相對于激光切割等減材制造技術，以3D打印為代表的增材技術雖然一直很火，但總是顯得非常“小眾”，特別是在工業應用領域。從發展歷程來看，3D打印技術于19世紀末起源于美國，在20世紀80年代后期發展成熟并被廣泛應用，其中金屬材料3D打印技術發展尤為迅速。“金屬3D打印技術作為整個3D打印體系中最為前沿和最有潛力的技術，是先進制造技術的重要發展方向，在航空航天、汽車、消費品、醫療、一般工業等領域逐步開始獲得規模化應用。過去30年，我國金屬3D打印技術特別是裝備技術取得了突飛猛進的發展。”亞洲制造業冠軍聯盟總干事羅百輝表示，金屬3D打印興起于歐美國家，我國自20世紀90年代中期開展金屬3D打印技術研究，研究的重點以能量沉積法（DED）和粉末床熔融法（PBF）為主，其中西北工業大學、北京航天大學、華中科技大學、華南理工大學、清華大學等都進行了大量研究。1997年，西北工業大學進行了“金屬粉材激光立體成形的熔凝組織與性能研究”，是我國第一個正式立項科研項目。2012年，北京航空航天大學DED－L方面的研究成果獲國家技術發明一等獎。2017年我國金屬3D打印領域的第一個材料標準（GB／T 34508－2017）制定……

（2021－2030年每年金屬增材制造產品打印數量）

根據Laser Manufacture News數據報告，預計到2031年，金屬3D打印技術每年將生產超過750億美元的組件。由于金屬增材制造對供應鏈短缺強大的彌補作用，強調采用該技術并加大投資的趨勢不會改變，市場整體將繼續快速發展。

近日，科技部“十四五”國家重點研發計劃“增材制造與激光制造”重點專項立項通過公示，將重點圍繞難熔金屬材料增材制造、超快激光制造等技術方向，在基礎理論和前沿技術、核心功能部件、關鍵技術與裝備、典型應用示范全鏈條重點部署，推動我國增材制造技術總體達到世界一流，基本實現全球領先總體目標。

除此之外，《“十四五”智能制造發展規劃》、《增材制造產業發展行動計劃（2017—2020年）》、《國家增材制造產業發展推進計劃（2015—2016年）》、《增材制造標準領航行動計劃（2020—2022年）》等多項國家規劃中都明確支持增材制造產業發展。隨著關鍵技術的不斷突破，加之產業鏈配套不斷完善，以金屬3D打印為代表的增材制造將成為智能制造領域下一個重要方向。

增材制造技術通過CAD 設計軟件制作出3D模型，并轉換為增材制造標準化格式的STL文件，系統在計算機上將該零件在某一易于加工的方向上分割成多層，最后依靠專門的打印設備，使用金屬粉末、樹脂、陶瓷粉末等各種材料，逐層不斷累積疊加、堆積、粘結，最終形成零件整體。在整個過程中，熱源選擇對于加工效果至關重要。

經過多年發展，激光束已經成為金屬3D打印最主流的熱源。相對于電子束、微束等離子，激光束具有光斑細、成本低、可定向作用到指定材料位置等優點，可實現金屬材料的瞬間熔凝，滿足熔道搭接和零件成形的要求。

金屬3D打印用激光器經歷了幾個發展階段，主要有CO2激光器、YAG激光器以及光纖激光器。CO2激光器本身輸出波長很長，金屬材料的吸收率較低，因此早期金屬打印用的CO2激光器功率動輒幾千瓦。YAG激光器能夠輸出1．06μm的波長，與金屬的偶合效率高、加工性能良好，有效功率遠高于CO2激光器。隨著光纖激光器開始大規模商用，成本進一步降低，憑借其易于集成、電光轉換率更高、性能更穩定等優勢，已經成為金屬3D打印最主流的熱源。

金屬3D打印過程主要依靠激光熱效應，逐層對金屬粉末熔化成型，通過一層一層疊加累積最終完成零件加工。在加工過程中，零部件打印層數通常比較多，打印時間很長，對激光器功率穩定性要求非常高。另外，激光器光束質量和光斑大小對打印精度也至關重要。因此，在產業發展早期，金屬3D打印激光器主要依賴國外進口。

近些年，隨著國產光纖激光器產品功率水平及可靠性大幅度提升，已經能夠滿足金屬3D打印應用需求。以常見的選擇性激光熔融成形（SLM）為例，對光纖激光器平均功率大致要求200W－1000W之間。作為國內光纖激光器頭部廠商，杰普特在連續光纖激光器方面已經完整覆蓋200W－40000W區間，能夠為金屬3D打印光源提供多樣性選擇。

在產品方面，杰普特連續光纖激光器可通過控制接口及標配軟件可對激光器的運行狀態進行實時監控及報警提示，并可對運行數據進行收集記錄。激光器采用水冷散熱及上架式機箱設計，具有電光轉換效率高、能耗較低、結構緊湊、免調節維護、光纖柔性傳導輸出、便于客戶集成使用等眾多優點，為金屬3D打印提供了理想光源選擇。

為了能夠實現更好的3D打印效果，適應市場需求，杰普特針對3D打印行業特別推出了高配版500W／1000W激光器，并進行了性能上的優化，使之能夠更好的投入到3D打印應用中，并且可根據客戶工藝需求進行定制。

（杰普特500W／1000W激光器）

杰普特高配版激光器提高了狀態信號負載的驅動能力，可驅動更高電流的繼電器，提高模擬量的響應速度，使得出光延時得到很大程度的壓縮；提升光束質量，確保M2≤1．1；提升功率穩定性，長時間功率穩定性可達到1％以內；添加網口功能，使得激光器的通信控制更加便捷；擴大調制頻率的可調范圍至50KHz，對于不同的應用場景適應性更強。

從應用領域來看，金屬3D打印最開始主要用于航空航天領域。隨著其他應用領域的進一步普及，國產光纖激光器也將獲得更多的應用空間，從而推動產業持續向前發展。

近幾年雖然遭受疫情影響，全球金屬3D打印仍保持著高速增長的趨勢。Laser Manufacture News數據顯示，2019年全球金屬增材制造市場規模為33億美元，到2024年市場規模將擴張至110 億美元，2019－2024年CAGR高達 27．2％。

“從產業鏈分布來看，上游金屬材料價值更高，生產壁壘也更高。金屬材料通常為金屬粉末，主要包括鈦合金、鈷鉻合金、不銹鋼、鋁合金和其他高溫合金，主要應用在航空航天、軍工、汽車等領域，對材料特性要求非常高。目前，國內高端金屬粉末可供應的廠家相對較少，主要還是依賴進口。相反在設備方面，國產廠商正在加速實現替代。”激光產業研究專家羅百輝表示，金屬3D打印設備主要包括激光器、振鏡、主板、DLP 光引擎、掃描儀等部件。從價值量占比來看，激光器一般占整體設備成本20％以上， 并且隨著設備升級，激光器在同一臺3D打印機中安裝的數量、品質也將提升，其價值占比將會更高。從目前國產金屬3D打印設備廠商產品來看，基于穩定性和品質方面考慮，激光器普遍采用進口品牌，國產替代空間較大。從產品輸出功率來看，國產光纖激光器產品已經實現對國外產品的趕超，基本上處于同一梯隊，并且在薄板切割應用領域實現了對國外產品大部分替代。近些年，隨著國內激光產業邁入全新階段，國產廠商對于產品品質愈發關注，并持續加大研發投入，在高端應用領域也逐步開啟國產替代。

正如杰普特多年的發展一樣，不管市場如何變化，憑借產品穩定性強的特性，在高端制造領域走出了一條自己的道路，從MOPA光纖激光器對國外品牌的反超，到打入全球頭部手機廠商供應鏈，再到成為動力電池頭部廠商供應商，這也都時對其產品品質的很好說明。隨著國內金屬3D打印產業進一步發展，杰普特也將在這一藍海市場加速推進國產化替代。

當前，我國正處于產業轉型升級的關鍵時期，新技術、新產業、新模式的涌現驅動制造業持續發展。近年來，3D打印在航空航天、汽車制造，生物醫療及其他領域逐步成為復雜結構件研制與生產的核心技術。面對愈發內卷的挑戰，金屬3D打印有望成為中國光纖激光器又一個千億市場！