SLM金属3D打印无源激光束整形火了，麓邦“精准光控”技术推动工艺大升级

南极熊导读：现在全球范围内的SLM金属3D打印产业，正在兴起激光整形技术。激光整形也正在成为各金属3D打印厂商发布新品的亮点和重点。

激光选区熔融（SLM）作为金属增材制造领域的核心工艺，凭借高成型精度、高设计自由度成为高端制造的关键支撑，但传统高斯光束带来的熔池不稳定、工艺窗口窄、成型效率受限等问题，始终制约其走向规模化批量生产。如今，环形整形衍射光学元件（DOE）的出现，为 SLM 工艺带来了无源光学的光束整形解决方案，通过精准调控光强分布，从根源上优化加工热场，为金属 3D 打印的工艺升级注入新动能。

3D 打印核心引擎之一

SLM 工艺的不可或缺地位

在金属 3D 打印的赛道中，SLM 工艺的地位毋庸置疑。凭借能成型复杂承力构件、轻量化结构、定制化医疗植入物等优势，该技术已深度应用于军工国防、航空航天、医疗、消费电子等高端制造领域，解决了传统减材制造难以突破的结构设计难题，成为实现产品性能升级和结构功能一体化制造的核心技术。

△基于SLM工艺的3D打印金属件，图源：汉印

但随着行业对 SLM 加工效率、成型质量和一致性的要求不断提升，主流的高斯激光光束逐渐暴露出明显的技术短板，成为工艺发展的 “绊脚石”。

SLM工艺的瓶颈

高斯光束的局限与熔池缺陷

据南极熊了解，当前主流的SLM设备多采用高斯激光作为加工热源。高斯光束中心能量高、边缘能量低的分布特性，虽然有利于形成深熔小孔，但在高速扫描或加工复杂薄壁、悬垂结构时，却暴露出明显短板：

熔池不稳定：光束中心能量过强会导致熔池过热、飞溅增多，在工件中形成球化或气孔缺陷。

△激光熔池与激光束相互作用的物理过程，图源：搜狐

边缘能量不足：熔道边缘与相邻道次之间的重熔区域难以精确控制，影响搭接质量和表面粗糙度。

工艺窗口窄：高斯光束对激光功率、扫描速度等加工参数变化敏感，限制了高反材料或大层厚打印的工艺稳定性。

成型效率受限：为保证成型质量，往往需要降低扫描速度或采用多道搭接，牺牲了生产效率。

如何通过优化光斑形态来改善热场分布、抑制飞溅、提升熔池稳定性，已成为行业亟需攻克的技术难点。

整形利器环形整形衍射光学元件（DOE）

衍射光学元件（DOE）是一种基于光的衍射原理，通过对波前相位进行精确调控，实现任意光强分布的光学器件。其中，环形整形DOE专为将高斯光束转换为环形或点环能量分布而设计，为解决SLM工艺难题提供了全新的无源光学解决方案。

△LBTEK 环形整形DOE外观及典型整形效果

其产品技术特点如下：

工作原理：

通过衍射光学原理，将入射的高斯能量分布重塑为环形（或点环）分布，具有极高的转换效率和优异的环形能量均匀性。

△环形/点环整形DOE实测效果

产品类型：

基于对光学性能和可靠性的不同要求，环形整形DOE可选取紫外熔融石英或高性能聚合物作为功能基材，分别对应动力学相位和几何相位环形整形DOE产品分类。

紫外熔融石英材质的环形整形DOE具有更优的面型参数和耐高功率性能，支持＞2000W @ 1080nm条件下长期稳定工作，满足高功率SLM设备需求；聚合物环形整形DOE则支持连续形相位设计，可实现更高的衍射效率，适用于对效率要求较高的场景。

方案优势：

相较于空间光调制器等有源光束整形方案，环形整形DOE为无源器件，无需供电，无运动部件，调试便捷，状态长期稳定，且成本优势显著。

环形整形DOE带来的工艺革命

将环形整形DOE集成至SLM光路系统后，能够为3D打印工艺带来以下显著改善：

△环形整形DOE用于激光加工系统常见光路

优化熔池形态，抑制缺陷：环形光斑将能量均匀分布在熔池边缘，形成更宽、更浅的熔池，有效减少飞溅和气孔，提升成型件致密度。

提升打印效率：环形光斑可支持更大层厚和更宽扫描间距，在保证加工质量的前提下，大幅提高成型速度，缩短制造周期。

改善表面质量：均匀的边缘能量分布有助于优化熔道搭接，降低表面粗糙度，减少后处理工作量。

拓宽材料适应性：对铜、铝等高反材料，环形光斑可提高熔池稳定性，改善成型质量；对钛合金等敏感材料，可降低热应力，减少开裂风险。

此外，环形整形DOE还可广泛应用于激光焊接、打孔等场景，实现工艺能力的跨领域提升。

麓邦（LBTEK）提供的服务与支持

麓邦（LBTEK）是一家围绕光学方向，从事光学元件、光学模组、光学系统和仪器产品的研发、生产和销售的国家级高新技术企业。

目前，LBTEK已有若干环形整形DOE标准产品：

△LBTEK 环形整形DOE标准产品清单

同时，为助力广大SLM设备厂商及科研机构快速验证环形整形DOE的价值，提供以下全方位服务：

标准样品试用：备有常用规格的标准品库存，可提供样品供您进行初步测试与评估；

聚合物环形DOE定制送样：针对您的具体光路参数和整形需求，提供聚合物材质环形DOE定制试用服务，可灵活设计环外径、点环能量比等参数，送样交期仅需2周，助您快速迭代；

现场技术支持与调试指导：资深光学工程师可提供现场技术支持，协助完成光路集成与调试，确保产品最佳性能的发挥。

对环形整形DOE感兴趣或希望申请样品，请与麓邦联系！

邮箱：mozhigang@lbtek.com

联系方式：莫经理，+86-18825178450

麓邦将亮相亚洲3D打印、增材制造展览会（TCT ASIA 2026），展位号：NO.7Q70。