EOS集成nLIGHT先進光束整形光纖激光器，為高通量 LPBF 鋪平道路

導讀：在五年之前，如果你問金屬增材制造行業(yè)的某個人，激光粉末床熔合（LPBF）技術面臨的主要挑戰(zhàn)是什么，他都會告訴你是速度和產量。幸運的是，得益于EOS及其子公司 AMCM等細分市場領導者的最新硬件和軟件創(chuàng)新，這一挑戰(zhàn)正在得到實時解決。這些進步對于工業(yè)終端用戶在 LPBF 中找到越來越可行和成熟的生產技術至關重要。

2024年12月11日，南極熊獲悉，EOS 正在與nLIGHT,Inc.改善展開合作，后者是一家專門從事高功率半導體和光纖激光器的美國公司，兩家公司正共同努力將 nLIGHT先進的光束整形光纖激光器集成到EOS 金屬 3D 打印機中，以改善流程控制和整體生產率。迄今為止，專門開發(fā)基于 EOS 技術的先進定制金屬增材制造解決方案的 EOS 公司 AMCM 已推出一款集成了 nLIGHT 激光器的平臺，即AMCM M 290 FLX。

AMCM M 290 FLX基于EOS 的 M 290 系統(tǒng)，經過升級，配備多達兩臺nLIGHT AFX-1000 激光器，可實現(xiàn)更高的生產效率。這些 AFX 激光器是可編程的，單個激光器可設置為七種不同的光束輪廓，范圍從 85 微米光斑尺寸到 210 微米環(huán)形輪廓。光斑尺寸越小，打印的細節(jié)和輪廓就越精細，而環(huán)形輪廓越大，打印速度就越快，工藝穩(wěn)定性也越高，打印過程中的煙灰和飛濺也越少。

值得注意的是，nLIGHT AFX 激光器可幫助用戶顯著提高 316L 鋼和鋁等常見粉末原料的生產速度。例如，與采用標準 400 W 激光器的系統(tǒng)相比，AMCM M 290 FLX 可使這些材料的生產效率提高三倍。

nLIGHT 更詳細地解釋了其可編程AFX 光纖激光器如何與目前大多數(shù) LPBF 系統(tǒng)的標準非可編程單模激光器相比提供如此優(yōu)勢。據該公司稱，這些單模激光器由于其“近高斯光束形狀”，在可實現(xiàn)的構建速率方面受到限制。相比之下，nLIGHT 的 AFX 光纖激光器具有可調節(jié)的光束形狀，可以實時調整。這種針對 LPBF 優(yōu)化的激光控制程度完全發(fā)生在光纖激光器內，無需自由空間光學器件。

nLIGHT 首席技術官兼增材制造總經理 Rob Martinsen 在2020 年首次推出 AFX-1000時表示：“AFX-1000 是世界上第一臺完全在激光器內部執(zhí)行光束整形功能的單模光纖激光器。AFX 專為增材制造而開發(fā)，可幫助 OEM 和最終用戶顯著提高制造速度，從而降低每個零件的成本。我們預計 AFX 將從根本上改變增材制造的經濟性，并促進更廣泛的批量生產應用�！�

△nLIGHT激光指數(shù)特性

為了提高生產效率，AFX 激光器的210 微米環(huán)形輪廓不僅能夠通過其更寬的覆蓋范圍實現(xiàn)更快的打印速度，而且還被證明能夠穩(wěn)定大型熔池，從而有助于減少煙灰和飛濺產生等問題。nLIGHT 還補充說：“離散 AFX 光束輪廓可以以每秒 30 次的速度即時選擇，提供新的自由度來控制熔化和凝固速度、物理微觀結構和熱應變，這些可能導致應力斷裂，而應力斷裂是零件故障的常見原因�！�

雖然 EOS 和 nLIGHT 計劃在稍后將后者的 AFX 激光器推廣到 EOS 的LPBF 產品組合中，但該技術已在 AMCM M 290 FLX 系統(tǒng)中可用。正如我們所見，這款經過改裝的金屬 3D 打印機可以集成多達兩個 nLIGHT AFX-1000 激光器，以實現(xiàn)最高的生產效率。除此之外，該系統(tǒng)還可以配備 EOS 的精細細節(jié)分辨率 (FDR) 技術，可以實現(xiàn)更精細的細節(jié)水平，焦點可低至 55 微米。這些高級功能是對 EOS 已經成熟的 LPBF 硬件和軟件技術的補充。

EOS 首席執(zhí)行官 MarieLanger 表示：“我們一直在研究行業(yè)領先技術，以推動增材制造的工業(yè)化，滿足新興應用需求并超越客戶期望。nLIGHT 的光束整形和激光技術的靈活性和性能提升使我們在金屬增材制造系統(tǒng)方面取得了前所未有的進步，并將使我們的客戶能夠實現(xiàn)新的生產力水平。”

最終，無論是航空航天、汽車還是醫(yī)療，采用該技術的各行各業(yè)的金屬增材制造用戶都可以從這項新的 LPBF 功能中受益，該功能將使他們能夠進一步優(yōu)化生產工作流程并提高產量，同時保持高質量水平。EOS和 nLIGHT 共同努力將這項創(chuàng)新技術推向市場，這也是促進工業(yè)增材制造領域的合作如何帶來改變游戲規(guī)則的進步的一個典型例子。