多激光同步SLM：开启金属3D打印的效率革命

杰呈

金属增材制造（3d打印）正从原型制造迈向大规模工业化生产，但其传统的生产效率一直是亟待突破的瓶颈。多激光同步选择性激光熔化（SLM）技术的成熟与应用，正是打破这一瓶颈、驱动行业效率革命的核心引擎。

技术核心：从“单兵作战”到“集团军协同”

传统单激光SLM设备如同一位工匠， meticulously（精细地）逐个区域进行扫描熔化，效率有限。而多激光同步SLM技术则是在一台设备内集成多个激光器（常见为2-4个，多则可达12个以上），由一个智能中央控制系统统一指挥。

其革命性并非简单地将多个激光器堆砌在一起，关键在于高效的同步与协同策略：

• 分区扫描（Hatching）：将同一打印层合理划分为多个区域，由不同激光器同时扫描，极大缩短了层打印时间。
• 飞秒同步（SkyWriting）：当一个激光器完成一个矢量扫描后，迅速跳转到下一个起始点，而另一激光器可无缝衔接熔化相邻区域，最大限度地减少空程时间，实现近乎连续的加工。
• 智能热管理：系统能实时监控熔池状态，协调激光器之间的工作距离，避免因热量累积过高而引发飞溅、球化或应力变形，确保多激光加工下的成型质量与一致性。
  
  

带来的颠覆性优势

• 生产效率呈倍数级提升：这是最直接的收益。双激光系统效率并非简单的1+1=2，但由于协同空程的优化，其效率提升可达1.8倍以上。四激光系统甚至能将大型零件的打印时间从数天缩短至数十小时，使批量生产成为可能。
• 单位成本显著降低：打印时间的大幅缩短直接降低了设备的折旧分摊和能源消耗。虽然设备初始投资较高，但分摊到单个零件上的成本极具竞争力，突破了金属3D打印应用于量产的经济性临界点。
• 大幅面成型与高质量的统一：多激光技术让大型设备（如500x500mm以上缸体）得以高效利用。多个激光器可协同完成大型轮廓和内部结构的扫描，避免了单激光因扫描距离过长导致的效率低下和可能的光斑质量衰减，保证了大幅面零件各区域性能的一致性。
• 赋能复杂结构批量制造：这使得航空航天、医疗（植入物）、汽车等行业中那些设计精巧、轻量化的拓扑优化结构、点阵结构等功能集成零件，不再局限于昂贵的小批量试制，而能够走向规模化生产。
  
  

结论与展望多激光同步SLM技术绝非简单的数量叠加，而是一场深刻的“系统级”进化。它通过精密的同步算法和智能控制，将效率、质量和成本控制提升到了一个前所未有的新高度，真正扫清了金属3D打印迈向工业化量产道路上的核心障碍。随着激光器数量增加、路径规划算法进一步优化以及过程监控技术的深度融合，多激光同步SLM将继续驱动金属增材制造突破极限，重新定义未来制造业的生产方式。