更新十代！国产3D打印激光头，攻克难加工、易开裂合金成型难题

2026年8月11日

高熵合金具有独特的多主元素固溶体结构，在强度、耐腐蚀性、耐热性和抗辐射等方面展现出传统合金难以比拟的性能优势。

它可以用于制造发动机热端部件、活性毁伤材料，飞行器、反应堆、深海耐压结构件，也可用于电磁屏蔽和半导体封装结构制造。

但高熵合金强度和硬度都很高，很难通过机械加工获得大型复杂的几何形状，一定程度上限制了高熵合金的应用。

欧瑞康LPBF工艺3D打印的高熵合金叶轮

目前，激光3D打印已经成为高熵合金的重要制造手段。主要的工艺路径又分为粉末床式和送丝/粉式，其中后者主要用于制造大型的高熵合金零件。

但是，此类合金在3D打印过程中易出现应力集中，导致晶间开裂从而影响质量和性能。在国内，能对高熵合金进行激光送丝3D打印的可选激光头也不多。

笔者注意到，通历激光的环形光斑方案同轴送丝送粉激光头为攻克高熵合金的高质量3D打印提供了硬件保障。

通历同轴送丝送粉激光头从2017年便开始了研发工作，当时该核心部件被海外厂商垄断，国内几乎无人入局。

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。

初期方案工艺窗口太窄，只能应对平面结构件的加工，一旦面对三维曲面复杂增材，就难以实现规模化制造。

于是，团队将重心转向拓宽工艺窗口，不断寻找新的光学技术方案。

2021年成为通历激光发展的里程碑节点。

团队成功推出首款成熟同轴送丝送粉激光头，实现规模化量产，一举填补国内技术空白，成为国内首批掌握该成熟核心技术的本土企业，正式开启国产激光头的进口替代之路。

至今，同轴送丝已更新至第十代。

送丝3D打印高熵合金

送粉3D打印高熵合金

高熵合金激光加工功率约4800w，通历第10代同轴送丝头，功率达到了12kw。

面对高熵合金此类高温材料，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，轻松实现熔融，激光头对加工轨迹无方向性要求，同时也可进行反重力打印。

通历“内丝外光”方案，熔融过程中飞溅少，减少由飞溅带来的材料损失，降低成分偏离设计配比的风险。

高熵合金应用多为大型工件，为了提高加工效率，通历同轴送丝送粉激光头，增加了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，灵活的制备方式为材料制备提供更多可能。

通历激光第十代同轴送丝送粉激光头，可单送丝、单送粉，丝粉同送、一层丝一层粉，材料制备方式灵活，为工艺引入了更高层次的设计自由度。

此外，该激光头能够在复杂的三维空间中控制材料分布的方向性和多样性，系统集中控制，功能之间不捆绑，各加工单元可单独执行加工，减少对材料的浪费。

这种灵活性为复杂几何形状的多材料制造提供了一种更可靠的方法，降低了制造成本。

在材料输送方面，通历激光自研了送丝机和送粉器。

其中，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0.8-3.5mm。其重量仅3.9kg，使整套方案配置更轻更小，减少了干涉和负载的可能性。

通历送粉器能够输送粒径为20-800μm的金属粉，粉筒数量可单桶、双桶或定制。

通历激光送丝机和送粉器

此外，通历还允许用户手动调整激光焦点，可实时调控光斑大小；可选配CCD相机和熔池监控，这为科研和生产制造提供了全方位、多维度的质量保障措施。

高熵合金优越的性能和极差的可加工性之间的矛盾，一直是科研界试图突破的重要难题。一个品牌能够沉浸十年不断迭代产品，表面上是攻克了一个“激光头”，实质上是掌握了对极端材料的制造能力，从而为真正打开工程应用空间创造条件。

注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。#增材制造# #3D打印#