光束整形+优化球形粉末质量使3D打印速度提升9倍

　　3D打印技术参考注意到，加拿大渥太华的材料科学创新公司Equispheres与德国3D打印创新公司Aconity3D宣布，双方合作将金属3D打印的构建速度在行业标准的基础上提升了近九倍，特别是对于铝合金粉末和激光粉末床熔融。

　　利用Aconity3D的打印机以及激光束整形和Equispheres的NExP-1铝粉（AlSi10Mg ），实现了单激光器超过430cm³/小时的生产速度。这是两家公司在之前将生产速度提高两倍的基础上的进一步扩展，更深入地挖掘了其设备和材料技术的潜力。

　　NExP-1是Equispheres公司于2022年开发的一种用于增材制造的不易爆铝合金粉末，可减少与3D打印材料的日常处理相关的危害。 该材料可在不改变材料质量或化学成分的情况下实现关键安全特性，在打印方面，这种材料的性能与其他铝粉一样，但它具有不易爆炸和不易燃的外在优势。

　　资料指出，在粉床床3D打印过程中，Equispheres的圆形和光滑的颗粒比标准雾化粉末中的不规则形状颗粒移动更自由，这些颗粒具有不需要的微观细颗粒（ø：0.1–5µm），后者往往会结块对均匀铺粉有害。Equispheres的粉末呈球形，不含结块和细颗粒，在刮刀下可平稳滚动，大大提高了铺展性，同时可实现更高的堆积密度，进而减少缺陷的产生。

　　以上特性使高速铺粉成为可能，同时Equispheres指出，该粉末可以在高功率下提供稳定熔池，打印机生产率能提高3倍，实现经济批量生产。Aconity3D的相关人员表示，NExP-1粉末对于实现如此巨大的打印速度提升至关重要，该粉末产品非常适合高速打印。粉末特性可实现最佳的熔化行为，“这是使用高功率激光以如此惊人的速度实现一致打印所必需的”。

　　实现高打印速度的另一个关键点是激光光束整形，该技术其加速加工速度的潜力而在增材制造领域引起广泛关注。3D打印技术参考此前曾报道过，Fraunhofer IAPT的光束整形研究可将金属增材制造生产率提高2.5倍，并将工艺稳定性提高40%。该机构的负责人表示，光束整形技术能够实现最佳的熔池能量输入。

　　光束整形用于激光粉末床熔融 (LPBF)，改变了能量与粉末床的相互作用方式，影响功率密度和热梯度。为了追求光束整形的潜力，双方选择NExP-1，因其稳定的熔化行为和精确的打印过程控制而受到认可，可确保可靠且可复制的熔化性能。

　　Aconity3D对其打印机加入了配备光束整形功能的IPG YLR 3000/1000-AM，最大功率为3 kW。光束整形好可以减少高生产率加工过程中的过热并减少飞溅的形成。Aconity3D的模块化打印系统提供灵活性，可满足增材制造需求的定制解决方案。

　　双方探索的结果便是，采用光束整形和优质的铝合金粉末，使打印速度提升了9倍，因此可以看出以上两者在进一步提升3D打印速度方面的潜力。

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