德國EOS可變光斑金屬3D打印技術(shù)，智能金屬增材制造的新篇章

在剛剛過去的2024年的上海TCT亞洲展會上，EOS展示了金屬和聚合物領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，更通過實(shí)際案例，證明了技術(shù)在提升產(chǎn)品性能、降低成本和推動可持續(xù)發(fā)展方面的潛力。

△EOS展位

在金屬3D打印領(lǐng)域，EOS通過軟硬件的無縫結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無支撐打印，推動航空部件性能的飛躍，提升可靠性。在純銅打印技術(shù)上，重塑熱交換器概念，革新設(shè)計(jì)，優(yōu)化材料和打印技術(shù)，大幅提升能效，使散熱管理迎來革命性進(jìn)步。醫(yī)療領(lǐng)域，3D打印技術(shù)助力植入物批量化生產(chǎn)，降低成本，同時(shí)提升產(chǎn)品質(zhì)量。在高分子3D打印解決方案方面，超精細(xì)分辨率技術(shù)為精密工程領(lǐng)域帶來新可能，如光學(xué)元件和電子設(shè)備。

EOS在TCT亞洲展上的展示，不僅是對其技術(shù)實(shí)力的一次全面展現(xiàn)，更是對未來智能制造承諾的體現(xiàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的不斷拓展，EOS將繼續(xù)引領(lǐng)制造業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展，為全球客戶提供更高效、更可持續(xù)的制造解決方案。

值得注意的是，EOS特別推出了采用nLIGHT激光器的最新金屬增材制造解決方案。

△南極熊采訪德國EOS

nLIGHT激光器：智能金屬增材制造的新篇章
這項(xiàng)技術(shù)可以提供從85 μm到210 μm高斯分布到甜甜圈分布的可變激光光斑，最高可使成型效率提高3倍，推動金屬增材制造的發(fā)展。這一創(chuàng)新不僅提高了打印效率，還為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的打印提供了更多可能性。

▲ 采用nLIGHT激光器打印葉輪，曝光時(shí)間減少45%，打印時(shí)間減少40%

近期，AMCM （屬于EOS集團(tuán)） 最近加入了 MTC（英國國家增材制造中心），成為其 3 級成員，在基于工業(yè)化 EOS 系統(tǒng)的最先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)之外，還提供定制解決方案。AMCM M 290-2 FLX 配備了兩臺 nLIGHT AFX 激光器，可提供從 85 μm 到 210 μm 的可變激光光斑。這使得熔池更寬更淺，溫度分布更均勻，從而加快了打印速度，提高了工藝穩(wěn)定性，減少了煙塵和飛濺。迄今為止，用于解決這些問題的傳統(tǒng)方法（如光束散焦）會對焦點(diǎn)輪廓產(chǎn)生不利影響，并對零件質(zhì)量和重復(fù)性產(chǎn)生負(fù)面影響。

使用更智能而非更多的激光器
AMCM M 290-2 FLX 可覆蓋全幅面，這意味著兩臺掃描儀都能覆蓋到基板上的所有點(diǎn)，并且在構(gòu)建方向上具有充分的靈活性。AMCM 在使用 IN718 材料時(shí)已經(jīng)顯示出生產(chǎn)率的顯著提高。與光斑尺寸為 85 μm 的標(biāo)準(zhǔn)單 400W 激光加工相比，單 nLIGHT 激光曝光速度提高了 2 倍，而且零件具有相同的機(jī)械和表面特性，如果再增加一個(gè)激光器，這一性能有望得到進(jìn)一步提高。

▲  AMCM M 290-2 FLX

為最苛刻的材料做好準(zhǔn)備
氣體流量和氧氣含量通常是 PBF-LB 工藝質(zhì)量的決定性因素。當(dāng)速度超過一定臨界值或使用對氧化敏感的材料時(shí)，尤其如此。由于 AMCM 專注于工業(yè)解決方案，因此其系統(tǒng)具有獨(dú)特的長期穩(wěn)定氣氛控制功能，其濃度小于 50 ppm。MTC 最初將使用 AMCM M 290-2 FLX 對純銅打印進(jìn)行全面評估，因?yàn)榧冦~是一種在追求工業(yè)質(zhì)量和可靠性時(shí)極具挑戰(zhàn)性的材料。

此外，AMCM 系統(tǒng)可將構(gòu)建平臺加熱至 500°C。由于預(yù)熱和后熱處理對某些高性能鋁合金和難熔金屬的加工至關(guān)重要，這使得 MTC 能夠?qū)�航空航天和國防工業(yè)等廣泛的高端應(yīng)用進(jìn)行評估。

除了探索新材料，MTC 還在開發(fā)提高 AM 生產(chǎn)速度和增大產(chǎn)出部件尺寸的方法。要減少時(shí)間和成本，就必須采用高效的曝光工藝。nLIGHT的可變光斑大小可在30毫秒內(nèi)切換，以最高精度打印輪廓和精細(xì)結(jié)構(gòu)，并以更快的吞吐量進(jìn)行填充曝光。就像繪畫大師使用不同的畫筆來描繪大面積區(qū)域而不是細(xì)節(jié)一樣，在增材制造中，較大的光斑尺寸也是填充大塊材料的不錯(cuò)選擇。畢竟，這樣可以在每次通過時(shí)產(chǎn)生更多的體積，大大減少填充線和激光偏轉(zhuǎn)。此外，增材制造技術(shù)中心還將通過新型原位光束相互作用和過程監(jiān)控，研究減少熱處理等后處理步驟的新方法。

AMCM M 290-2 FLX 配備了兩個(gè) 1200 W 激光源，是一款高功率系統(tǒng)，非常適合挑戰(zhàn)速度和尺寸的極限。

關(guān)于EOS
EOS 通過工業(yè)3D打印技術(shù)為全球企業(yè)提供負(fù)責(zé)任的制造解決方案。自 1989 年以來，EOS利用其端到端增材制造（AM）行業(yè)合作伙伴關(guān)系，通過專家指導(dǎo)、技術(shù)和服務(wù)幫助客戶實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新和差異化，從而塑造了制造業(yè)的未來。從戰(zhàn)略、咨詢到生產(chǎn)，EOS都是金屬和聚合物增材制造解決方案的全球領(lǐng)先合作伙伴，通過高質(zhì)量的生產(chǎn)效率和可持續(xù)的解決方案，為客戶加快產(chǎn)品上市時(shí)間。