多激光器在SLM金屬3D打印設備中的應用問題及解決方案

作者：三的部落

為了增大SLM技術金屬3D打印的幅面，并且提高打印速度，多激光器同時工作是目前常用的解決方案。然而增加了激光器，同時增加很多新的技術問題，南極熊注意到三的部落公眾號近日對多激光器金屬3D打印技術進行了分析，提出了德國金屬3D打印公司SLM Solutions在多激光器方案中遇到的問題及解決方案。下面是原文：

對于多激光的控制顯然并沒有那么簡單。首先，我們介紹下常見的多激光系統應用。這種系統通常采用同種型號的激光器，在工作時，每個激光器負責打印不同的區(qū)域，分區(qū)后同時進行打印，可以將打印時間成倍數的縮減。

因為各激光器負責不同的打印區(qū)域獨立打印，可以將打印空間進一步擴大。如下圖

多激光器面臨的問題依舊很多，首先要保證多激光的一致性。各激光器的焦平面質量，輸出功率等都是重要的影響因數。在這些條件滿足后，就要進一步考慮對多激光搭接區(qū)域的優(yōu)化。如果激光重疊區(qū)域只是單純的一條線的話，在金屬零件打印出來的時候這個零件會有明顯的一道豎直的裂痕，這道裂痕會嚴重影響零件的機械性能。當然我們希望即使是多激光器也可以得到單激光打印的效果，那就要在每一層的激光掃描路徑規(guī)劃上多做些文章，來達到更好的打印效果。多激光重疊區(qū)層與層之間采取不同隨機激光打印分布最終可以得到的等同于單激光的打印效果。

而另外一種多激光器的應用方向是配備不同功率的激光器，設備上配備一個高功率的激光器可以提供更多的金屬打印成型方案，下面介紹一個大功率激光器應用的例子。

如果一臺金屬3D打印設備上配備有一個400W激光器和一個1000W激光器，我們便可以選擇如下圖這樣的打印方式。

比較大的實體部分只用低功率激光器掃描輪廓，累計掃描3層，因為低功率激光器有相對較小的光斑直徑，可以保證外輪廓有更高的精度，內部實體部分每3層用高功率激光器進行熔融，這種方式不僅能過節(jié)省大量的打印時間，高功率激光器擁有更大的熔池，打印后的零件內部質量也會更好。

這種方式更可取的一點是可以只采用一個振鏡系統，通過先進的多光路切換系統可以完美的實現不同激光器之間的轉換。

在多激光器的應用中，德國SLM solutions一直處于世界領先地位，擁有多項激光相關的專利。

關于SLM Solutions

SLM Solutions是一家總部位于德國呂貝克的3D打印設備制造商，專注于選擇性激光熔融(SLM)技術。公司前身是MTT技術集團德國呂貝克有限公司，2010年更名為SLM Solutions GmbH。而MMT隸屬于英國老牌上市公司MCP，2000年推出SLM技術，2006年推出第一個鋁、鈦金屬SLM 3D打印機。主要產品：SLM 125、SLM 280、SLM 500系列選擇性激光熔融——SLM 3D金屬打印機，最大成型空間達到500x280x325mm，甚至可以裝配兩個1000W激光器。這種技術是采用高精度激光束連續(xù)照射包括鈦、鋼、鋁、金在內的金屬粉末，將其焊接成型的技術，而德國SLM Solutions在這一技術上有著多項專利，居于領先地位。其3D打印機已經應用于汽車、消費電子、科研、航空航天、工業(yè)制造、醫(yī)療等行業(yè)。

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