激光波长是影响铜材料能量吸收效率的关键因素。如图1所示，铜在不同波长下表现出明显不同的光谱吸收特性。传统近红外光纤激光（1064 nm）对铜的吸收率仅约5%，高达95%的入射能量被反射，大量入射激光能量无法被有效吸收，导致激光与材料之间的能量耦合效率受到限制。

图1 铜材料在不同激光波长下的光谱吸收率对比

较高的激光反射率不仅影响材料熔化过程，也对设备光学系统的稳定运行提出了挑战。强反射光沿光路返回，对振镜、保护镜片等光学元件造成额外的热负荷，严重时可能引发光学元件烧蚀或损伤，增加设备维护成本及连续运行风险。

与此同时，较低的能量吸收效率使铜材料的稳定熔化对激光功率、扫描速度等工艺参数更加敏感，能够实现高质量成形的参数范围相对狭窄，工艺优化难度较大，也对批量生产中的成形一致性和过程稳定性提出了更高要求。

相比之下，532 nm绿光激光对铜的吸收率可达约40%，约为近红外激光的8倍，能够有效降低反射带来的能量损失，提高激光能量耦合效率。这不仅有利于改善材料熔化行为和熔池稳定性，也为拓宽工艺窗口、提高成形质量及实现铜合金增材制造的规模化应用提供了更有利的技术条件。

激光吸收率的差异直接影响铜粉末床中的能量沉积与熔化行为。图2展示了1064 nm近红外激光与532 nm绿光激光在多组工艺参数条件下，铜粉末床的温度场分布及熔池截面形貌模拟结果。

图2 近红外与绿光激光作用下铜粉末床温度场及熔池形貌模拟对比

在近红外激光条件下，由于铜对激光能量的吸收率较低，有效能量沉积不足，粉末床主要表现为局部熔化，难以形成连续且具有足够熔深的熔池。即使通过提高激光功率、降低扫描速度来增加能量输入，熔化区域仍然相对有限，粉末与基板之间难以实现充分熔合，反映出近红外激光在铜材料加工中较为受限的熔化能力。

相比之下，绿光激光凭借更高的材料吸收率，能够实现更高效的能量沉积，在不同功率与扫描速度组合下均表现出良好的熔化能力。模拟结果显示，绿光激光能够形成连续且具有一定深度的熔池，熔池宽度约为122-148 μm，深度约为38-52 μm，并实现粉末层与下方基板的有效熔合。上述结果表明，绿光激光在铜材料加工中具有更好的熔池形成能力和参数适应性，为拓宽工艺窗口、提高成形致密度及实现稳定制造提供了有利条件。

熔池形成能力的差异最终体现在实际打印质量上。为进一步验证不同波长激光在铜合金增材制造中的工艺适应性，对不同激光功率和扫描速度组合下的成形致密度进行了对比，结果如图3所示。

图3 近红外与绿光激光增材制造铜材料的工艺窗口及成形致密度对比

近红外激光条件下，由于材料吸收率较低，稳定熔化所需的能量输入条件较为苛刻。在所测试的工艺参数范围内，样品整体致密度相对较低，仅有部分参数组合能够获得相对较好的成形质量，高致密度成形区域有限。这表明近红外激光对工艺参数较为敏感，能够实现高质量成形的工艺窗口相对狭窄。

相比之下，绿光激光在不同功率和扫描速度组合下均表现出更好的成形适应性，能够在较宽的工艺参数范围内获得较高的相对致密度。实验结果表明，绿光激光不仅改善了铜材料的熔化与熔合条件，也显著提高了工艺参数的适应范围，为实现高致密度、高一致性的铜合金增材制造及后续批量化生产提供了技术支撑。

工艺窗口的拓宽最终需要通过实际打印质量和材料性能加以验证。依托绿光激光增材制造技术，希禾增材已实现高质量铜材料的稳定成形，并开展了相关性能测试。如图4所示，打印样品具有良好的成形质量，相对致密度达到99.95%以上，电导率达到100% IACS，热导率达到400 W/(m·K)。

图4 绿光激光增材制造铜构件的实物及成形效果展示

上述结果表明，绿光激光增材制造不仅能够实现铜材料的高致密度成形，同时能够保持其优异的导电、导热性能，为复杂铜基热管理构件的增材制造提供了技术支撑。面向AI芯片液冷散热、高速光模块热管理及高性能换热器等应用场景，绿光激光技术有望进一步拓展铜增材制造在高性能热管理领域的应用空间。

从激光吸收特性、熔池行为到工艺窗口优化及材料性能验证，绿光激光为铜及铜合金增材制造提供了更具优势的技术路径。依托公大激光自主研发的绿光激光器，以及希禾增材在铜材料工艺开发与应用验证方面的技术积累，未来将持续推进绿光激光装备与材料工艺的协同创新，围绕AI芯片及高速光模块热管理、高性能液冷结构和复杂换热构件等应用需求，不断提升铜合金复杂结构的一体化制造能力，推动绿光铜增材制造技术的产业化应用，为高性能热管理部件提供新的制造解决方案。