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多激光器在SLM 金属3D打印设备中的应用

2017-12-19 14:28    it168网站原创  作者: 厂商动态 编辑: 厂商动态

随着金属3D打印SLM(选择性激光熔融)设备不断的更新发展,技术一项又一项的突破更新,设备不断迭代更新。各个领域的应用对于打印的要求也越来越高,比如希望打印设备拥有更快的速度,更高的打印质量以及越大越好的成型空间等等。

需要将SLM技术的成型空间进一步扩大,那么我们工程师需要克服的技术难题也就越来越多,其关键点就在于激光的控制。因为光斑质量直接决定了最终打印成品的质量高低,越大的激光视场就越难保障光斑质量,再加上整体打印效率提高的需求,多激光器就变成了发展的方向。

对于多激光的控制显然并没有那么简单。首先,我们介绍下常见的多激光系统应用。这种系统通常采用同种型号的激光器,在工作时,每个激光器负责打印不同的区域,分区后同时进行打印,可以将打印时间成倍数的缩减。

多激光器在SLM 金属3D打印设备中的应用

因为各激光器负责不同的打印区域独立打印,可以将打印空间进一步扩大。如下图

多激光器在SLM 金属3D打印设备中的应用

多激光器面临的问题依旧很多,首先要保证多激光的一致性。各激光器的焦平面质量,输出功率等都是重要的影响因数。在这些条件满足后,就要进一步考虑对多激光搭接区域的优化。如果激光重叠区域只是单纯的一条线的话,在金属零件打印出来的时候这个零件会有明显的一道竖直的裂痕,这道裂痕会严重影响零件的机械性能。当然我们希望即使是多激光器也可以得到单激光打印的效果,那就要在每一层的激光扫描路径规划上多做些文章,来达到更好的打印效果。多激光重叠区层与层之间采取不同随机激光打印分布最终可以得到的等同于单激光的打印效果。

多激光器在SLM 金属3D打印设备中的应用

多激光器在SLM 金属3D打印设备中的应用

而另外一种多激光器的应用方向是配备不同功率的激光器,设备上配备一个高功率的激光器可以提供更多的金属打印成型方案,下面介绍一个大功率激光器应用的例子。

如果一台金属3D打印设备上配备有一个400W激光器和一个1000W激光器,我们便可以选择如下图这样的打印方式。

多激光器在SLM 金属3D打印设备中的应用

比较大的实体部分只用低功率激光器扫描轮廓,累计扫描3层,因为低功率激光器有相对较小的光斑直径,可以保证外轮廓有更高的精度,内部实体部分每3层用高功率激光器进行熔融,这种方式不仅能过节省大量的打印时间,高功率激光器拥有更大的熔池,打印后的零件内部质量也会更好。

多激光器在SLM 金属3D打印设备中的应用

这种方式更可取的一点是可以只采用一个振镜系统,通过先进的多光路切换系统可以完美的实现不同激光器之间的转换。

多激光器在SLM 金属3D打印设备中的应用

在多激光器的应用中,德国SLM solutions一直处于世界领先地位,拥有多项激光相关的专利。

关于SLM Solutions

SLM Solutions是一家总部位于德国吕贝克的3D打印设备制造商,专注于选择性激光熔融(SLM)技术。公司前身是MTT技术集团德国吕贝克有限公司,2010年更名为SLM Solutions GmbH。而MMT隶属于英国老牌上市公司MCP,2000年推出SLM技术,2006年推出第一个铝、钛金属SLM 3D打印机。主要产品:SLM 125、SLM 280、SLM 500系列选择性激光熔融——SLM 3D金属打印机,最大成型空间达到500x280x325mm,甚至可以装配两个1000W激光器。这种技术是采用高精度激光束连续照射包括钛、钢、铝、金在内的金属粉末,将其焊接成型的技术,而德国SLM Solutions在这一技术上有着多项专利,居于领先地位。其3D打印机已经应用于汽车、消费电子、科研、航空航天、工业制造、医疗等行业。

多激光器在SLM 金属3D打印设备中的应用

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