2024年11月，南极熊获悉，总部位于美国的 nLIGHT 宣布推出其 Corona AFX-2000 激光器，这是一款功率达 2KW 的动态光束整形系统，旨在突破金属增材制造 (AM) 中激光粉末床熔合 (LPBF) 的生产效率界限。AFX-2000 将在 Formnext 2024 上正式亮相，代表了激光技术的重大进步，特别是在需要高精度和高速度的高生产率应用中。
动态光束整形技术
AFX-2000 基于 nLIGHT 在高功率半导体和光纤激光器方面的深厚专业知识，提供了一系列先进的光束整形功能，能够解决 LPBF 工艺中的多种挑战。尽管光束整形在 3D 打印中的商业化应用相对较少，但 nLIGHT 通过与原始设备制造商 (OEM) 的紧密合作和政府对美国国内生产的推动，迅速改变了这一现状。
传统的光束整形方法通常依赖于机械运动，这限制了其在商业生产中的灵活性。AFX-2000 的关键技术进步在于其能够快速切换光束轮廓。这种灵活性使 AFX-2000 成为实现高精度和大批量生产效率的宝贵工具。
nLIGHT 的首席技术官 Rob Martinsen 表示：“这些激光器中的动态光束整形技术可以在适合精细特征和轮廓曝光的高斯光束与使用环形光束轮廓的高速、高重复性构建之间进行优化切换。”
环形光束轮廓的优势
与传统的单模高斯激光器相比，nLIGHT 的环形光束轮廓可以产生更稳定、分布更均匀的熔池。传统的单模高斯激光器会产生强烈的热点，导致飞溅和烟尘的产生。这一创新特别适用于铝和铜等材料，这些材料受益于 AFX-2000 系统提供的稳定、高亮度加工。
nLIGHT 的增材制造市场开发经理 Alex Kingsbury 解释说：“使用环形光束轮廓的一个主要好处是它能够创建平坦均匀的熔池，从而减少导致材料蒸发和飞溅的局部过热。通过解决这些问题，AFX-2000 减少了元素不平衡和烟尘的数量，从而生成更清洁、更一致的部件。“
提高生产效率和零件质量
AFX-2000 的功率输出增加，加上环形光束提供的稳定性，使得用户能够实现更高的构建速度和更大的零件体积。Martinsen 指出：“两千瓦的能力使我们能够将构建速度提高三倍，这是传统一千瓦激光器的三倍。这种提升对于航空航天和汽车制造等领域的大批量应用尤为重要。”
在多激光器 AM 系统日益普及的背景下，AFX-2000 的高效性能尤为突出。如果一个系统能够使用一台 2kW 激光器实现与其他更昂贵的多激光器打印机相同的构建速度，客户将有更强的理由选择配备 AFX-2000 的系统。特别是对于包含多个 nLIGHT 激光器的打印机，这一点更为重要。
Modulus 平台：简化多激光器集成
AFX-2000 是 nLIGHT Modulus 平台的一部分，该平台是一个多激光子系统，旨在简化高生产率 LPBF 机器的集成。Martinsen 指出：“这个新的激光平台使多激光系统的多台激光器的集成、控制和维护变得非常容易。”
Modulus 平台旨在更好地管理单个系统中的多个激光器，从而提高新一代多激光器 PBF 打印机的生产率，增加吞吐量，提高摊销率。从长远来看，无论金属 3D 打印机配备多少个激光器，nLIGHT 都可能使其成本更低。
nLIGHT 的集成方法不仅限于提供激光器；公司还与 OEM 合作伙伴密切合作，确保激光器针对每种特定应用进行优化。Kingsbury 解释说：“我们不是打印机的提供商，这是有意为之。我们专注于为打印机提供先进的激光技术，与 OEM 密切合作，将我们的激光器集成到他们的系统中。”
商业化应用与新材料
虽然光束整形技术并不新鲜，但 nLIGHT 的 AFX 系列（包括 AFX-1000 和 AFX-1500）标志着动态光束整形在金属 3D 打印中的首次商业化应用。Kingsbury 表示：“到目前为止，光束整形尚未在增材制造中得到充分商业化应用，AFX-2000 能够在高斯、平顶和环形模式之间快速切换，这使其在灵活性方面具有明显优势。”
这些光束轮廓为 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和更深、更稳定的熔池。借助 nLIGHT 的光纤内光束整形技术，操作员可以动态调整光束轮廓以适应特定的设计和材料要求，从而使 AFX-2000 成为原型设计和生产的多功能工具。
开拓新材料和应用
AFX-2000 增强的稳定性和功率也为处理以前难以打印的材料打开了大门。虽然具体细节将在 Formnext 2024 上公布，但 Martinsen 暗示正在与 OEM 合作探索新材料，特别是那些容易开裂或元素损失的材料。Kingsbury 指出：“能够控制熔池中的热量分布使我们能够考虑传统上由于开裂或偏析问题而无法承受 LPBF 工艺的材料。”通过启用更广泛的材料，AFX-2000 可能会对需要坚固、高质量金属零件的行业（如汽车和工业工具）产生变革性影响。
AFX-2000 的推出正值美国国防部和其他关键部门将先进制造能力回流的趋势日益增长。Martinsen 和 Kingsbury 强调了与美国政府的《CHIPS 法案》等举措保持一致以支持国内制造业的重要性。Martinsen 表示：“‘美国制造’计划对 nLIGHT 的增材制造业务增长产生了重大影响，尤其是在国防部。”
这种合作对于美国国防、航空航天和汽车市场尤其重要，这些市场对零件单价和制造效率的要求非常高。通过提高生产率和减少材料浪费来降低零件单价，nLIGHT 的 AFX-2000 有望在美国先进制造能力回流和满足依赖高性能金属零件的行业的严格要求方面发挥重要作用。
关于nLIGHT
nLIGHT是一家总部位于美国的高科技公司，专注于设计和制造高性能激光器和光子解决方案。公司成立于2002年，总部设在华盛顿州温哥华市，并在全球范围内设有多个办事处和研发中心。nLIGHT 致力于为工业、医疗、科研和国防等多个领域提供先进的激光技术和解决方案。
|
京公网安备11010802043351