世界首款飞秒激光3D打印机能将玻璃打印铁粉末
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责任编辑：六月芳菲 时间：2017-10-09 14:32
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[导读]几十年来，微加工领域一直在使用飞秒激光，以进行几乎零热应力和尺寸公差精确的加工。由于飞秒激光的短脉冲宽度和高能量，热应力被保持在局部，而不会让金属周边区域发生变形
几十年来，微加工领域一直在使用飞秒激光，以进行几乎零热应力和尺寸公差精确的加工。由于飞秒激光的短脉冲宽度和高能量，热应力被保持在局部，而不会让金属周边区域发生变形。
PolarOnyx是一家加州增材制造公司，已经开发出世界上第一款飞秒激光增材系统。传统的DMLM（直接金属激光熔化）机器使用CW（连续波）激光，这些激光虽然非常适合用来加工铝、钛等低温材料，但很难加工钨、铁等更高温度的材料。更高温度的材料需要多得多的能量来将金属颗粒熔融在一起。由于这种能量增加，CW激光必须输出更多的激光功率。然而，它们的脉冲持续时间（即激光的停留时间）并未改变。因此，周围的金属颗粒受到影响，从而导致“热应力”被内置到零件中。
飞秒激光和当前3D打印机使用的纳米激光的热效应图
相比之下，飞秒激光的脉冲持续时间短得多，能瞬间电离金属颗粒，将它们结合在一起，同时几乎不产生热应力。由于能在瞬间将金属颗粒熔融在一起，飞秒激光在制造更致密的零件方面有先天优势。
此外，PolarOnyx还成功地在玻璃上直接打印铁粉末。铁和玻璃的熔融温度不同，但非常接近。使用传统的CW激光，热积聚会导致玻璃破裂。然而，利用飞秒激光工艺及其快速熔化铁粉的能力，铁会熔化，同时不会对玻璃基板造成任何损坏。
最有意思的是，PolarOnyx设想了这样的一种工艺，通过它，一台机器能同时集成飞秒激光的增材和减材特性。这样的好处是，只用一台机器就能完成打印作业和零件的后加工。飞秒激光可以先打印一层材料，然后对该打印层进行减材磨削，以实现打印层所需的精确加工尺寸公差。
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