德國(guó)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(kāi)發(fā)的技術(shù)是基于光束整形。

IWS的科學(xué)家們們正在對(duì)用于工業(yè)用途的激光束的動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行測(cè)試

來(lái)自薩克森和以色列（ Saxony and Israel）的激光專家聯(lián)合起來(lái)對(duì)一種應(yīng)用于德國(guó)弗勞恩霍夫材料和束流技術(shù)研究所（IWS，位于德國(guó)德累斯頓）研究所的工業(yè)用新穎的激光進(jìn)行測(cè)試。這一系統(tǒng)是基于相干合成（Coherent Beam Combining (CBC)）的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這對(duì)高功率激光來(lái)說(shuō)依然是非常新的。1.3萬(wàn)瓦的激光可以在操作的過(guò)程中非常快速的產(chǎn)生不同的能量分布模式，這對(duì)以色列等人這家激光公司來(lái)說(shuō)，在不久的將來(lái)將會(huì)變得可能和可用。

在歐洲的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)項(xiàng)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(xiàng)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(shí)施的。

這一稱之為動(dòng)態(tài)光束調(diào)整的技術(shù)，是來(lái)自以色列的耶路撒冷的激光公司，已經(jīng)安裝在德國(guó)的IWS研究所。該研究所由此成為第一個(gè)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(shí)，科學(xué)家們期望在德國(guó)開(kāi)展的測(cè)試將會(huì)導(dǎo)致新的應(yīng)用。

這一激光將會(huì)推動(dòng)材料加工的極限，例如在醫(yī)療和航空領(lǐng)域，Andreas Wetzig博士說(shuō)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(xiàng)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(xiàng)目的重要組成部分，該項(xiàng)目起始于2021年的7月。

速度超過(guò)1000倍

在使用相干光束合成的時(shí)候，即Civan激光公司的動(dòng)態(tài)光束調(diào)整，結(jié)合數(shù)以十計(jì)的單個(gè)激光束集中到一個(gè)功能強(qiáng)大的、高質(zhì)量的激光束中。通過(guò)小的來(lái)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(guò)去的光束反射鏡或者快速鏡片的振蕩中已經(jīng)有可能實(shí)現(xiàn)。但即使是最快速的鏡片振蕩也仍然需要毫秒的時(shí)間來(lái)對(duì)光束的能量模式進(jìn)行重新定位。而動(dòng)態(tài)光束激光，在另外一方面，速度可以實(shí)現(xiàn)1000倍以上的高速，且在毫秒的時(shí)間內(nèi)。這一速度可以說(shuō)是第一次使用動(dòng)態(tài)光束整形來(lái)應(yīng)用于增材制造。

在這一成形的增材制造項(xiàng)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(dòng)的輕質(zhì)部件中。合作伙伴計(jì)劃使用動(dòng)態(tài)光束整形來(lái)消除材料的缺陷和由此實(shí)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(píng)論道：增材成形項(xiàng)目使得我們有可能探索動(dòng)態(tài)光束整形技術(shù)在金屬增材制造技術(shù)中的益處。

國(guó)際合作的研究團(tuán)隊(duì)來(lái)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(mén)的負(fù)責(zé)人，說(shuō)道，我們計(jì)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(shí)現(xiàn)的，并且其他方法不能克服對(duì)裂紋敏感材料的加工。

動(dòng)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(mén)的負(fù)責(zé)人，說(shuō)道，我們計(jì)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(shí)現(xiàn)的，并且其他方法不能克服對(duì)裂紋敏感材料的加工。

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

研究所也期待激光切割在實(shí)現(xiàn)無(wú)飛濺的高質(zhì)量方面的優(yōu)勢(shì)，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(cè)試階段，將會(huì)測(cè)試這一新的激光是否會(huì)在實(shí)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(shì)都已經(jīng)變得非常明顯，使得這一技術(shù)高度的對(duì)于金屬加工領(lǐng)域、醫(yī)療技術(shù)和移動(dòng)電子以及航空工業(yè)的人士來(lái)說(shuō)非常感興趣。