用于激光焊接的光束整形光学器件
参考项目
缩短生产时间，优化焊接
增材制造工艺越来越多地用于生产自动化程度高的复杂部件。由于精确的激光束引导，它们能够实现分层、灵活的结构，例如二项式结构。混合工艺将传统制造的结构与使用激光焊接的增材制造所产生的精细结构相结合，这种类型的生产被ifw Jena所采纳。随时欢迎与艾斯飞睿合作，采用BeamTuning系列产品生成均匀的焊缝，优化您的生产工艺。
项目细节
增材制造工艺是一种日益流行的自动化程度高的复杂零部件生产方法。得益于精确的激光束引导，创新的添加工艺，如基于粉末床的熔化，可以制造灵活而精确的逐层结构，例如用于冷却通道或二项式结构。只有时间因素可能是一个限制参数，特别是因为成本随着生产时间的延长而增加。我们一直在寻找新的优化方法，以显著减少时间和成本。一种新的方法是混合制造，它已经由位于耶拿的Günter-Köhler连接技术和材料测试研究所（Güinter-Kühler Institut für fügetechnik und Werkstoffprüfung（ifw））进行了测试。在该过程中，不太复杂和传统制造的结构与使用激光束焊接的增材制造的复杂结构相结合。然而，为了生产高质量的均匀焊缝，必须首先优化工艺参数，如聚焦区域的光束成形。
项目实现
在与艾斯飞睿的密切合作下，ifw Jena将各种BeamTuning解决方案（a|BeamExpander，a|AiryShape）集成到现有的系统技术中，大大提高了工艺的稳定，减少了飞溅的形成。
图1：使用a|AiryShape和a|BeamExpander优化光束路径的示意图
在设置中，a|BeamExpander首先实现激光束的扩展，而a|AiryShape光束整形器与聚焦透镜相结合，将准直的高斯光束转换为聚焦后的各种光束轮廓（如平顶、圆环等）。由于脱气性能的改善，可以产生无孔、气密的焊缝。焊缝侧面的安全熔化防止了边缘和根部缺口，从而提供了高质量的焊缝结果。
工艺结果
焊缝射线探伤：
图2：带孔隙的高斯剖面焊缝（顶部），无孔平顶剖面焊缝（底部）
LPBF焊接部件的接缝横截面：
图3：使用高斯光束（左）、平顶光束（中）和圆环光束（右）进行焊接。工艺稳定性的提高导致均匀的焊缝和膨胀。
ifw Jena的光学系统概览：
- 将|BeamExpander和|AiryShape集成到现有系统技术中，在聚焦后生成各种光束轮廓，如平顶、圆环等。
- 提高工艺稳定性和脱气性能，以生产高质量、无孔、气密焊缝（无边缘/根部缺口）
- 减少飞溅和生产时间
了解更多关于我们的光束整形器a|AiryShape原理的信息，请访问: asphericon.com/cn/solutions/products/beamtuning/beam-shaping/
