EOS金属3D打印最新专利：两种光斑跨层交替，穿透重熔

近日，EOS公司申请了一项关于光束整形金属3D打印的最新专利。

它的核心在于通过层间交替使用高斯光斑和环形光斑，实现穿透深度的融合，解决新时期打印效率与零件力学性能之间的矛盾。

使用环形光束，光斑尺寸大，可以显著提升打印效率，但会形成不均匀的微观组织，导致零件在特定载荷下性能不稳定，表现出更强的方向性。

传统上基于高斯光束的激光粉末床熔融3D打印，可以实现更均匀的微观组织，各方向的力学性能差异更小，但打印效率低。

新的控制逻辑是在同一零件的不同层之间交替使用这两种光束，由软件为两者分别分配参数，并在不同层之间切换。

例如，两层使用环形光斑打印，接着一层用高斯光斑打印，如此循环。但专利要求也覆盖了其他重复形式，甚至在同一零件的不同区域使用不同模式。

这里涉及到的一个关键参数是穿透深度。例如，环形光束光斑直径为120μm，高斯光斑为40μm，后续高斯光束能量的穿透深度，应至少达到前一层环形光束能量的有效穿透深度减去单层材料凝固后的高度。

专利对这部分的描述不易理解，而且有关键点易忽视。根据理解实际上是说：在使用高斯光束的这一层，仍然要铺粉，也就是高斯光束的能量既要熔化当前层新铺粉末，还要部分重熔下面环形光束打印的两层。

这种打印逻辑带来的结果是：零件大部分层用环形光斑保证效率，少量层用高斯光斑引入更均匀的组织。整体上，整块零件不是粗大的柱状晶，也不是两种不同晶粒取向的组织简单叠在一起，而是两者之间形成了冶金过渡，整体微观结构相互融合。

EOS在InShaPe项目中展示的两种光斑使用

该技术的实施挑战不仅在于对高斯、环形两种光束条件下金属3D打印微观机理及规律的掌握，还在于需要有一套强大的软件来实现对两种光斑及对应参数的控制。

此外，还需要光束整形硬件或多激光路径的协调。相比此前，光束切换、校准和熔池验证的复杂性都会增加，且效果可能与具体的材料、层厚和零件特征高度相关。

不过，EOS认为现有设备可以通过软件或固件升级来适配。

在刚刚看到EOS是要同时使用高斯和环形两种光斑打印零件时，笔者自然的想到这不会是为了解决表面质量问题吧，还质疑这不是很多品牌已经实现的技术吗？

在不同的使用需求下进行自由组合，如内部填充使用环形光斑，外部轮廓使用高斯光斑，同时保障制造效率和表面质量；也可以单独使用两种光斑，已经不存在技术门槛。但EOS这项新专利，证明了前沿金属3D打印工艺的发展仍然在持续，光束整形根本不是技术发展的终点。

专利号及专利名称：WO2026215064 - METHOD FOR GENERATING CONTROL DATA FOR A DEVICE FOR ADDITIVE MANUFACTURING, AND ADDITIVE MANUFACTURING METHOD

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