金属3D打印激光60-150mm连续变焦：LBTEK光纤变焦准直器助力SLM设备性能升级

随着增材制造技术从原型验证迈向规模化工业生产，选区激光熔化（SLM）技术凭借高精度、高致密度及优异的力学性能，已成为航空航天、医疗器械、汽车制造及精密模具等高端制造领域的核心技术。

南极熊获悉，针对SLM设备光路系统灵活性不足的行业痛点，LBTEK推出了光纤变焦准直器，支持60-150mm连续变焦，为SLM光路升级提供了关键组件。

SLM工艺背景介绍

SLM工艺的核心在于“光”与“粉”的精准交互。在成型过程中，高能激光束在计算机控制下按预设路径逐层扫描熔化金属粉末，每一层的熔化质量直接决定零件的致密度、表面粗糙度及内部缺陷率。因此，激光光路的稳定性、光斑尺寸的可控性及能量分布的均匀性，是SLM设备性能的关键指标。传统的固定焦距准直系统在面对不同粉末材料、不同层厚或不同扫描策略时，往往难以兼顾成型效率与表面质量，变焦准直器应运而生——通过灵活调节光斑尺寸，兼顾精密成型与高效填充，成为SLM光路升级的核心组件。

△SLM 3D打印工作光路示意图

变焦准直器在SLM工艺中的作用原理

在典型的SLM设备光路架构中，信号与能量的传输链路遵循严格的物理逻辑：激光器产生高能光束，经光纤传输后，通过QBH接头与光纤变焦准直器连接，变焦准直器通过调整焦距可输出不同尺寸的准直光束进入振镜系统，最终经由场镜聚焦至成型平面。其核心作用原理如下：

1.发散光准直化

激光器光纤输出的光束通常具有一定的发散角，若直接进入振镜会导致无法聚焦。变焦准直器首先将发散的激光束转换为极低发散角（typ.＜3 mrad）的准直光，为后续的高精度扫描奠定基础。

2.焦距与光斑可调

这是变焦准直器区别于传统准直器的核心优势。通过内部精密的机械调节机构，可以在不更换器件的前提下，通过调整准直器的焦距来实现输出不同光斑尺寸。

3.聚焦光斑尺寸调控

根据高斯光束聚焦原理，场镜的聚焦光斑尺寸与准直入射的光束口径直接相关。当变焦准直器调整焦距时，改变了进入场镜的有效光束直径，从而在成型平面上实现聚焦光斑尺寸的调节。

应用优势及前景

引入LBTEK光纤变焦准直器，将为SLM 3D打印生产带来显著的综合效益：

1. 宽范围连续变焦，工艺适配性强

产品支持宽范围焦距连续调节，对应输出光斑尺寸覆盖常用工艺区间。用户可根据不同材料、不同层厚、不同打印速度灵活调整聚焦光斑大小，粗光斑实现高效大面积熔化，细光斑实现精密细节成型，一台设备兼顾多种工艺需求。

2. QBH标准接口，即插即用

配备行业标准QBH光纤接头，完美兼容主流品牌工业光纤激光器，安装便捷、对接精度高，无需额外转接适配，降低设备集成与维护成本。

3. 高功率耐受，超低吸收镀膜

采用高品质熔融石英镜片基材，配合超低吸收增透镀膜，可稳定承载百瓦级至千瓦级连续激光输出。长时间工作热透镜效应微弱，焦距漂移量小，可确保连续打印过程中光斑尺寸稳定、熔深一致。

4. 高准直度，光束质量优异

精密设计保证全变焦范围内出射光束准直度高，发散角小。光束进入振镜系统后边缘无明显截断，能量利用率高，配合F-Theta场镜可获得圆度好、能量分布均匀的聚焦光斑，打印熔道宽窄一致，零件致密度与表面质量显著提升。

5. 低像差光学设计

多组透镜优化设计，全面校正各类像差。全变焦区间光斑具有较好椭圆度，无变形与彗尾现象，聚焦后光斑能量集中，精密特征成型精度高。

6. 工业级密封结构，稳定可靠

机械结构采用防尘设计，隔绝金属粉尘与水汽污染镜片。精密机械变焦结构调节顺滑、定位准确，长期使用无回程误差，可满足工业量产设备连续运行要求。

7. 适配NA0.05标准光纤

针对工业光纤激光器常用的NA0.05输出光纤优化设计，光束边缘损耗低，最大限度利用激光器输出能量，提升整体光利用效率。

LBTEK光纤变焦准直器

LBTEK麓邦深耕精密光学领域，针对SLM及激光加工行业痛点，推出了高性能光纤变焦准直器。该产品采用高损伤阈值光学镀膜与精密机械结构，确保在高功率激光下的长期稳定性与调节重复性。

△VF-1064-60-150-B外形图

以下为LBTEK针对1064nm波段SLM应用的主力产品参数：

△表1. LBTEK 光纤变焦准直器核心参数表（SLM金属3D打印专用）

产品技术亮点解析

•宽范围连续变焦：60mm至150mm的变焦范围覆盖了绝大多数SLM设备的工艺需求，无论是精细表面还是高效填充，均可通过调节实现。

•QBH标准接口：采用工业标准QBH接头，兼容市面上主流的高功率光纤激光器，安装便捷，密封性好，有效防止粉尘污染光学元件。

•NA 0.05 光纤适配：针对SLM常用光纤参数优化设计，确保光束准直度与能量传输效率，减少杂散光干扰。

•高功率耐受：光学元件采用高损伤阈值镀膜，基底材料经过严格筛选，能够承受SLM工艺中的高平均功率及高峰值功率冲击。

配套优势与技术支持

据LBTEK官方介绍，其光纤变焦准直器与同品牌高功率F-Theta场镜配套使用时，光学设计匹配度更高，整体光束质量更优，可实现光斑尺寸连续可调、全幅面能量均匀、长时间工作稳定的综合效果。

此外，为方便SLM设备厂商及科研机构快速验证光纤变焦准直器的实际性能，LBTEK提供以下支持服务：

• 标准样品试用：备有常用规格的标准品库存，可提供样品供初步测试与评估

• 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

据LBTEK官方公示信息，如需了解产品详情或申请样品，可通过以下渠道联系：

• 邮箱：service@lbtek.com / sales@lbtek.com

• 联系人：莫经理，+86-18825178450