銅、金、銀等高反材料3D打印“利器”，IPG 綠光激光器功率高達1000W

南極熊導(dǎo)讀：激光加工是工業(yè)領(lǐng)域常用的加工方式之一，加工能量通常來源于紅外激光器（波長1μm左右）和紫外激光器（波長<400nm），然而在加工銅、金、銀等高反射材料時，傳統(tǒng)的激光器面臨著諸多挑戰(zhàn)，難以勝任，此時綠光激光器（波長510-560nm）應(yīng)運而生。

△3D打印的銅材料零件

高反材料打印難題

以銅材料為例，它具有非常好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性，應(yīng)用十分廣泛，如果使用紅外激光加工銅材料卻困難重重。

首先就是高反射，銅材料對于波長1064nm的紅外激光反射率高達95%，使銅粉末無法吸收足夠的激光能量。而銅對于532nm波長綠光的吸收率可以達到40%，因此綠光的加工效率約為紅外激光的8倍。這為銅粉的3D打印加工帶來了效率和性能的極大提升。因此，要想使用SLM激光熔融金屬3D打印機打印銅材料，綠光激光器成為首選。   

△銅對不同波長光的吸收率（室溫下），綠線為532nm綠光，紅線為1064nm的紅外光

此外，綠光激光由于其亮度高、聚焦光斑小、熱影響區(qū)小等特點，可對一些硬度高、脆性大的材料進行高精度加工。

IPG綠光單模光纖激光器

據(jù)南極熊了解，早在2015年，全球激光器領(lǐng)域的標(biāo)桿企業(yè) IPG就推出了500W綠光單模光纖激光器，其卓越的性能和穩(wěn)定性獲得了行業(yè)的高度認可，并于同年獲得了棱鏡獎（PRISM AWARD WINNER）。

此后，IPG在綠光激光器領(lǐng)域不斷研發(fā)創(chuàng)新，旗下的綠光單模光纖激光器已經(jīng)覆蓋了100W、200W、500W和1000W多個功率級別。IPG將光纖激光技術(shù)的優(yōu)勢引入到可見光譜，具有高輸出功率、插拔效率、小巧緊湊、低成本等優(yōu)點，為金屬3D打印高反材料應(yīng)用場景提供工業(yè)級可靠性和出色的光束質(zhì)量，成為高反材料3D打印的“利器”。

在2024年5月舉辦的TCT 亞洲3D打印展會期間，南極熊曾對IPG中國區(qū)總經(jīng)理周建波先生進行了采訪。周建波表示：“IPG是第一個進入中國市場的外國激光器品牌，對激光器技術(shù)進行垂直整合，對每一步的質(zhì)量把控成就了高品質(zhì)激光器，成品的一致性保證了優(yōu)質(zhì)的多光路輸出，優(yōu)秀的質(zhì)量和服務(wù)奠定了高可靠性的基石。目前，IPG光纖激光器在國內(nèi)的裝機量已經(jīng)達到幾萬臺，在3D打印領(lǐng)域呈現(xiàn)出高速增長的態(tài)勢，裝機量也達到了幾千臺�！�   

高功率、高吸收率、高穩(wěn)定性和靈活性

IPG在TCT亞洲3D打印展上展出了旗下500W綠光單模激光器GLPN-532-QCW，據(jù)南極熊了解，這款激光器以其卓越的性能，解決了高反材料打印中的多個痛點問題。首先，綠光系列產(chǎn)品，可以提供高達1KW的平均功率。確保了足夠的能量輸出，即使是最難打印的高反射材料也能輕松應(yīng)對。其次，其單模設(shè)計提供了高能量密度和優(yōu)異的光束質(zhì)量，光束質(zhì)量M2<1.1，這意味著更精細的打印精度和更高的致密度。

IPG綠光激光器的另一個顯著優(yōu)勢是激光功率穩(wěn)定性高，以500W的激光器為例，其輸出功率能夠長時間持續(xù)穩(wěn)定在500W，PK-PK波動小于±2%，保證了打印過程的一致性和可靠性。在IPG給出的測試數(shù)據(jù)中，連續(xù)超過18小時的測試，激光功率始終穩(wěn)定如一。

△輸出功率穩(wěn)定在~500W輸出，PK-PK <+/-2%

同時，激光器支持高速開關(guān)光，開關(guān)光延時極短，均小于1微秒，這為復(fù)雜點陣結(jié)構(gòu)的打印提供了強有力的支持。此外，激光器的功率調(diào)節(jié)范圍寬泛，可以從1% 到100%，為用戶提供了靈活的工藝調(diào)整空間。  

△激光器開關(guān)時間均 <1μs

IPG的綠光單模光纖激光器以其高功率、高吸收率、高穩(wěn)定性和靈活性，為金屬3D打印領(lǐng)域帶來了全新的解決方案。它不僅提高了打印效率，還保證了打印質(zhì)量，是高反材料3D打印制造的理想選擇。

實際上，IPG目前向市場提供超廣泛的光纖激光器產(chǎn)品組合，擁有超豐富的波長、工作模式、功率和光束質(zhì)量選擇，囊括連續(xù)波激光器、準(zhǔn)連續(xù)波激光器、脈沖激光器和超快激光器。廣泛用于鋼材切割、鉆孔、表面清潔、顯微機械加工等眾多領(lǐng)域。

總結(jié)

作為一家成立34年的老牌激光器廠商，IPG在全球20多個國家擁有超5000家工業(yè)客戶，年營收達14億美元，為全球激光加工領(lǐng)域帶來了高品質(zhì)的光纖激光器，尤其綠光激光器的發(fā)布為金屬3D打印領(lǐng)域帶來更多的可能性。我們期待這款激光器在未來的應(yīng)用中展現(xiàn)出更多的潛力，為工業(yè)生產(chǎn)帶來更多的創(chuàng)新和價值。