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激光器

激光3D打印對(duì)激光器的需求,光惠這款專用激光器都能滿足

激光制造網(wǎng) 來源:光惠激光2022-04-01 我要評(píng)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(yī)療器械等領(lǐng)域的需求巨大。目前,應(yīng)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?。┕に囋诤娇?、航天、航海、車輛、模具制造、醫(yī)療器械等領(lǐng)域的需求巨大。目前,應(yīng)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(jié)熱輸入等,其中的激光束是金屬增材制造領(lǐng)域應(yīng)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(xì)、成本低、可定向作用到指定材料位置等優(yōu)點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)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(dǎo)體激光器、Nd:YAG激光器和CO2激光器。不同材料對(duì)不同波長(zhǎng)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(duì)激光器的需求
激光3D打印對(duì)激光器的需求主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面是功率與功率穩(wěn)定性,另一方面是光束質(zhì)量及光斑大小。

(1) 功率與功率穩(wěn)定性:

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

模型越大,層數(shù)越多,打印時(shí)間越長(zhǎng)。一般持續(xù)時(shí)間在幾個(gè)小時(shí)到幾十個(gè)小時(shí)。所以,對(duì)于激光器長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行提出了很高的要求。如果溫度偏高,金屬粉末可能會(huì)過燒、甚至?xí)?dǎo)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(gòu)件形狀就可能保持不住。因此,激光器的功率穩(wěn)定性對(duì)于打印質(zhì)量至關(guān)重要。


(2) 光束質(zhì)量及光斑大?。?/strong>

光束質(zhì)量和光斑大小體現(xiàn)打印精度的關(guān)鍵參數(shù)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(xì)膩。

光束質(zhì)量通常以BPP或M2來表征,M2越接近1,表明光束質(zhì)量越好,激光能量越集中,對(duì)周圍的熱影響越??;同時(shí),光束質(zhì)量越好,對(duì)應(yīng)的發(fā)散角度越小,聚焦出來的光斑也會(huì)相應(yīng)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(lǐng)先者,隨著3D打印技術(shù)的興起,也在這一應(yīng)用領(lǐng)域積極探索,推出了針對(duì)3D打印應(yīng)用的500W單模10μm/14μm連續(xù)光纖激光器,面向醫(yī)療器械、汽車零部件、航空航天等領(lǐng)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(diǎn)或者高反射的金屬粉末。

產(chǎn)品主要優(yōu)勢(shì)

?  超薄、輕量化設(shè)計(jì),19寸1.5U高度設(shè)計(jì),重量<20kg,結(jié)構(gòu)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(chǎn)品結(jié)構(gòu)采用密閉設(shè)計(jì),針對(duì)3D打印使用環(huán)境,大幅度提高激光器整體的可靠性,IP65防護(hù)等級(jí),可持續(xù)在高溫、高濕、高粉塵等惡劣環(huán)境中運(yùn)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(wěn)定性好,每小時(shí)波動(dòng)<1%,保證超長(zhǎng)時(shí)間打印的工藝一致性。

?  光束質(zhì)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(shù)指標(biāo)


實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)

▲光學(xué)特性


▲光斑


▲M2因子


▲輸出光譜


3D打印可以加工傳統(tǒng)方法難以制造的零件,節(jié)省原材料,是一種劃時(shí)代的制造方式。光惠激光的3D打印專用激光器憑借著優(yōu)異的光束質(zhì)量的輸出穩(wěn)定性,在工業(yè)設(shè)計(jì)、教育等消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)已有廣泛應(yīng)用,并已逐步用于航空航天、汽車制造、醫(yī)療等高端工業(yè)領(lǐng)域。未來,光惠激光將在3D打印領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,通過自主創(chuàng)新,進(jìn)行產(chǎn)品迭代升級(jí),不斷為客戶提供優(yōu)質(zhì)的光纖激光器、以及強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

作者:光惠激光應(yīng)用工程師·顧佳星

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