Sintavia推出首臺采用nLIGHT光束整形技術多激光工業(yè)3D打印機，打印層厚可達150µm

2025年3月17日，南極熊獲悉，美國增材制造服務提供商 Sintavia已委托制造北美首臺采用 nLIGHT AFX 光束整形光纖激光系統(tǒng)的多激光工業(yè) 3D 打印機。這款打印機安裝在 AMCM M290-2 上，配備雙 1.2 kW 激光器，可在不犧牲功率或材料密度的情況下調(diào)節(jié)光束點大小和形狀，這一進步提高了生產(chǎn)率和材料效率。

△環(huán)形激光光束輪廓的渲染圖。圖片來自 nLight

AMCM, GmbH 董事總經(jīng)理Martin Bullemer 表示：“我們認為，Sintavia是美國首個雙 nLIGHT 系統(tǒng)的最佳選擇。憑借其垂直整合的增材制造能力（包括廣泛的測試實驗室），他們非常適合開發(fā)和擴展 nLIGHT 光束整形技術的應用。”

Sintavia 創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Brian Neff 就該技術增強 3D 打印能力的潛力發(fā)表了評論：“隨著我們在未來幾年完善和實施這項技術，我們預計在不影響材料性能的情況下實現(xiàn) 150µm 或更大的層厚度，從而顯著提高我們打印機的產(chǎn)量。nLIGHT 系統(tǒng)的最佳部分是，一旦經(jīng)過充分驗證，它就能夠以最小的修改改裝到現(xiàn)有的EOS 和 AMCM 打印機上。”

△Sintavia的團隊。照片來自：Sintavia

光束整形技術相較于傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的高斯分布式激光系統(tǒng)相比，光束整形技術提高了粉末床熔合 (PBF) 增材制造中的激光效率。雖然能量分布不均勻會導致飛濺，從而降低零件質(zhì)量，但光束整形可以實現(xiàn)更精確、更高效的能量傳輸。該技術有助于熔化直徑比標準激光器大三倍以上的完全致密的材料。因此，它允許將層厚度增加一倍或三倍，而不會損失任何材料性能。

△在Fraunhofer IAPT 測量的 nLight AFX-1000 的不同光束形狀。圖片來自 Fraunhofer IAPT

此外，光束整形技術可將飛濺物（PBF 工藝中的一種有害副產(chǎn)品）的產(chǎn)生量減少高達 70%。這不僅可以最大限度地減少浪費，還可以增強Z軸方向的晶粒結構，從而提高材料性能，尤其是對于高蠕變要求的應用。

△Sintavia的多激光工業(yè) 3D 打印機。圖片來源：Sintavia

金屬 3D 打印光束整形技術進展

光束整形技術尚未得到廣泛采用，但弗勞恩霍夫 IAPT L-PBF 負責人 Philipp Kohlwes表示，這是一個值得關注的未來關鍵領域。光束整形技術的一項顯著進步是nLight推出的Corona AFX-2000，這是一款兩千瓦的光束整形激光器，能夠提供兩倍于傳統(tǒng)激光器的功率，同時確保工藝穩(wěn)定性。這種更高的功率輸出提高了制造高質(zhì)量零件的生產(chǎn)率和成本效率。

另一項進展是，Equispheres和Aconity3D在 3D 打印中采用了激光光束整形技術，使打印速度比行業(yè)標準快了近 9 倍。通過在 AconityMIDI+ LPBF 3D 打印機中使用 Equispheres 的 NExP-1 鋁粉，研究人員使用單個激光器實現(xiàn)了超過 430 cm³/小時的打印速度。

為了進一步增強工藝，PG YLR 3000/1000-AM 激光器經(jīng)過改裝，具有光束整形功能。在放大的高斯分布上應用整形光束有助于減少過熱和飛濺形成，從而提高高速 3D 打印的效率和穩(wěn)定性。