在8月底落幕的Formnext Asia 2026深圳展期间,希禾增材正式发布第三代绿激光金属3D打印设备XH-M350G-2HR,定位量产级绿激光铜金属3D打印系统。这台新机搭载两台自研绿光激光器,可选配500瓦或1000瓦光源,最高扫描速度达每秒8米,以80微米层厚打印纯铜时成形效率最高可达48.48立方厘米每小时。依托母公司公大激光从核心光源到整机装备的全链条自研能力,XH-M350G-2HR把竞争焦点从能否打印出样品,转向能否持续稳定地批量交货,被视为国产绿激光设备跨越铜金属3D打印产业化门槛的代表作。
一、纯铜为何难打印:红外激光高反射困局与绿光的破局逻辑
铜及铜合金因优异的导电导热性能,是散热与导电结构的理想材料,但其加工难度同样闻名。在金属3D打印领域,传统红外激光波长约为1064纳米,纯铜对这一波段的吸收率仅有4%到5%,超过95%的激光能量被直接反射浪费,熔池极难稳定控制,成形质量波动大,这正是铜金属3D打印长期停留在样件验证阶段的根本原因。为弥补吸收率不足,红外方案往往需要1500瓦以上的超高功率激光,设备负荷大、光学组件损耗快、运行成本高,仍难以稳定输出全致密零件。
绿光激光则从物理层面改写了这一困局。当波长缩短至515到532纳米区间,铜的吸收率跃升至40%到60%,能量利用效率提升近10倍,仅需500瓦到1000瓦功率即可实现全致密成形。德国弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所的实测数据更为激进:采用515纳米绿光圆盘激光器后,铜粉对激光能量的吸收率可超过70%,500瓦绿光的熔化能力甚至优于此前1500瓦级红外方案。更短的波长还带来更细的光斑与更高的成形精度,稳定支撑0.1毫米级薄壁结构与复杂微流道的制造,为铜增材制造的大规模应用扫清了物理障碍。
二、双激光协同与48.48立方厘米每小时的量产效率
XH-M350G-2HR的核心升级在于效率。设备搭载两台自研绿光激光器,可选配500瓦或1000瓦稳定光源,通过精密光路调度实现双激光高效协同作业,充分发挥绿光对纯铜的高吸收优势。官方数据表明,在80微米层厚条件下,纯铜成形效率最高可达48.48立方厘米每小时,这意味着一台设备单日可完成的铜质零件体积较上一代显著提升,为批量生产提供了与产业化匹配的生产节拍。高扫描速度与高成形效率直接缩短交付周期,提高设备利用率,也让单件制造成本进入可接受区间。
效率之外,设备在连续生产与材料适配上的强化同样关键。针对长时间连续打印场景,XH-M350G-2HR采用机床级高刚性运动结构,配合独立循环过滤、均匀风场与光学恒温控制,降低振动、烟尘及热漂移对成形过程的影响。同时,设备通过快速洗气、低氧成形与长效过滤设计,缩短打印准备与维护时间,提高设备有效生产时间。在材料层面,设备可稳定打印纯铜、铬锆铜、铍铜等全系列工业铜合金,覆盖高导热散热、高导电电气与高温抗疲劳等各类应用,为量产客户提供宽泛的材料选择空间。
三、满幅一致性与全闭环监控:把稳定性做成可复现的工业能力
量产设备与样机最大的分野在于一致性。XH-M350G-2HR拥有350×350×550毫米的成型空间,为批量生产提供了更大的有效制造区域,但幅面越大控制越难,激光能量能否覆盖全区并保持均匀、长时间作业光斑会否漂移、满版打印边缘与中心质量是否一致,都是必须回答的问题。希禾增材对光路系统进行了深度优化,确保能量在整个成形区域均匀稳定分布,使350×350毫米的有效幅面真正转化为批量制造能力,而非参数表上好看的数字。
过程控制层面,XH-M350G-2HR建立了运动、铺粉、监测的全闭环体系。高精度运动闭环保证成形平台焦平面位置不变,高精度铺粉确保层厚一致,铺粉质量在线监测能及时识别异常,减少潜在缺陷累积;全流程工艺监控平台则持续追踪激光功率、成形舱氧含量等关键数据并完整记录,为打印过程控制、工艺复现与质量追溯提供数据支撑。针对铜打印飞溅物多的问题,设备通过仿真优化与实测验证设计了上下两层均匀稳定的风场,及时带走飞溅物,降低对光路与成形的影响,同时维持低氧环境并保持较低耗气量,既保障质量又降低连续运行成本。
四、140小时连续打印交出答卷:纯铜光模块满版批产落地
纸面参数之外,XH-M350G-2HR已在实际生产中接受检验。展会现场,希禾增材展示了采用该设备为客户满版打印并批量交付的纯铜光模块产品,整版约400件,制造周期长达140小时,接近连续六天不间断运行。在整个打印过程中,设备成形舱氧含量、进气量始终保持稳定,低氧环境持续保持,单位时间耗气量维持在较低水平,直观印证了设备长时间运行的稳定性。值得强调的是,行业内通常采用铜铬锆合金打印此类光模块产品,这一版纯铜满版样件或为全行业首个。
光模块散热件内部包含大量翅片结构,壁厚低于0.5毫米,传统焊接工艺难以保证一致性且良率受限,3D打印则能一体成形复杂翅片阵列,绿激光还保障了成形质量、制造精度与整体效率。希禾增材方面表示,在规模化部署打印设备的情况下,无论是风冷还是液冷光模块均可实现量产。从6月13日到6月19日的氧含量与进气流量曲线记录可以看出,设备在近一周的连续作业中各项参数平稳,这种经过实战验证的长时间生产能力,正是批量制造客户最看重的交付保障。
五、AI算力、新能源与光通信拉动,铜增材制造跨过产业化门槛
铜金属3D打印的需求引擎正在全面点火。在AI算力领域,单机柜功耗已超过50千瓦,GPU芯片热设计功耗向1000瓦以上攀升,风冷难以压制,液冷成为必选项,纯铜液冷板、均温结构与散热翅片的需求随之爆发;在新能源汽车领域,高功率电机、逆变器与电池热管理对高效热交换结构的需求持续增长;光通信的400G、800G光模块散热件,航空航天发动机燃烧室、喷尾管等复杂冷却结构,以及可承受百万次以上热循环的感应线圈,都是绿激光铜打印的典型落地场景。
从行业格局看,铜金属3D打印的竞争重心已经转移,不再是谁能打印出样品,而是谁能稳定地交货。能够满足批量制造对打印效率、成形一致性以及持续运行稳定性的综合要求,完成从样件验证到批量交付的跨越,正成为产业化用户选择设备的硬标准。三年前,希禾增材发布首款绿激光设备XH-M160G填补国内空白,如今其设备矩阵已覆盖100毫米到1.2米的全尺寸段,此次XH-M350G-2HR的发布,进一步把绿激光金属3D打印在效率、稳定性与批量制造上的价值推向新的高度,也标志着纯铜增材制造正从技术可行迈向产业可用。
| 对比维度 | 红外激光方案 | 绿光激光方案 |
|---|---|---|
| 铜吸收率 | 仅4%到5% | 40%至60%以上 |
| 所需功率 | 1500瓦以上 | 500瓦至1000瓦 |
| 成形效率 | 扫描速率受限 | 最高48.48立方厘米每小时 |
从高反射困局的技术破题,到双激光效率的显著跃升,再到140小时连续生产的实战验证,XH-M350G-2HR完整演绎了国产绿激光铜金属3D打印走向规模化的进阶路径。当AI服务器、新能源汽车与光通信对复杂铜构件的需求持续放量,铜增材制造正在跨过产业化门槛,而设备稳定性、工艺一致性与批量交付能力,将成为下一阶段决定行业座次的核心变量。
来源:3D打印资源库、3D打印技术参考、激光世界
