NLIGHT 新型 2kW 激光器的功率是金属 3D 打印的两倍，速度是金属 3D 打印的三倍 – 3D打印行业资讯网

美国nLIGHT公司（纳斯达克股票代码：LASR）最近宣布推出 Corona AFX-2000 激光器，这是一款两千瓦动态波束形成系统，旨在突破金属添加剂激光粉末床焊接 (LPBF) 的性能极限。生产（上午）。 AFX-2000 将于 Formnext 2024 上正式推出，代表了激光技术的重大进步，特别是在需要精度和速度的高性能应用中。

AFX-2000 以 nLIGHT 在高功率半导体和光纤激光器方面的专业知识为基础，提供一套波束形成功能，可解决与 LPBF 工艺相关的许多挑战。虽然 3D 打印中的波束成形商业化程度有限，但 nLIGHT 通过一系列原始设备制造商 (OEM) 合作伙伴关系以及最近政府推动国内制造的努力，迅速改变了这一状况。为了了解更多信息，我们采访了 nLIGHT 首席技术官 Rob Martinsen 和增材制造市场开发经理 Alex Kingsbury。

改进熔池以提高稳定性和速度

光束整形的常用方法是操纵光学器件，这种方法受到机械运动所需时间的限制，因此对于商业过程来说通用性不够。 AFX-2000 的关键技术进步之一是它能够在光束轮廓之间快速切换。这种多功能性使 AFX-2000 成为在大批量生产中实现精度和效率的宝贵工具。

正如马丁森所说，“这些激光器中的动态光束整形技术可以实现优化的轮廓切换性能，非常适合精细尺度特征和轮廓曝光，以及使用环形光束轮廓的极快和高度可重复的构建速度。”

传统的单模高斯激光器会产生强烈的热点并导致飞溅和烟灰，与此不同，nLIGHT 提供的环形光束轮廓可创建更稳定、分布更均匀的熔池。这项创新对于铝和铜等材料至关重要，这些材料受益于 AFX-2000 等系统提供的一致、高亮度处理。

正如 Kingsbury 告诉 3D打印行业资讯网 的那样，“使用环形光束轮廓的好处之一是能够创建平坦且均匀的熔池，减少导致材料蒸发和飞溅的局部过热。”通过防止这些问题，AFX-2000 减少了元素不平衡和烟灰，从而产生更清洁、更一致的零件。

AFX-2000 增加的功率输出与环梁提供的稳定性相结合，意味着用户可以实现更快的装配速度和更高的零件体积。马丁森表示：“与传统的一千瓦激光器相比，两千瓦的功率使我们的装配速度提高了三倍。”他强调了这种激光器可以在航空航天和汽车等领域的大批量应用中带来的生产力提升。

这在增材制造领域尤其重要，增材制造领域越来越以配备多个激光器的大型机器为特征。如果系统可以使用单个 2kW 激光实现与其他更昂贵的多激光打印机相同的打印速度，那么客户就更有理由购买配备 AFX-2000 的系统。当使用配备多个 nLIGHT 激光器的打印机时，这一点变得更加重要。

Modulus 平台：简化多激光器集成

AFX-2000 作为 nLIGHT Modulus 平台的一部分提供，该平台是一个多激光器子系统，旨在简化与高性能 LPBF 机器的集成。正如马丁森指出的那样，“这个新的激光平台极大地简化了多激光器系统中多个激光器的集成、控制和维护。”

Modulus 平台特别设计用于更好地控制单个系统中的多个激光器。考虑到这一点，我们可以想象，新一代 PBF 多激光打印机将利用 nLIGHT 实现更高的生产率，从而提高吞吐量，从而提高减震水平。换句话说，从长远来看，nLIGHT 可以让金属 3D 打印机变得更便宜，无论它们有多少个激光器。

Martinsen 和 Kingsbury 强调 nLIGHT 的集成方法不仅仅是提供激光器；该公司与 OEM 合作伙伴密切合作，确保激光器针对每个特定应用进行优化。 “我们不是打印机供应商，这是故意的。我们致力于通过与原始设备制造商密切合作，将我们的激光器集成到他们的系统中，为打印机提供尖端的激光技术。”Kingsbury 解释道。

波束成形作为增材制造的商业解决方案

虽然波束成形技术并不新鲜，但 nLIGHT 表示 AFX 系列（还包括 AFX-1000 和 AFX-1500）标志着动态波束成形在金属 3D 打印中的第一个商业可行应用。 Kingsbury 表示：“波束成形尚未在增材制造中得到适当的商业化。”他补充说，AFX-2000 在高斯、平顶和环形模式之间快速切换的能力使其在灵活性方面具有明显的优势。

这些配置文件中的每一个都为 LPBF 工艺提供了独特的优势。例如，高斯光束非常适合打印精细细节和平滑轮廓，而环形光束则可以实现更快的材料沉积以及创建更深、更稳定的熔池。采用 nLIGHT 光纤内波束形成技术，操作员可以动态调整光束轮廓以满足特定的设计和材料要求，使 AFX-2000 成为原型设计和生产的多功能工具。

为新材料和应用铺平道路

AFX-2000 增强的稳定性和功率也为处理以前难以打印的材料提供了可能性。虽然细节仍处于保密状态（其中许多细节将在 Formnext 2024 上讨论），但马丁森暗示将与原始设备制造商持续合作，探索新材料，特别是那些容易破裂或失去功能的材料。 Kingsbury 指出，使用 AFX-2000 生产稳定熔池的能力可以释放用于模具、铸件和固定装置的高性能合金的潜力。

“控制熔池中热量分布的能力使我们能够研究传统上因裂纹或偏析问题而无法承受 LPBF 工艺的材料，”Kingsbury 解释道。 AFX-2000 具有更广泛的材料范围，可以对需要耐用、高质量金属零件的行业（例如汽车和工业模具）产生变革性影响。

为回流市场的增长做好准备

AFX-2000 的推出恰逢重建先进制造能力以满足美国国防部和其他关键部门的需求的日益增长的趋势。马丁森和金斯伯里都强调了与《CHIPS 法案》等美国政府举措保持一致以支持国内制造业的重要性。 Martinsen 表示，“nLIGHT 的增材业务增长受到“美国制造”计划的显着影响，特别是在国防部内。”

这种合作在国防、航空航天和汽车市场尤其重要，这些市场的零件成本和生产效率至关重要。通过提高生产率和减少材料浪费来降低零件成本，nLIGHT 的 AFX-2000 有望在恢复美国尖端制造能力和满足依赖高性能金属零件的行业的苛刻需求方面发挥重要作用。

对于那些参加 Formnext 的人来说，nLIGHT 的一系列为期多天的“由光束整形提供支持”研讨会将让他们更深入地了解 AFX-2000 如何开辟新的用例并扩展多个领域的材料功能。研讨会将邀请来自 EOS、DMG MORI USA 和 Nikon SLM Solutions 等领先 OEM 的演讲者，他们将分享使用 nLIGHT 波束成形技术的第一手经验。