德國開發用于銅材料的綠色激光3D打印技術

弗勞恩霍夫激光技術研究所的研究人員正在開發一種綠色激光選區激光熔化(SLM)系統，用于純銅或銅合金的3D打印。該項目被命名為“綠色SLM”。

SLM 3D打印適用于鋁、鋼、鈦及其他合金的打印，但不適用于銅，因為銅會使激光發生偏轉，而不是受熱熔化。由于表面性質的原因，純銅對常見的波長1μm激光的反射率超過90%，這意味著激光的能量幾乎無法進入銅材料，而且被反射的激光還有可能對周圍造成破壞。此外，就算銅受激光照射而熔化，也很難控制熔化的時間與位置。因此，需要開發應用一種新的激光。

這就是“綠色SLM”項目背后的思路：開發一種綠色激光束，可以熔化銅與銅合金。

相比于波長1μm的激光，銅更容易吸收波長515nm激光，因此采用波長515nm的綠色激光作為銅SLM 3D打印能源，可以降低對激光能量的需求，同時提供聚焦精度。如果弗勞恩霍夫激光技術研究所的研究人員開發出用于SLM 3D打印機的綠色激光，便有望實現銅材料高效打印。研究人員表示：“我們希望獲得更均勻的熔池動力學，以提高銅材料打印件的密度與精度。”

目前沒有滿足項目需求的綠色激光光源，因此需要研究人員自行開發。該種激光光源將在專門的實驗室(預計2017年年末建成)中進行開發，單模運行，最大輸出功率400W，連續波長515納米。

如果“綠色SLM”項目取得成功，研究人員希望可以用于打印具有復雜形狀、中空結構或底切的銅質零部件。潛在的銅產品包括首飾、熱交換器和散熱器，以及復雜的電氣部件，例如用于感應熱處理的電感器，生產數量少、結構復雜，非常適合使用3D打印制造。

綠色激光3D系統還有望進一步應用于其他有色金屬和貴金屬的3D打印，這將滿足珠寶行業的制造需求。

“綠色SLM”項目將持續到2019年中期，由德國工業研究聯合會提供資金支持。研究人員會在今年11月法蘭克福展會上展示項目的初期成果。