激光增材过程监控光束分析仪

激光增材制造也被成为激光3D打印，其中的激光器发挥着至关重要的作用，因为它们可以将大量的能量集中在各种材料粉末上，将粒子融入三维部件。激光增材过程基于逐层累积结构，其中每一层被选择性地彼此顶部熔合，直到所述部件成为成品。

激光增材设备LAM关键的参数就是加工区域的激光光束质量（M2），也就是激光与材料粉末相互作用的微小区域内的激光轮廓。如今，大多数激光增材三维打印设备的激光器是基于光纤光学高功率技术与光学扫描头的结合，工程师们需要测量的就是工作面上激光加工位置的光束质量和M2数值，具体包含光斑大小，能量分布，发散角，功率等。LAM-BA激光增材光束质量分析仪就能够精确测量出这些参数，使用简便，能直接测量大功率聚焦光斑，稳定可靠，其也被成为LAM激光轮廓仪或3D打印M2仪。

以色列DUMA公司新开发的LAM-BA激光增材过程监控光束分析仪，能够监控工作面加工位置的光束质量的变化，加工位置的激光光束质量的稳定性也是衡量工艺重复性和稳定性关键的参数，因此工程师可以根据实时测量结果优化工艺参数，评估激光器的好坏，分析加工缺陷原因。LAM-BA激光轮廓仪，能测量波长350~1100nm的激光，光束直径覆盖35um~8mm，大可承受功率4kW，是一个非常好用的激光增材测量仪器。

LAM-BA激光增材过程监控光束分析仪产品规格：

激光增材光束质量分析仪测量的参数

影响激光增材机器性能的重要参数是：焦点光斑的宽度和位置，焦点偏移，质心位置，功率和激光动态的实时测量。Duma提供的LAM-BA激光增材光束质量分析仪，可以使用刀口和相机系统技术实时执行这些测量。 此外，为了确保精确测量，仪器具有特殊的光束路径设计，该设计根据其熔合表面处的光束位置进行校准。为了使系统适应狭小的空间，系统尺寸小，并且可以作为LAM激光增材设备的一部分集成。

LAM-BA激光增材光束质量分析仪的设计确保了其能够精确定位到参考孔（激光与材料粉末作用的位置），打在输入孔上的激光光束将精确地聚焦在仪器所在的表面上。激光束在三轴-XY 和 Z轴上的位置将实时显示相对于参考孔的位置。为了完成所需的测量参数，LAM激光轮廓仪将在同一位置测量束剖面图，以产生一个实时的全面测试诊断。

图2显示了专注于顶部平面的聚焦光束。为了保证激光光束性能的质量，我们将测量激光光束的特性如下: 功率、位置和轮廓（M平方，光束质量）。为此，仪器将准确定位在感兴趣的位置 - 仪器底部的参考孔便于操作，该参考孔准确地代表仪器的测量点。

图3显示了安装在参考孔上的LAM-BA激光轮廓仪，仪器会执行必要的测量。光线轨迹设计使得入射光束被采样，其位置正好在工作面的入射点处。

扫描刀口技术

DUMA公司的LAM-BA激光增材光束质量分析仪采用刀口法进行测量，可以测量几微米到十几毫米的光束直径。刀口剖面的孔径足够大，可以通过整个横梁。孔径有一个锋利的直边(刀刃)。 当光圈穿过光束时，系统测量光束中没有被刀片挡住的部分(见图4) ，并绘制差别(强度变化率)和光圈的功率位置。 当刀刃穿过光束时，系统大约计算每次扫描1.2万次光束的光束大小和一个复杂的电子电路样本，并进一步处理，使每个光束剖面产生超过1000个有用点，而不管光束大小。即使对非常小的微米级光束也能以较低的分辨率取样。这种自动缩放程序提供了独立于光束尺寸的高精度。与狭缝或针孔扫描相比，这是有利的: 光束强度不受限于针孔或狭缝的大小; 分辨率不受孔径大小的限制，允许测量几微米直径的光束。此外，DUMA的LAM系列3D打印M2仪还提供了精确的功率测量，一种特殊的针形量规将以每秒五次的实时速度显示功率(参见图5)

刀口扫描技术的优点是其宽动态范围的光束从小于3微米到15毫米。利用特殊的敏感探测器，它可以测量2.8微米波长的光束。 DUMA公司发明了从不同导向的多个扫描刀的边缘产生的轮廓，重建为图像使用层析技术，还申请了专门的知识产权保护。

光束采样技术

Duma Optronics的大功率激光器光束采样器是从大功率系统在线采集光束的 LAM激光增材光束质量分析仪的重要组成部分。采样光束检测使用刀口技术，产生一个高度准确的测量结果。目前，LAM-BA大测量功率能够达到8千瓦。LAM-BA激光增材光束质量分析仪还进行了精巧的冷却设计，一个加压的空气或氮管被连接到一个喷嘴上，主动冷却激光束通过的*个表面。DUMA的光束采样器是一种全保真的、保持光束偏振的采样器。 压缩空气被用来冷却系统，同时防止透镜受热，使光学不受尘埃和粒子的影响。该系统能够以每秒五个读数的速度测量功率和光束大小，比通过测量激光束引起的水温差来工作的水冷功率表快很多。该测量系统可用于深紫外线或高达2.7微米的功率系统的微小变化。

后总结一下LAM-BA激光轮廓仪，M2仪的优点：

-行业*的刀口法测量技术，*的断层图像重建算法

-配合高功率采样器，大测量功率4kW，只需空气冷却

-高速实时测量，1秒5次（可进行用户校准）

-准确测量激光M2，光斑能量分布，轮廓，位置和功率

-光束直径范围广，小于35微米到8毫米

-非常紧凑，专为满足LAM行业的需求而设计