從“材料致密化”轉向“結構功能化”，金屬3D打印另一個應用思維

南極熊導讀：在金屬增材制造的發展歷程中，“致密化”幾乎長期被視為技術進步的核心目標：更高的相對密度、更少的孔隙、更接近鍛件或鑄件的力學性能。然而，來自法國的一家初創企業卻選擇了完全相反的方向。

2025年12月14日，南極熊獲悉，由法國原子能和替代能源委員會（CEA）孵化而來的 AM3L公司（am3l.com），并不試圖消除孔隙，而是將“孔隙”本身轉化為一種可設計、可驗證、可交付的工程能力，通過金屬 3D 打印制造真正意義上的多孔超材料（Architected / Metamaterials）。

在南極熊看來，AM3L 的價值不在于展示炫目的晶格結構，而在于它試圖回答一個更現實的問題：多孔金屬結構，如何從實驗室走向核能、國防等對可靠性和認證要求極高的工業場景？

從科研體系走向產業：AM3L 的誕生背景

AM3L 成立于 2023 年，是 CEA 巴黎-薩克雷研究所的衍生公司，其聯合創始人兼首席技術官 Timothée Delacroix 擁有增材制造方向的工程博士背景，并在激光粉末床熔融（LPBF）領域深耕近七年。在加入創業團隊之前，他曾在 Safran 等工業體系中直接接觸金屬增材制造在真實工程應用中面臨的挑戰，也在 CEA 內部參與了大量圍繞工藝成熟度、結構材料與認證方法的研究工作。

△首席技術官 Timothée Delacroix（左）與 AM3L 總裁 Hicham Maskrot（右）。

正是在這樣的科研與工業交叉背景下，AM3L 的核心理念逐漸清晰起來。團隊并不滿足于將金屬 3D 打印作為一種“復雜幾何制造工具”，而是將其視為唯一能夠在毫米乃至亞毫米尺度上，對金屬內部結構進行精確組織的工業制造手段。與其用增材制造去復刻傳統實心零件，不如反過來，利用這項技術的獨特能力，重新定義材料本身。

因此，AM3L 從一開始就將目標鎖定在多孔超材料上，嘗試通過調整材料、孔隙率和內部結構以吸收沖擊、過濾流體或控制熱流，并明確服務于核能、國防、交通和能源等高要求領域。這也決定了它的發展路徑并非“展示型創業”，而是從一開始就必須面對性能驗證、可重復性和認證等現實問題。

多孔不是缺陷，而是可設計的“功能空間”

在傳統制造體系中，孔隙往往意味著缺陷、不可靠性和性能衰減，而 AM3L 的邏輯恰恰相反。公司關注的并不是簡單意義上的“低密度”，而是金屬內部實心與空隙在空間中的組織方式。通過周期性晶格結構、TPMS（周期極小曲面）等三維結構單元，AM3L 能夠在同一種金屬材料中，構建出完全不同的力學和功能響應。

在這種思路下，材料的化學成分不再是唯一主角，結構本身開始承擔“功能放大器”的角色。通過對單元形態、尺寸、壁厚和空間分布的精確控制，同一塊金屬可以表現出高剛度、強吸能、高滲透性或良好柔順性等截然不同的特性，甚至在同一個零件內部實現多種性能共存。某些區域用于承載載荷，某些區域用于吸收沖擊，另一些區域則服務于流體通過或熱量交換。

這正是 AM3L 所強調的“三維立體結構材料”概念：材料性能不再由“多加多少材料”決定，而是由“如何控制空隙”決定。

為什么必須是金屬增材制造？

在 AM3L 看來，如果只是用增材制造去生產傳統意義上的實心零件，那么這項技術的潛力并未真正被釋放。多孔超材料之所以幾乎只能通過增材制造實現，根本原因在于其內部結構的復雜性和尺度要求。無論是鑄造還是機加工，都難以在金屬內部構建規則、可控且高度復雜的三維網絡結構，而激光粉末床熔融技術則恰好具備這種能力。

△AM3L 可與激光粉末床熔融機配合使用。

AM3L 目前專注于 LPBF 工藝，并使用來自尼康 SLM Solutions 的工業級設備。團隊指出，在當前技術條件下，LPBF 在幾何分辨率、機械性能和工藝重復性之間實現了最佳平衡。同時，開放式的軟件架構也使他們能夠深入調控激光功率、掃描策略和工藝窗口，

即便在 CAD 幾何已經確定的情況下，依然可以通過工藝參數微調來優化最終性能。

這種“設計—工藝—性能”高度耦合的開發模式，是 AM3L 能夠將多孔結構真正工程化的關鍵。

△AM3L 致力于生產定制化的金屬結構建筑。

從減震器到過濾器：面向極端行業的真實產品

與許多仍停留在樣件或概念驗證階段的超材料項目不同，AM3L 已經明確了產品化路徑。目前，公司已經推出了兩類旗艦產品，分別面向能量吸收和功能性過濾應用。

其中，基于多孔金屬結構的減震器，是 AM3L 最具代表性的成果之一。通過對內部結構的精細設計，這類減震器能夠在受沖擊時實現可預測的變形和能量吸收行為，并且在尺寸和重量上顯著優于傳統方案。更重要的是，AM3L 已經成功推動其首個減震器產品通過了核安全機構的認證，這在金屬增材制造領域本身就極具標志性意義，也證明了多孔超材料并非只能存在于實驗室。

在功能性過濾領域，AM3L 同樣利用多孔結構對滲透性和壓降進行精確控制，使金屬過濾器在高溫、高壓或腐蝕性環境中具備獨特優勢。這類應用進一步體現了其“結構即功能”的設計哲學。

用數據和驗證構建可信度

面對核能、國防等行業，任何創新結構如果缺乏可追溯性和可重復性，都難以獲得真正的應用機會。AM3L 對此有著非常清醒的認識。公司在內部構建了一個覆蓋設計、工藝參數、粉末特性和最終性能的數據體系，將每一類結構與其力學響應和功能表現進行系統關聯。

通過持續的測試樣件開發、性能測試和靈敏度分析，AM3L 不僅積累了設計規則，也逐步建立起穩健的工藝窗口。這種方法使他們能夠在面對不同應用需求時，快速選擇合適的結構方案，并確保最終交付的零件在性能上與設計預期一致。

在南極熊看來，這種強調驗證和數據庫積累的路徑，正是 AM3L 能夠與科研型項目拉開差距的重要原因。

面向未來：從吸能結構到“4D”多孔金屬

展望未來，AM3L 并不滿足于現有產品線。在能量吸收方向，公司計劃將已通過驗證的結構推廣至更多具有防護需求的領域，包括國防、鐵路、航空航天甚至空間應用。同時，團隊也在探索引入形狀記憶合金，開發具備可恢復能力的“4D”阻尼器，使結構在多次沖擊后仍能保持功能。

此外，AM3L 還將目光投向了可持續制造領域，例如用于生物基材料和環保包裝的新型多孔金屬模具。通過改善真空吸附和流體排出能力，這類結構化模具有望降低堵塞風險，使可持續材料在工業生產中具備更強競爭力。

對于金屬增材制造行業而言，這種從“材料致密化”走向“結構功能化”的轉變，或許將成為下一階段的重要趨勢。AM3L 正是在這條路上，嘗試把“空隙”變成一種新的工業能力。

活動通知

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感興趣的朋友，可以直接來深圳現場(南山區南海大道2746號京東 MALL一層)，可聯系南極熊客服微信nanjixiong3ddayin。