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千瓦级激光参数测量:DUMA高功率光斑分析仪BeamOn U3-E HP在激光3D打印中的原位检测方案

作者:维尔克斯  时间:2026-7-13 4:14:50

激光3D打印中,光斑品质直接影响成型件的性能与精度,因此对其开展精准检测和调控十分关键。面对超高功率的激光打印研发或特殊工况,DUMA推出了VHP系列剖面分析仪,可测量高达35kW的激光光束。该型号采用独特的扫描采样技术和风冷设计,适用于大尺寸、超高功率光束的诊断。其中,包括BeamOn U3-E HP系列,为激光3D打印行业提供了强大、可靠的光束质量检测解决方案。

适用于激光3D打印的DUMA高功率光斑分析仪产品选型

-BeamOn U3-E High Power 高功率光斑分析仪

核心特点:集成USB3.0接口和自动滤光轮,采用先进的光束采样技术,可直接测量高达数千瓦的激光功率,是进行高精度、多参数并行测量的理想选择。

关键参数表:

参数

规格

激光类型

CW & 脉冲

光谱响应

350-1350 nm (VIS/NIR), 190-1350 nm (UV版本)

可测光斑尺寸

75 μm - 6 mm

光斑尺寸分辨率

≤ 1 μm

传感器分辨率

1900 x 1200 像素

传感器有效区域

11.34 x 7.13 mm

像素尺寸

5.86 μm x 5.86 μm

功率测量范围(900/1070nm)

CW: 1 - 2500 W, 脉冲: 1 - 1000 W

最大功率密度

1,000,000 W/cm²

动态范围

60 dB, 16 bit

帧率

40 fps (8 bit) / 30 fps (16 bit)

工作距离

49 mm

冷却方式

6-8 Bar 过滤加压空气

接口

USB 3.0

内置自动滤光轮

带ND8, ND200, ND1000滤光片

-DUMA 35 kW级高功率激光光斑分析仪

核心特点:超高功率耐受:这是该型号的核心优势,专门针对10W - 35kW的工业级激光器设计,远超普通相机式分析仪的承受范围。

关键参数表:

参数类别

规格/指标

型号/系列

VHP (Very High Power) 系列 / HP-LBP

核心技术

扫描采样 (Ghost-free scanning sampler),风冷

最大功率容量

Up to 35 kW (需根据客户需求配置滤光片)

光谱范围

350 - 1310 nm (其他波长需咨询工厂)

可测光斑尺寸

最小 1 mm (高功率),最大适配客户定制尺寸

最大功率密度

5 kW/cm²

空间分辨率

< 5 μm

扫描长度

150 mm

单次测量时间

~1

采样方式

非侵入式线性扫描采样 (专利窗式结构)

物理尺寸 (mm)

220 (L) × 150 (W) × 110 (H)

重量

5 kg

供电

12 VDC, 2 A (外部电源)

接口/线缆

线缆长度 1 m,M6 安装孔

工作模式

可同时测量光斑轮廓及发散角

激光3D打印技术简介

激光3D打印,也称为激光增材制造,是一种通过逐层熔化金属粉末来构建三维实体零件的先进制造技术。在选择性激光熔化(SLM)等工艺中,高功率激光束(通常为光纤激光器,波长在1064nm附近)精确扫描预先铺展的金属粉末床,使其熔化并凝固成型。该技术能够制造出传统加工方法难以实现的复杂几何形状零件,广泛应用于航空航天、医疗器械、模具制造和高端消费品等领域。


激光3D打印工作台

高功率光束分析仪在激光3D打印中的关键作用

在激光3D打印过程中,激光光斑的质量直接决定了打印件的性能和精度。对光斑进行精确检测与调控至关重要,主要体现在以下几个方面:

-保证加工质量:光斑的形状、尺寸、能量分布(模式)直接影响熔池的形态和稳定性。一个圆形度高、能量分布均匀(如接近高斯分布)的光斑能形成均匀的熔池,减少飞溅、气孔和未熔合等缺陷,从而提高零件的致密度和机械性能。

-控制加工精度:光斑尺寸决定了加工的最小特征尺寸和细节分辨率。尤其是在打印精细结构或薄壁件时,需要对聚焦后的微小光斑(通常在几十到几百微米)进行精确测量,以确保加工精度符合设计要求。

-工艺开发与优化:在新材料、新设备的工艺开发中,需要定量研究不同激光功率、扫描速度下光斑参数的变化及其对熔池的影响。光斑分析仪可提供客观、可量化的数据,是工艺优化和标准化不可或缺的工具。

-设备维护与校准:激光光学系统(如振镜、F-theta透镜、保护镜片)随着使用可能会发生污染、老化或偏移,导致光斑质量下降。定期使用光斑分析仪进行检测,可以及时发现并纠正问题,保障设备长期稳定运行。

DUMA高功率光斑分析仪专为直接测量高功率激光束而设计,高功率光束分析仪其内置的光束采样器能将绝大部分(通常90%以上)的激光功率透射或导向后续加工,仅抽取极小一部分用于测量,从而实现了对原始高功率激光束的非侵入式、原位实时检测,完美契合激光3D打印设备集成与在线监测的需求。


总结

在激光3D打印这一先进制造领域,确保加工质量的关键在于对能量源的精确控制,这离不开光束诊断。高功率光束分析仪正是为此而生的核心工具,它能对用于激光3D打印的千瓦级激光测量实现非侵入式的原位检测。通过专业的光束诊断,高功率光斑分析仪能够精确量化光斑的尺寸、形状与能量分布,为工艺优化提供客观数据。因此,集成一台可靠的高功率光斑分析仪,是实现千瓦级激光测量稳定性和提升激光3D打印零件最终性能的基石,是连接光束特性与打印结果之间的重要桥梁。





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