由於(yu) 兩(liang) 個(ge) 激光器的3D打印的試驗中，下風向激光器仍會(hui) 受到影響，因此仍應避免兩(liang) 個(ge) 熔池之間距離過大，但是在兩(liang) 個(ge) 激光器的情況下，熔池距離增加到100毫米。

打印層厚的影響

通常如果每個(ge) 打印層的厚度較大，就需要使用較高功率的激光，進行更高的能量輸入，這將導致較大的熔池，也可能產(chan) 生更多的飛濺。此外，較高的激光功率會(hui) 產(chan) 生更強烈的激光光斑，從(cong) 而產(chan) 生更強烈的蒸汽羽流和更多的冷凝物。如果從(cong) 這一點上來推測，層厚較大時下風向打印樣件將受到更嚴(yan) 重的影響。

然而，研究人員通過測試發現，厚度差別所產(chan) 生的影響很小。在測試時，研究人員分別采用了30微米和60微米兩(liang) 種層厚來打印 Inconel－718 樣件，但是兩(liang) 種不同層後的經過熱處理的Inconel－718樣件得到的測試結果非常相似（如下圖所示）。


圖片來源：Renishaw

可以看出，兩(liang) 種不同層厚樣件的機械性能退化與(yu) 熔池距離之間的關(guan) 係非常接近。雖然其中每個(ge) 數據點存在一些細節差異，一旦考慮了交互過程的隨機性質，這些結果基本相同。

哪種因素影響最大？

在上述研究中，研究人員探討了影響下風向熔化質量的三個(ge) 因素，即：去聚焦、遮蔽和飛濺摻入。 前兩(liang) 個(ge) 因素通過空氣傳(chuan) 播的顆粒幹擾下風向激光束，而第三個(ge) 因素發生在粉末床表麵。 那麽(me) ，在這三個(ge) 因素中，哪一個(ge) 對下風向熔化質量的影響最大呢？

為(wei) 此，研究人員使用新的激光掃描策略進行了測試。在新測試中，激光器進行列陣列掃描，首先熔化最上風向的樣件，然後熔化處於(yu) 下風向的樣件。這意味著下風向樣件不再受到前兩(liang) 個(ge) 因素的影響，但是仍然會(hui) 受到第三個(ge) 因素的影響。


圖片來源：Renishaw

在上圖中，最上方兩(liang) 條曲線下風向打印樣件分別在3個(ge) 上風向激光器和1個(ge) 上風向激光器空氣傳(chuan) 播因素影響下的測試結果，最下方曲線為(wei) 下風向打印樣件僅(jin) 在表麵飛濺因素（upwind then dowwind）影響下的測試結果。

在該試驗中，下風向樣件顯示出拉伸性能的降低非常小，並且它們(men) 的表麵粗糙度也幾乎不受影響。上風向產(chan) 生的碎片對熔化性能的影響很小。研究人員認為(wei) ，這些結果也表明多激光之間相互發生作用的主要因素是去聚焦、遮蔽這樣的空氣傳(chuan) 播因素。

研究人員提示，該試驗是基於(yu) 雷尼紹的多激光器3D打印設備RenAM 500Q 中進行的，不同的多激光器3D打印設備所發生的激光相互作用結果也將有所差異。

多激光器3D打印策略

通過上述研究，研究人員已經找到了多激光器3D打印設備中影響打印樣件質量的因素，那麽(me) ，應該如何將這些知識應用於(yu) 多激光器設備的3D打印中呢？

－用多激光器設備批量生產(chan) 多個(ge) 零件

當零件陣列尺寸等於(yu) 或大於(yu) 激光器數量時，可以選擇為(wei) 每個(ge) 零件分配一個(ge) 激光，並以“列”的方式進行打印，激光器向上風向移動。

－用多激光器設備生產(chan) 單個(ge) 大型零件

可以嚐試為(wei) 每個(ge) 激光器分配部件的水平區域來完全避免下風向處理，但這種方式的不足之處是，將在零件表麵上有見證標記，並在區域邊界處零件經過重新熔化。此外，采用這種激光策略時不太可能平等地使用所有的激光器，除非打印部件具有非常規則的形狀。

更好的策略是使用符合熔池距離規則的策略，在整個(ge) 部件中使用所有四個(ge) 激光器。這種方法確保所有四個(ge) 激光器保持工作的時間大約相同，從(cong) 而最小化每個(ge) 層的加工時間。使用單個(ge) 激光來處理每個(ge) 邊界掃描是有意義(yi) 的，這樣將避免表麵不連續。激光器保持彼此靠近，與(yu) 下風向熔池之間的距離保持最小。

總結

多激光器3D打印技術具有更高的生產(chan) 效率，然而多個(ge) 激光器之間會(hui) 產(chan) 生相互作用，這種相互作用與(yu) 它們(men) 之間的距離相關(guan) ，並且在某些情況下，這種相互作用會(hui) 對3D打印的部件質量產(chan) 生不利影響。了解發生相互作用的機製則有助於(yu) 合理規劃多激光器3D打印設備的激光策略，以高效靈活的方式構建3D打印零件。