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近年來，隨著動態(tài)聚焦技術(shù)在激光加工應用領(lǐng)域的大量推廣，激光振鏡加工突破了傳統(tǒng)的二維小幅面的加工尺寸限制，向著單機大幅面和3D曲面應用市場拓展。
動態(tài)聚焦系統(tǒng)的原理是通過對激光器輸出光束進行動態(tài)準直擴束和聚焦焦距調(diào)制，實現(xiàn)光束在XY振鏡的協(xié)同控制下，精準的實現(xiàn)三維空間坐標點的聚焦。從而實現(xiàn)實時三維空間動態(tài)聚焦的激光加工特點。
一套完整的動態(tài)聚焦系統(tǒng)包含了動態(tài)聚焦振鏡和軟件控制以及協(xié)同傳感器，是一個可以實現(xiàn)閉環(huán)加工工藝落地的智能工作站。在SLS和SLM等選區(qū)增材制造裝備的應用工藝中，動態(tài)聚焦系統(tǒng)被大量的引入以增大單頭裝備的加工尺寸和效率。
蘇州菲鐳泰克激光科技有限公司作為工業(yè)激光3D動態(tài)聚焦系統(tǒng)領(lǐng)跑者，是中國最早開始獨立的動態(tài)聚焦系統(tǒng)研制和生產(chǎn)銷售的公司之一。公司成立于2014年，先后被評為“江蘇省雙創(chuàng)企業(yè)”，“江蘇省民營科技企業(yè)”和“國家高新技術(shù)企業(yè)”。建立并營運南京理工大學“企業(yè)研究生工作站”和北京工業(yè)大學“智能光子研究中心”兩個校企合作平臺。2022年作為牽頭單位，主持開發(fā)的“激光增材制造一體式打印頭研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項目，獲國家科技部十四五專項重點專項項目支持。
菲鐳泰克是國內(nèi)唯一一家擁有動態(tài)聚焦鏡、光學設(shè)計和軟控開發(fā)集于一體的動態(tài)聚焦系統(tǒng)開發(fā)公司。公司長期致力動態(tài)聚焦系統(tǒng)的應用工藝創(chuàng)新，為全球工業(yè)激光用戶提供可全閉環(huán)工藝落地的工藝解決方案。
菲鐳泰克在選區(qū)增材制造SLS和SLM領(lǐng)域的動態(tài)聚焦系統(tǒng)方案：
基于FR15-F系統(tǒng)配置500W（1000W）光纖激光器用于SLS和SLM方案
基于FR30-C系統(tǒng)配置100W射頻激光器用于SLS方案
菲鐳泰克推出的動態(tài)聚焦系統(tǒng)FR30-C和FR15-F，標準配置為：動態(tài)聚焦振鏡，控制卡以及可二次開發(fā)的大幅面動態(tài)聚焦控制軟件。菲鐳泰克提供基于C++和C#的基礎(chǔ)開發(fā)庫，方便系統(tǒng)集成商基于材料加工工藝自主開發(fā)切片和排料工藝總控制系統(tǒng)。
基于FR15-F的動態(tài)聚焦系統(tǒng)組成
SLS和SLM市場隨著材料工藝的更新和應用流行，產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展迅速，迎來爆發(fā)式增長的機會，產(chǎn)業(yè)格局基本形成，工業(yè)級增材制造正在成為主流方向。提高加工效率也成為全球各大廠商追逐的目標。增加打印頭的數(shù)量無疑是最直接有效的方式，目前市面上有看到包括SLM solution在內(nèi)的很多公司推出了最多12頭的3D打印裝備?；趧討B(tài)聚焦系統(tǒng)的多頭3D打印裝備目前以兩頭和四頭的比較常見。
菲鐳泰克基于CO2激光器的雙頭并列式SLS 打印系統(tǒng)方案包含鏡像的兩臺FR30-C動態(tài)聚焦系統(tǒng)，兩根150W CO2激光器，兩套板卡和一套雙頭控制軟件。
用于CO2激光器的鏡像陣列式雙動態(tài)聚焦系統(tǒng)SLS應用方案
用于光纖激光器復制陣列式雙動態(tài)聚焦SLM應用方案
基于光纖激光器的四頭自標定動態(tài)聚焦方案
此外，隨著更大的加工幅面和多頭拼接的方案的大量應用，3D打印頭的尺寸校正問題越來越凸顯。通常，工作人員需要花費將近兩周、甚至更長的時間在一套多振鏡激光設(shè)備上的尺寸校正上。
作為工業(yè)激光3D動態(tài)聚焦系統(tǒng)領(lǐng)跑者，菲鐳泰克一直致力于推動多頭振鏡加工工藝的完善，在不斷提升振鏡加工精度的同時，針對大幅面和多頭振鏡協(xié)應用尺寸校正難題，開發(fā)了“全自動CCD校正平臺”。
900X900幅面全自動CCD的校正平臺
通過 “全自動CCD校正平臺”，僅需十幾分鐘即可將在900*900mm的加工幅面下，完成多個振鏡的尺寸校正，保障單臺振鏡校正精度在0.01mm以內(nèi)；多臺振鏡的協(xié)同精度在0.02mm以內(nèi)，幫助系統(tǒng)集成商保證性能同時實現(xiàn)快速交付。
另外，在高精度生物陶瓷3D打印中，科學家嘗試采用基于菲鐳泰克FE15-U的后聚焦動態(tài)聚焦系統(tǒng)，配置100*100幅面的遠心掃描場鏡，通過遠心場鏡保障光路垂直入射到材料表面，采用動態(tài)聚焦試試調(diào)節(jié)，保證以掃描場鏡邊緣最遠光程光斑為基準，動態(tài)調(diào)節(jié)整個幅面內(nèi)的光斑大小一致，很好的解決了生物打印一致性的問題。此方案已在某國家工程實驗室得到很好的驗證。
應用此方案的特點是：
1、 光路垂直工件表面，光斑形狀一致。
2、 以最遠程邊緣光斑為基準，動態(tài)調(diào)節(jié)全幅面光斑大小相同。
3、 通過1和2可保障全幅面內(nèi)光斑功率密度一致。
搭載遠心場鏡的后聚焦動態(tài)聚焦系統(tǒng)方案示意圖
FR30-C與FR15-F參數(shù)列表
菲鐳泰克2023年部分展會信息，歡迎屆時蒞臨，與我們一同探討更多工藝應用。
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