增材制造产业化的核心技术框架：从增材制造数字孪生到产品数字护照到产品质量预认证

3D科学谷洞察

根据SynaCore 将于TCT亚洲展会期间发布的《从数字孪生到产品数字护照到产品质量预认证白皮书》预告，从增材制造数字孪生到产品数字护照再到质量预认证的技术演进路径，这正是定义增材制造（AM）产业化的核心技术框架，这一技术路径的本质是将增材制造的"不确定性"转化为"可计算的风险"。数字孪生提供了预测物理现实的能力，增强型数字护照将预测固化为可追溯的数字资产，而预认证则是基于可信预测重构质量基础设施的最终产物。

增材制造数字孪生

从增材制造数字孪生到产品数字护照再到质量预认证的技术演进路径，这正是定义增材制造（AM）产业化的核心技术框架。这一技术路径代表了增材制造从"工艺试错"向"设计即生产"、从"事后检测"向"事前预测"、从"物理验证"向"数字认证"的产业化范式转变的技术发展未来。

当企业把增材制造数字孪生软件计入“费用”时，看到的只是一次性开支；当把它列为“战略资产”时，看到的是未来十年在速度、质量、产能、知识和风险五个维度上的持续复利。这笔投资的 ROI 不是线性1:1，而是指数级 1:N——谁先部署，谁就拥有“可复用、可放大、可交易”的数字壁垒，这是数字孪生作为战略资产的本质逻辑。

与普遍理解的监控过程可视化本质区别，AM增材制造数字孪生必须处理动态演化的物理实体——零件在几何、热状态和材料属性上逐层、逐秒生长变化。

以SynaCore数字孪生系统为范例，其涵盖的多相热求解器、微观结构求解器、流体力学求解器及相变求解器等多物理场模块，均在底层实现了深度性能调优，以追求极限计算速度。

SynaCore三个相互增强的技术层：

1. 基于多物理场仿真的机理内核

在打印开始前，平台即在虚拟空间中，对零件的整个建造过程进行超高精度的多物理场模拟（计算流体力学、热力学、固体力学），精确预测温度场、应力应变场及潜在缺陷（如翘曲、开裂、气孔）的形成与位置。这相当于为每一次制造提供了“前瞻性的透视镜”。

2. AI赋能的参数自主优化引擎

基于上述机理模型生成的海量“虚拟试验”数据，结合AI（尤其是强化学习与贝叶斯优化算法），平台能够自动探索巨大的工艺参数空间，快速寻找到满足特定质量、效率与成本目标的最优参数集。它将工艺工程师从繁琐的试错中解放出来，转向更高阶的目标定义与决策。

3. 闭环反馈与模型自进化系统

通过集成物理打印机（如熔池监测、热成像）的实时传感数据，数字孪生体能够与物理实体进行实时比对与校准。任何偏差都会被捕捉，并用于动态修正仿真模型或工艺参数，实现“边印边优”。更重要的是，这一过程持续积累高质量、高关联度的闭环数据，使数字孪生模型自身不断进化，越用越智能。

“3D Science Valley 白皮书 图文解析

数字孪生增强的产品数字护照

数字孪生增强的产品数字护照（DT-Enhanced DPP数据的重

产品数字护照（DPP）在增材制造中已有基础实践，涵盖零件元数据、材料谱系、工艺参数、后处理记录、检测数据等。

"增强型"产品数字护照（DT-Enhanced DPP）的核心升级在于将数字孪生的预测性数据内嵌为护照的固有组成部分：

技术实现：通过直接零件标记将唯一标识（如数据矩阵码或QR 码）嵌入零件实体，链接至包含上述全部数据的数字孪生增强护照。用户扫描零件即可访问其完整的"数字基因图谱"——不仅知道材料批次，更知道机械性能预测

不久的未来

标准内置的产品预认证（Standard-Embedded Pre-Certification）
范式的跃迁

这是产业化的终极形态，实现从"Test-to-Qualify"（测试认证）到"Model-to-Qualify"（模型认证）的转变。

未来的认证体系将发生根本性变革，制造商可以向监管机构或客户提交的，不再仅仅是有限的实物测试报告，而是支撑该零件制造的高置信度数字孪生模型及其历史预测准确率证明。

“3D Science Valley 白皮书 图文解析

通过审查数字孪生体的完备性与准确性，结合部分实物验证，即可对大批量生产的产品实现快速、低成本、甚至全覆盖的“预认证”，极大缩短产品上市周期。这标志着质量保证模式从“基于统计的抽样检验”向“基于模型的全数预测保证”的范式转移。

l预认证与物理认证的关系：对立统一（互补而非替代）

• 传统认证是法律效力确认，依赖于实体试验与抽样检验，具有强制性与终局性。

• 预认证是过程性能预测，基于模型与数据，具有灵活性与前瞻性。

• 二者共同构成“预测

+确认”的双轨质量保证体系，预认证缩短认证周期，认证赋予预认证社会公信力。

l未来发展趋势：量变到质变-预认证推动认证体系演进

• 初期：预认证作为辅助工具，用于设计优化与风险筛查。

• 中期：预认证结论在特定场景（如航天器部件迭代）获监管有条件采信。

• 远期：形成“仿真优先、试验验证”新流程，大量常规检测被仿真替代，认证资源聚焦于高风险与创新环节。

未来将会实现的产品预认证的核心机制：

l设计阶段的标准符合性自动验证：数字孪生平台内置材料规范、几何公差标准、无损检测（NDT）准则

l先验认证（A Priori Certification）：在发送打印任务前，数字孪生已完成虚拟测试，自动验证零件在所有关键位置的预测性能是否满足监管要求

l认证即服务：数字孪生作为" 可认证代理 " ，监管机构和客户可直接查询其预测的置信区间和不确定性量化结果，替代部分物理见证件测 试

更多信息，敬请关注SynaCore 将于TCT亚洲展会期间发布的《从数字孪生到产品数字护照到产品质量预认证白皮书》，同时敬请期待SynaCore全球范围内首次发布的基于数字孪生体AM-DT的Adaptive Tool Path，该自适应加工参数使得根据数字孪生对加工预测优化后的加工参数确保每一层都在最优工艺窗口内进行，持续反馈的数据包括在变形、开裂等缺陷的结果可以使AM-DT数字孪生体形成“感知-仿真-决策-执行-学习”的自治闭环，使下一轮3D打印在缺陷控制上再进化，形成‘越打越准、越打越稳’的自进化制造范式。

说明：当提到“数字孪生增强的增材制造产品数字护照”时，指数字孪生技术本身作为一种增强型的产品数字护照，也就是数字护照让制造过程可追溯，而增强型数字护照带有数字孪生预测的制造结果，包括微观组织，机械性能，缺陷等等。 关于“标准内置的产品预认证时代”，是通过数字孪生技术在产品设计阶段就内置并自动验证产品符合特定标准，从而在制造前就获得某种形式的预认证，替代部分物理测试。

SynaCore 白皮书

SynaCore将于TCT亚洲展会期间发布增材制造从数字孪生到产品数字护照与质量预认证的白皮书，本白皮书旨在定义增材制造行业迈向产业化的技术路径！欢迎于2026年3月17-19日期间光临 SynaCore展台 7E112获取 ！

SynaCore - Drive physical manufacturing with virtual intelligence

▌三维科学 l 无限可能

投稿丨 2509957133@qq.com

www.3dsciencevalley.com