SLM金屬3D打印無源激光束整形火了，麓邦“精準光控”技術推動工藝大升級

南極熊導讀：現在全球范圍內的SLM金屬3D打印產業，正在興起激光整形技術。激光整形也正在成為各金屬3D打印廠商發布新品的亮點和重點。

激光選區熔融（SLM）作為金屬增材制造領域的核心工藝，憑借高成型精度、高設計自由度成為高端制造的關鍵支撐，但傳統高斯光束帶來的熔池不穩定、工藝窗口窄、成型效率受限等問題，始終制約其走向規模化批量生產。如今，環形整形衍射光學元件（DOE）的出現，為 SLM 工藝帶來了無源光學的光束整形解決方案，通過精準調控光強分布，從根源上優化加工熱場，為金屬 3D 打印的工藝升級注入新動能。

3D 打印核心引擎之一

SLM 工藝的不可或缺地位

在金屬 3D 打印的賽道中，SLM 工藝的地位毋庸置疑。憑借能成型復雜承力構件、輕量化結構、定制化醫療植入物等優勢，該技術已深度應用于軍工國防、航空航天、醫療、消費電子等高端制造領域，解決了傳統減材制造難以突破的結構設計難題，成為實現產品性能升級和結構功能一體化制造的核心技術。

△基于SLM工藝的3D打印金屬件，圖源：漢印

但隨著行業對 SLM 加工效率、成型質量和一致性的要求不斷提升，主流的高斯激光光束逐漸暴露出明顯的技術短板，成為工藝發展的 “絆腳石”。

SLM工藝的瓶頸

高斯光束的局限與熔池缺陷

據南極熊了解，當前主流的SLM設備多采用高斯激光作為加工熱源。高斯光束中心能量高、邊緣能量低的分布特性，雖然有利于形成深熔小孔，但在高速掃描或加工復雜薄壁、懸垂結構時，卻暴露出明顯短板：

熔池不穩定：光束中心能量過強會導致熔池過熱、飛濺增多，在工件中形成球化或氣孔缺陷。

△激光熔池與激光束相互作用的物理過程，圖源：搜狐

邊緣能量不足：熔道邊緣與相鄰道次之間的重熔區域難以精確控制，影響搭接質量和表面粗糙度。

工藝窗口窄：高斯光束對激光功率、掃描速度等加工參數變化敏感，限制了高反材料或大層厚打印的工藝穩定性。

成型效率受限：為保證成型質量，往往需要降低掃描速度或采用多道搭接，犧牲了生產效率。

如何通過優化光斑形態來改善熱場分布、抑制飛濺、提升熔池穩定性，已成為行業亟需攻克的技術難點。

整形利器環形整形衍射光學元件（DOE）

衍射光學元件（DOE）是一種基于光的衍射原理，通過對波前相位進行精確調控，實現任意光強分布的光學器件。其中，環形整形DOE專為將高斯光束轉換為環形或點環能量分布而設計，為解決SLM工藝難題提供了全新的無源光學解決方案。

△LBTEK 環形整形DOE外觀及典型整形效果

其產品技術特點如下：

工作原理：

通過衍射光學原理，將入射的高斯能量分布重塑為環形（或點環）分布，具有極高的轉換效率和優異的環形能量均勻性。

△環形/點環整形DOE實測效果

產品類型：

基于對光學性能和可靠性的不同要求，環形整形DOE可選取紫外熔融石英或高性能聚合物作為功能基材，分別對應動力學相位和幾何相位環形整形DOE產品分類。

紫外熔融石英材質的環形整形DOE具有更優的面型參數和耐高功率性能，支持＞2000W @ 1080nm條件下長期穩定工作，滿足高功率SLM設備需求；聚合物環形整形DOE則支持連續形相位設計，可實現更高的衍射效率，適用于對效率要求較高的場景。

方案優勢：

相較于空間光調制器等有源光束整形方案，環形整形DOE為無源器件，無需供電，無運動部件，調試便捷，狀態長期穩定，且成本優勢顯著。

環形整形DOE帶來的工藝革命

將環形整形DOE集成至SLM光路系統后，能夠為3D打印工藝帶來以下顯著改善：

△環形整形DOE用于激光加工系統常見光路

優化熔池形態，抑制缺陷：環形光斑將能量均勻分布在熔池邊緣，形成更寬、更淺的熔池，有效減少飛濺和氣孔，提升成型件致密度。

提升打印效率：環形光斑可支持更大層厚和更寬掃描間距，在保證加工質量的前提下，大幅提高成型速度，縮短制造周期。

改善表面質量：均勻的邊緣能量分布有助于優化熔道搭接，降低表面粗糙度，減少后處理工作量。

拓寬材料適應性：對銅、鋁等高反材料，環形光斑可提高熔池穩定性，改善成型質量；對鈦合金等敏感材料，可降低熱應力，減少開裂風險。

此外，環形整形DOE還可廣泛應用于激光焊接、打孔等場景，實現工藝能力的跨領域提升。

麓邦（LBTEK）提供的服務與支持

麓邦（LBTEK）是一家圍繞光學方向，從事光學元件、光學模組、光學系統和儀器產品的研發、生產和銷售的國家級高新技術企業。

目前，LBTEK已有若干環形整形DOE標準產品：

△LBTEK 環形整形DOE標準產品清單

同時，為助力廣大SLM設備廠商及科研機構快速驗證環形整形DOE的價值，提供以下全方位服務：

標準樣品試用：備有常用規格的標準品庫存，可提供樣品供您進行初步測試與評估；

聚合物環形DOE定制送樣：針對您的具體光路參數和整形需求，提供聚合物材質環形DOE定制試用服務，可靈活設計環外徑、點環能量比等參數，送樣交期僅需2周，助您快速迭代；

現場技術支持與調試指導：資深光學工程師可提供現場技術支持，協助完成光路集成與調試，確保產品最佳性能的發揮。

對環形整形DOE感興趣或希望申請樣品，請與麓邦聯系！

郵箱：mozhigang@lbtek.com

聯系方式：莫經理，+86-18825178450

麓邦將亮相亞洲3D打印、增材制造展覽會（TCT ASIA 2026），展位號：NO.7Q70。