同轴平顶激光增材系统

均匀加热无方向性

用四束同轴平顶激光替代传统侧轴激光，消除方向性依赖和加热不均，铝增材制造中形成梯度晶粒与强织构。

Li, Meng · Chuncheng, Zhai · Zhang, Lin Y. · Bo, Han · Hua, Zhijia · 张瑞丰 · Mi, Gaoyang · Ma, Xiuquan

Journal of Materials Research and Technology 2026

参数信息

熔池峰值温度

1239.12 K

回流速

1 m/s

下层柱状晶尺寸

65.42 μm

中层混合晶尺寸

88.62 μm

上层等轴晶尺寸

49.58 μm

中部织构强度

11.05

上层显微硬度峰值

67.91 HV

技术优势

无方向性

四束平顶激光同轴布置，光斑能量分布均匀，不受扫描方向影响，沉积层在不同方向上的质量一致。

晶粒细化

沉积层上部形成平均尺寸49.58 μm的等轴晶，比下部的柱状晶（65.42 μm）明显细化，有利于提高力学性能。

强织构

中部区域形成{100}∥Y1纤维织构，峰值强度高达11.05，这种织构有利于提高特定方向的性能。

应用场景

• 铝合金定向能量沉积：同轴平顶激光提高成形质量和效率，替代传统侧轴工艺。
• 大型构件增材制造：方向独立性支持大尺寸构件稳定沉积，无需反复调整路径。
• 航空航天结构件修复：均匀加热和细化晶粒可修复高价值铝构件，恢复力学性能。
• 机器人激光熔覆：同轴光学设计易于集成机器人，实现复杂路径的柔性熔覆。