6激光+移动式扫描系统，国产2×2×0.65m金属3D打印机重磅发布
当前主流SLM设备均采用多激光、多振镜实现更大尺寸打印，但由于单个振镜扫描面积有限，数量的增加并不能完全解决尺寸的限制。2020年，弗劳恩霍夫激光技术研究所推出了基于粉末床的下一代金属3D打印技术新型解决方案，推出了成型尺寸达1×0.8×0.5m的大尺寸金属3D打印机。其技术的核心在于采用可移动式扫描系统，可实现打印尺寸的扩展。而同样基于类似技术，国内苏州西帝摩2×2×0.65m超大型金属3D打印机将于TCT 3D打印展重磅发布！
6激光+可移动式扫描系统，全球最大SLM金属3D打印机
苏州西帝摩公司于2015年获得外置可移动扫描系统专利，并于2017年推出了基于该技术、成型尺寸达750*750*500mm的XDM750，在航空航天等行业获得应用。面向更大尺寸的制造需要，西帝摩公司根据多激光SLM技术的发展趋势及公司可移动扫描系统的技术储备，于2020年推出新一代超大型金属3D打印机XDM2000。
XDM2000设备仓内
这一超大型3D打印机采用了单列6振镜6工位并行移动扫描方案，将2000×2000mm的加工台面分成大小相等的6×6个区域，单列6个区域分布6套振镜系统，在开始加工时6套振镜同时工作，当前工位扫描完成后移动振镜平台到下一工位，然后6套振镜同步扫描，依次扫描完成6个工位的加工后结束本层扫描，等待铺粉完成后接着进入下一循环，直至整个零件加工结束。这样，6套并行的同步扫描方法即能实现加工的高效性，也大幅减低了成本。同时值得注意的是，可移动扫描系统对打印尺寸的贡献是巨大的，其直接导致了打印幅面的可扩展性，只要有需求，完全可以进一步优化设备设计，这也是弗劳恩霍夫激光技术研究所强调可扩展性的原因。
除此之外，这一超大型3D打印机采用上送粉的供粉方式，铺粉装置包括多个向下延伸呈放射状的粉末流道，各粉末流道底部连接于储粉仓顶部与其内腔贯通，各个粉末流道底部沿储粉仓长度方向等间距排列，储粉仓底部的落粉板通过驱动组件控制开启或关闭落粉槽。对于如此大型的3D打印设备，上送粉的设计将大大节省设备运行所需要的材料成本。
移动式烟尘处理装置，将“大”化小，保证打印过程稳定可靠
西帝摩公司设计了一种可移动式的吹吸烟装置，该装置随着振镜的位置同步移动。吹吸烟装置与激光振镜一样，在移动过程中具有六个工位，因此在成型仓两侧分别设计了6个管道接口，用于各个工位吹吸烟的气体对流，当吹吸烟装置移动至该位置时，管道接口处的电磁铁启动将吹吸烟管道结合，形成循环的气体对流环境，然后激光振镜开始扫描，加工中产生的烟尘便能在这样的气体对流环境下得到有效处理。将2000mm跨距烟尘处理问题转化为350mm跨距。
XDM2000设备打印过程（2.5×）
从打印过程可以看出，整个打印区域内未显示任何烟尘，6激光系统根据零件切片数据，首先协同打印一个区域，之后振镜组移动至下一区域继续加工，直到整个片层打印完毕；同时可以看出，激光扫描区具有较好的金属光泽，周围未发现飞溅物，打印过程稳定，可见打印工艺较为成熟。
面向航空航天大型结构件增材制造
多激光系统是大尺寸、高效率增材制造的重要解决方案，然而单纯增加激光器数量，打印幅面仍然受制于振镜扫描区域。移动式扫描系统是解决这一问题的关键，以弗劳恩霍夫以及苏州西帝摩为代表的研究组织和企业，推动了该技术的实现和商业化，突破了选择性激光熔融技术对3D打印尺寸的最大限制。
如此大型的金属3D打印机无疑将专注于大尺寸零件生产，为航空航天等行业新应用带来更多可能。针对航空航天大型薄壁复杂结构件及大型精密复杂功能件等钛合金零件难加工问题，西帝摩成功研制了适合钛合金零件直接成形的高效、高精度大型选择性激光熔化成形装备，形成了集优化设计、分析与直接制造的成套技术，可实现加工幅面2000mm×2000mm、制件尺寸精度±0.1%以内的零件打印，并在航天薄壁复杂结构件和大型精密复杂功能件等航天产品中进行了验证。
除超大型XDM2000将亮相TCT 3D打印展之外，西帝摩还将在本次展会展示其新一代高效智能XDM 750大型激光选区熔化设备、用于高效高品质零件批量制造的XDM 300以及全流程的质量管理体系等解决方案。
XDM 750 3D打印过程
与上一代2017年发布的750相比，新一代设备采用了全新的除尘系统，使不同激光扫描区域之间流场一致性更好，更避免了上下游扫描烟尘对激光的相互影响。经过升级的软件系统，在人机交互、性能、智能化程度也有明显提升。质量管理体系则涉及数据保护、粉末质量控制、过程监控、成品检验等，是一套全流程可追溯的解决方案。
END
本次TCT 3D打印展将是本行业先进技术争奇斗艳的一场盛宴，多激光、大尺寸选择性激光熔融技术无疑会成为这场盛宴的主角。未来，大尺寸的钛合金风扇叶片、发动机机匣以及火箭发动机燃烧室，这些形状和结构复杂的部件都将可以采用选择性激光熔融技术实现高精度一体化成型。增材制造新的时代，无疑已经到来。
延伸阅读：
1.专题：2021，多激光、超大型金属3D打印的时代已经到来
4.多激光无缝拼接的大尺寸粉末床激光熔化自动化设备是怎么工作的？