量子級聯(lián)激光器（QCL），通過編程控制不同的波長，以適應(yīng)幾乎任何熱塑性材料。

3DM是一家成立于2016年的以色列公司，由激光和半導(dǎo)體電光技術(shù)專家Daniel Majer創(chuàng)立。該公司研發(fā)了一種創(chuàng)新的3D打印激光器，即量子級聯(lián)激光器（QCL）。這種激光器是一種半導(dǎo)體激光器，能夠?qū)⑵涓吣芄馐{(diào)諧到中紅外光譜內(nèi)的特定波長。

這也就意味著，3D打印激光器可以通過編程來適配幾乎任何熱塑性材料的特定熔化特性，從而為新型粉末塑料材料的打印提供了廣闊的可能性。此外，激光的高精度和強(qiáng)度有助于材料分子之間的牢固粘合，進(jìn)一步提升零件的機(jī)械性能和各向同性。

每個激光器包括了多個光學(xué)組件，并與準(zhǔn)直透鏡和驅(qū)動器一起組裝在冷卻配件上，最終就形成了激光模塊。

與傳統(tǒng)的固定波長的CO2激光器不同，光源本身基本上是由一組比米粒還小的微型量子級聯(lián)激光器（QCL）形成。每一個光源都能發(fā)射幾瓦的能量，其波長可以實(shí)現(xiàn)定制，以適應(yīng)給定的材料和零件層的排列方式。

四個不同的激光模塊與其他光學(xué)元件一起組裝到一個外殼中，這些光學(xué)元件將所有激光組合成一束高質(zhì)量、高功率的光束——又名光束頭（如圖所示），在粉末上產(chǎn)生熔化的激光點(diǎn)。

據(jù)該公司表示，其QCL技術(shù)已成功用于打印所有類型的SLS材料，包括PA、PP和TPU，理論上可以與任何粉末狀熱塑性材料一起使用。

根據(jù)3DM的透露，每個可調(diào)波長激光器的成本僅為數(shù)十美元。他們還研發(fā)了一種光束頭系統(tǒng)，能夠經(jīng)濟(jì)高效地安裝多達(dá)六個激光器，這些激光器可以同時工作，從而實(shí)現(xiàn)更快的打印速度。此外，該激光器在精度方面明顯超越了CO2激光器，能夠?qū)崿F(xiàn)非常高的分辨率。

總的來看，QCL技術(shù)的主要創(chuàng)新在于其系統(tǒng)的可調(diào)諧波長，從而提高了塑料材料的熔化效率。而且該系統(tǒng)是一個開放平臺，允許制造商使用多種材料，同時維持較低的運(yùn)營成本。

根據(jù)3DM的說法，已經(jīng)有合作伙伴在其設(shè)備上安裝了光束頭，正在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行測試。此外，該公司還計(jì)劃自己推出兩款3D打印機(jī)：一個是具備單激光束配置的緊湊型專業(yè)系統(tǒng)（預(yù)計(jì)將于明年初發(fā)布），另一個是更大的四激光束3D打印機(jī)。

要實(shí)現(xiàn)3D打印更廣泛的應(yīng)用，關(guān)鍵的推動力仍然來自技術(shù)的不斷迭代。而3DM的量子級聯(lián)激光器讓我們看到了下一代SLS 3D打印機(jī)的原型。