大面积”光刻”来袭，LLNL使用NIF的DiAM高速金属3D打印技术
选择性激光熔融化技术（SLM）通过一层一层的融化金属粉末来制造复杂的零件，从而刺激了医疗、汽车、航空和其他行业的制造创新。由于SLM基于光栅通过激光束来逐点融化金属粉末，与大多数传统的制造方法相比，该过程相对较慢从而限制了更广泛的传播。
NIF发明了一种使用大面积的光刻方法进行3D金属打印的方法，使用光寻址光阀（OALV-optically-addressable light valve）作为光掩模，一次性打印整层金属粉末。使用多路复用器，激光二极管和 Q开关激光脉冲来选择性地熔化每层金属粉末。近红外光的图案化是通过将光成像到光寻址光阀-OALV上实现的。
在基于二极管的增材制造工艺中，激光由一组四个二极管激光器阵列和脉冲激光器组成。 它通过可寻址光阀，对所需制造的3D模型的二维“切片”图像进行图案化。 激光随后闪烁一次打印整层金属粉末，而不是像传统的选择性激光熔融系统一样通过激光扫描策略来完成逐点的金属粉末熔化。
根据Lawrence Livermore国家实验室的研究人员的一项新研究，NIF的高功率激光束技术可以比以往任何时候更快地3D打印金属零件。这或许将颠覆粉末床选区激光融化技术。
DiAM技术的主要研究人员-LLNL科学家Ibo Matthews表示：“通过缩短打印时间并提高零件质量控制能力，这一过程可能会改变金属增材制造的现状。” 根据Ibo Matthews，“理论上，制造一个一立方米体积大小的零件大概需要DMLS选择性激光融化技术漫长的时间，而通过DiAM只需要几个小时就可以制造完成。此外，DiAM技术不仅仅快，灰度图像还可以允许减少残余应力，操作者可以在空间和时间上定制热应力。”
根据NIF，DiAM过程的“魔法”是一种定制的激光调制器，称为光寻址光阀（OALV），它包含一个串联的液晶单元和光电导晶体。研究人员解释说，这非常像液晶投影仪，OALV是用来根据预编程的逐层图像动态雕刻大功率激光。但是与传统的液晶投影仪不同，OALV是非像素化的，可以处理高激光功率。
图片：NIF的激光系统，来源NIF论文文档
该技术最初是在NIF设计和安装的，作为LEOPARD（激光能量优化精密调整辐射分配）系统的一部分，该系统于2010年部署，并在2012年获得了R&D100研发奖项。在NIF，使用OALV以优化激光束的轮廓并局部阴影保护经受较高强度和能量密度的光学元件。
NIF团队逐渐发现了这种技术可以用于金属3D打印，最初由LLNL前研究员James DeMuth领导，领导开发OALV的LLNL科学家John Heebner将其在金属3D打印中的应用描述为“自然协同作用”。
NIF认为DiAM项目结合了NIF实验室在大功率激光二极管阵列和OALV方面所开创的两项技术。 在引入到金属3D打印过程中，NIF将串行过程更改为并行过程，确保随着部件的复杂性或尺寸增加，图案化处理速度可以提高以追赶上制造的需要。
图片：NIF通过OALV来调整光波长度，通过控制灰度来控制打印质量，来源NIF论文文档
根据NIF,除了可能生产较大零件的能力外，DiAM技术可以产生与现在的金属3D打印机相当的打印质量，并且可能超越今天的金属3D打印质量，通过在投影图像中微调灰度梯度的能力意味着更好地控制残余应力和材料微观结构。
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