EOS：2024实现稳定、一致的零部件特性白皮书（16页）.pdf

1、本书给出了以下问题的答案：多激光器增材制造系统临的挑战是什么？激光偏转的影响是什么？LCDS 等新曝光策略如何解决这些挑战？书作者Sarah Brandt,EOS 金属工艺工程师 Alexander Frey,EOS 属艺程师 实现稳定、致的零部件特性覆盖整个成型区域录多激光器系统：产效率与致性选？还是两者兼得？激光偏转：3D 打印的挑战依赖位置的熔化为LCDS 兼顾产效率与致性！结论与应前景联系式347121416插图录图 1EOS 最新的属系统，EOS M 300-4图 2EOS M 300-4 的激光扫描仪排布图 3使 EOS M 300-4、EOS MaragingSteel MS1

2、和 50 m 艺打印测试作业的实验环境图 4作业布局描述和断裂伸率结果（制造状态，未经热处理）图 5左侧是作业布局，右侧是样品显微照的部分图 6使 EOS M 300-4、EOS MaragingSteel MS1 和 50 m 艺打印测试作业的实验环境图 7展作业 A 和作业 B图 8通过 3D 度剖以及曝光后的照较与激光中距离相同的两个场区图 9析填充包的法图 10不同填充和条纹向的横截图图 11平均横截积结果的较图 12激光中依赖曝光策略 LCDS 的理论图 13激光器 3：不同曝光策略的孔隙率较34456778910111213步批量产阶段后，所有增材制造技术都在临全新挑战。为成功实现

3、向批量产的转变，提升系统的产效率势在必。为实现这标，我们的新代机器配备了更的成型空间和多个激光器。EOS 属系统产品组合中的旗舰机型 EOS M 300-4（图 1）专为批量产打造。中成型基板采耦合设计，追求更短的成型时间、实现激光器全覆盖基板，以及平衡各激光器的曝光时间以充分发挥每台激光器的性能，这些需求为艺开发带来了全新挑战。论零部件在成型基板上的位置如何，或者使哪台激光器，确保零部件质量稳定可靠都是其中个最重要的。可以充分利整个 300 x 300 mm 成型基板积进零部件定位，此外，统的夹具系统也使后处理作更加简便。与此同时，四激光器设计有助于最限度地提产率。每个激光器均可覆盖整个成型

4、区域。因此，不论负载系数或零部件定位如何，激光器都能发挥最性能。多激光器系统：产效率与致性选？还是两者兼得？3图 1：EOS 最新的属系统，EOS M 300-4。因此，我们开展了多项研究，以提成型空间 x-y 平上的零部件质量并确保质量致性。我们开发了种于DMLS 技术的新曝光策略 LCDS，下将对其进详细介绍。基板:300 mmEOS M 300-4EOS MaragingSteel MS1L4L3L1L2扫描仪覆盖范围：450 mm50 m with Flow OptimizationMaterialSystemProcess激光偏转：3D 打印的挑战图 2 展了 EOS M 300-4

5、 的光学排列。它可以划分为四个象限，每个象限的中均与四个扫描器正交投射到各象限的激光束重合。为实现成型区域的全覆盖，扫描仪的潜在扫描范围超出了成型基板的实际。这种设置带来了作区域更的挑战，因此激光的偏转度更，也就是说，射更为平缓。图 3：使 EOS M 300-4、EOS MaragingSteel MS1 和 50 m 艺打印测试作业的实验环境。图 2：EOS M 300-4 的激光扫描仪排布。激光器 L1 的潜在范围以虚线表。为了检验偏转对机械特性的影响，我们设计了种作业布局，其中垂直拉伸试棒围绕激光中以同圆式排列。随着每个圆的周逐步增加，偏转也随之增。为避免溅物污染尚未曝光的区域，我们启

6、动了“流动优化”功能。因此，曝光图案的条纹是沿着与流动向相反的向处理的，从避免了污染。激光器1 和 3 分别对这项作业（图 4）进了重复。4FlowFlow Optimization断裂伸率 A25 与距离因12,57,55,015,010,0012345678910A25%Distance Factor激光器1L3L15为确定偏转的影响进的测试作业表明，随着与激光中距离的增加，激光器 1 样品的机械特性基本保持稳定。然，激光器 3 的拉伸试棒显其抗拉强度和屈服强度有轻微下降。如图 4 所，断裂伸率受偏转程度的影响尤为明显。尽管样品数量随着与激光中距离的增加减少，从降低了统计确定性，但我们仍能