10年迭代，国内3D打印能量沉积高质量制造及规模化应用重要进展

2026年3月14日

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近年来，同轴送丝送粉激光头作为激光送丝增材制造核心部件，应用范围越来越广，从大型构件、航空航天、模具到汽车、3C行业，都能看到它的身影。3D打印技术参考注意到，我国通历激光（tolertek）在该领域已取得重要进展。

2017年研发初期，通历曾尝试多种光学方案，从同轴一分四光束方案、同轴多光束方案到锥反射环形光方案等，但效果均不理想，多个光点拼接容易形成光斑和熔池形貌不佳、加工方向仍然受限等应用缺陷，如在复杂曲面进行加工时，激光头进行偏转，激光光点难以汇聚，导致加工效果变差，多点拼接光学方案对工艺要求比较高，焦点高度敏感等问题因此用在大规模生产较为困难，加工效果亦是南辕北辙，各项成本也随之增加，为了更符合实际应用场景，通历研发出环形光斑-丝/粉光同轴光学设计方案。

同轴光斑分析

激光头能够将丝/粉与光束同轴送到熔化区域，中空环形的光束轮廓直接聚焦到丝材和工件表面之间的交汇区域，因此光束能量强度全向分布，均匀预热，可完全控制加工过程中的能量输入，加工轨迹无方向性要求，同时也可进行反重力及太空打印，至今，同轴送丝送粉激光头已更迭至第10代，可打印的材料范围也是逐渐增多，如碳钢、不锈钢、全系铝合金，铜合金、钛合金、镍基合金、巴氏合金、钴基合金、镁合金、锆丝、陶瓷合金等。

通历第10代同轴送丝头，可快速增加热丝电源/电弧复合，提高成型效率激光加工精度高，打印部件沙孔少，但加工效率相比电弧较慢，为了提高加工效率，通历同轴送丝送粉激光头，增加热丝电源或增加电弧进行复合打印，为丝材预热，加快成型速度，以钢材为例增加热丝电源后每小时成型钢材4kg，增加电弧后每小时成型钢材7kg且丝粉同送功能可与热丝功能/电弧同步开启。

3D打印巴氏合金

第10代同轴送丝，2024年项目启动，2025年进行产品测试，2025年底在北京增材制造展上进行首展，整个项目迭代研发测试优化接近两年。作为增材制造重要组件，丝粉同送一直是本行业的重要需求，通历为解决行业痛点做了大量的研发工作。

丝粉同送——金属基复合材料的原位制备

在增材行业中，有很多材料制成丝材较为困难，如钨、钼、硅、锗等，但又需要某些性能，因此丝粉同送的功能就显得尤为重要，它将硬质或特殊性能的颗粒以粉末的形式，将其添加到熔池中，实现金属基复合材料的原位制备，灵活的制备方式，在激光增材制造个性化工件和提升使用性能方面具有重要的价值，也可减少生产成本。如广泛应用在航空航天、军工装备、汽车领域中，优化材料配比与工艺参数，使其性能发生改变。

通历激光3D打印镁合金

丝粉同送-制备梯度功能材料

丝粉同送功能对加工零件成分设计更加灵活。可以分别对每一层的成分进行设计，从而制备梯度功能材料。

保障加工效果，成本更低

调整光学方案产品单价及售后维修成本较高，针对此痛点，在不改变环形光斑-丝/粉光同轴光学设计方案的基础上，通历对同轴送丝机械及光学方案调整，研发出TL-WP-I，在保证加工效果的前提下，其价格远低于市场同类产品，第10代同轴送丝送粉激光头全组产品进行了大量的结构优化，使之在现场应用时更便捷的更换外部组件，更快地恢复生产。

实时调焦，保证成型质量与加工稳定性

通历同轴送丝增加了调节旋钮，在激光加工过程中，随着加工工件的变化，光斑大小也会随之改变，为保证成型质量与加工稳定性，实时调节旋钮，调焦范围±5mm，同时激光头带有温度传感器，监测内部核心部件温度，可选配熔池温度监控和熔池高度补偿传感器，补偿熔池高度误差，多维度保证加工的稳定性。

模具熔覆后

送丝系统全面优化

通历自研激光送丝系统，系统配置伺服动力系统及送丝实时速度监测功能，送丝机最大拉力≥4kg，速度最大可达16m/min，送丝精度±0.1mm，丝材线径可兼容多款规格，可送丝材线径0.8-3.0mm，智能送丝机重量仅3.9kg，使整套方案配置更轻更小，减少干涉和负载的可能性，在设备上使用更灵活便捷。

行业应用

通历同轴送丝3D打印率先从科研走向工厂，实现批量生产及大规模应用。打印了复杂系数达S4级以上的大型深腔复杂曲面马氏体不锈钢水斗锻件，锻件在建成后，所面对的压力相当于一辆小货车以100公里的时速，正面撞击所产生的力量，至少要承受150亿次，同轴送丝3D打印的水斗破解了大型结构锻件快速制坯和成形难题，实现了大型锻件的近净成形和高效批量化制造，加工效果也达到先进水平。