Equispheres 和 Aconity3D 的构建速率比金属增材制造行业标准高出近 9 倍，特别是铝粉和激光粉末床熔融。
在之前关于生产速度增加两倍的报道的基础上，两家公司之间的合作更深入地挖掘了其设备和材料技术的潜力。利用 Aconity3D 的打印设备以及激光束整形和 Equispheres 的 NExP-1 AM 粉末，他们实现了超过 430 厘米的生产速度3/hr 为单个激光器。
“NExP-1粉末对于实现这些非凡的速度至关重要，”Aconity3D的Martin Buscher解释道。“它具有卓越的性能，使其成为高速工作的理想选择。粉末特性可实现最佳的熔化性能，这是以如此非凡的速度使用高功率激光实现一致打印所必需的。
光束整形和专用粉末可提高激光粉末床熔融的生产率
激光束整形因其加快加工速度的潜力而在增材制造中引起了人们的关注。这种技术用于激光粉末床熔融，改变了能量与粉末床的相互作用方式，影响了功率密度和热梯度。为了追求光束整形的潜力，合作者选择了NExP-1，这是一种AlSi10Mg粉末，以其稳定的熔化行为和精确的印刷过程控制而闻名，确保了可靠和可复制的熔化性能。
Equispheres独特的制造工艺生产NExP-1，被公认为顶级粉末。为此，AconityMIDI+ 进行了修改，采用了配备光束整形功能的 IPG YLR 3000/1000-AM，最大功率为 3 kW。选择异形光束，而不是放大的高斯光束，可以减少过热，并减少高生产率加工过程中飞溅物的形成。Aconity3D的模块化打印系统提供了灵活性，为增材制造需求提供了量身定制的解决方案。
“Aconity3D的打印技术和团队的专业知识对这个项目的成功至关重要。我们正在使用极高功率的激光器，测试增材制造工艺参数远远超出以前的能力。有必要拥有Aconity3D打印机的精确控制和监控功能，“Equispheres产品与战略副总裁Evan Butler-Jones说。“由此产生的制造速度大大超过了目前铝增材制造的生产速度。”
Aconity3D 和 Equispheres 在 Formnext 2023 上展示了他们关于提高铝 L-PBF 生产率的发现。讨论深入探讨了通过将工程梁型材与专用粉末集成而实现的生产力影响。
不断发展的波束整形技术
3D打印行业采访了Philipp Kohlwes，了解Fraunhofer IAPT的光束整形研究，该研究旨在提高金属3D打印的稳定性和生产率。在Kohlwes的领导下，该研究所探索了包括调整激光轮廓在内的技术，以优化LPBF中的熔池能量输入。传统的高斯激光分布会导致能量分布不均匀，导致汽化问题并影响工艺稳定性。光束整形是必不可少的，因为它可以调整激光轮廓以确保一致的温度分布。该技术具有改进的微观结构控制、潜在的成本降低和生产率提高等优势，打印速度提高了 1.5 至 2.5 倍。
劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员通过探索贝塞尔梁解决了金属3D打印的缺点。通过重新分配能量，贝塞尔梁旨在减少金属零件的孔隙率和缺陷。与高斯光束不同，贝塞尔光束具有非衍射特性、焦深和更高的容差，可增强 LPBF 过程，减少热梯度和不稳定性。实验结果表明，熔池湍流和飞溅减少，从而产生更致密、更坚固、更坚固的 3D 打印金属部件。光束整形提供了一种低成本、有前途的方法，可以提高LPBF质量并使3D打印与工业标准兼容。
