燕山大学 l 光束整形技术在金属激光增材制造中的应用（一）真相还有哪些？

根据《下一代设备!为LPBF成为批量生产的3D打印技术铺平道路(高达 7.8 倍效率提升)，洞悉光束整形的应用技术逻辑》一文，不同的光束形状可以优化熔体轨迹的几何形状和温度分布，从而控制晶粒生长方向和织构，进而决定材料特性。通过对晶粒生长的这种战略控制，可以微调由此产生的组件特性。例如，可以使组件的某些部分特别坚硬或柔韧，而无需任何额外的后处理。使用复杂的暴光策略，也可以在单个组件内改变属性。

© 3D科学谷白皮书

近期，根据高能束加工技术及应用，燕山大学机械工程学院塑形工程系董国疆教授和他的团队在Journal of Materials Research and Technology国际杂志上发表文章Beam shaping technology and its application in metal laser additive manufacturing: A review

论文链接：

/ 调节激光束能量的分布

01 导读

激光增材制造(AM)技术以其制造精度高、柔性强、自动化程度高等优点，广泛应用于汽车、医疗、航空航天等领域的关键部件(如火箭燃料喷嘴、卫星天线支架、人体植入物等)的制造。该技术可以通过材料结构和性能的集成制造，大大提高打印件的组合性能。目前激光增材制造技术普遍采用聚焦高斯光束中心高、边缘低的能量分布。然而，它往往在熔池中产生较高的热梯度，导致随后产生孔隙和粗晶粒。光束整形技术是解决这一问题的一种新方法，它通过调节激光束能量的分布来提高打印效率和打印质量。