飛秒激光（左）和當前3D打印機（右）使用的納米激光熱效應對比圖。
幾十年來，微加工領域一直在使用飛秒激光，以進行幾乎零熱應力和尺寸公差精確的加工。由于飛秒激光的短脈沖寬度和高能量，熱應力被保持在局部，而不會讓金屬周邊區域發生變形。
PolarOnyx是一家美國加州增材制造公司，已經開發出世界上第一款飛秒激光增材系統。傳統的DMLM（直接金屬激光熔化）機器使用CW（連續波）激光，這些激光雖然非常適合用來加工鋁、鈦等低溫材料，但很難加工鎢、鐵等更高溫度的材料。更高溫度的材料需要多得多的能量來將金屬顆粒熔融在一起。由于這種能量增加，CW激光必須輸出更多的激光功率。然而，它們的脈沖持續時間（即激光的停留時間）并未改變。因此，周圍的金屬顆粒受到影響，從而導致“熱應力”被內置到零件中。
相比之下，飛秒激光的脈沖持續時間短得多，能瞬間電離金屬顆粒，將它們結合在一起，同時幾乎不產生熱應力。由于能在瞬間將金屬顆粒熔融在一起，飛秒激光在制造更致密的零件方面有先天優勢。
此外，PolarOnyx還成功地在玻璃上直接打印鐵粉末。鐵和玻璃的熔融溫度不同，但非常接近。使用傳統的CW激光，熱積聚會導致玻璃破裂。然而，利用飛秒激光工藝及其快速熔化鐵粉的能力，鐵會熔化，同時不會對玻璃基板造成任何損壞。
最有意思的是，PolarOnyx設想了這樣的一種工藝，通過它，一臺機器能同時集成飛秒激光的增材和減材特性。這樣的好處是，只用一臺機器就能完成打印作業和零件的后加工。飛秒激光可以先打印一層材料，然后對該打印層進行減材磨削，以實現打印層所需的精確加工尺寸公差。
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