多激光束3D打印系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

多光束激光3D打印系統(tǒng)，是區(qū)別于單激光SLM及SLS打印機的新型粉末床激光成型設(shè)備，是金屬及高分子粉末材料面向高效率,、大尺寸及批量制造的新一代成型工藝，是粉末床激光成型工藝發(fā)展的新趨勢。我們來了解多激光束加工的發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn),。

圖片：EOS M400 四激光束系統(tǒng)

擴展打印尺寸、大型零件一體成型
多激光打印系統(tǒng)的定位在于打破當前3D打印技術(shù)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品尺寸的限制,。當前,，多光束包括雙光束、三光束及四光束,，雙光束如華曙新發(fā)布的HT1001P大尺寸尼龍機,、FS421M金屬機以及SLM Solution SLM280,，四光束如EOS M400、SLM Solution SLM 500,、鉑力特BLT-S500,。

例如，華曙HT1001P打印尺寸達到1000×500×450mm,，可實現(xiàn)大型產(chǎn)品的一體化成型和小型產(chǎn)品的批量化生產(chǎn),。

華曙HT1001P的超大成型缸

效率極大提升
通俗來講，四激光系統(tǒng)代表著可以同時打印四個零件,，與單激光系統(tǒng)相比,，大大減少了打印前期的多次準備時間，雖然其鋪粉的行程長,、打印零件多,，但四激光同時打印造成的單層花費時間卻并未延長。

SLM 500四激光束系統(tǒng)

EOS M400配備了四臺400W的激光器,，每臺激光器負責250×250mm的構(gòu)建區(qū)域（有50mm重疊）,，可同時制造4個部件，成型尺寸為400×400×400mm,，比單激光系統(tǒng)生產(chǎn)效率提升四倍,。而SLM Solutions的SLM 500的成型尺寸達500×280×365mm，相比于其雙激光系統(tǒng)的SLM280,，加工效率提升近90%,。

M400四激光分區(qū)3D打印

SLM 500大型零件四激光一體成型

提升產(chǎn)能效益
由于成型空間的增大，意味著一臺設(shè)備可以一次完成多臺設(shè)備的加工任務(wù),，這對于大型制造商來說可以減少設(shè)備的購入數(shù)量,、降低設(shè)備成本、人員維護成本以及設(shè)備使用空間成本等,。

1臺M400≈4臺M290

1臺SLM 500≈4臺SLM 125≈2臺SLM280

挑戰(zhàn)
多激光系統(tǒng)不僅意味著可以將零件做大,、實現(xiàn)批量制造，里面涉及的技術(shù)挑戰(zhàn)也有很多,。

挑戰(zhàn)1. 四激光打印機要求設(shè)備配備四套光學系統(tǒng),，四臺激光器、振鏡系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行是否順暢,、能否保證光束和功率的穩(wěn)定性,，零部件能否實現(xiàn)完美無縫拼接；

挑戰(zhàn)2. 四激光同時運行也意味著可能會出現(xiàn)更多的打印問題,，熱場是否均勻,，一個零件出現(xiàn)損壞如何避免影響到其他零件的打印,；

挑戰(zhàn)3.四個零件能否具有同樣的性能,，能否實現(xiàn)對不同零件采用不同的控制策略,；

挑戰(zhàn)4.由于成型空間的增大，打印過程中的煙塵勢必更加難以去除,，打印機能否實現(xiàn)一致的過程氣體管理,。

加工中的煙塵問題

挑戰(zhàn)5. 能否實現(xiàn)對粉末床、各種參數(shù)的實時檢測,，并能做出反饋,。

小結(jié)
當前，設(shè)備商或者說大客戶不再滿足于小批量制造,，擴展打印尺寸,、提高打印效率、進一步降低設(shè)備購入成本,、提高整體收益,，是大型制造商努力追求的目標。

多光束已經(jīng)成為粉末床激光成型工藝的新潮流,，一要做大型零件,，二要實現(xiàn)批量制造。多激光束新型設(shè)備的研發(fā)無不成為設(shè)備商競相追逐的焦點,。為了配合效率的提高,，無論尼龍機還是金屬打印機，實現(xiàn)內(nèi)部換缸,、自動密閉篩送粉的無間斷生產(chǎn)也將作為新的技術(shù)形式予以體現(xiàn),。在多激光束趨勢發(fā)展背后，廣泛的監(jiān)控功能,、控制功能以及可靠的打印工藝是確保高流程穩(wěn)定性和零件質(zhì)量的關(guān)鍵,。

來源：3D打印技術(shù)參考，3D科學谷局部調(diào)整