3D 打印機(jī)和激光光源開發(fā)商3DM Digital Manufacturing推出了一項(xiàng)新技術(shù)，使采用者能夠調(diào)整他們的選擇性激光燒結(jié) (SLS) 3D 打印激光器以處理特定材料或應(yīng)用。

　　與 CO2 或光纖光束相比，據(jù)說 3DM 的可定制激光器可以在縮短交貨時(shí)間的情況下生產(chǎn)出分辨率更高、機(jī)械性能更高的部件。該公司在研發(fā)環(huán)境中對其技術(shù)進(jìn)行了全面優(yōu)化，現(xiàn)在正準(zhǔn)備通過推出自己的專有機(jī)器將其推向市場。一旦發(fā)布，它們有望促進(jìn)以定制為關(guān)鍵的各種 3D 打印用例。

　　“我們的獨(dú)特之處在于我們制造了自己的激光器，”3DM Digital manufacturing 首席執(zhí)行官 Ido Eylon 解釋說?！拔覀儾皇褂?CO2 或光纖激光器或類似的東西，我們實(shí)際上生產(chǎn)自己的激光器，使用戶能夠瞄準(zhǔn)最適合其塑料材料的特定波長。這就是我們技術(shù)核心的不同之處?！?/p>

　　3DM Digital Manufacturing 的激光打印頭（已拆解）。圖片來自 3DM 數(shù)字制造。

　　3DM 的 SLS 激光創(chuàng)新

　　雖然 3DM 名義上于 2016 年在以色列成立，但其技術(shù)的根源可以追溯到其大股東 Daniel Majer 博士。這位 3DM 創(chuàng)始人畢業(yè)于魏茨曼科學(xué)研究所，從事電光部件研發(fā)工作 30 年，同時(shí)還從事激光開發(fā)，并在 3D 打印方面投入了近十年時(shí)間。

　　基于 Majer 的研究，3DM 現(xiàn)已開發(fā)出一款可上市的激光器，能夠以比現(xiàn)有打印技術(shù)快十倍的速度熔化聚合物粉末。更重要的是，據(jù)說該技術(shù)能夠?qū)崴苄运芰限D(zhuǎn)化為分辨率比目前領(lǐng)先的打印機(jī)更好的部件，從而為工業(yè) 3D 打印開辟新市場。

　　特別是，3DM 認(rèn)為 3D 打印可以在 2019 年價(jià)值 5700 億美元的全球聚合物制造市場中占據(jù)更大份額。雖然“技術(shù)創(chuàng)新不足”限制了工業(yè) 3D 打印“僅占該市場的百分之幾”，但該公司表示其技術(shù)的低成本和高可擴(kuò)展性有可能改變這一現(xiàn)狀。

　　盡管 3DM 最初是作為Terralab Ventures的一家孵化器公司起家的，該公司仍擁有其約 23% 的股份，但后來它已經(jīng)分拆出來并在特拉維夫證券交易所上市。這筆交易見證了該公司的 IPO 到 2021 年 6 月結(jié)束，凈賺約 1300 萬美元，用于推出其首批商業(yè)產(chǎn)品。

　　顯示 3DM Digital Manufacturing 激光打印頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特寫鏡頭。照片來自 3DM 數(shù)字制造。

　　3DM 的技術(shù)如何運(yùn)作？

　　那么，3DM 專有的激光器與市場上的其他激光器究竟有何不同？好吧，光源本身基本上是由一組比一粒米還小的微型量子級聯(lián)激光器 (QCL) 形成的。它們中的每一個(gè)都會(huì)發(fā)出幾瓦的能量，其波長可以定制以適應(yīng)給定的材料和部分層的排列方式。

　　與固定在特定波長的傳統(tǒng) CO2 激光器相反，3DM 表示其技術(shù)允許更有效（并且可能更快）的激光吸收。該公司還指出，其激光器生產(chǎn)的零件具有非常高的表面光潔度，以及其預(yù)期的波長靈活性如何使其與更廣泛的材料池兼容。

　　從本質(zhì)上講，3DM 通過將激光器固定在由冷卻機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)器和透鏡組成的組件上以形成激光模塊，從而將其激光器變成了可銷售的產(chǎn)品。然后可以將其中的一些組合成一個(gè)光束單元，能夠在 3D 打印過程中在給定粉末上創(chuàng)建第一個(gè)多波長點(diǎn)，并能夠?qū)懭肓慵缀涡螤?。反過來，組合四個(gè)光束單元來創(chuàng)建一個(gè) 3DM 打印頭。

　　在產(chǎn)品的第一次迭代中，該公司組合了四個(gè)光束頭，使用拼接算法確保區(qū)域之間沒有間隙。也就是說，該公司表示其方法是可擴(kuò)展的，引入更多光束可能會(huì)提高 3D 打印速度。在第三方測試中，該技術(shù)甚至產(chǎn)生了機(jī)械性能優(yōu)于其他領(lǐng)先 SLS 打印機(jī)的部件。

　　在其他方面，與更便宜的光纖激光器相比，3DM 的技術(shù)能夠達(dá)到更高的波長，而無需添加劑來確保激光相互作用。事實(shí)上，該公司的激光器可以發(fā)射中紅外光譜中的任何波長，使其能夠匹配任何熱塑性塑料的吸收特性，并允許采用者為給定的用例選擇最經(jīng)濟(jì)的原料。

　　3DM Digital Manufacturing 的原型 3D 打印機(jī)。照片來自 3DM 數(shù)字制造。

　　3DM即將上市

　　3DM 已經(jīng)將其激光打印頭集成到四頭原型研發(fā)系統(tǒng)中，據(jù)說其第一代機(jī)器即將“產(chǎn)品化”。盡管這些機(jī)器的確切規(guī)格尚未公開，但據(jù)了解，它們將打印頭安裝在構(gòu)建室的頂部，其布局可提高冷卻效率。

　　隨著 3DM 不斷迭代其技術(shù)，它旨在確定其潛在的可持續(xù)性和易于后處理的優(yōu)勢。在應(yīng)用方面，該公司已經(jīng)驗(yàn)證了其使用鞋墊等柔性材料生產(chǎn)零件的能力，但它繼續(xù)看到其激光器的廣泛使用案例，特別是在需要大規(guī)模定制和特種材料的領(lǐng)域。

　　隨著測試版機(jī)器將于 2023 年年中發(fā)貨，并計(jì)劃在 2023 年底全面推出，該公司將繼續(xù)與技術(shù)和應(yīng)用合作伙伴合作，以擴(kuò)大其能力和產(chǎn)品。