德國弗勞恩霍夫IWS研究所和以色列的Civan激光公司和A. Kotliar激光焊接的解決方案用于增材制造。開發(fā)的技術(shù)是基于光束整形。

IWS的科學(xué)家們們正在對用于工業(yè)用途的激光束的動態(tài)特征進(jìn)行測試

來自薩克森和以色列（ Saxony and Israel）的激光專家聯(lián)合起來對一種應(yīng)用于德國弗勞恩霍夫材料和束流技術(shù)研究所（IWS，位于德國德累斯頓）研究所的工業(yè)用新穎的激光進(jìn)行測試。這一系統(tǒng)是基于相干合成（Coherent Beam Combining (CBC)）的辦法來實現(xiàn)的，這對高功率激光來說依然是非常新的。1.3萬瓦的激光可以在操作的過程中非常快速的產(chǎn)生不同的能量分布模式，這對以色列等人這家激光公司來說，在不久的將來將會變得可能和可用。

在歐洲的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)項目中，IWS已經(jīng)在研究光束整形，這可以加速1000倍，首次應(yīng)用于增材制造，這一項目是同Civan激光公司和A.Kotliar激光焊接解決方案公司一起聯(lián)合實施的。

這一稱之為動態(tài)光束調(diào)整的技術(shù)，是來自以色列的耶路撒冷的激光公司，已經(jīng)安裝在德國的IWS研究所。該研究所由此成為第一個在世界范圍內(nèi)應(yīng)用這一激光解決方案的研究機(jī)構(gòu)。與此同時，科學(xué)家們期望在德國開展的測試將會導(dǎo)致新的應(yīng)用。

這一激光將會推動材料加工的極限，例如在醫(yī)療和航空領(lǐng)域，Andreas Wetzig博士說道，他是IWS研究所的切割和焊接研究所的負(fù)責(zé)人。它提到，這一研究項目在增材制造領(lǐng)域的成形研究是歐洲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究項目的重要組成部分，該項目起始于2021年的7月。

速度超過1000倍

在使用相干光束合成的時候，即Civan激光公司的動態(tài)光束調(diào)整，結(jié)合數(shù)以十計的單個激光束集中到一個功能強(qiáng)大的、高質(zhì)量的激光束中。通過小的來自波形的相偏移和在特定的部分光束的峰值，激光可以快速的產(chǎn)生完全不同的能量分布和能量模式，造成激光束的不同加工效果。

而經(jīng)典的激光釋放的能量只是在光束的中心比較高，這一新的激光系統(tǒng)可以在工件上產(chǎn)生不同的能量模式，例如，形成環(huán)形、數(shù)字8的形狀或者馬蹄鐵形狀。

在本質(zhì)上，這在過去的光束反射鏡或者快速鏡片的振蕩中已經(jīng)有可能實現(xiàn)。但即使是最快速的鏡片振蕩也仍然需要毫秒的時間來對光束的能量模式進(jìn)行重新定位。而動態(tài)光束激光，在另外一方面，速度可以實現(xiàn)1000倍以上的高速，且在毫秒的時間內(nèi)。這一速度可以說是第一次使用動態(tài)光束整形來應(yīng)用于增材制造。

在這一成形的增材制造項目中，其目的是應(yīng)用于增材制造鈦合金和鋁合金，這些材料一般是應(yīng)用于航空航天部件、醫(yī)療和應(yīng)用于移動的輕質(zhì)部件中。合作伙伴計劃使用動態(tài)光束整形來消除材料的缺陷和由此實現(xiàn)高質(zhì)量的3D打印部件。Eyal Shekel博士，是Civan激光公司的CEO，評論道：增材成形項目使得我們有可能探索動態(tài)光束整形技術(shù)在金屬增材制造技術(shù)中的益處。

國際合作的研究團(tuán)隊來研究焊接的應(yīng)用

Elena Lopez博士，是弗勞恩霍夫IWS研究所增材制造技術(shù)研究部門的負(fù)責(zé)人，說道，我們計劃使用這一新穎的激光光束整形和控制頻率，這一效果是目前其他辦法所不能實現(xiàn)的，并且其他方法不能克服對裂紋敏感材料的加工。

動態(tài)光束技術(shù)挑戰(zhàn)可以使得加工速度翻倍

Elena Lopez博士，是弗勞恩霍夫IWS研究所增材制造技術(shù)研究部門的負(fù)責(zé)人，說道，我們計劃使用這一新穎的激光光束整形和控制頻率，這一效果是目前其他辦法所不能實現(xiàn)的，并且其他方法不能克服對裂紋敏感材料的加工。

他們認(rèn)為：這已經(jīng)可以預(yù)見，這一新的激光將會加速和更加精確的控制在許多增材制造和焊接加工過程中的熔池，并且不僅是通過表面來實現(xiàn)，同時還是在深度的條件下實現(xiàn)。

研究所也期待激光切割在實現(xiàn)無飛濺的高質(zhì)量方面的優(yōu)勢，同傳統(tǒng)的光纖激光相比較，加工速度為兩倍以上。

在Dresden（德累斯頓）的測試階段，將會測試這一新的激光是否會在實踐中取得預(yù)期的結(jié)果。在任何情況下，質(zhì)量和速度的優(yōu)勢都已經(jīng)變得非常明顯，使得這一技術(shù)高度的對于金屬加工領(lǐng)域、醫(yī)療技術(shù)和移動電子以及航空工業(yè)的人士來說非常感興趣。