一种兼顾成形效率与成形精度的SLM设备

本实用新型属于先进制造技术领域，更具体地，涉及一种兼顾成形效率与成形精度的slm设备。

背景技术：

激光选区熔化(简称slm)是一种新兴的高性能金属增材制造技术，它基于“离散-堆积”原则，利用扫描振镜输出的高能量密度激光束对逐层铺置的金属粉末实施选区熔化，可在不借助工装夹具和模具的情况下完成复杂金属零部件的整体成形。然而，现有slm技术通常采用中/低功率、中/小光斑激光束，导致其成形效率偏低(一般为5-40cm³/h)，无法满足金属零部件的低成本批量生产要求，成为阻碍该技术推广应用的重大瓶颈。在此背景下，相关研究机构和装备厂商相继提出采用高功率、大光斑激光束作为加工能量源，从而在确保粉末完全熔化的情况下增大铺粉厚度、激光扫描速度和扫描间距，实现成形效率的大幅提升。然而，高功率、大光斑激光束的引入又会带来零部件表面粗糙度和尺寸精度下降的新问题。因此，开发兼顾成形效率和成形精度的slm新方法，已成为该领域的当务之急。

近期，部分研究者提出了一种基于“双光束协同扫描”的slm成形新方法，即采用中/低功率、中/小光斑激光束成形零部件需精细加工的区域；同时，采用高功率、大光斑激光束快速成形零部件其他区域高效率成形区域，确保成形效率满足大批量生产要求。这一独特的技术思路有望打破现有技术瓶颈，正在成为slm技术的主流发展方向。目前已有许多研究机构开发出相应装备，并提出了配套的成形方法，但仍存在诸多不足。例如，专利cn108580896a公开了一种双光束高表面质量的快速增材制造设备及方法，所述设备包括第一激光增材装置和第二激光增材装置，每套激光增材装置均包括激光器、准直镜、动态聚焦镜和振镜，第一激光增材装置汇聚成大光斑加工零件内部“核”部分，第二激光增材装置汇聚成大光斑加工零件外表面的内外“壳体”部分。然而，所述两套激光增材装置均采用固定安装，扫描幅面重合度较小，严重限制了装备的有效成形尺寸。再如，专利cn103658647b公开了一种基于四激光双工位的slm设备及加工方法，所述设备包括光学系统、中央工控机、密封成型室以及移动面板，其中，光学系统包括两组光纤激光器(每组包含一台高功率激光器和一台中/低功率激光器)以及与每组光纤激光器对应的光阀转向单元、可变式扩束准直镜单元和扫描振镜单元，所述光阀转向单元用于使其对应的高功率激光束和中/低功率激光束交替输入，可变式扩束准直镜单元用于灵活调节光斑尺寸，光阀转向单元、可变式扩束准直镜单元和扫描振镜单元均设置在水平移动面板上，可在后者的带动下实现双工位扫描。然而，装备采用的光阀转向单元具体为45度全反射镜片，可能会在一定程度上造成激光功率损失、并降低光路系统在长时间激光强热辐射下的稳定性，从而不利于产品致密度和性能的控制。

综上所述，开发一种基于双光束协同扫描技术思路、能够高质量实现各类金属零部件高效率、高精度成形的新型slm设备，具有十分重要的意义。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种兼顾成形效率与成形精度的slm设备，其通过设计光路切换组件，可实现各扫描加工单元的快速、高精度切换，且通过与扫描加工单元的配合，可实现零件的中/低功率、中/小光斑、高精度slm成形和高功率、大光斑、高效率slm成形，具有结构简单、操作方便等优点，可高效率、高精度地制造各类复杂结构金属零件。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种兼顾成形效率与成形精度的激光选区成形设备，其包括一组成形装置或多组呈阵列分布的成形装置，所述成形装置包括激光扫描加工组件和光路切换组件，其中：

所述激光扫描加工组件包括第一扫描加工单元和第二扫描加工单元，该第一扫描加工单元用于实现零件的高精度slm成形，该第二扫描加工单元用于实现零件的高效率slm成形；

所述光路切换组件包括光路旋转切换台和旋转驱动源，所述光路旋转切换台分别与所述第一扫描加工单元和第二扫描加工单元相连，该光路旋转切换台在所述旋转驱动源的带动下实现旋转，以此实现所述第一扫描加工单元和第二扫描加工单元的切换，进而实现零件的高精度、高效率激光扫描成形。

作为进一步优选的，所述第一扫描加工单元和第二扫描加工单元结构相同，均包括激光器、扩束准直镜和振镜组件，所述激光器用于输出激光束，该激光束经扩束准直镜调整后进入振镜组件，所述振镜组件用于控制激光束的方向，使其聚焦在指定位置。

作为进一步优选的，所述第一扫描加工单元和第二扫描加工单元结构不同，其中所述第一扫描加工单元包括振镜组件、第一激光器和第一扩束准直镜，所述第二扫描加工单元包括第二激光器和第二扩束准直镜，所述第一扩束准直镜和第二扩束准直镜安装在所述光路旋转切换台上，并在光路旋转切换台的带动下交替与所述振镜组件连通，当第一扩束准直镜与振镜组件连通时，第一激光器输出的激光束经第一扩束准直镜调整后进入振镜组件，振镜组件用于控制激光束的方向实现零件的高精度扫描成形；当第二扩束准直镜与振镜组件连通时，第二激光器输出的激光束经第二扩束准直镜调整后进入振镜组件，振镜组件用于控制激光束的方向实现零件的高效率扫描成形。

作为进一步优选的，所述第一扫描加工单元输出的为高功率、大光斑激光束，其中功率＞1000w，光斑直径＞200μm。

作为进一步优选的，作为进一步优选的，第二扫描加工单元输出的为中功率中光斑激光束或低功率小光斑激光束，其中，中功率中光斑激光束的功率为500w～1000w，光斑直径为100μm～200μm；低功率小光斑激光束的功率＜500w，光斑直径＜100μm。

作为进一步优选的，所述振镜组件为二轴扫描振镜和f-theta聚焦镜的组合，或者为动态聚焦振镜系统。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本实用新型通过设置包括路旋转切换台和旋转驱动源的光路切换组件，可实现两个扫描加工单元的灵活切换，该组件基于机械旋转定位，精度高、相应速率快，且不会导致入射激光能量损耗，有效解决了现有双光束协同扫描装备所面临的有效扫描幅面较小、激光能量损耗率高等问题。

2.本实用新型通过配合使用激光扫描加工组件与光路切换组件，可实现零件的中/低功率、中/小光斑、高精度slm成形和的高功率、大光斑、高效率slm成形，可以高效地制造各类高精度复杂金属零部件。

3.本实用新型通过阵列布置多组成形装置，可实现多个“高功率-大光斑激光束/中/低功率-中/小光斑激光束”组合的大幅面并行扫描加工，从而在保证零件成形精度的前提下，进一步显著提升成形效率与成形尺寸。

4.本实用新型还对扫描加工单元的具体结构组成及各组成的配合关系进行了研究与设计，通过该扫描加工单元与光路切换组件的配合，可实现双光束协同扫描成形，以充分发挥中/低功率中、小光斑激光束扫描成形精度高和高功率、大光斑激光束扫描成形效率高的优势。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的第一种兼顾成形效率与成形精度的激光选区成形设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第二种兼顾成形效率与成形精度的激光选区成形设备的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的第三种兼顾成形效率与成形精度的激光选区成形设备的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的第四种兼顾成形效率与成形精度的激光选区成形设备的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-第一扫描加工单元；2-第二扫描加工单元；3-光路旋转切换台；4-驱动电机；5-振镜组件；51-第一振镜组件；52-第二振镜组件；61-第一扩束准直镜；62-第二扩束准直镜；71-第一激光器；72-第二激光器；9-基板；11-工作台面。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种兼顾成形效率与成形精度的激光选区成形设备，其包括一组成形装置，成形装置包括激光扫描加工组件和光路切换组件，其中，激光扫描加工组件包括第一扫描加工单元1和第二扫描加工单元2，第一扫描加工单元1用于零件的中/低功率、中/小光斑、高精度slm成形，第二扫描加工单元2用于零件的高功率、大光斑、高效率slm成形；光路切换组件包括彼此相连的光路旋转切换台3和旋转驱动源，光路旋转切换台3分别与第一扫描加工单元和第二扫描加工单元相连，旋转驱动源用于带动光路旋转切换台3旋转，以使得第一扫描加工单元和第二扫描加工单元交替动作，进而实现零件的高精度、高效率激光扫描成形。具体的，旋转驱动源可以为驱动电机4或其他动力源。

本实用新型通过设置包括路旋转切换台和旋转驱动源的光路切换组件，可实现两个扫描加工单元的灵活切换，大大加大激光扫描幅面，可适用于各种尺寸零件的制备，且相比现有的光阀转向单元而言，本实用新型的切换组件不会造成激光功率损失，稳定性较高，同时具有切换速度快、定位精度高的特点，可大大发挥高效率、高精度加工的优势。

在一个优选实施例中，如图1所示，第一扫描加工单元和第二扫描加工单元结构相同，具体的，第一扫描加工单元包括第一激光器71、第一扩束准直镜61和第一振镜组件51，工作时，第一激光器71输出的激光束经第一扩束准直镜61调整后进入第一振镜组件51，第一振镜组件51用于控制激光束进行零件的中/低功率、中/小光斑、高精度slm成形。第二扫描加工单元包括第二激光器72、第二扩束准直镜62和第二振镜组件52，第二激光器72输出的激光束经第二扩束准直镜62调整后进入第二振镜组件52，第二振镜组件52用于控制激光束进行零件的高功率、大光斑、高效率slm成形。旋转驱动源带动光路旋转切换台3在水平方向转动的同时，使两个扫描加工单元交替完成零件的中/低功率、中/小光斑、高精度slm成形和高功率、大光斑、高效率slm成形。

在另一个优选实施例中，如图2所示，第一扫描加工单元和第二扫描加工单元结构不同，其中第一扫描加工单元包括振镜组件5、第一激光器71和第一扩束准直镜61，第二扫描加工单元包括第二激光器72和第二扩束准直镜62，其中，第一扩束准直镜61和第二扩束准直镜62安装在光路旋转切换台3上；旋转驱动源带动光路旋转切换台3在竖直方向转动的同时，使两个扩束准直镜交替与振镜组件5相连通；当第一扩束准直镜61与振镜组件5连通时，第一激光器71输出的激光束经第一扩束准直镜61调整后进入振镜组件5，振镜组件5用于控制激光束进行零件的中/低功率、中/小光斑、高精度slm成形；当第二扩束准直镜62与振镜组件5连通时，第二激光器72输出的激光束经第二扩束准直镜62调整后进入振镜组件5，振镜组件5用于控制激光束进行零件的高功率、大光斑、高效率slm成形。

具体的，第一扫描加工单元输出的为高功率大光斑激光束，其中，功率＞1000w，优选为2000w-10000w，进一步优选为2000w～6000w，光斑直径＞200μm，优选为500μm～1000μm；第二扫描加工单元输出的为中/低功率、中/小光斑(低功率小光斑、中功率中光斑)激光束，其中，低功率小光斑激光束的功率＜500w，光斑直径＜100μm；中功率中光斑激光束的功率为500w～1000w，光斑直径100μm～200μm。本实用新型通过上述工艺的中/低功率、中/小光斑激光束结合高功率、大光斑激光束，可有效利用中/低功率激光束的高精度成形优势及高功率激光束的高效率成形优势，实现兼顾成形效率和成形精度的slm成形。各扫描加工单元输出的激光束能量分布模式可以为单模高斯、常规多模、平顶、环形等多种形式。振镜组件为二轴扫描振镜和f-theta聚焦镜的组合，或者为动态聚焦振镜系统。

在一个优选实施例中，成形装置设置有多组，如图3所示，多组成形装置呈阵列分布，即扫描加工组件和光路切换组件可以为k×l组(k≥2，l≥2)，以此将成形区域等分为多个区域，每组“扫描加工组件+光路切换组件”可同步在其对应的区域上方进行零件的中/低功率、中/小光斑、高精度slm成形和高功率、大光斑、高效率slm成形，以此通过多组成形装置的配合，进一步提高加工效率和加工幅面。

工作时，在slm设备的下方设置基板9，通过slm设备即可在基板9上成形所需的工件，基板9可放置在工作台面11上，具体的基板9位于工作台面11中心，可沿竖直方向上下移动，零件的slm成形在基板的上表面进行。当采用的成形装置中的两个扫描加工单元结构相同时，旋转驱动源带动光路旋转切换台绕竖直轴水平转动的同时，使两个扫描加工单元交替位于基板正上方，从而在基板上方交替完成零件的中/低功率、中/小光斑、高精度slm成形和高功率、大光斑、高效率slm成形；当采用的成形装置中的两个扫描加工单元结构不同时，旋转驱动源带动光路旋转切换台绕水平轴转动的同时，使两个扩束准直镜交替与位于基板正上方的振镜组件相连通，从而在基板上方交替完成零件的中/低功率、中/小光斑、高精度slm成形和高功率、大光斑、高效率slm成形。具体的，扫描加工单元中的振镜组件控制入射激光束的方向使其在基板表面实施零件的选区激光扫描成形。

以下为具体实施例：

实施例1

如图1所示，本实施例采用第一种兼顾成形效率与成形精度的slm装备进行金属零件的加工，其包括一组成形装置，第一扫描加工单元和第二扫描加工单元结构相同，激光选区成形设备下方设置有基板9，基板9位于工作台面11中心，工作台面可带动基板沿竖直方向上下移动，零件的slm成形在基板9上表面进行，光路旋转切换台3位于基板9上方，第一扫描加工单元1和第二扫描加工单元2分别安装在光路旋转切换台3的两端，光路旋转切换台3在驱动电机4的带动下在基板9上方沿水平方向绕轴旋转，从而使第一扫描加工单元1和第二扫描加工单元2交替位于基板9正上方，进而交替完成零件高精度成形区域的中/低功率、中/小光斑slm成形和零件高效率成形区域的高功率、大光斑slm成形。

成形金属零件之前，可利用现有切片软件根据待加工金属零件的三维模型确定零件高精度成形区域和高效率成形区域的切片信息，并根据切片信息生成高精度成形区域和高效率成形区域的激光扫描参数(包括激光功率、光斑大小、扫描轨迹等)，其为现有技术，在此不赘述。其中，高精度成形区域的激光扫描参数作为第一扫描加工单元1的成形参数，高效率成形区域的激光扫描参数作为第二扫描加工单元2的成形参数，即成形时，第一扫描加工单元1以预先设定的激光扫描参数进行激光扫描成形，以此完成零件高精度成形区域的制备，第二扫描加工单元2以预先设定的激光扫描参数进行激光扫描成形，以此完成零件高效率成形区域的制备。

采用图1所示的激光选区成形设备进行金属零件成形，具体包括如下步骤：

(1)在基板9的表面铺置一定厚度的金属粉末层；

(2)光路切换组件将第一扫描加工单元1旋转至基板9的正上方，第一扫描加工单元1按预设的激光扫描参数进行扫描加工，实现零件高精度成形区域的成形，具体的，第一激光器71输出中/低功率激光束，激光束依次经第一扩束准直镜61和第一振镜组件51后在基板表面获得中/小光斑激光束，中/小光斑激光束在第一振镜组件带动下按预设的加工轨迹移动，以此实现零件高精度成形区域一个切片层的扫描加工；

(3)将基板9沿竖直方向下降与零件高精度成形区域切片层厚度相同的距离；

(4)重复步骤(1)～(3)n次，1≤n≤10；

(5)光路切换组件将第二扫描加工单元2旋转至基板9的正上方，第二扫描加工单元2按预设的激光扫描参数进行扫描加工，实现零件高效率成形区域的成形，具体的，第二激光器72输出高功率激光束，激光束依次经第二扩束准直镜62和第二振镜组件52后在基板表面获得大光斑激光束，大光斑激光束在第二振镜组件带动下按预设的加工轨迹移动，以此实现零件高效率成形区域一个切片层的扫描加工；

(6)将基板9沿竖直方向下降与零件高精度成形区域切片层厚度相同的距离；

(7)重复步骤(1)～(6)，直至完成整个零件的加工。

或者，利用图1所示的slm装备成形金属零件，具体包括如下步骤：

(1)在基板9的表面铺置具有一定厚度的金属粉末层；

(2)光路切换组件将第一扫描加工单元1旋转至基板9的正上方，第一扫描加工单元1按预设的激光扫描参数进行扫描加工，实现零件高精度成形区域的成形，具体的，第一激光器71输出中/低功率激光束，激光束依次经第一扩束准直镜61和第一振镜组件51后在基板表面获得中/小光斑激光束，中/小光斑激光束在第一振镜组件带动下按预设的加工轨迹移动，以此实现零件高精度成形区域一个切片层的扫描加工；

(3)光路切换组件将第二扫描加工单元2旋转至基板9的正上方，第二扫描加工单元2按预设的激光扫描参数进行扫描加工，实现零件高效率成形区域的成形，具体的，第二激光器72输出高功率激光束，激光束依次经第二扩束准直镜62和第二振镜组件52后在基板表面获得大光斑激光束，大光斑激光束在第二振镜组件带动下按预设的加工轨迹移动，以此实现零件高效率成形区域一个切片层的扫描加工；

(4)将基板9沿竖直方向下降与零件需精细加工切片层厚度相同的距离；

(5)重复步骤(1)～(4)，直至完成整个零件的加工。

其中，步骤(2)和步骤(3)可以对调，即先执行步骤(3)实现零件高效率成形区域一个切片层的扫描加工，再执行步骤(2)实现高精度成形区域一个切片层的扫描加工。

实施例2

如图2所示，本实施例采用第二种兼顾成形效率与成形精度的slm装备进行金属零件的加工，其包括一组成形装置，成形装置中的两个扫描加工单元不同，第一扫描加工单元包括振镜组件5、第一激光器71和第一扩束准直镜61，第二扫描加工单元包括第二激光器72和第二扩束准直镜62。slm装备下方设置有基板9，基板9位于工作台面11中心，可沿竖直方向上下移动，零件的slm成形在基板9的上表面进行。其中，振镜组件5固定安装于基板9中心位置的正上方，第一扩束准直镜61和第二扩束准直镜62分别安装在光路旋转切换台3上，驱动电机4带动光路旋转切换台3在竖直方向转动的同时，使两个扩束准直镜交替与振镜组件5相连通，进而交替完成零件高精度成形区域的中/低功率、中/小光斑slm成形和零件高效率成形区域的高功率、大光斑slm成形。

成形金属零件之前，可利用现有切片软件根据待加工金属零件的三维模型确定零件高精度成形区域和高效率成形区域的切片信息，并根据切片信息生成高精度成形区域和高效率成形区域的激光扫描参数(包括激光功率、光斑大小、扫描轨迹等)，其为现有技术，在此不赘述。其中，高精度成形区域的激光扫描参数作为第一扫描加工单元1的成形参数，高效率成形区域的激光扫描参数作为第二扫描加工单元2的成形参数，即成形时，第一扫描加工单元1以预先设定的激光扫描参数进行激光扫描成形，以此完成零件高精度成形区域的制备，第二扫描加工单元2以预先设定的激光扫描参数进行激光扫描成形，以此完成零件高效率成形区域的制备。

利用图2所示的选区熔化成形装备成形金属零件，具体包括以下步骤：

(1)在基板9的表面铺置具有一定厚度的金属粉末层；

(2)光路切换组件带动第一扫描加工单元1和第二扫描加工单元2旋转，使第一扫描加工单元中的第一扩束准直镜61与振镜组件5相连通，第一扫描加工单元1按预设的激光扫描参数进行扫描加工，实现零件高精度成形区域的成形，具体的，第一激光器71输出中/低功率激光束，激光束依次经第一扩束准直镜61和振镜组件5后在基板表面获得中/小光斑激光束，中/小光斑激光束在振镜组件带动下按预设的加工轨迹移动，以此实现零件高精度成形区域区域一个切片层的扫描加工；

(3)将基板9沿竖直方向下降与零件高精度成形区域切片层厚度相同的距离；

(4)重复步骤(1)～(3)n次，1≤n≤10；

(5)光路切换组件带动第一扫描加工单元1和第二扫描加工单元2旋转，使第二扫描加工单元中的第二扩束准直镜62与振镜组件5相连通，第二扫描加工单元2按预设的激光扫描参数进行扫描加工，实现零件高效率成形区域的成形，具体的，第二激光器72输出高功率激光束，激光束依次经第二扩束准直镜62和振镜组件5后在基板表面获得大光斑激光束，大光斑激光束在振镜组件带动下按预设的加工轨迹移动，以此实现零件高效率成形区域一个切片层的扫描加工；

(6)将基板9沿竖直方向下降与零件高精度成形区域切片层厚度相同的距离；

(7)重复步骤(1)～(6)，直至完成整个零件的加工。

或者，利用图2所示的选区熔化成形装备成形金属零件，具体包括以下步骤：

(1)在基板9的表面铺置具有一定厚度的金属粉末层；

(2)光路切换组件带动第一扫描加工单元1和第二扫描加工单元2旋转，使第一扫描加工单元中的第一扩束准直镜61与振镜组件5相连通，第一扫描加工单元1按预设的激光扫描参数进行扫描加工，实现零件高精度成形区域的成形，具体的，第一激光器71输出中/低功率激光束，激光束依次经第一扩束准直镜61和振镜组件5后在基板表面获得中/小光斑激光束，中/小光斑激光束在振镜组件带动下按预设的加工轨迹移动，以此实现零件高精度成形区域一个切片层的扫描加工；

(3)光路切换组件带动第一扫描加工单元1和第二扫描加工单元2旋转，使第二扫描加工单元中的第二扩束准直镜62与振镜组件5相连通，第二扫描加工单元2按预设的激光扫描参数进行扫描加工，实现零件高效率成形区域的成形，具体的，第二激光器72输出高功率激光束，激光束依次经第二扩束准直镜62和振镜组件5后在基板表面获得大光斑激光束，大光斑激光束在振镜组件带动下按预设的加工轨迹移动，以此实现零件高效率成形区域一个切片层的扫描加工；

(4)将基板9沿竖直方向下降与零件高精度成形区域切片层厚度相同的距离；

(5)重复步骤(1)～(4)，直至完成整个零件的加工。

其中，步骤(2)和步骤(3)可以对调，即先执行步骤(3)实现零件高效率成形区域一个切片层的扫描加工，再执行步骤(2)实现高精度成形区域一个切片层的扫描加工。

实施例3

如图3所示，本实施例采用第三种兼顾成形效率与成形精度的slm装备进行金属零件的加工，其包括实施例1中的4组成形装置，4组成形装置在基板9上方以2×2的形式呈阵列分布，从而将基板分为均等的四块成形区域，用以实现零件的多光束并行扫描，进一步提升成形效率和成形尺寸。

同样的，成形金属零件之前，可利用现有切片软件根据待加工金属零件的三维模型确定四块成形区域中零件高精度成形区域和高效率成形区域的切片信息，并根据切片信息生成高精度成形区域和高效率成形区域的激光扫描参数(包括激光功率、光斑大小、扫描轨迹等)，其为现有技术，在此不赘述。其中，对于各成形区域而言，高精度成形区域的激光扫描参数作为该区域对应的第一扫描加工单元1的成形参数，高效率成形区域的激光扫描参数作为该区域对应的第二扫描加工单元2的成形参数，即成形时，第一扫描加工单元1以预先设定的激光扫描参数进行激光扫描成形，以此完成对应区域的零件高精度成形区域的制备，第二扫描加工单元2以预先设定的激光扫描参数进行激光扫描成形，以此完成对应区域的零件高效率成形区域的制备。

利用图3所示的slm装备成形金属零件时，各成形区域的成形步骤与实施例1的成形步骤相同，在此不赘述，各成形区域的成形过程可同步进行。

实施例4

如图4所示，本实施例采用第四种兼顾成形效率与成形精度的slm装备进行金属零件的加工，其包括实施例2中的4组成形装置，4组成形装置在基板9上方以2×2的形式呈阵列分布，从而将基板分为均等的四块成形区域，用以实现零件的多光束并行扫描，进一步提升成形效率和成形尺寸。

同样的，成形金属零件之前，可利用现有切片软件根据待加工金属零件的三维模型确定四块成形区域中零件高精度成形区域和高效率成形区域的切片信息，并根据切片信息生成高精度成形区域和高效率成形区域的激光扫描参数(包括激光功率、光斑大小、扫描轨迹等)，其为现有技术，在此不赘述。其中，对于各成形区域而言，高精度成形区域的激光扫描参数作为该区域对应的第一扫描加工单元1的成形参数，高效率成形区域的激光扫描参数作为该区域对应的第二扫描加工单元2的成形参数，即成形时，第一扫描加工单元1以预先设定的激光扫描参数进行激光扫描成形，以此完成对应区域的零件高精度成形区域的制备，第二扫描加工单元2以预先设定的激光扫描参数进行激光扫描成形，以此完成对应区域的零件高效率成形区域的制备。

利用图4所示的slm装备成形金属零件时，各成形区域的成形步骤与实施例2的成形步骤相同，在此不赘述，各成形区域的成形过程可同步进行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实例，基于本实用新型的思路还可设计多种兼顾成形效率与成形精度的slm装备及方法。例如，可将申请人团队此前提出的“双向铺粉”(cn104001915a)、“可重组式成形缸”(cn104668563a)、“随形缸”(cn106346006a)、“增材/减材复合制造”(cn106735216a)、“高效近程除尘”(cn106799494a)、“自适应智能铺粉”(cn108555299a)等技术特征引入本实用新型，进一步增强本实用新型的技术效果。总之，本实用新型不应该局限于上述实施例和附图所公开的内容。凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，仍应视为本实用新型保护范围之内。