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    一些研究已经经明确证实，光束整形可以提高激光粉末床熔融（LPBF）增材制造工艺的效率及出产率。

近来，德国弗劳恩霍夫激光技能研究所（Fraunhofer ILT）及德国亚琛工业年夜学正于配合努力，为优化LPBF增材制造工艺创立一种进步前辈的测试体系，让他们可以或许矫捷地研究功率高达2kW的繁杂激光束漫衍，这一立异可用在为工业互助伙伴定制解决方案。该平台旨于将LPBF工艺更高效、更稳健地集成到工业出产中，以满意不停增加的运用需求。

高斯光束的错误谬误

今朝，于很多LPBF工艺中凡是利用约莫300~400W的激光功率。当前利用的尺度高斯光束显示出了较着的错误谬误：功率高度集中于光束中央，这会致使局部过热及不但愿的质料蒸发以和工艺不不变，这些城市因飞溅及孔隙而侵害组件的加工质量。这些问题极年夜地限定了LPBF工艺的可扩大性，这象征着LPBF体系中可用的激光功率（凡是高达1kW）没法合用在年夜大都质料。

Fraunhofer ILT激光粉末床熔融部的博士生Marvin Kippels说： 可以并行利用多台激光器及光学体系来加速LPBF的工艺历程，可是整个体系的整体成本也会响应地成比例增高。 别的，于现实运用中这些体系其实不老是可以或许匀称利用，这象征着出产率的提高不克不及与功率的增长成比例。是以，一种有远景的要领是提高单束工艺的出产率，而且这类要领也能够转移到多光束体系。

光束整形带来新的可能性

先前的研究注解，纵然是矩形、环形或者两种高斯漫衍组合的简朴光束外形，都能对于加工质量及加工速率孕育发生踊跃成果。可是因为缺少须要的体系技能，到今朝为止，更繁杂的光束外形的潜力于很年夜水平上还没有获得摸索。此刻Fraunhofer ILT的研究职员已经经最先睁开周全研究，环境正于发生转变。

Kippels注释说： 因为LPBF工艺的动力学特征，于加工历程中，激光束及质料之间的彼此作用很是繁杂，模仿仿真只能提供现实熔池举动的唆使。 Kippels今朝正于成立一种利用LCoS-SLM（硅基液晶-空间光调制器）的新型体系，这将使研究职员可以或许研究LPBF工艺历程中的险些任何光束轮廓。

该立异体系的激光功率高达2kW，是于LPBF工艺中以高功率程度测试新光束外形的平台，这使患上可以为单一LPBF使命确定适合的体系技能。Kippels注释说： 咱们可以有针对于性地优化LPBF工艺。 他尤其提到了削减质料蒸发、削减飞溅形成、削减熔池动态、光滑熔道外貌以和经由过程调解熔道几何外形来提高工艺效率。

矫捷的光束轮廓满意特定要求

今朝，体系技能凡是可以或许出产特定的光束外形，如环形或者顶帽形。然而，这些光束外形的选择其实不是基在对于潜于历程机制的深切理解。只有从底子上理解工艺历程，才能于研究中详细确定哪些调解可以实现既定方针，例如某个融化轨迹外形。

这象征着必需为运用开发及优化光束外形，抱负环境下可以于公司实行，而不需要LCoS-SLM技能。患上益在Fraunhofer ILT这个立异的研究平台，其工业客户及项目互助伙伴，已经经可以从研究激光束东西的史无前例的矫捷性中受益。

Marvin Kippels先容说： 咱们仍旧处在起步阶段，但咱们已经经看到了光束整形可以为LPBF工艺提供的巨年夜潜力。没有一种完善的光束外形；每一种运用都有本身的要求。因为矫捷的光束整形，咱们可以为每一个历程找到抱负的光束漫衍，为所会商的使命找到最好的工艺参数。

图1：Marvin Kippels是Fraunhofer ILT激光粉末床熔融部的博士生，今朝正于构建一个矫捷的LPBF体系，该体系利用空间光调制器（SLM）天生定制的光束轮廓。（图片来历：Fraunhofer ILT）

图2：于今朝正于构建的体系中（上图），LCoS-SLM可以经由过程选择性地弯曲激光束的相位前沿，于LPBF历程中天生险些任何光束轮廓（下图）。（图片来历：Fraunhofer ILT）

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