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自SLM Solutions正式發(fā)布其下一代12激光金屬3D打印機之后， Additive Industries以及3D Systems隨即也公布了多激光金屬3D打印機的研發(fā)進程。而多激光的概念早就超越了我們的傳統(tǒng)認知，向著5激光、8激光甚至更多數(shù)量發(fā)展。到目前為止，從事該技術開發(fā)的企業(yè)和機構明確的已有五家。本期，我們一一介紹他們的技術亮點，并在最后對比國內(nèi)玩家當前金屬3D打印機發(fā)展關注的重點。

Fraunhofer——5振鏡、可擴展的下一代

弗勞恩霍夫基于粉末床的金屬3D打印技術新型加工解決方案是其FutureAM項目的一部分。該項目于2017年11月推出，旨在將金屬部件的增材制造加速至少10倍，重點呈現(xiàn)從訂單到完成金屬3D打印組件的數(shù)字和物理增值的整體視圖，目標是向增材制造的新一代技術邁進。該項目截至本月結束，所有課題均取得了技術上的飛躍。

Fraunhofer多激光系統(tǒng)打印過程

基于此所開發(fā)的原型機集成了五個激光掃描系統(tǒng)，其最大制造尺寸為1 m x 0.8 m x 0.5 m。為了提高系統(tǒng)的生產(chǎn)率，F(xiàn)raunhofer采用了掃描振鏡和線性軸系統(tǒng)的同步運動（也即光學系統(tǒng)可移動），這便為打印尺寸的可擴展提供了可能。這也是與其他品牌的產(chǎn)品相比最大的亮點，從此，基于SLM工藝的金屬3D打印技術的成型尺寸可能不再受限制。

Fraunhofer 多激光3D打印的下一代勞斯

SLM Solutions——12激光、雙向鋪粉、大層厚燒結工藝的搭配

SLM Solutions 12激光設備的上市對于整個制造業(yè)尤其是金屬增材制造行業(yè)來說無異于一場技術革命，具有里程碑式的意義，它必將引起一系列的追趕浪潮。配備12臺1千瓦的激光器和0.6 x0.6 x0.6 mm的成型艙室，新設備比SLM 280單激光設備快了20倍；同時使用光學變焦等創(chuàng)新技術、全新優(yōu)化的風場艙室設計以及成熟的燒結多孔風墻專利技術，使其能夠達到最佳的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。

SLM Solutions 12激光設備介紹

除了激光數(shù)量的增加，該設備同時配備雙向鋪粉和大層厚燒結工藝，三者的配合無疑會帶來一場關于打印速度的革命，使打印速率提高到1000ml/h及以上成為現(xiàn)實。

為了便于將新設備集成到工廠和供應鏈中，SLM Solutions還將自動成型缸替換、自動打印開啟以及外部預熱站和外部除粉站等自動化功能集成其中，在提高生產(chǎn)效率和降低人的參與的同時，使其更加滿足工業(yè)自動化的發(fā)展要求。

新設備打印的大尺寸IN718中框組件，φ56

Velo 3D——8激光、一鍵式校準、可質(zhì)量追蹤的無支撐SLM解決方案

Velo 3D是業(yè)內(nèi)第一家推出商業(yè)多激光金屬3D打印機的企業(yè)，這家公司能夠像往常一樣備受關注，仍然是其解決了該技術所固有的多個痛點。配備8臺1KW的激光器，成型尺寸保持了一貫的光學設計、重復涂鋪技術、氣流技術和計量系統(tǒng)等體系結構，F(xiàn)low預處理和Assure質(zhì)量控制軟件也集成在內(nèi)。

Velo3D Sapphire XC 3D打印機

Velo 3D最亮眼的技術除了無支撐外，還包括預檢和自動校準功能，系統(tǒng)在設備打印前會對光斑、激光疊加精度、窗口鏡、傳感器等進行預檢和自動校準，在打印過程中也會時刻跟蹤每一層的關鍵參數(shù)，如粉末平整度、熔池數(shù)據(jù)等是否符合規(guī)格。這些措施相比其他品牌極大保證了制造的安全度，同時降低了操作人員對設備調(diào)試能力的要求；其質(zhì)量追蹤系統(tǒng)可以逐層提取和跟蹤數(shù)據(jù)，監(jiān)視構建過程的任何缺陷，確保生產(chǎn)質(zhì)量，并最終提供詳細的構建報告。

Sapphire XC配備Velo3D集成化的解決方

Velo 3D要解決的是一切在生產(chǎn)中遇到的設備操作、打印失敗、后處理以及后檢測的難點，讓金屬3D打印更方便、更進一步、更低成本的落地應用。

3D Systems——受美軍方委托開發(fā)世界上最大、最快、最精確的金屬3D打印機

如標題所示，3D Systems在美國陸軍研究實驗室（ARL）作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部處獲得了1500萬美元的機器開發(fā)合同，所設計的金屬3D打印系統(tǒng)配備9臺激光器，成型尺寸達到1m x 1m x 0.6 m。美軍方希望將其用于滿足武裝部隊的彈藥、地面車輛、直升機和導彈防御需求。

3D Systems大型設備的關鍵器件源于其成

上月，新系統(tǒng)的第一份測試打印已經(jīng)完成。該機器的光學系統(tǒng)能夠為九臺激光器中的每一臺提供單獨的熔池監(jiān)控系統(tǒng)，從而改善零件質(zhì)量控制。由于采用了幾乎相同的光學系統(tǒng)，新機器能夠利用公司現(xiàn)有的材料工藝庫。3D Systems還將六臺高對比度單鏡頭反光（SLR）攝像機集成到機器的構建室內(nèi)，從而可以進行現(xiàn)場監(jiān)控。除了粉末床圖像外，該系統(tǒng)的固件還可以捕獲傳感器數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)和熔池數(shù)據(jù)，并將所有數(shù)據(jù)整理到SQL數(shù)據(jù)庫中，以待全面了解零件質(zhì)量。

3D systems DMP Inspection自動執(zhí)行數(shù)

與傳統(tǒng)的PBF技術不同，新設備采用了選擇性粉末沉積工藝，僅通過在需要的地方沉積材料，因此可以減少在打印非常大尺寸零件時所需要的金屬粉末的用量。與其他品牌的不同之處還包括，新設備使用真空構建室，氧氣含量可保持在25ppm以下，氬氣的消耗大約相當于其他類型金屬3D打印機的十分之一，從而使零件具有較高的化學純度，顯著降低機器運行期間氬氣的總購買成本，并通過提高粉末的可重復使用性來節(jié)省總成本。

Additive Industries明年推出10激光金屬3D打印機

Additive Industries雖被我們提及不多，但它的實力不容小覷。這家荷蘭3D打印機制造商在2015年就推出了大型設備，并在汽車和航空航天獲得應用。

近日，該公司公布了其在研產(chǎn)品的研究進展，新型metalFAB-600配備10臺1kW激光器，建造尺寸為0.6 m x 0.6 m x 1 m，打印速度可以達到1000ml/h。新打印機還將實現(xiàn)關鍵生產(chǎn)流程的自動化，如粉末處理、激光對準和校準，以最大程度地提高機器產(chǎn)能。

Additive Industries上一代metalFAB1

metalFAB-600將于2021年底正式推出，主要面向傳統(tǒng)的鑄造和機械加工行業(yè)。

END

從五家企業(yè)/機構推出的新一代金屬粉末床激光熔融設備來看，成型尺寸多聚焦在600mm左右，相比此前多流行的400mm，可謂上升一代。此外，新一代的叫法，還體現(xiàn)在激光數(shù)量的增加。從單激光、雙激光、四激光，如今的產(chǎn)品突破了人們對金屬3D打印機（SLM）設計極限和制造極限的認知。

相比于國外玩家把研發(fā)重點放在增加激光數(shù)量、提高效率上，國內(nèi)廠商則更多傾向把設備做大，通過增加激光數(shù)量來提高制造效率還并未成為國內(nèi)玩家的關注焦點，依賴質(zhì)量追蹤手段來擺脫技術落地應用痛點的努力也稍顯不足。

在粉末床激光熔融系統(tǒng)中，大型組件的質(zhì)量保證至關重要，任何制造失敗都會造成嚴重的經(jīng)濟損失，而集成化的解決方案已經(jīng)證明可以生產(chǎn)出更高產(chǎn)量的高質(zhì)量零件。在此之后的很長一段時間內(nèi)，國內(nèi)可能還會繼續(xù)追趕國外同類技術。