使用藍光雷射的線材雷射沉積技術

隨著近期越來越多工業應用使用雷射線材沉積系統和縮短波長的直接驅動半導體雷射的技術進步，Meltio 的第二代雷射線材沉積系統建立在客製化的藍光雷射系統技術上，可以更有效地列印金屬零件和使用更廣泛的材料。

目錄

1. 藍光雷射的優勢
2. 藍光雷射的限制
3. 面對限制: 新系統的誕生
4. 結論

藍光雷射的優勢

在 線材 DED 製程中，高功率雷射是熔化和沈積線材用的。在此應用中，藍色雷射的使用比傳統近紅外線雷射具有更多優勢。

與近紅外線 (NIR) 光相比，大多數金屬皆能有效地吸收藍光，因此將波長從 980 奈米減至 450 奈米使得有更高比例的雷射能量用於加熱和熔化金屬，在相同雷射功率和每個零件的整體耗能降低的情況下，從而加快了沉積速度- 這是一個關鍵參數，尤其是隨著這些系統的工業應用不斷增加，3D 列印中的每一公斤材料都必須通過雷射能量達到其熔點而被使用到。而製程中的汙染和排放與雷射系統的能源效率有直接關係。

提高能源效率並利用雷射沉積等節能的積層製造製程可減少製造業對環境的影響。

這種效應在印製鋁合金和銅合金等高活性材料尤其被放大。這些材料的需求量很大，並且在近紅外線領域使用傳統雷射系統上難以加工。

藍光雷射的限制 

儘管藍色雷射擁有許多優點，但在積層製造領域中仍然很少見，原因在於藍色雷射成本通常比同等近紅外線光源高出很多。

大多數的雷射沉積噴頭都是圍繞著高功率光纖耦合雷射所設計的，藍光雷射器的高成本與校正對準和創造 kW 等級的藍光雷射光纖耦合過程有著直接關係。

面對限制: 新系統的誕生 Meltio M600

由於我們的主要目標是大規模工業應用成功採用雷射線材積層製造，因此我們無法直接向第三方購買不同的雷射源並將其光纖耦合到我們現有的沉積噴頭中。所以，在過去的三年裡，我們開發了一套新設備，將藍光雷射光源直接整合到沉積噴頭中，同時在內部引入更多製造步驟，以提高性能和靈活性，同時降低成本。

透過內部開發生產製程，我們得以客製化完全滿足雷射線材積層製造需求的一種雷射光源，使用更少的光學元件，並且比藍光雷射光源提供更高的電光轉換效率。

將雷射整合到沉積噴頭中還帶來了另一個好處，因為它將所有光學組件集中在一個密封的子組件中，而無需在系統維護期間拆開脆弱的光纖。

最後，從頭開始建立雷射系統的最大好處是我們能夠消除手動雷射線校正對準的流程。傳統來說，要將雷射焦點和金屬線材校正對齊是一個手動流程，但這流程會帶來設定之間的差異，並且需要額外的操作培訓。

透過改變能量分佈和提高引導精度，我們現在能夠提供在設備出廠前就完成校準的沉積噴頭，此沉積噴頭在使用後無需重新校準，並且可以允許不同材料之間的細微差異。

結論

總而言之，透過直接開發雷射線材沉積雷射光源，我們提供的系統無須操作員的過多干預、使用更少的能源及保持極具競爭力的價格。

雖然雷射系統和相應製造系統的開發對我們來說是一次複雜但有益的學習經驗 (涉及無塵室的安裝、製造專業知識和數千小時的測試)，但我們相信，開發特定於製程的雷射光源是必要的，尤其是如果要利用雷射線材沉積技術在製造業中佔有一席之地，製造業需要不斷提高設備效能和穩定性，同時減少最終產品的碳足跡。 

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Meltio M600 規格