陶瓷复合研究的标准化多材料研发方法论。

 

 

PEP基因,让双喷嘴的价值被真正释放

 

UPS-LiteD的双喷嘴不是简单叠加,而是建立在粉末挤出打印(PEP)技术底层逻辑之上的系统性设计,从根源上解决多材料同台成型的行业痛点。


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▲UPS-LiteD应用场景模拟效果图(AI辅助生成)  升华三维

 

PEP技术的本质是将3D打印的数字化柔性与粉末冶金(PIM)的材料成熟度深度融合。采用螺杆挤出颗粒熔融成型,无需激光器件、无需惰性气体保护,从源头降低设备门槛和运营成本。更重要的是,PEP的低温挤出特性天然适合金属与陶瓷的复合——高温熔融会让不同材料相互污染或偏析,而PEP的低温成型规避了这一根本性问题,让独立双喷嘴的多材料价值真正得以释放。

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▲升华三维PEP工艺流程图

 

同时,UPS-LiteD可无缝衔接PIM密炼、造粒、脱脂、烧结全流程设备,搭建起“材料混配—桌面打印生坯—后处理烧结”一体化完整实验闭环,适配材料实验室标准化研发流程。

 

 

独立双喷嘴核心内核,解锁全维度材料自由

 

“双喷嘴”是UPS-LiteD最直观的标识,但设备核心竞争力藏在“独立”二字之中。整机搭载两套独立驱动的螺杆挤出系统,温控互不干涉,金属、陶瓷、复合粉体可同步打印、分时交替打印,无需频繁拆卸料筒、整体清洗喷嘴,大幅减少实验中断等待时间,提升连续研发效率。

 

依托独立双喷嘴挤出架构,设备支持四类主流材料搭配方案,覆盖绝大多数金属陶瓷科研课题:

 

四大材料组合路径,覆盖全部前沿科研方向

金属+金属:不同合金组分同步成型,支撑梯度合金、异种金属连接、合金性能对比实验;

陶瓷+陶瓷:氧化物、碳化物、氮化物等先进陶瓷复合,制备梯度功能陶瓷、多层陶瓷结构件;

金属+陶瓷:行业关注度最高的组合形式,实现高韧性金属与高硬度陶瓷一体化成型,打造刚柔兼备的复合功能构件;

金属/陶瓷+可溶性支撑料:搭配专用支撑粉体,成型内部镂空、薄壁、复杂异形结构,突破几何设计限制。

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▲双材料复合打印  升华三维

 

UPS-LiteD内置六大专属打印模式,构建系统化材料开发工具链,功能边界早已超越普通双料打印设备:

 

六大专业打印模式,拓宽功能应用边界

支撑打印:自动生成支撑结构,适配复杂内腔、悬空造型;

支撑连接:精准调控主体材料与支撑材料结合界面,保证生坯完整易剥离;

双材料复合打印:单一构件分区沉积两种材料,实现功能分区一体化成型;

指定区域打印:针对模型局部区域精准沉积目标材料,实现局部改性、局部功能强化;

镜像打印:对称构件同步成型,快速完成平行对照实验;

复制打印:同一模型同步制备多种材料版本,批量对比材料性能差异。

 

多元材料搭配方案叠加六大专业打印模式,让UPS-LiteD脱离单纯成型设备范畴,形成一台可复制、标准化、适配各类复合课题的桌面材料研发核心装备,为梯度功能材料、异种材料界面、多功能一体化构件研究提供完整硬件支撑。

 

 

四大核心科研场景,重构复合材料研发流程

 

UPS-LiteD的研发初衷并非单纯实现多材料打印,而是立足高校、科研院所真实实验痛点,简化复合材料研发链路,加速创新成果落地,四大核心应用场景覆盖主流材料研究方向:

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▲UPS-LiteD应用方向  升华三维

 

场景1:异种复合材料界面机理研究

传统界面研究方案存在明显短板:科研人员需分别制备两种单一材料试样,再通过高温焊接、粘接等二次工艺拼接,人为引入额外杂质与界面缺陷,无法还原材料原生结合状态,实验数据偏差大。使用UPS-LiteD可通过双喷嘴同台同步沉积,金属与陶瓷的结合界面在生坯成型阶段自然生成,无二次加工干扰。科研人员可精准调控两种材料沉积比例、层厚、搭接方式,系统性地开展界面结合强度、热膨胀匹配、应力分布等机理研究,让实验数据更贴合材料真实复合工况。

 

场景2:梯度功能材料(FGM)快速开发

梯度功能材料核心是实现两种材料组分渐进过渡,是航空、生物医疗、耐磨构件领域前沿研究热点。过往梯度试样制备工艺繁琐、迭代周期漫长,很难快速验证多种配比方案。UPS-LiteD依托独立双喷嘴挤出系统,通过空间分时、分区精准沉积,灵活调整两种材料在构件不同位置的占比,快速制备多组分离散梯度试样。在桌面级小型设备上完成多轮方案迭代,无需占用大型工业设备,大幅压缩梯度材料研发周期,降低实验试错成本。


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▲UPS-LiteD应用场景模拟效果图(AI辅助生成)  升华三维

 

场景3:材料专业教学实训

传统3D打印教学多为“一键成型”黑箱操作,学生仅能完成简单打印,难以理解材料搭配、复合成型逻辑。UPS-LiteD可视化双材料分区成型过程,学生可自主设计构件功能分区,自主搭配金属、陶瓷材料组合,直观观察异种材料一体化成型全过程。教学不再局限于设备操作,而是建立完整复合材料设计思维,培养适配行业需求的复合型材料研发人才。

 

场景4:企业轻量化研发

中小企业及初创研发团队常受困于工业级设备投入高、迭代成本大、小批量试制不灵活等难题。UPS-LiteD以桌面级机身、低成本运维和成熟PEP工艺,精准匹配轻量化研发需求:快速完成复合结构验证、小批量功能件制备、工艺参数摸索。无需大额采购、无需专用场地,多材料组合与多元打印模式助力快速迭代,显著降低新品研发门槛与试错损耗,为科创团队铺平技术落地之路。

 

 

桌面级专业实力,配齐全套科研级硬件配置

 

UPS-LiteD定位桌面实验机型,小型机身并非性能妥协,而是针对实验室台面场景的精细化优化,兼顾便携性、摆放适配性与高精度实验需求,核心硬件参数与配套功能全面适配科研标准:


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同时设备配套多项提升实验效率的实用功能:磁吸快拆成型平台,生坯一键快速取放,缩短试样更换间隔;远程实时监控系统,支持无人值守连续打印,全天候推进实验;材料兼容体系完善,市面主流科研金属、陶瓷粉体均可适配,无需定制专用耗材,降低长期实验成本。

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▲UPS-LiteD设备特点 升华三维

 

 

PEP全流程布局,让复合制造普惠每一位材料科研者

 

UPS-LiteD并非独立单品,而是升华三维PEP粉末挤出打印完整设备矩阵中,补齐金属、陶瓷复合材料桌面级研发赛道的关键拼图。从实验室小样开发,到中试放大,再到工业批量量产;从单一金属/陶瓷材料基础实验,到异种复合、梯度功能材料前沿创新,升华三维PEP设备矩阵已完整覆盖材料研发全生命周期。


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▲升华三维3D打印设备矩阵

 

我们致力于打破行业壁垒:曾经,金属陶瓷复合制造、梯度功能材料研发仅为少数顶尖实验室专属;如今,凭借桌面级UPS-LiteD,每一位高校教师、科研人员、材料专业学生,都能低成本、便捷化开展多材料复合创新研究,让前沿复合制造技术成为材料科研日常标配。


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