光束整形金属3D打印机被用于美国航空航天零部件加工，新的制造趋势开始！

据3D打印技术参考3月6日消息，美国知名航空航天金属3D打印服务商Sintavia已购入EOS于2024年推出的具有颠覆行业发展意义的金属3D打印机——AMCM M290-2 FLX，这是北美第一台集成了光束整形技术的商业化金属增材制造装备。该事件也意味着航空航天工业开始使用新的金属3D打印技术，这必将促进相关技术的发展！

光束整形技术是解决金属3D打印速度慢、质量不可靠难题的全新解决方案。光束整形光纤激光器的巨大进步使光束整形3D打印机的商业化成为现实。由nLIGHT公司推出的可编程AFX激光器，在单个激光器中提供了七种不同的光束轮廓，从85 微米光斑尺寸（用于最大限度提高轮廓精度）到210微米环形轮廓（用于加快打印速度、提高工艺稳定性并减少烟尘和飞溅）。经验证，nLIGHT AFX激光器对316L钢和铝材料的打印速度比标准400W工艺快3倍。这些改进解决了传统方法所遇到的局限性，将金属3D打印的发展重点转向具有巨大潜力的光束整形方法。

那么，怎么就凭一台激光器就带来如此之大的改变呢？这是因为nLIGHT的可编程AFX激光器的可调光斑类型之一为环形光斑，其克服了与传统高斯激光光斑相关的多种挑战。

3D打印技术参考注意到，威斯康星大学的中国学者已经借助同步加速器X射线，对采用该激光器环形光束的LPBF过程进行了原位高速X射线成像。同时还对比研究了高斯光束LPBF过程的X射线成像结果。研究发现，采用AFX激光器的环形光斑，孔隙、熔池波动、飞溅均得到了有效缓解；同时，环形光束光斑可一次熔化更多粉末金属颗粒，可以熔化的直径比标准激光器大三倍，而增加粉末层厚度，也未见明显的孔隙及材料性能下降。这一研究结果证明，采用集成了环形光束的AFX激光器，能够带来更快的打印速度和更高的打印质量。除此之外，AFX激光器可以快速（微秒级时间尺度）切换光束轮廓，同时不会牺牲光束质量，适应不同的应用和打印需求。

动态光束整形的经济优势

AMCM M290-2 FLX仍然是当前唯一一款商业化的集成光束整形技术的金属3D打印机，Sintavia购买的设备配备了两台1.2kw的激光器。该公司创始人兼首席执行官Brian Neff评论道，“在未来几年里，随着我们开发和应用这项新技术，我们预计能够以150µm或更大的层厚度打印我们的组件，而不会损失任何材料特性，从而大大提高我们已安装打印机的产量。nLIGHT系统经过全面测试后，其最大的优点是，只需极少的新设备，就可以将其改装到其他现有的EOS和AMCM打印机上。”这可能意味着，传统的EOS机器可以更换激光器，实现制造能力的提升。

航空航天仍然是金属3D打印技术应用最多、最广泛的行业。Sintavia可以说是美国最知名的航空航天和国防工业金属3D打印技术服务商之一，其EOS设备就有19台。而光束整形技术代表了金属3D打印技术的最新发展，商业化的落地对该细分方向的发展具有重要支持，同时也代表着一种新的制造趋势的开始。

头部的金属3D打印设备开发商正面临多重挑战——将重点聚焦在开发行业应用，开发新技术，还是保障业务增长。这是一个值得思考的问题，企业需要多条腿走路。

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