本申請涉及slm金屬激光3d打印領域，具體而言，涉及家電模具矩形激光3d打印成型方法和裝置及家電模具。

背景技術：

1、當前金屬3d打印設備采用基模高斯分布的激光形態，激光中心光斑集中了約90％的激光能量。

2、為了增加打印效率，保證打印質量和保持鋪粉厚度不變的情況下，行業內眾多金屬3d打印設備廠商采取增加激光數量的方式，開發多激光拼接聯合打印。

3、然而，但多激光拼接打印增加了激光器和掃描振鏡的數量，導致生產制造成本也隨之增加。

技術實現思路

1、本申請提供家電模具矩形激光3d打印成型方法和裝置及家電模具，以解決現有技術的金屬3d打印中采用多激光拼接打印增加了設備成本的問題。

2、第一方面，本申請提供一種家電模具矩形激光3d打印成型方法，包括：

3、獲得激光能量呈矩形平頂分布的激光束；

4、通過準直鏡整形和聚焦鏡聚焦后，獲得光斑直徑240-280μm的加工激光束；

5、使用不銹鋼316l粉末，依據光斑直徑240-280μm、成形熔道搭接率30％、鋪粉層厚50μm、掃描間距0.2-0.3mm、掃描速度1000-2000mm/s、激光功率1400-1800w進行3d打印，得到成型的家電模具。

6、在一種可能的實施方式中：

7、所述光斑直徑為260μm，所述掃描間距為0.25mm，所述掃描速度為1800mm/s，所述激光功率為1600w。

8、在一種可能的實施方式中：

9、所述獲得激光能量呈矩形平頂分布的激光束的步驟中，通過增加激光器內部出光模塊數量和調整內部出光模塊受高壓影響產生光子的輸出模式，改變高斯激光的激光能量分布，使得輸出的激光能量轉變成矩形平頂分布，得到所述激光能量呈矩形平頂分布的激光束。

10、在一種可能的實施方式中：

11、增加所述激光器內部出光模塊的數量，使所述激光器的輸出額定功率達到2000w。

12、在一種可能的實施方式中：

13、所述掃描間距為0.2mm、0.25mm或0.3mm。

14、在一種可能的實施方式中：

15、所述光斑直徑為260μm。

16、第二方面，本申請提供一種家電模具矩形激光3d打印成型裝置，用于實施前述的家電模具矩形激光3d打印成型方法。家電模具矩形激光3d打印成型裝置包括激光器、準直鏡和聚焦鏡。激光器包括高斯激光光源、分光鏡和多個出光透鏡組；高斯激光光源用于產生高斯光束；分光鏡設于高斯光束的路徑上，用于將高斯光束分成多個子高斯光束；多個出光透鏡組分別位于多個子高斯光束的路徑上，用于使多個子高斯光束在成型面疊加匯聚形成矩形平頂分布的激光束，且激光器的輸出額定功率為2000w。準直鏡和聚焦鏡依次設于所述激光器的光路上，用于對所述激光器發出的激光束進行準直整形和聚焦，以得到光斑直徑260μm的激光光斑。

17、第三方面，本申請提供一種家電模具，由前述的家電模具矩形激光3d打印成型方法打印成型。

18、在一種可能的實施方式中：

19、所述家電模具的抗拉強度650-700mpa、屈服強度450-490mpa，斷后延伸率32-38％。

20、在一種可能的實施方式中：

21、所述家電模具的抗拉強度685mpa、屈服強度470mpa、斷后延伸率36％。

22、本申請中，通過采用增加激光器內部出光模塊數量來增加激光功率，并通過整形聚焦得到光斑直徑達240-280μm的單一平頂激光束，采用該平頂激光束進行家電模具成型掃描，激光能量分布平均且同樣能夠達到不銹鋼316l粉末打印所需的能量，從而能夠以更快的速度和更大的掃描間距進行掃描，掃描效率顯著提升。并且，該方案仍采用單一激光器，無需額外配置多組激光器和振鏡等，設備整體成本較低。同時，單一激光束不存在多激光束之間需要協同拼接的問題，規避了多激光拼接存在的拼接精度和拼接接縫處熔合成型質量問題，利于得到結構一致性較好的家電模具。

技術特征：

1.一種家電模具矩形激光3d打印成型方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的家電模具矩形激光3d打印成型方法，其特征在于：

3.根據權利要求1所述的家電模具矩形激光3d打印成型方法，其特征在于：

4.根據權利要求3所述的家電模具矩形激光3d打印成型方法，其特征在于：

5.根據權利要求1所述的家電模具矩形激光3d打印成型方法，其特征在于：

6.根據權利要求1所述的家電模具矩形激光3d打印成型方法，其特征在于：

7.一種家電模具矩形激光3d打印成型裝置，用于實施如權利要求1-6任一項所述的家電模具矩形激光3d打印成型方法，其特征在于，所述家電模具矩形激光3d打印成型裝置包括：

8.一種家電模具，其特征在于，包括：

9.根據權利要求8所述的家電模具，其特征在于：

10.根據權利要求9所述的家電模具，其特征在于：

技術總結
本申請涉及SLM金屬激光3D打印領域，旨在解決現有技術的金屬3D打印中采用多激光拼接打印增加了設備成本的問題，提供家電模具矩形激光3D打印成型方法和裝置及家電模具。其中，家電模具矩形激光3D打印成型方法包括獲得激光能量呈矩形平頂分布的激光束；通過準直鏡整形和聚焦鏡聚焦后，獲得光斑直徑240?280μm的加工激光束；使用不銹鋼316L粉末，依據光斑直徑240?280μm、成形熔道搭接率30％、鋪粉層厚50μm、掃描間距0.2?0.3mm、掃描速度1000?2000mm/s、激光功率1400?1800W進行3D打印，得到成型的家電模具。本申請的有益效果是打印效率相對傳統激光打印方式提升近3倍，且設備成本較低。

技術研發人員：劉建業,王金海,牛留輝,傅健,劉道金,李歡
受保護的技術使用者：廣東漢邦激光科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28