3D打印速度提高3倍：nLight推出新型光束整形激光器AFX-2000

2024年11月12日，南極熊獲悉，高功率半導(dǎo)體和光纖激光器供應(yīng)商nLIGHT宣布將在Formnext 2024展會上推出新型Corona AFX-2000激光器。這款2000瓦的光束整形激光器專為增強激光粉末床融合（L-PBF） 3D打印工藝而設(shè)計，旨在顯著提升金屬增材制造的生產(chǎn)效率與零件質(zhì)量。

△環(huán)形激光光束輪廓的效果圖

nLight首席技術(shù)官Rob Martinsen表示：“AFX-2000獨特的光束輪廓將L-PBF打印速度提升到令人振奮的新高度，同時仍能保持精確的控制和卓越的材料質(zhì)量。它是金屬3D打印領(lǐng)域中最具通用性和最高效的激光器，具備廣泛的應(yīng)用潛力。”

提升生產(chǎn)率并降低成本

傳統(tǒng)3D打印激光器通常采用高斯分布，這對工業(yè)級3D打印提出了挑戰(zhàn)。德國弗勞恩霍夫增材制造技術(shù)研究所激光粉末床熔融部門負(fù)責(zé)人Philipp Kohlwes表示：“高功率激光的能量集中通常導(dǎo)致能量分布不均。如果激光中心的能量過高，可能會導(dǎo)致熔池不均勻，從而產(chǎn)生飛濺和質(zhì)量缺陷。”

金屬3D打印中的激光束整形技術(shù)通過在燒結(jié)金屬粉末之前調(diào)整激光束的形狀來解決這一問題。這些調(diào)整后的光束輪廓可以使熔池中的能量分布更均勻，從而提高3D打印過程的穩(wěn)定性。Kohlwes強調(diào)，這種技術(shù)可以將過程穩(wěn)定性提升40%。

nLight表示，AFX-2000采用創(chuàng)新的動態(tài)光束整形技術(shù)，能夠提供高達(dá)傳統(tǒng)激光器兩倍的功率，同時保持生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。高功率不僅提升了打印速度，還有效降低了高質(zhì)量零件的生產(chǎn)成本，從而大幅提高了整體生產(chǎn)率。

新系統(tǒng)已經(jīng)成功通過一位未透露姓名的客戶的商業(yè)驗證。這位客戶活躍于 航空航天、國防和汽車 等高要求行業(yè)。根據(jù)反饋，通過使用AFX-2000打印鋁制部件的速度，比市場上領(lǐng)先的大幅面3D打印機快3倍，顯著提高了增材制造的效率。

△在弗勞恩霍夫增材制造技術(shù)研究所測量的nLight AFX-1000激光器展示不同光束輪廓

新型AFX-2000光束整形激光器    

Martinsen解釋道：“AFX-2000激光器采用的動態(tài)光束整形技術(shù)可以在不同的環(huán)形光束輪廓之間切換，從而實現(xiàn)生產(chǎn)力優(yōu)化。這些環(huán)形輪廓專門針對精細(xì)尺度特征和輪廓曝光進(jìn)行了優(yōu)化，能夠在保持高構(gòu)建速度的同時確保零件的可重復(fù)性和高質(zhì)量。

AFX-2000目前正在生產(chǎn)中，并將在nLight的模組平臺上提供。這款集成式多激光系統(tǒng)旨在優(yōu)化高生產(chǎn)率的LPBF 3D打印過程。另外，設(shè)備簡化了多激光3D打印機的集成、控制和維護(hù)工作，同時最大化了機器的利用率和零件生產(chǎn)的可重復(fù)性。

nLight對AFX-2000在鋁和銅等高反射合金材料上的應(yīng)用充滿信心。這些材料通常因反射性強而難以進(jìn)行高效的激光加工，而新系統(tǒng)提供了穩(wěn)定且高亮度的激光，能夠有效克服這一挑戰(zhàn)。Martinsen補充道：“AFX-2000將幫助我們的客戶顯著降低大批量制造零件的成本�！�

展會期間，nLight還將舉辦為期數(shù)天的系列研討會，名為“光束整形技術(shù)”。研討會將展示來自工業(yè)3D打印機制造商的見解，包括3D Systems、Aconity3D、AMCM、DMG Mori USA、EOS和Nikon SLM Solutions。該系列研討會將重點介紹nLight的Corona AFX光束整形技術(shù)所解鎖的新應(yīng)用。