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激光器

激光3D打印對激光器的需求,光惠這款專用激光器都能滿足

激光制造網 來源:光惠激光2022-04-01 我要評論(0 )   

金屬材料的增材制造(3D打印)工藝在航空、航天、航海、車輛、模具制造、醫療器械等領域的需求巨大。目前,應用于金屬增材制造工藝的熱源有激光束、電子束、微束等離子...

金屬材料的增材制造(3D打印)工藝在航空、航天、航海、車輛、模具制造、醫療器械等領域的需求巨大。目前,應用于金屬增材制造工藝的熱源有激光束、電子束、微束等離子三大高能束及燒結熱輸入等,其中的激光束是金屬增材制造領域應用最廣泛的高能束熱源。與電子束、微束等離子熱源相比,激光束具有光斑細、成本低、可定向作用到指定材料位置等優點,可實現金屬材料的瞬間熔凝,滿足熔道搭接和零件成形的要求。

激光3D打印使用的激光器有光纖激光器、半導體激光器、Nd:YAG激光器和CO2激光器。不同材料對不同波長的激光吸收不同。通常,打印聚合物以CO2激光器為主,而金屬粉末的3D打印主要使用光纖激光器。

激光3D打印對激光器的需求
激光3D打印對激光器的需求主要體現在兩個方面:一方面是功率與功率穩定性,另一方面是光束質量及光斑大小。

(1) 功率與功率穩定性:

3D打印成形過程主要靠的是激光的熱效應,激光強度必須超過一定的能量閾值才能使材料熔化,因此更關注激光器平均輸出功率,對于激光器的脈沖模式不敏感,因此通常使用連續光纖激光器,功率大致分布在100W~1000W之間。

模型越大,層數越多,打印時間越長。一般持續時間在幾個小時到幾十個小時。所以,對于激光器長時間穩定運行提出了很高的要求。如果溫度偏高,金屬粉末可能會過燒、甚至會導致其他已成形的部分重熔;溫度偏低,金屬粉末熔化不徹底,粘合力不夠,成形構件形狀就可能保持不住。因此,激光器的功率穩定性對于打印質量至關重要。


(2) 光束質量及光斑大小:

光束質量和光斑大小體現打印精度的關鍵參數之一。3D打印是通過激光束掃描成形的,激光的光斑越小,掃描的精度就越高,打印出來的模型分辨率就越高,肉眼可見的就是打印件表面越細膩。

光束質量通常以BPP或M2來表征,M2越接近1,表明光束質量越好,激光能量越集中,對周圍的熱影響越小;同時,光束質量越好,對應的發散角度越小,聚焦出來的光斑也會相應更小。


光惠激光3D打印專用光纖激光器


光惠激光(GW Laser Tech)作為全球高亮度光纖激光器領先者,隨著3D打印技術的興起,也在這一應用領域積極探索,推出了針對3D打印應用的500W單模10μm/14μm連續光纖激光器,面向醫療器械、汽車零部件、航空航天等領域。
其中,10μm和14μm不同芯徑大小決定了光斑大小,主要影響激光功率密度,即單位面積的光能量大小,同等功率條件下,光斑尺寸越小,激光功率密度越大,高功率密度光斑適宜打印高熔點或者高反射的金屬粉末。

產品主要優勢

?  超薄、輕量化設計,19寸1.5U高度設計,重量<20kg,結構緊湊、體積小、重量輕,賦予無與倫比的集成便利性和靈活多用性。

?  產品結構采用密閉設計,針對3D打印使用環境,大幅度提高激光器整體的可靠性,IP65防護等級,可持續在高溫、高濕、高粉塵等惡劣環境中運行。

?  最大功率500W,足可以成形奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、鈦合金、鎳基高溫合金、鋁合金、鎂合金等常用金屬材料。

?  功率穩定性好,每小時波動<1%,保證超長時間打印的工藝一致性。

?  光束質量好,M2<1.1,單模10/14μm光纖輸出,輸出光斑小,打 印精度高。


主要技術指標


實際測試數據

▲光學特性


▲光斑


▲M2因子


▲輸出光譜


3D打印可以加工傳統方法難以制造的零件,節省原材料,是一種劃時代的制造方式。光惠激光的3D打印專用激光器憑借著優異的光束質量的輸出穩定性,在工業設計、教育等消費級市場已有廣泛應用,并已逐步用于航空航天、汽車制造、醫療等高端工業領域。未來,光惠激光將在3D打印領域持續發力,通過自主創新,進行產品迭代升級,不斷為客戶提供優質的光纖激光器、以及強有力的技術支持。

作者:光惠激光應用工程師·顧佳星

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