依照3D自然科學(xué)谷，透過將電子電路纜線雷射器與偏移模塊的變焦鏡頭成像并重，光強(qiáng)直徑約能在此過程中無限修正，進(jìn)而以高度靜態(tài)的方式加倍，憑借其高靜態(tài)偏移鏡，偏移模塊還能非常加速地驅(qū)動(dòng)雙角，監(jiān)控質(zhì)量，在工藝技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的每個(gè)點(diǎn)都確保了恒定的光強(qiáng)體積和輸出發(fā)射率，進(jìn)而數(shù)倍提高3D列印質(zhì)量和產(chǎn)量，化解3D列印進(jìn)入諸如電動(dòng)汽車等專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)?；鎸?duì)的多個(gè)考驗(yàn)，這預(yù)示著新一代involves鍛造時(shí)代的到來。

典型的involves鍛造岐管部件，由鋼制成，重

/ 制造成本增加一個(gè)量級(jí)的目標(biāo)

3D列印-involves鍛造涉及多種控制技術(shù)，所使用的金屬材料與所制造的產(chǎn)品一樣多樣化。雷射因其出色的轉(zhuǎn)向性和高輸出功率而成為一種involves鍛造工具，為實(shí)現(xiàn)大批量鍛造所需的制造力提供了可能性。

多種不同合金involves鍛造控制技術(shù)? 3D自然科學(xué)谷綠皮書

琛的Fraunhofer ILTFraunhofer哈恩雷射研究院發(fā)明以來，雷射粉末狀床熔化3D列印(L-PBF) 已經(jīng)成熟，成為合金involves鍛造的領(lǐng)先工藝技術(shù)。比較初，L-PBF 僅用于原型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和KF目的。今天，現(xiàn)成的輕工業(yè) L-PBF 電子設(shè)備能展開規(guī)?；圃?，甚至能研磨銅等具有考驗(yàn)性的金屬材料，專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域幾乎遍及每一個(gè)商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，包括醫(yī)療、航空航天、電動(dòng)汽車和機(jī)械。

現(xiàn)階段不同類型的合金involves鍛造控制技術(shù)的研磨工作效率對(duì)比? 3D自然科學(xué)谷綠皮書

雖然增材鍛造的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度對(duì)輕工業(yè)鍛造來說很有吸引力，但目前透過 L-PBF 制造零件的成本和時(shí)間仍然被認(rèn)為太高。一般來說認(rèn)為需要在制造成本上增加一個(gè)量級(jí)，才會(huì)對(duì)于在傳統(tǒng)流程鏈上得到廣泛選用至關(guān)重要。

依照德累斯頓Fraunhofer ILTFraunhofer哈恩雷射研究院領(lǐng)導(dǎo)的futureAM先行者的新一代involves鍛造項(xiàng)目，現(xiàn)階段的involves鍛造控制技術(shù)已經(jīng)走過了4個(gè)階段：包括從公眾還不清楚3D列印控制技術(shù)能帶來什么的優(yōu)異階段，到3D列印控制技術(shù)被專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域于輕工業(yè)鍛造的第二階段，再到3D列印在這類專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要作用的第三階段，以及到了第三階段3D列印控制技術(shù)在這類專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)用嫔弦蚩刂萍夹g(shù)本身的發(fā)展?jié)摿Τ霈F(xiàn)天花板，難以在目前的控制技術(shù)基礎(chǔ)上再深度探索捷伊市場潛力的狀態(tài)。

involves鍛造控制技術(shù)飛躍打開捷伊專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域空間? 3D自然科學(xué)谷綠皮書

雷射源在這條路徑上起著關(guān)鍵作用，依照3D自然科學(xué)谷的了解，一般來說，它的輸出輸出功率能用高頻展開時(shí)間修正，而其空間氣壓分布是固定的。為了提高制造率，必須即時(shí)修正雷射線條以匹配所需的結(jié)構(gòu)體積。

為了創(chuàng)建非常精細(xì)的結(jié)構(gòu)（例如晶格或管狀），L-PBF雷射粉末狀床熔化3D列印電子設(shè)備使用具有柯西氣壓分布的衍射管制M04W雷射器。在制造大塊截面時(shí)，這種雷射花紋會(huì)造成嚴(yán)格的限速。

圖: AFX 雷射器選用全纜線雷射醫(yī)美，能加速切換輸出雷射的大小和花紋。雷射線條能在真正的M04W和馬蹄形之間展開修正，獲得介于兩者之間的各種花紋。當(dāng)與工件相互作用時(shí)，馬蹄形和內(nèi)圍雷射造成的塵土和傾倒顯著增加。

由于雷射直徑約小，雷射必須經(jīng)過較窄的陰影才能到達(dá)密集的部分，進(jìn)而引致區(qū)域掃描器速率較高。

線掃描器速率與雷射輸出功率密切相關(guān)，雷射輸出功率一般來說管制在幾百瓦，因?yàn)榭挛鞣逯禋鈮簳?huì)引致話機(jī)。這會(huì)造成過多的傾倒和塵土，進(jìn)而引致構(gòu)建過程不穩(wěn)定。

逆光和放大雷射都不能化解這些問題，因?yàn)楸Ａ袅丝挛骼咨渚€條。理想情況下，雷射線條的花紋和直徑約是可修正的，而不會(huì)增加精致的位勢成像設(shè)置的復(fù)雜性。

初步結(jié)果表明，環(huán)形和內(nèi)圍雷射（即中心具有一定氣壓的馬蹄形雷射）比較適合在熔化粉末狀內(nèi)造成均勻的橫向溫度分布。因此，理想的 L-PBF 雷射源將提供M04W雷射以造成精細(xì)特征，并提供一系列具有馬蹄形和內(nèi)圍的較大雷射以造成更大的特征。

/ 全纜線雷射醫(yī)美

能夠滿足上述所有要求的D特雷射醫(yī)美控制技術(shù)是 nLIGHT 的 Corona 纜線雷射器系列的基礎(chǔ)，其中包括稱為 AFX 的 L-PBF 優(yōu)化版本，比較大輸出輸出功率為 1.2 kW。

AFX 饋電纜線有一個(gè)M04W纖芯（14 μm 模場直徑約），周圍環(huán)繞著一個(gè)馬蹄形纖芯（40 μm 直徑約）；輸出雷射在M04W和馬蹄形纖芯之間的分配能加速且可重復(fù)地改變，這使得雷射線條能在真正的M04W（柯西）和 40 μm 環(huán)之間展開修正，其間具有各種花紋。相應(yīng)的雷射直徑約（二階矩，D4σ）范圍為 15 到 45 μm，引致雷射區(qū)域的靜態(tài)范圍約為 10 倍。所有 AFX 雷射花紋都能透過雷射通信接口展開電子控制，就

圖 :AFX 指數(shù)設(shè)置，其中高部圖像顯示了中央M04W核心和馬蹄形核心之間指定的輸出功率分配的近場空間分布。

依照3D自然科學(xué)谷《數(shù)倍提高3D列印質(zhì)量和產(chǎn)量，洞悉光強(qiáng)直徑約無級(jí)可調(diào)所重新定義的involves鍛造時(shí)代！》一文，透過雷射醫(yī)美，熔化軌道的幾何花紋發(fā)生了變化，溫度調(diào)節(jié)也發(fā)生了變化。在比較初的顯微鏡檢查結(jié)果中，顯示了不同的晶粒體積和不同的晶粒紋理。晶粒體積和織構(gòu)對(duì)于所3D列印的零部件的行為至關(guān)重要——例如影響到了零件的極限抗拉氣壓或極限應(yīng)變。

透過選擇特定的工藝技術(shù)參數(shù)和雷射線條來戰(zhàn)略性地控制晶粒生長，能微調(diào)由此造成的組件屬性——例如，能使組件的特定部分特別堅(jiān)硬或柔韌，而無需任何額外的后處理，使用復(fù)雜的曝光策略也能在單個(gè)組件內(nèi)改變屬性，這是基于纜線雷射器和偏移模塊的激雷射形成所提供的巨大好處。

這克服了此前基于粉末狀床的選區(qū)雷射熔化合金3D列印工藝技術(shù)（LPBF）應(yīng)用的關(guān)鍵工藝技術(shù)管制：例如熔池中缺乏均勻性和制造速率降低，使用M04W雷射器的傳統(tǒng) AM 工藝技術(shù)，可能會(huì)出現(xiàn)一系列缺陷，例如由于過熱而形成小孔、熔道深度不足、凝固熔體周圍的粉末狀剝落區(qū)。這些問題透過nLIGHT 電子電路 AFX-1000 纜線雷射器和 RAYLASE 帶變焦鏡頭軸的 AM MODULE NEXT GEN 偏移模塊的產(chǎn)品組合中將獲得有效化解。

使用 AFX-1000 纜線雷射器，由M04W中心和馬蹄形雷射組成的雷射源的氣壓分布能瞬間從典型的柯西線條切換到六種不同的馬蹄形線條，兩個(gè)重疊激雷射的不同輸出功率輸出造成極具吸引力的均勻能量輸入，同時(shí)避免傾倒和熱裂紋。

沒有變化。在到達(dá)標(biāo)準(zhǔn) QBH 兼容輸出連接器之前，雷射永遠(yuǎn)不會(huì)離開纜線列，進(jìn)而消除了任何污染或錯(cuò)位。AFX 為所有雷射（“索引”）設(shè)置提供出色的雷射質(zhì)量，M2 值介于 ~1 和 5 之間，進(jìn)而造成大的焦深。例如，放大 5 倍（L-PBF 工具的典型值）時(shí)，M04W設(shè)置（索引 0）的瑞利范圍（瑞利長度） (ZR) 為 3.4 毫米，比較大馬蹄形雷射（索引 6）增加到 8.1 毫米。此外，AFX 雷射在雷射腰的每一側(cè)都保持了相當(dāng)長的距離 (~1/2 ZR) 的花紋。因此，AFX 為所有索引設(shè)置提供了一個(gè)大的處理窗口。

/ 提高 L-PBF 速率和穩(wěn)定性

德GFraunhofer哈恩 IAPT及幾家電子設(shè)備廠商已經(jīng)證明并量化了 AFX全纜線雷射醫(yī)美在 L-PBF 提高制造力和零件質(zhì)量方面的優(yōu)勢。具體來說，AFX 顯著提高了 L-PBF 構(gòu)建速率（高達(dá) 7.8 倍），同時(shí)保持了出色的金屬材料質(zhì)量。這種無與倫比的優(yōu)勢組合源于 AFX 能夠JQ控制熱沉積到工件中的能力。

與標(biāo)準(zhǔn)M04W雷射相比，AFX 優(yōu)化的雷射線條顯著降低了熔池不穩(wěn)定性，增加了對(duì)金屬材料質(zhì)量和產(chǎn)量造成負(fù)面影響的塵土和傾倒物的造成。反過來，這種優(yōu)勢使雷射輸出功率、掃描器速率和 L-PBF 構(gòu)建速率能夠顯著提高。

3D自然科學(xué)谷了解到比較近的結(jié)果包括：

Aconity3D 表明，AFX 能將鈦合金的構(gòu)建速率提高 7.8 倍，從標(biāo)準(zhǔn)M04W纜線雷射器的 5.4 cm3/hr 到 AFX 的 42.1 cm3/hr。這一增加源于熔化體積增加了 4 倍，掃描器速率增加了近 2 倍，同時(shí)保持了出色的金屬材料質(zhì)量（>99.8% 密度）。

慕尼黑輕工業(yè)大學(xué) (TUM) 的研究表明，AFX 能同時(shí)提高不銹鋼

具體來說，試圖增加M04W柯西雷射的輸出功率會(huì)引致不希望的成球或鍵孔效應(yīng)，這管制了 L-PBF 的制造率。相比之下，指數(shù)設(shè)置為 4 – 6 的 AFX 輸出功率能在沒有此類工藝技術(shù)不穩(wěn)定性的情況下增加，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更高的構(gòu)建速率。

Fraunhofer IAPT 的粉末狀床合金小組顯示，鋁合金 (AlSi10Mg) 的構(gòu)建速率提高了 3 倍，具有出色的金屬材料質(zhì)量（>99.9% 密度），同時(shí)提供了寬大的工藝技術(shù)窗口。透過進(jìn)一步優(yōu)化，預(yù)計(jì)制造率會(huì)進(jìn)一步提高。

圖: 熔池中的溫度分布和重新凝固金屬材料的花紋很大程度上取決于雷射氣壓分布?？挛骼咨浜推礁呃咨涠家轮行膬?nèi)過熱，引致軌道橫截面欠佳。相比之下，馬蹄形線條會(huì)造成平坦的溫度分布，進(jìn)而造成寬而平坦的軌道橫截面 (a)。AFX 馬蹄形雷射結(jié)合了高掃描器速率和較大的艙口間距，與柯西雷射相比具有更高的制造率。工藝技術(shù)窗口明顯更大，且不降低零件密度。

Fraunhofer ILT 德G德累斯頓Fraunhofer哈恩雷射研究院雷射粉末狀床熔化研究

使用 AFX 提高的構(gòu)建速率直接引致列印部件的總體成本大幅降低，對(duì)于典型的鋼制involves鍛造部件，成本降低了 60%。

/ 金屬材料特性的JY部控制

除了制造力和成本優(yōu)勢之外，AFX 還透過控制JY部微觀結(jié)構(gòu)和金屬材料特性為 L-PBF 鍛造開辟了一個(gè)新維度。

依照3D自然科學(xué)谷《航空航天鍛造業(yè)常見的3D列印合金特性、研磨特點(diǎn)及研磨考驗(yàn)》一文，involves鍛造能創(chuàng)建定制的雙合金和多合金合金。能在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中離散地添加金屬材料以優(yōu)化熱或結(jié)構(gòu)特性。能鍛造結(jié)構(gòu)護(hù)TA-O、法蘭、凸TA-I或其他特征的產(chǎn)品，以優(yōu)化整個(gè)子系統(tǒng)的重量。這些能包括離散合金過渡或功能梯度金屬材料 (FGM)。

無疑，AFX讓合金的鍛造更加自由！

合金involves鍛造金屬材料? 3D自然科學(xué)谷綠皮書

AFX D特的模式配置文件可控制熔池內(nèi)的熱梯度和凝固動(dòng)力學(xué)，已發(fā)現(xiàn)這決定了金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)，提供了全捷伊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可能性。由于 AFX 雷射花紋能即時(shí)更改，因此能JY部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)微結(jié)構(gòu)，進(jìn)而在整個(gè)零件中賦予捷伊功能和優(yōu)化的特性：

逆光柯西（M04W）雷射展開了比較。發(fā)現(xiàn) AFX 馬蹄形雷射能提高屈服氣壓和屈服伸長率。這些關(guān)鍵金屬材料屬性一般來說是反相關(guān)的，需要展開權(quán)衡，但 AFX 已將它們解耦。這種能力提供了新組件功能和性能的潛力，特別是單個(gè)零件內(nèi)的可變金屬材料特性。

向和織構(gòu)，進(jìn)而決定金屬材料特性。透過對(duì)晶粒生長的這種戰(zhàn)略控制，能微調(diào)由此造成的組件特性。例如，能使組件的這類部分特別堅(jiān)硬或柔韌，而無需任何額外的后處理。使用復(fù)雜的暴光策略，也能在單個(gè)組件內(nèi)改變屬性。

involves鍛造控制技術(shù)用于合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化? 3D自然科學(xué)谷綠皮書

/ 突破L-PBF 的現(xiàn)階段極限

AFX 纜線雷射器可顯著提高多種不同合金和合金的 L-PBF 制造率，從根本上改變 L-PBF 鍛造零件的經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵促成因素是針對(duì) L-PBF 優(yōu)化的雷射花紋，包括真正的M04W（14 毫米柯西）、緊湊型環(huán)（40 毫米直徑約）以及介于兩者之間的多種不同花紋，所有這些都具有出色的雷射質(zhì)量。雷射線條可直接從饋電纜線加速調(diào)諧，無需自由空間成像器件或其他降低性能、影響穩(wěn)定性（可靠性）的組件。AFX 纜線雷射器的輸出功率高達(dá) 1.2 kW，并且該控制技術(shù)可擴(kuò)展到更高的輸出功率和其他雷射花紋。

雖然此處展示的結(jié)果是在 AFX 單雷射器設(shè)置中實(shí)現(xiàn)的，但其優(yōu)勢也適用于多雷射器配置（例如，雙雷射、四雷射、八雷射等）。這種方法能將比較捷伊多雷射 L-PBF 機(jī)器的制造率提高到更高的記錄。

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AFX 正在實(shí)現(xiàn)新一代的高制造率 L-PBF選區(qū)激光熔化合金3D列印工藝技術(shù)，為 L-PBF 成為批量制造的合金involves鍛造控制技術(shù)鋪平了道路。此外，AFX 控制JY部微觀結(jié)構(gòu)和金屬材料特性的D特能力提供了鍛造具有以前鍛造控制技術(shù)無法達(dá)到的金屬材料特性、功能和性能的零件的潛力。

下一代3D打印設(shè)備高達(dá) 7.8 倍效率提升，洞悉光束整形的應(yīng)用技術(shù)邏輯3d打印技術(shù)的技術(shù)瓶頸及未來挑戰(zhàn)催化燃燒設(shè)備質(zhì)量特性生產(chǎn)廠家，型號(hào)齊全，價(jià)格合理，批發(fā)定做，圖片說明。