南极熊导读：在五年之前，如果你问金属增材制造行业的某个人，激光粉末床熔合（LPBF）技术面临的主要挑战是什么，他都会告诉你是速度和产量。除了多加几个甚至几十个激光器之外，还有其他办法吗？幸运的是，得益于EOS及其子公司 AMCM等细分市场领导者的最新硬件和软件创新，这一挑战正在得到实时解决。这些进步对于工业终端用户在 LPBF 中找到越来越可行和成熟的生产技术至关重要。
2024年12月11日，南极熊获悉，EOS 正在与nLIGHT,Inc.展开合作，后者是一家专门从事高功率半导体和光纤激光器的美国公司，两家公司正共同努力将 nLIGHT先进的光束整形光纤激光器集成到EOS 金属 3D 打印机中，以改善流程控制和整体生产率。迄今为止，专门开发基于 EOS 技术的先进定制金属增材制造解决方案的 EOS 公司 AMCM 已推出一款集成了 nLIGHT 激光器的平台，即AMCM M 290 FLX。
AMCM M 290 FLX基于EOS 的 M 290 系统，经过升级，配备多达两台nLIGHT AFX-1000 激光器，可实现更高的生产效率。这些 AFX 激光器是可编程的，单个激光器可设置为七种不同的光束轮廓，范围从 85 微米光斑尺寸到 210 微米环形轮廓。光斑尺寸越小，打印的细节和轮廓就越精细，而环形轮廓越大，打印速度就越快，工艺稳定性也越高，打印过程中的烟灰和飞溅也越少。
△2024年德国Formnext展会上，南极熊实拍AMCM展位
值得注意的是，nLIGHT AFX 激光器可帮助用户显著提高 316L 钢和铝等常见粉末原料的生产速度。例如，与采用标准 400 W 激光器的系统相比，AMCM M 290 FLX 可使这些材料的生产效率提高三倍。
nLIGHT 更详细地解释了其可编程AFX 光纤激光器如何与目前大多数 LPBF 系统的标准非可编程单模激光器相比提供如此优势。据该公司称，这些单模激光器由于其“近高斯光束形状”，在可实现的构建速率方面受到限制。相比之下，nLIGHT 的 AFX 光纤激光器具有可调节的光束形状，可以实时调整。这种针对 LPBF 优化的激光控制程度完全发生在光纤激光器内，无需自由空间光学器件。
nLIGHT 首席技术官兼增材制造总经理 Rob Martinsen 在2020 年首次推出 AFX-1000时表示：“AFX-1000 是世界上第一台完全在激光器内部执行光束整形功能的单模光纤激光器。AFX 专为增材制造而开发，可帮助 OEM 和最终用户显著提高制造速度，从而降低每个零件的成本。我们预计 AFX 将从根本上改变增材制造的经济性，并促进更广泛的批量生产应用。”
△nLIGHT激光指数特性
为了提高生产效率，AFX 激光器的210 微米环形轮廓不仅能够通过其更宽的覆盖范围实现更快的打印速度，而且还被证明能够稳定大型熔池，从而有助于减少烟灰和飞溅产生等问题。nLIGHT 还补充说：“离散 AFX 光束轮廓可以以每秒 30 次的速度即时选择，提供新的自由度来控制熔化和凝固速度、物理微观结构和热应变，这些可能导致应力断裂，而应力断裂是零件故障的常见原因。”
虽然 EOS 和 nLIGHT 计划在稍后将后者的 AFX 激光器推广到 EOS 的LPBF 产品组合中，但该技术已在 AMCM M 290 FLX 系统中可用。正如我们所见，这款经过改装的金属 3D 打印机可以集成多达两个 nLIGHT AFX-1000 激光器，以实现最高的生产效率。除此之外，该系统还可以配备 EOS 的精细细节分辨率 (FDR) 技术，可以实现更精细的细节水平，焦点可低至 55 微米。这些高级功能是对 EOS 已经成熟的 LPBF 硬件和软件技术的补充。
EOS 首席执行官 MarieLanger 表示：“我们一直在研究行业领先技术，以推动增材制造的工业化，满足新兴应用需求并超越客户期望。nLIGHT 的光束整形和激光技术的灵活性和性能提升使我们在金属增材制造系统方面取得了前所未有的进步，并将使我们的客户能够实现新的生产力水平。”
最终，无论是航空航天、汽车还是医疗，采用该技术的各行各业的金属增材制造用户都可以从这项新的 LPBF 功能中受益，该功能将使他们能够进一步优化生产工作流程并提高产量，同时保持高质量水平。EOS和 nLIGHT 共同努力将这项创新技术推向市场，这也是促进工业增材制造领域的合作如何带来改变游戏规则的进步的一个典型例子。
