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2025/03/19

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Formnext Asia展商快讯 | 大族光子四大核心技术突破,引领3D打印激光器革新浪潮! - Formnext Asia Shenzhen

深圳国际3D打印、增材制造及精密成型展览会即将于2025年8月26-28日在深圳国际会展中心举行。邀您关注今日新资讯:

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当苹果开始用CNC技术制造MacBook时,没人相信这项工艺能用于消费电子。如今,同样的故事正在3D打印领域重演。今年以来,OPPO折叠旗舰FindN5采用3D打印钛合金天穹铰链、郭明錤指出小米预计将在小米16Pro上采用3D打印金属中框、苹果AppleWatch的部分钛金属机构件采用3D打印技术,且iPhone17 Pro计划引入3D打印技术来生产金属中框......3D打印技术正逐步成为消费电子巨头掀起“轻薄化革命”的主角。

随着制造业不断向智能化方向迈进,3D打印作为一种革命性的增材制造技术,正在逐渐改变着传统生产方式。然而,鲜少有人意识到,支撑这场革命的底层技术指标,正在成为决定产业升级成败的隐形分水岭。

当前金属增材制造的核心战场仍聚焦于军工及航空航天、3C及鞋模、齿科三大领域。不同的应用对设备以及其核心零部件有着不同的指标要求。激光器作为SLM金属3D打印设备的核心光源,其光束质量、稳定性、一致性直接影响最终打印质量,光束质量决定成型精度下限,稳定性划定量产可行性边界,而一致性这一“隐形指标”,却因打印机厂商通过工艺补偿手段人为消减波动影响,长期被锁在技术价值的阴影之中。

 

激光器稳定性和一致性

工业级3D打印的“生死线”

随着工业级3D打印行业正在向产业化、规模化迈进,航空航天、医疗、消费电子等高端领域对精密金属复杂构件的需求激增,激光器作为3D打印上游的核心部件,其性能要求已从“满足基本加工”升级为“全生命周期可控”。

这种严苛性源于多重产业压力,一方面,金属3D打印构件直接应用于航空发动机、人造关节等关键场景,任何细微缺陷都可能引发灾难性后果;另一方面,消费电子厂商追求极致轻薄化设计,例如折叠屏铰链的0.15mm超薄翼板或手机中框的微米级散热通道,要求激光器在连续48小时作业中保持极致的功率稳定性,否则层间结合力的波动将直接导致产品良率滑坡。

具体而言,工业级3D打印对激光器提出了三大核心要求:

  • 能量一致性:逐层打印需保证激光功率波动<±1%,避免结合层间力不均导致的缺陷;
  • 光斑尺寸稳定性:激光输出头光斑尺寸偏差需控制在毫米级,确保激光聚焦位置精准可控;
  • 抗干扰能力:面对金属粉末高反材料、连续作业热负荷等挑战,需实现长期稳定输出。 

大族光子四大核心技术突破行业瓶颈
针对3D打印领域对激光器提出的多项严苛诉求,大族光子依托自身在光纤激光器领域十余年的技术积累,系统性推出3D打印专用光纤激光器系列解决方案,以四大核心技术革新突破行业瓶颈。
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光路设计:915nm泵浦源+高可靠增益光纤

此前,行业内普遍采用976nm泵浦的传统方案,大族光子选择采用915nm泵浦波长,有效规避LD温升导致波长漂移带来的功率缓升,从源头减少出光功率不稳定。同时,在直径14微米的有源光纤内,大族通过优化掺杂工艺,自研高可靠光纤,将背景损耗降低10dB/km以下,确保激光传输高可靠性。
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来料检验体系:QCS光斑尺寸严苛筛选

大族光子构建全器件检测平台,对泵浦源、光纤、泵浦合束器、传输光纤等核心器件进行100%检验。其QCS光斑筛选标准将公差严格控制在±0.3mm,焦点偏移精度达±0.75mm,这一指标远超行业平均水平,从源头上消除因光路偏差导致的层间结合力缺陷,保障激光器打印质量。

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稳定性突破:48小时连续运行<±1%功率波动

大族光子第三代水冷板优化设计方案采用定制轻量化合金材料,优化光纤散热槽尺寸,降低了整机重量,提升了散热效率,实现连续48小时测试功率波动<±1%。此外,大族光子通过电流冗余设计,使得激光器运行电流低于额定电流(保存20%功率余量),并精准监控激功率稳定如初,保障生产零中断。  

 

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智能电控系统:第三代电路控制技术

面对终端厂商对多材料混打印的柔性需求,大族光子通过FPGA芯片实现功率闭环控制,响应速度高达微秒量级,动态调节精度±0.5%。同时,激光器还集成温度传感器、激光输出头安装检测,实时校准激光输出参数,适配多种外部设备,让客户无忧应用。

大族光子3D打印专用水冷连续光纤激光器,以独特的光路设计、严苛的品控体系、智能热管理和高效的三代电控技术,攻克了3D打印领域长期存在的稳定性与一致性难题。其核心指标对标IPG、通快等国际品牌同类产品,更以零故障率通过500小时极端环境测试,标志着国产3D打印激光器在可靠性方面取得实质性的突破。这一突破并非偶然,而是国产激光器艰难蜕变历程的缩影。
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激光器厂商如何改变3D打印格局?

回溯行业发展,在国产3D打印设备起步阶段,即便是基础型金属打印机也依赖进口激光器。转折始于医疗齿科领域,该场景对成型面积要求较小,且成本敏感度高,为国产激光器提供了首块试验田。当国产设备在齿科修复体制造中验证了稳定性后,工业级应用的大门才逐渐打开。从最初仅能胜任小型零件加工,到如今支撑航空发动机叶片、人造关节等精密制造,国产激光器的技术迭代始终与产业需求保持同步。

在此过程中,大族光子3D打印应用领域的发展路径呈现出清晰的战略逻辑。这种技术升级并非简单替代进口产品,而是通过系统性创新填补产业断点。近年来,大族光子与部分3D打印行业一线设备商均已建立了稳定的合作关系,针对3D打印行业研发的单模500W、1000W及可变光斑500/1000连续光纤激光器产品均获得了市场及终端用户的一致认可,目前主要应用于汽车零部件、航空航天(发动机)、军工产品、医疗器械、齿科等领域。

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据了解,某头部厂商采用大族光子500W3D打印专用激光器完成钛合金发动机叶片打印,孔隙率降至0.02%,疲劳寿命提升3倍。而在医疗齿科领域,大族光子的激光器光斑一致性使表面粗糙度Ra≤1.6μm,达到外科植入级标准 。

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结语

真正的技术突破往往始于对产业需求的深度回应。在增材制造的技术演进浪潮中,作为“新势力”的大族光子始终将客户需求作为研发创新的核心锚点,通过系统性技术突破与精益化品控体系,为行业提供兼具高稳定性与极致精度的激光解决方案。这种以需求倒逼创新的逻辑,让每个技术细节都成为破解量产难题的钥匙。

与此同时,在集团内部,大族光子也在积极推进增材制造技术的相关应用,通过自研激光器与制造工艺的闭环验证,不仅为集团降本增效提供技术支撑,更以内部场景的严苛打磨反哺产品迭代。这种“以终为始”的实践路径,正在为中国高端制造的国产化突围提供可复制的范式。

文章来源:维科网


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