德國EOS可變光斑金屬3D打印技術，智能金屬增材制造的新篇章

在剛剛過去的2024年的上海TCT亞洲展會上，EOS展示了金屬和聚合物領域的創(chuàng)新應用，更通過實際案例，證明了技術在提升產(chǎn)品性能、降低成本和推動可持續(xù)發(fā)展方面的潛力。

△EOS展位

在金屬3D打印領域，EOS通過軟硬件的無縫結合，實現(xiàn)了無支撐打印，推動航空部件性能的飛躍，提升可靠性。在純銅打印技術上，重塑熱交換器概念，革新設計，優(yōu)化材料和打印技術，大幅提升能效，使散熱管理迎來革命性進步。醫(yī)療領域，3D打印技術助力植入物批量化生產(chǎn)，降低成本，同時提升產(chǎn)品質量。在高分子3D打印解決方案方面，超精細分辨率技術為精密工程領域帶來新可能，如光學元件和電子設備。

EOS在TCT亞洲展上的展示，不僅是對其技術實力的一次全面展現(xiàn)，更是對未來智能制造承諾的體現(xiàn)。隨著技術的不斷進步和應用的不斷拓展，EOS將繼續(xù)引領制造業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展，為全球客戶提供更高效、更可持續(xù)的制造解決方案。

值得注意的是，EOS特別推出了采用nLIGHT激光器的最新金屬增材制造解決方案。

△南極熊采訪德國EOS

nLIGHT激光器：智能金屬增材制造的新篇章
這項技術可以提供從85 μm到210 μm高斯分布到甜甜圈分布的可變激光光斑，最高可使成型效率提高3倍，推動金屬增材制造的發(fā)展。這一創(chuàng)新不僅提高了打印效率，還為復雜結構的打印提供了更多可能性。

▲ 采用nLIGHT激光器打印葉輪，曝光時間減少45%，打印時間減少40%

近期，AMCM （屬于EOS集團） 最近加入了 MTC（英國國家增材制造中心），成為其 3 級成員，在基于工業(yè)化 EOS 系統(tǒng)的最先進標準系統(tǒng)之外，還提供定制解決方案。AMCM M 290-2 FLX 配備了兩臺 nLIGHT AFX 激光器，可提供從 85 μm 到 210 μm 的可變激光光斑。這使得熔池更寬更淺，溫度分布更均勻，從而加快了打印速度，提高了工藝穩(wěn)定性，減少了煙塵和飛濺。迄今為止，用于解決這些問題的傳統(tǒng)方法（如光束散焦）會對焦點輪廓產(chǎn)生不利影響，并對零件質量和重復性產(chǎn)生負面影響。

使用更智能而非更多的激光器
AMCM M 290-2 FLX 可覆蓋全幅面，這意味著兩臺掃描儀都能覆蓋到基板上的所有點，并且在構建方向上具有充分的靈活性。AMCM 在使用 IN718 材料時已經(jīng)顯示出生產(chǎn)率的顯著提高。與光斑尺寸為 85 μm 的標準單 400W 激光加工相比，單 nLIGHT 激光曝光速度提高了 2 倍，而且零件具有相同的機械和表面特性，如果再增加一個激光器，這一性能有望得到進一步提高。

▲  AMCM M 290-2 FLX

為最苛刻的材料做好準備
氣體流量和氧氣含量通常是 PBF-LB 工藝質量的決定性因素。當速度超過一定臨界值或使用對氧化敏感的材料時，尤其如此。由于 AMCM 專注于工業(yè)解決方案，因此其系統(tǒng)具有獨特的長期穩(wěn)定氣氛控制功能，其濃度小于 50 ppm。MTC 最初將使用 AMCM M 290-2 FLX 對純銅打印進行全面評估，因為純銅是一種在追求工業(yè)質量和可靠性時極具挑戰(zhàn)性的材料。

此外，AMCM 系統(tǒng)可將構建平臺加熱至 500°C。由于預熱和后熱處理對某些高性能鋁合金和難熔金屬的加工至關重要，這使得 MTC 能夠對航空航天和國防工業(yè)等廣泛的高端應用進行評估。

除了探索新材料，MTC 還在開發(fā)提高 AM 生產(chǎn)速度和增大產(chǎn)出部件尺寸的方法。要減少時間和成本，就必須采用高效的曝光工藝。nLIGHT的可變光斑大小可在30毫秒內切換，以最高精度打印輪廓和精細結構，并以更快的吞吐量進行填充曝光。就像繪畫大師使用不同的畫筆來描繪大面積區(qū)域而不是細節(jié)一樣，在增材制造中，較大的光斑尺寸也是填充大塊材料的不錯選擇。畢竟，這樣可以在每次通過時產(chǎn)生更多的體積，大大減少填充線和激光偏轉。此外，增材制造技術中心還將通過新型原位光束相互作用和過程監(jiān)控，研究減少熱處理等后處理步驟的新方法。

AMCM M 290-2 FLX 配備了兩個 1200 W 激光源，是一款高功率系統(tǒng)，非常適合挑戰(zhàn)速度和尺寸的極限。

關于EOS
EOS 通過工業(yè)3D打印技術為全球企業(yè)提供負責任的制造解決方案。自 1989 年以來，EOS利用其端到端增材制造（AM）行業(yè)合作伙伴關系，通過專家指導、技術和服務幫助客戶實現(xiàn)創(chuàng)新和差異化，從而塑造了制造業(yè)的未來。從戰(zhàn)略、咨詢到生產(chǎn)，EOS都是金屬和聚合物增材制造解決方案的全球領先合作伙伴，通過高質量的生產(chǎn)效率和可持續(xù)的解決方案，為客戶加快產(chǎn)品上市時間。