在航空航天、醫療、新能源汽車等高端制造領域，金屬增材制造(3D打印)技術正發揮著越來越重要的作用。它能夠快速制造復雜結構的零部件，大幅縮短研發周期，并降低生產成本。然而，盡管這項技術前景廣闊，但其在實際應用中仍面臨諸多挑戰。

目前，基于激光粉末床熔融(laser powder bed fusion, LPBF)的金屬增材制造大多通過掃描激光光斑實現加工。然而，傳統激光光斑的能量分布呈高斯分布，即中心能量高、邊緣能量低。這種不均勻的能量分布會使熔池產生很大的溫度梯度，從而容易導致加工件表面出現毛刺，同時內部產生殘余應力，影響零部件的精度和使用壽命。這些問題成為制約金屬增材制造技術進一步發展的瓶頸。

為了解決高斯光斑帶來的問題，業界提出了光束整形的方案。目前主要采用的技術路徑包括：異形鏡頭、微透鏡陣列和DOE(衍射光學元件)。然而，這些方案存在一個共同的缺陷——光束整形不可調。在實際應用中，不同材料、不同形狀的零部件需要不同的光斑形態，而現有技術無法靈活調整光斑形狀，也無法通過現有理論模型模擬找到最優解。因此，光斑的可調性成為制約這些方案廣泛應用的關鍵問題。

理論上，空間光調制器(LCOS-SLM)可以完美解決光斑可調性的問題。它能夠靈活調整光斑形狀，適應不同的加工需求。然而，金屬增材制造在加工過程中需要對金屬粉末進行熔化，因此對激光功率的要求極高，單光束功率需要超過300 W，而傳統的空間光調制器無法滿足這一功率需求。因此，空間光調制器在金屬增材制造領域的應用一直處于空白狀態。

直到2024年，濱松公司推出了700 W高功率LCOS-SLM，成功填補了這一技術空白。這款產品不僅可承受高功率激光，還能實現靈活的光束整形，為金屬增材制造提供了全新的解決方案。

審核編輯 黃宇