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Electric Welding Machine·17·第51卷 第1期2021年1月Electric Welding MachineVol.51 No.1Jan. 2021本文参考文献引用格式： 杨永强，魏宏鸣. 激光增材制造设备现状及发展[J]. 电焊机，2021，51（1）：17-22.激光增材制造设备现状及发展0 前言 作为近年来材料加工领域产业总值增长率最快的技术之一，增材制造技术集成了计算机科学、机械工程、控制工程和材料工程等多学科专业领域，尤其是激光增材制造更是关联光学领域。
国内外相继开展了粉末床熔融和定向能量沉积相关设备以及工艺的研究，通过激光增材制造技术克服了传统加工复杂零件中的难题[1]，打印成型尺寸精度较高，突破了传统制造的壁垒，一体化制造保证了整件的优异性能。
1 激光增材制造技术原理 激光增材制造技术（3D 打印）原理是利用激光在材料成型区域进行扫描熔化，或者利用激光在沉积区域产生熔池，熔化送入熔池的粉末材料，通过层层堆叠最终成型三维零件的过程。
以粉末床熔融（PBF ）技术为例，整个增材制造过程包括：最初的软件建模与三维设计，再通过分层切片与数据处理，将处理后的文件导入自主研发的金属3D 打印设备后，最后以循环工序在设备中利用激光束在二维振镜偏摆运动下进行逐层扫描成型。
收稿日期：2020-11-04作者简介：杨永强（1961—），男，教授，博士生导师，主要从事激光快速成型制造、激光材料加工、焊接装备与工艺等方面的研究。
E-mail： *****************.cn。
2 激光增材制造设备结构功能介绍 采用粉末床熔融技术的设备按模块主要划分为成型模块、送粉铺粉模块、光路模块、水冷模块、运动与传感监测模块、软件控制系统模块、循环过滤模块和在线监测与诊断等八部分；华南理工大学增材制造团队早在2004年就研发出了基于粉末床熔融技术的DiMetal-280激光选区熔化（SLM ）设备，在结构方面，采用单缸上送粉方式，使用200 W 高功率密度光纤激光器配合光学振镜扫描系统最终能够达到成型范围为280 mm×280 mm×300 mm，国内外主要SLM 设备技术厂商及参数见表1；此后华南理工大学增材制造团队与广州雷佳增材科技有限公司陆续开发出多款DiMetal 系列SLM 设备，见表2。
Electric Welding MachineVol.53 No.9Sept. 2023第 53 卷 第 9 期2023 年9 月激光增材制造过程监测与控制研究进展及展望蔡玉华， 熊俊， 陈辉西南交通大学，四川 成都 610031摘 要：激光增材制造（Laser additive manufacturing ， LAM ）以激光为载能束逐层熔化堆积金属材料的方式成形构件，因其兼顾制造效率与成形精度，在国防工程、航空航天领域受到广泛关注。
提高制造过程稳定性、改善成形精度、消除内部缺陷是推进LAM 高效、高质量发展与应用必须解决的关键科学与技术难题，对LAM 过程实施在线监测与控制是解决这些难题的必经之路。
分析了LAM 成形缺陷的产生机制及相应的抑制措施，阐述了LAM 过程信号的监测方法与研究现状，讨论了LAM 成形质量的闭环控制策略，指出了未来LAM 过程监测与控制的主要研究方向。
关键词：激光增材制造； 在线监测； 过程控制； 成形质量； 缺陷中图分类号：TG456.7 文献标识码：A 文章编号：1001-2303（2023）09-0001-13Research Progress and Prospect of Process Sensing and Control in LaserAdditive ManufacturingCAI Yuhua, XIONG Jun, CHEN HuiSouthwest Jiaotong University, Chengdu 610031, ChinaAbstract: Laser additive manufacturing (LAM) uses the laser as the energy beam to melt and deposit metal layer by layer to form components, considering both manufacturing efficiency and forming accuracy. It has received widespread attention in the fields of national defense engineering and aerospace. Improving the stability of the manufacturing process, optimizing forming accuracy, and eliminating internal defects are key scientific and technological challenges that must be addressed to promote the efficient and high-quality development and application of LAM. Implementing online monitoring and control in LAM is necessary to address these challenges. The generation mechanism and corresponding suppression measures of LAM forming defects are analyzed, the monitoring methods and research status of LAM process signals are elaborated, and the closed-loop control strategies of LAM quality are discussed. The main research directions of process monitoring and control for LAM in the future are advised.Keywords: laser additive manufacturing; online monitoring; process control; forming quality; defect引用格式：蔡玉华，熊俊，陈辉.激光增材制造过程监测与控制研究进展及展望［J ］.电焊机，2023，53（9）：1-13.Citation:CAI Yuhua, XIONG Jun, CHEN Hui.Research Progress and Prospect of Process Sensing and Control in Laser Additive Manufacturing[J].Electric Welding Machine, 2023, 53(9): 1-13.收稿日期： 2023-08-11基金项目： 国家自然科学基金资助项目（62173280，51975491）；四川省科技计划资助（2023NSFSC1956）；中央高校基本科研业务费（2682023ZTPY023）作者简介： 蔡玉华（1996—），男，博士研究生，主要从事激光增材制造领域的研究工作。
激光制造技术的研究现状与应用激光制造技术是一门在二十世纪六十年代开始发展的高精度制造技术，它利用激光光束的高能量和高度聚焦能力在小范围内进行精密的切割、打孔、刻印、熔化、焊接、淬火等加工。
随着激光器的不断改进和发展，激光制造技术在诸多领域得到了广泛应用，例如汽车工业，医疗器械制造，电子行业等等。
激光制造技术的研究现状在现代工业制造中，激光制造技术已经成为一项必不可少的高精度加工工艺。
研究人员不断探寻新的材料和新的加工方式来满足制造业日益增长的需求。
截至2021年，激光制造技术的研究方向主要可以分为以下几类：材料成形加工材料成形加工是激光制造技术中最常见的应用之一，其主要包括激光切割、激光打孔、激光刻印和激光熔化等加工方式。
目前，激光切割技术已经可以应用于钢板、铝板、不锈钢等材料的高精度加工。
激光打孔技术则可以用于多孔材料的加工，如过滤板、孔板等材料的精细加工。
激光刻印技术则可以用于外观设计、图文标识、二维码等细小物品的加工。
激光熔化则可以用于金属材料部件的焊接和后处理。
3D打印3D打印是激光制造技术中的一项全新应用，它可以通过激光光束逐层熔化粉末材料，实现不同几何形状的三维构造。
3D打印技术主要应用于金属、陶瓷、聚合物、生物材料等多种材料的制造，可以有效缩短制造周期和降低制造成本，并为传统制造业实现数字化转型提供了有力支持。
激光表面处理激光表面处理技术是一项重要的激光制造应用，其主要工艺包括激光去除、激光合金化和激光改性。
它可以在金属、塑料，陶瓷等材料表面进行高精度的加工，也可以用于新材料合成和传统材料性能的提升。
激光去除技术可以去除零件表面的氧化层、涂层或油漆等表面污染。
激光合金化技术可以在零件表面形成一层具有高硬度、耐磨性的金属合金层。
激光改性则可通过改变钢材表面的组织细节来影响其力学性能。
激光核聚变激光核聚变是一项基于大型激光装置的高能物理研究，它主要通过激光束聚焦实现高温和高压的共聚燃烧，从而实现轻核反应堆的研制和超新星爆炸等高能现象的研究。
增材制造技术现状与未来随着科技的不断发展，增材制造技术已经成为当今制造业的热门领域。
本文将介绍增材制造技术的现状、存在的问题以及未来发展趋势，旨在让读者更好地了解这一技术的潜力和前景。
增材制造技术是一种通过计算机辅助设计（CAD）软件，将原材料逐层堆积成复杂形状的技术。
自20世纪80年代出现以来，增材制造技术得到了迅速发展，已经被广泛应用于航空、医疗、汽车、建筑等领域。
粉末烧结成型技术：通过激光或其他能量源将金属粉末烧结成指定形状。
液体喷射技术：将液态材料通过喷头逐层喷射，形成指定形状。
激光熔覆技术：通过激光扫描将金属粉末熔覆在基材上，形成指定形状。
生物打印技术：将生物细胞、组织等通过喷头逐层打印，形成复杂的三维结构。
尽管增材制造技术已经取得了长足的发展，但仍存在以下问题和挑战：制造成本较高：目前增材制造设备的购置和维护成本仍相对较高，影响了技术的普及和应用。
打印精度和稳定性有待提高：增材制造技术的打印精度和稳定性受多种因素影响，如原材料、设备性能、工艺参数等。
材料选择受限：目前可用于增材制造技术的原材料相对较少，仍需进一步拓展。
尽管存在问题和挑战，但增材制造技术的潜力和前景依然值得期待。
未来，随着技术的不断进步和创新，增材制造将朝着更高效、更环保、更广泛的方向发展。
技术创新与提升：未来增材制造技术将不断追求技术创新和提升，提高打印精度和稳定性，降低制造成本，实现更高效的生产。
同时，还将研究和发展新的增材制造材料，以满足不同领域的需求。
绿色制造与可持续发展：增材制造技术将越来越注重环保和可持续发展，通过节能减排、循环利用等措施，降低生产过程中的环境污染，实现绿色制造。
应用领域的扩展：随着技术的不断发展，增材制造技术的应用领域也将不断扩展。
未来，增材制造技术将在医疗、航空、汽车、建筑等领域实现更广泛的应用，为人类创造更多的价值。
智能制造与数字化转型：随着工业0时代的到来，增材制造技术将越来越注重智能化和数字化转型。
高性能金属构件的激光增材制造【摘要】激光增材制造技术是一种快速发展的先进制造技术，为高性能金属构件制造带来了新的机遇和挑战。
本文首先介绍了激光增材制造技术在金属构件制造中的应用，探讨了高性能金属构件的设计与优化以及激光增材制造对金属构件性能的影响。
然后详细讨论了高性能金属构件的激光增材制造工艺控制，并通过应用案例分析展示了其优势和潜力。
结论部分展望了高性能金属构件的激光增材制造的前景，并提出了未来发展方向。
总结指出，激光增材制造技术将为高性能金属构件的制造和应用带来更大的创新空间和发展机遇。
【关键词】激光增材制造技术、金属构件、高性能、设计优化、工艺控制、性能影响、应用案例、前景、未来发展、总结1. 引言1.1 激光增材制造技术的发展激光增材制造技术是一种先进的制造技术，通过逐层堆积金属粉末并利用高能激光熔化粉末，实现对金属构件的定制化制造。
随着激光技术和材料科学的发展，激光增材制造技术在金属构件制造领域得到了广泛应用。
其优势包括：生产周期短、成本低、能够制造复杂结构的构件等。
激光增材制造技术的发展使得金属构件制造从传统的切削加工向增材制造转变，为高性能金属构件的制造提供了一种全新的途径。
随着激光设备的不断更新和改进，激光增材制造技术在金属构件制造中的应用也将继续扩大，为金属构件制造带来更高效、更精准的生产方式。
1.2 金属构件制造的挑战金属构件制造面临诸多挑战，主要包括以下几个方面：1. 复杂结构设计难度大：传统金属构件制造受限于加工工艺和设备的限制，难以实现复杂结构的制造。
许多高性能金属构件的设计需要考虑到材料的性能、力学需求、环境条件等多方面因素，这就需要一种更加灵活、高效的制造技术来实现。
2. 制造成本高昂：传统金属构件制造需要大量的原材料和加工工序，制造成本较高。
而且在一些特殊情况下，需求量较小的高性能金属构件制造更加困难，导致成本进一步提高。
3. 制造周期长：传统金属构件制造需要多道工序，工艺繁琐，周期长，导致生产效率大大降低。
激光增材制造技术的研究现状及发展趋势一、本文概述激光增材制造技术，也称为激光3D打印或激光粉末床熔化（LPBF），是一种先进的增材制造技术，它利用高能激光束熔化粉末材料，逐层堆积形成三维实体。
由于其在材料利用率、制造精度和复杂结构制造能力等方面的独特优势，激光增材制造技术正受到全球科研界和工业界的广泛关注。
本文旨在深入探讨激光增材制造技术的当前研究现状，包括其基本原理、主要应用领域、关键技术和挑战等，并展望其未来的发展趋势。
通过对国内外相关文献的综述和案例分析，本文期望为激光增材制造技术的发展提供有价值的参考和启示。
二、激光增材制造技术研究现状激光增材制造（LAM，Laser Additive Manufacturing）技术，作为增材制造（AM，Additive Manufacturing）领域的一种重要技术手段，近年来在全球范围内受到了广泛的关注和研究。
该技术利用高能激光束作为热源，将粉末或丝状材料逐层熔化并堆积，从而构建出具有特定形状和性能的三维实体。
材料体系日益丰富：随着材料科学的进步，可用于激光增材制造的材料已经从最初的金属粉末扩展到了陶瓷、高分子材料以及复合材料等多元化体系。
这为激光增材制造技术在不同行业的应用提供了更多的可能性。
设备工艺持续优化：激光增材制造设备的精度和稳定性直接关系到最终产品的质量和性能。
目前，研究者们正致力于优化激光束的控制系统、粉末输送装置以及环境控制系统等关键部件，以提高设备的整体性能。
过程监控与质量控制：随着制造过程复杂性的增加，对制造过程中的监控和质量控制提出了更高的要求。
目前，研究者们正尝试将人工智能、机器学习等先进技术引入激光增材制造过程中，以实现对制造过程的实时监控和智能调控。
应用领域不断拓展：激光增材制造技术以其独特的优势，在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域得到了广泛的应用。
随着技术的不断进步，其应用领域还将进一步扩大。
绿色环保与可持续发展：随着全球对环境保护意识的提高，激光增材制造技术作为一种近净成形技术，具有减少材料浪费、降低能源消耗等绿色环保特点。
增材制造智能材料研究现状及展望摘要：增材制造技术自问世以来成为拓展多学科发展、实现多学科研究融合以及连接材料与产品的关键性技术，该技术颠覆了传统加工设计和制造理念，同时也是实现智能制造的重要方法。
智能材料是对环境具有感知、可响应、自修复和自适应的一类材料。
将智能材料与增材制造技术有机结合，可实现具有感受外部刺激或环境激活的三维智能器件的一体化制造。
智能材料增材制造技术被广泛应用于个性化医疗、柔性电子和软体机器人等领域。
关键词：增材制造；智能材料；现状增材制造是一种革命性的制造技术，它通过逐层添加材料的方式，将数字设计转化为实体产品，而非传统制造中的材料去除过程，随着先进材料科学和数字技术的迅速发展，增材制造已经成为制造业的一项重要革新，对各个领域产生了深远的影响。
在增材制造领域，智能材料的研究和应用正日益引起广泛关注。
智能材料具有响应外部刺激的能力，能够改变其形状、性质或性能，从而赋予产品更多的功能和智能化特性。
这些材料包括具有形状记忆效应、自修复能力、传感功能等特点的材料，它们在增材制造中的应用潜力巨大。
一、增材制造智能材料的研究现状（一）光敏效应受太阳花向光性的启发，通过结合商用熔融沉积成型（FDM）打印机和智能材料炭黑聚氨酯（PUCB）制造了光敏形状记忆太阳花。
太阳花的花瓣是用黑色的光敏形状记忆材料PUCB打印的，而太阳花的雄蕊、花梗和花颈由聚乳酸（PLA）打印而成。
当接受光照时，花瓣中的炭黑吸收光线产生的热量而使温度升高到Tg （30℃）以上，太阳花花瓣从刚性转变为弹性和柔性，从而使得花瓣展开。
当太阳能的温度低于Tg时，花瓣恢复至初始的闭合状态。
（二）4D打印形状记忆合金的组织性能调控4D打印形状记忆合金在形状变化过程中，组织与性能也会发生即时变化，在研究过程中需要进行动态观察，并明晰其内在的联系。
选区激光熔化工艺中，氧原子的存在会生成一定体积分数脆性氧化物Ti2NiOx（如Ti4Ni2O等），如何从制粉工艺、成形过程等减少氧的引入，以控制合金组织是极其必要的；碳原子的存在会在NiTi合金中生成TiC，这两种情况的出现会使基体中实际NiTi原子比与理论值存在差距，进而无法准确预估其相转变温度。
精 密 成 形 工 程第15卷 第11期46 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2023年11月收稿日期：2023-08-02 Received ：2023-08-02基金项目：国家重点研发计划（2022YFB4600101，2022YFB4600103）Fund ：National Key R&D Program of China (2022YFB4600101, 2022YFB4600103)引文格式：李亚洲, 杨强, 彭瑞龙, 等. 聚醚醚酮及其复合材料激光粉末床熔融成形的研究现状与展望[J]. 精密成形工程, 2023, 15(11): 46-60.LI Ya-zhou, YANG Qiang, PENG Rui-long, et al. Research Status and Prospect of Laser Powder Bed Fusion of Polyethere-therketone and Its Composites[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2023, 15(11): 46-60. 聚醚醚酮及其复合材料激光粉末床熔融成形的研究现状与展望李亚洲，杨强*，彭瑞龙，王富，李涤尘（西安交通大学 a.机械制造系统工程国家重点实验室 b.机械工程学院，西安 710049） 摘要：聚醚醚酮（PEEK ）及其复合材料因具有优异的力学性能、耐化学腐蚀性及生物相容性而受到广泛关注，然而随着对复杂结构以及个性化PEEK 零件的需求日益增加，传统的注塑成形工艺显然已经难以满足高度复杂化与个性化制造的需求。
激光粉末床熔融（LPBF ）技术为PEEK 及其复合材料的成形制造提供了一种新的方法。
介绍了激光粉末床熔融工艺的基本原理与PEEK 及其复合材料的激光粉末床熔融制备工艺的特点和应用，总结归纳了PEEK 及其复合材料的激光粉末床熔融成形装备的发展状况与性能特点，目前的成形装备在预热温度和激光功率等参数方面已经有了很大的提升，可以保证一定的成形精度，但要形成一套成熟的高精密和大尺寸复杂成形系统仍需进一步的研究。
ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＴＵＢＵＬＡＲＧＯＯＤＳ＆ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ初投稿收稿日期:２０１９－０３－０６ꎻ修改稿收稿日期:２０１９－０８－３０第一作者简介:胡美娟ꎬ女ꎬ１９８１年生ꎬ高级工程师ꎬ２００９年毕业于西北工业大学焊接专业ꎬ获博士学位ꎬ现从事石油管焊接的研究工作ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｈｕｍｅｉｊｕａｎ＠ｃｎｐｃ.ｃｏｍ.ｃｎ综㊀述激光增材制造技术及现状研究胡美娟ꎬ吉玲康ꎬ马秋荣ꎬ池㊀强(中国石油集团石油管工程技术研究院ꎬ石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室㊀陕西㊀西安㊀７１００７７)摘㊀㊀要:基于增材制造技术的发展和分类ꎬ对目前金属增材制造最可靠和可行的方法 激光增材制造技术的原理㊁激光选区熔化成形技术和直接沉积技术的发展现状进行了介绍ꎬ分析了其未来的发展趋势ꎬ为激光增材制造在国内各个领域的应用提供技术支持ꎮ关键词:激光ꎻ增材制造ꎻ３Ｄ打印ꎻ金属材料中图法分类号:Ｖ２３５.１㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:２０９６－００７７(２０１９)０５－０００１－０６ＤＯＩ:１０.１９４５９/ｊ.ｃｎｋｉ.６１－１５００/ｔｅ.２０１９.０５.００１ＯｖｅｒｖｉｅｗｏｆＬａｓｅｒＡｄｄｉｔｉｖｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＳｔａｔｕｓＨＵＭｅｉｊｕａｎꎬＪＩＬｉｎｇｋａｎｇꎬＭＡＱｉｕｒｏｎｇꎬＣＨＩＱｉａｎｇ(ＣＮＰＣＴｕｂｕｌａｒＧｏｏｄｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅＳａｆｅｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＴｕｂｕｌａｒＧｏｏｄｓａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｔｅｒｉａｌｓꎬＸｉᶄａｎꎬＳｈａａｎｘｉ７１００７７ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｌａｓｅｒａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄꎬｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｍｏｓｔｒｅｌｉａｂｌｅａｎｄｆｅａｓｉｂｌｅｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｍｅｔａｌａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ.Ｔｈｅｓｔａｔｕｓｏｆｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｍｅｌｔｉｎｇ(ＳＬＭ)ａｎｄｄｉｒｅｃｔｌａｓｅｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ(ＤＬＤ)ｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ.ＴｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｖｉｄｅｓｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌａｓｅｒａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｉｎｖａｒｉｏｕｓｆｉｅｌｄｓｉｎＣｈｉｎａ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｌａｓｅｒꎻａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇꎻ３Ｄｐｒｉｎｔꎻｍｅｔａｌｍａｔｅｒｉａｌ０㊀引㊀言在上个世纪ꎬ增材制造(ＡｄｄｉｔｉｖｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇꎬＡＭ)的概念得到了显著的发展ꎮ依据美国试验材料学会(ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＴｅｓｔｉｎｇａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓꎬＡＳＴＭ)的定义:增材制造技术不同于传统的减法加工过程ꎬ是基于材料的增量制造ꎬ利用３Ｄ数据模型ꎬ将材料一层一层连接起来制造物体的过程[１]ꎮ由于增材制造技术具有设计和制造一体化㊁加工精度高㊁制造周期短ꎬ产品物理化学性能优异等特点ꎬ美国«时代周刊»将增材制造列为 美国十大增长最快的工业 ꎬ英国«经济学人»杂志则认为它将 与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命 [２]ꎮ金属材料增材制造技术作为整个增材制造体系中最具前沿和难度的技术ꎬ是先进制造技术的重要发展方向ꎮ对于金属材料增材制造技术ꎬ按照热源类型的不同主要可分为激光增材制造㊁电子束增材制造㊁电弧增材制造等ꎮ其中激光增材制造(ＬａｓｅｒＡｄｄｉｔｉｖｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇꎬＬＡＭ)技术是一种兼顾精确成形和高性能成形需求的一体化制造技术ꎬ也是目前金属增材制造最可靠和可行的方法ꎮ国内外增材制造的研究也主要集中在激光增材制造技术ꎬ本文在总结增材制造的发展历史基础上ꎬ重点介绍了激光增材制造的原理㊁激光选区熔化成形技术和直接沉积技术的发展现状ꎬ为激光增材制造在国内各个领域的应用提供支持ꎮ１㊀增材制造的发展历史１９８３年ꎬ美国科学家查尔斯 胡尔(ＣｈａｒｌｅｓＨｕｌｌ)发明光固化成形技术(ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｈｙＡｐｐｅａｒａｎｃｅꎬＳＬＡ)并制造出全球首个增材制造部件ꎮ１９８６年ꎬ查尔斯 胡尔获得了全球第一项增材制造专利ꎬ同年成立３ＤＳｙｓｔｅｍｓ公司[３]ꎮ１９８７年ꎬ３ＤＳｙｓｔｅｍｓ发布第一台商业化增材制１ ２０１９年㊀第５卷㊀第５期造设备－快速成型机立体光刻机ＳＬＡ－１ꎬ全球进入增材制造时代ꎮ１９８６年ꎬ美国的ＭｉｃｈａｅｌＦｅｙｇｉｎꎬ首次提出了分层实体制造(ＬａｍｉｎａｔｅｄＯｂｊｅｃｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇꎬＬＯＭ)技术ꎮ１９８８年ꎬ美国Ｓｔｒａｔａｓｙｓ公司首次提出熔融沉积成型技术(ＦｕｓｅｄＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎＭｏｄｅｌｉｎｇꎬＦＤＭ)ꎮ１９８９年ꎬ美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Ｄｅｃｋａｒｄ提出激光选区烧结(ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＬａｓｅｒＳｉｎｔｅｒｉｎｇꎬＳＬＳ)[４]ꎮ１９９５年ꎬ德国Ｆｒａｕ￣ｈｏｆｅｒ应用研究促进协会ＩＬＴ激光技术研究所的Ｄｒ.Ｗｉｌ￣ｈｅｌｍＭｅｉｎｅｒｓ等在金属粉末选择性烧结基础上提出激光选区熔化成形技术(ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＬａｓｅｒＭｅｌｔｉｎｇꎬＳＬＭ)[５]ꎮ１９９８年ꎬ美国Ｓａｎｄｉａ国立实验室将选择性激光烧结工艺ＳＬＳ和激光溶覆工艺(ＬａｓｅｒＣｌａｄｄｉｎｇ)相结合提出激光工程化净成型(ＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｅｄＮｅｔＳｈａｐｉｎｇꎬＬＥＮＳ)[６ꎬ７]ꎮ１９９０年至现在ꎬ增材制造技术实现了金属材料的成型ꎬ进入了直接增材制造阶段ꎬ相距出现了电子束选区熔化(ＥＢＳＭ)㊁电子束自由成形制造技术(ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍＦｒｅｅ￣ｆｏｒｍＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎꎬＥＢＦ)[８－１０]㊁等离子增材制造技术(ＩｏｎＦｕｓｉｏｎＦｏｒｍａｔｉｏｎꎬＩＦＦ)电弧增材制造(ＷｉｒｅＡｒｃＡｄｄｉｔｉｖｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅꎬＷＡＡＭ)[１１ꎬ１２]等一系列制造工艺ꎮ２０１３年ꎬ美国麻省理工大学研发了四维打印技术(ＦｏｕｒＤｉ￣ｍｅｎｓｉｏｎａｌＰｒｉｎｔｉｎｇꎬ４ＤＰ)ꎬ利用记忆合金ꎬ在３Ｄ打印的基础上增加了第四维度 时间ꎮ综上所述ꎬ增材制造技术可以分为 快速原型制造技术 和 金属构件直接制造技术 两大类ꎮ 快速原型制造技术 (ｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇꎬＲＰ＆ＲＰＭ)主要方法有 ３Ｄ打印(３ＤＰ) ㊁ 立体印刷(ＳＬＡ) ㊁ 叠层实体造型(ＬＯＭ) ㊁ 熔融沉积造型(ＦＤＭ) ㊁ 选择性激光烧结(ＳＬＳ) 等五大类ꎮ主要制造尺寸较小ꎬ由树脂㊁石蜡㊁纸张等材料组成的原型样件及由陶瓷㊁金属粉末组成的 非致密 原型样件或模型制造ꎮ金属构件直接制造技术则采用激光束㊁电子束㊁等离子束或电弧等对粉末或丝材进行逐层熔化/凝固堆积ꎬ直接制造出致密的金属零件[１３－１６]ꎮ国内关桥院士提出 广义增材制造 的概念ꎬ具体如图１所示ꎮ广义增材制造的热源ꎬ除激光束和电子束外ꎬ还有化学能㊁电能(电弧等)㊁电化学能㊁光能㊁机械能等ꎮ图中的中心圆是通常所谓的 增材制造 (３Ｄ打印)ꎬ以激光㊁电子束等为热源与ＣＡＤ/ＣＡＭ结合ꎬ分层熔敷成形的增材制造ꎬ包含了非金属㊁金属构件和生物模型的增材制造等ꎻ图中的外椭圆展现的是 广义增材制造 的技术分类ꎬ不局限于分层熔敷成形ꎬ还包括冷喷涂成形㊁热喷涂成形㊁物理气相成形㊁化学气相成形㊁电化学成形㊁堆焊成形㊁块体组焊成形等[１７]ꎮ图１㊀广义增材制造的技术内涵及分类[１７]２㊀激光增材制造技术原理依据美国试验材料学会ＡＳＴＭ的定义ꎬ根据材料在沉积时的不同状态ꎬ激光增材制造技术分为定向能量沉积(ＤｉｒｅｃｔＥｎｅｒｇｙＤｅｐｏｓｉｔꎬＤＥＤ)和粉末熔覆(ＰｏｗｄｅｒＢｅｄＦｕｓｉｏｎꎬＰＢＦ)两类ꎮ激光粉末熔覆技术ＰＢＦꎬ又可以称为激光选区熔化成形技术(ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＬａｓｅｒＭｅｌｔｉｎｇꎬＳＬＭ)[１８]ꎬ其首先利用ＣＡＤ软件设计出零件的三维模型ꎬ然后根据打印工艺对模型进行切片分层后ꎬ将各截面的二维轮廓数据导入打印设备中ꎬ并设定具体的扫描路线ꎮ激光打印时根据设定的扫描路线逐层熔化通过送粉装置均匀铺敷在工作平面基板的金属粉末ꎬ具体的原理如图２所示ꎮ图２㊀激光粉末熔覆ＰＢＦ原理图激光选区熔化技术(ＳＬＭ)可以直接制造出终端金属产品ꎬ实现了材料㊁结构和功能的一体化设计和制造ꎻ可以加工出传统制造方法无法加工的复杂金属零件ꎬ如轻质点阵夹芯结构㊁空间曲面多孔结构㊁复杂型腔流道结构等ꎬ解决了复杂金属构件难加工㊁周期长㊁成本高等技术难题ꎻ金属零件具有很高的尺寸精度以及很好的表面粗糙度ꎬ无需二次加工ꎮ但是ＳＬＭ技术打印构件的力学性能仅能达到或者优于铸㊁锻件水平ꎻ成形件的复杂性基本不受限制但是成形尺寸较小ꎻ另外适用于ＳＬＭ成形的材料种类还较少ꎬ目前报道的主要有铁基合金㊁镍基合金㊁铝合金和钛合金等[１９－２３]ꎮ２ ２０１９年１０月㊀胡美娟等:激光增材制造技术及现状研究激光定向能量沉积技术(ＤＥＤ)[２４]ꎬ又可以称为激光直接沉积成形技术(ＤｉｒｅｃｔＬａｓｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎꎬＤＬＤ)ꎬ是在快速原型技术和激光熔覆技术的基础上发展起来的一种先进制造技术ꎮ该技术是基于离散/堆积原理ꎬ通过对零件的三维ＣＡＤ模型进行分层处理ꎬ获得各层截面的二维轮廓信息并生成加工路径ꎬ在惰性气体保护环境中ꎬ以高能量密度的激光作为热源ꎬ按照预定的加工路径ꎬ将同步送进的粉末或丝材逐层熔化堆积ꎬ从而实现金属零件的直接制造与修复ꎬ其原理如图３所示ꎮ图３㊀激光粉末熔覆原理图在２０世纪９０年代激光直接沉积技术被国际上多个研究机构相对独立地发展起来ꎬ并且被赋予了不同的名称ꎬ如激光熔敷(ＬａｓｅｒＣｌａｄｄｉｎｇ)[２５]㊁激光直接铸造(Ｌａ￣ｓｅｒＤｉｒｅｃｔＣａｓｔｉｎｇ)[２６]㊁直接金属沉积(ＤｉｒｅｃｔＭｅｔａｌＤｅｐｏ￣ｓｉｔｉｏｎꎬＤＭＤ)[２７]㊁激光固化(ＬａｓｅｒＣｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎꎬＬＣ)[２８]㊁激光金属成形(ＬａｓｅｒＭｅｔａｌＦｏｒｍｉｎｇꎬＬＭＦ)[２９]㊁激光工程化净成形(ＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｅｄＮｅｔＳｈａｐｉｎｇꎬＬＥＮＳ)[３０]㊁受控光制造(ＤｉｒｅｃｔｅｄＬｉｇｈｔＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎꎬＤＬＦ)[３１]㊁激光成形(ＬａｓｅｒＦｏｒｍｉｎｇꎬＬＦ)[３２]㊁基于激光的自由实体制造(ＬａｓｅｒＢａｂｓｅｄＦｒｅｅ－ｆｏｒｍＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎꎬＬＢＦＦＦ)[３３]㊁激光立体成型(ＬａｓｅｒＳｏｌｉｄＦｏｒｍｉｎｇꎬＬＳＦ)以及激光直接制造技术(ＤｉｒｅｃｔｅｄＬａｓｅｒＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎꎬＤＬＦ)等ꎬ这些技术名称虽然不同ꎬ但基本的技术原理却是完全相同的ꎮ激光直接沉积成形技术(ＤＬＤ)的生产效率高于ＳＬＭꎬ并且成形尺寸基本不受限制(仅取决于设备的运动幅度)ꎬ可实现同一构件上多材料的任意复合和梯度结构制造ꎬ并可用于损伤构件的高性能修复ꎮ但是ꎬＤＬＤ技术表面质量不如ＳＬＭꎬ制造后需要二次加工ꎮ目前ꎬ激光直接沉积技术所应用的材料已涵盖钛合金㊁镍基高温合金㊁铁基合金㊁铝合金㊁难熔合金㊁非晶合金以及梯度材料等ꎬ其中钛合金的应用最为成熟[３４]ꎮ３㊀激光增材制造技术的发展现状３.１㊀激光选区熔化成形技术在金属粉末选择性烧结技术的基础上ꎬ为了解决ＳＬＳ过程中粉末连接强度不高的问题ꎬ提高材料致密度ꎬ德国Ｆｒａｕｈｏｆｅｒ研究所于１９９５年提出了激光选区熔化技术ＳＬＭꎮ２００２年该研究所在激光选区熔化技术方面取得巨大成功ꎬ可一次性地直接制造出完全致密性的零件ꎮ目前国际上已经有多家成熟的ＳＬＭ设备制造商ꎬ包括德国ＥＯＳ(Ｅｌｅｃｔｒｏ－ＯｐｔｉｃａｌＳｙｓｔｅｍＧｕｍｂｏ)公司ꎬ德国Ｒｅａｌｉｚｅｒ公司ꎬＳＬＭＳｏｌｕｔｉｏｎｓ公司ꎬＣｏｎｃｅｐｔＬａｓｅｒ公司ꎬ美国３Ｄ公司ꎬＲｅｎｉｓｈａｗＰＬＣ公司和ＰｈｅｎｉｘＳｙｓｔｅｍｓ公司等ꎮ上述厂家都开发出了不同型号的机型ꎬ包括不同的零件成形范围和针对不同领域的定制机型等ꎬ以适应市场的个性化需求ꎮ德国ＥＯＳ公司新开发的激光选区熔化设备ＥＯＳＩＮＴＭ４００－４采用４个束源质量高的Ｙｂ光纤激光器ꎬ成形范围达到３００ｍｍˑ３００ｍｍˑ３５０ｍｍꎬ功率为１ｋＷꎬ激光束最小光斑为９０μｍꎬ最大扫描速度７ｍ/ｓꎬ其成形零件性能与锻件相当ꎬ如图４所示ꎮ图４㊀德国ＥＯＳ公司的Ｍ４００－４德国Ｈｏｆｍａｎｎ集团(世界上主要的金属激光熔铸设备生产厂家之一)的ＣｏｎｃｅｐｔＬａｓｅｒ公司生产的Ｘ系列２０００Ｒ为全球最大的激光金属３Ｄ打印机ꎬ其采用双激光系统ꎬ每个激光器功率为１ＫＷꎬ成形的范围达到８００ｍｍˑ４００ｍｍˑ５００ｍｍꎬ如图５所示ꎮ图５㊀德国ＣｏｎｃｅｐｔＬａｓｅｒ公司生产的Ｘ系列２０００Ｒ在国内华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室及武汉光电国家实验室是国内最早从事ＳＬＭ技术的研究工作的单位之一ꎮ华中科技大学模具国家重点实验室快速制造中心先后推出了ＨＲＰＭ－Ⅰ和ＨＲ￣ＰＭ－ⅡＡꎬ武汉光电国家实验室自主设计和制造了ＮＲＤ３ ２０１９年㊀第５卷㊀第５期－ＳＬＭ－Ⅰ㊁ＮＲＤ－ＳＬＭ－Ⅱ等设备ꎮＮＲＤ－ＳＬＭ－Ⅱ型设备成形尺寸范围:３２０ｍｍˑ２５０ｍｍˑ２５０ｍｍ[３４]ꎮ在技术应用方面ꎬ通用电气(ＧＥ)公司利用ＳＬＭ技术实现了离心式燃油喷嘴的打印ꎬ如图６ꎬ目前该喷嘴已成功应用于ＣＦＭ国际公司开发的ＬＡＥＰ－Ｘ发动机ꎬ并实现了首飞ꎮ该项技术被评为全球２０１３年十大技术突破之一ꎬ并且通过了ＦＡＡ适航认证ꎬ技术成熟度ＴＲＬ>８[３５]ꎬ预计到２０２０年ＧＥ将生产１０万个喷嘴ꎮ２０１５年ꎬ美国联邦航空管理局(ＦｅｄｅｒａｌＡｖｉａｔｉｏｎＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎꎬＦＡＡ)正式批准了ＧＥ公司采用ＳＬＭ制造的航空发动机传感器壳体ꎬ如图６所示ꎬ应用于ＧＥ－９Ｘ系列商用发动机ꎬ目前ꎬ该零件已经安装在４００个ＧＥ９０－９４Ｂ发动机中ꎮ此外ꎬＧＥ还尝试进行了先进涡桨发动机和涡轮喷气发动机叶片的制造ꎮ美国航天公司ＳＰＡＣＥＸ开发Ｓｕ￣ｐｅｒＤｒａｃｏ载人飞船过程中ꎬ利用ＳＬＭ技术制造了载人飞船的引擎ꎬ如图７所示ꎮＳＬＭ技术很好的解决了该引擎的冷却道㊁喷射头和节流阀等复杂结构的制造问题ꎬ零件的强度㊁韧性和断裂强度等性能完全满足高温高压环境下工作的严苛要求ꎮ惠普在研发过程中ꎬ包括涡轮ꎬ燃料喷射器和其他零件也都是ＳＬＭ增材制造的ꎮ图６㊀ＧＥ公司ＳＬＭ技术制造的典型零件图７㊀ＳＰＡＣＥＸＳＬＭ技术制造的典型零件综上所述ꎬ由于ＳＬＭ技术的诸多优点ꎬ它具有广阔的应用前景和广泛的应用范围ꎬ目前ＳＬＭ技术在航空航天领域的应用十分成功ꎬ同时各大公司也积极将ＳＬＭ技术应用于汽车(如模具㊁工具插件和微器件等)㊁电力(散热器件)㊁生物医疗(植入牙齿ꎬ脊椎骨等)和石油天然气领域ꎮ３.２㊀激光直接沉积成形技术现代激光直接沉积制造技术根植于１９３７年Ｋｒａｔｋｙ和Ｈａｒｔｅｒｔ等提出的焊缝金属熔融沉积的制造方法专利[３５－３６]ꎬ最早可追溯到２０世纪７０年代末期的激光多层熔覆研究ꎮ早期的ＤＬＤ概念大约出现在１９８０年ꎬＢｒｏｗｎ等的专利描述了通过添加沉积的粉末/焊丝ꎬ利用激光进行逐层加热制造方法[３７－３９]ꎮ１９９８年ꎬ美国Ｓａｎｄｉａ国立实验室提出激光工程化净成型(ＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｅｄＮｅｔＳｈａｐｉｎｇꎬＬＥＮＳ)ꎬＬＥＮＳ是ＤＬＤ最成功的商业形式ꎬ也成为ＤＬＤ的最为代表性的技术ꎮ２０世纪９０年代以后ꎬ国内外众多研究机构开始对激光直接沉积技术的原理㊁成形工艺㊁熔凝组织㊁零件的几何形状和力学性能等基础性问题开展大量的研究工作ꎮ国外激光直接沉积增材制造系统典型代表包括德国Ｔｒｕｍｐｆ和美国ＰＯＭ公司的ＤＭＤ５０５㊁美国Ｈｕｆｆｍａｎ公司的ＨＰ－２０５㊁美国Ｏｐｔｏｍｅｃ公司的Ｌｅｎｓ８５０和Ａｅｒｏｍｅｔ公司的Ｌａｓｆｏｒｍ等ꎮ约翰霍普金斯大学㊁宾州大学和ＭＴＳ公司基于开发出一项以大功率ＣＯ２激光熔覆沉积成形技术为基础的 钛合金的柔性制造 技术ꎬ并于１９９７年成立ＡｅｒｏＭｅｔ公司ꎬ公司的目标就是实现具有高性能㊁大体积钛合金零件的制造ꎬ尤其是大型整体加强筋结构钛合金零件的快速成形ꎮ２０００年ꎬ美国Ｂｏｅｉｎｇ公司宣布采用该技术制造的钛合金零件在Ｆ－２２和Ｆ/Ａ－１８Ｅ/Ｆ飞机上获得应用ꎬ在全球掀起了金属零件的直接增材制造的第一次热潮ꎬ如图８所示ꎮＧＥ公司在发动机支架结构设计试制方面ꎬ利用ＬＭＤ技术进行了减重设计加工ꎬ原零件重约２０３３ｇꎬ最后试制的零件重量仅为３２７ｇꎮ利用ＬＭＤ技术对复合材料风扇叶片金属加强边进行试制ꎬ先利用激光立体成形制备毛坯件ꎬ再进行机械加工ꎬ整个加强边长约１０１.６ｍｍ壁厚０.８~１.２ｍｍꎬ最终加工量仅为０.１２ｍｍ[３９]ꎮꎮ国内激光直接沉积成形技术虽然起步较晚ꎬ但是在某些方面已经达到到了国内外领先的地步ꎮ西北工业大学的黄卫东团队针对大型钛合金构件的激光立体成形ꎬ试制成功Ｃ９１９大飞机翼肋ＴＣ４上㊁下缘条构件ꎬ该类零件尺寸达４５０ｍｍˑ３５０ｍｍˑ３０００ｍｍ㊁质量达１９６ｋｇꎬ成形后长时间放置后的最大变形量小于４ ２０１９年１０月㊀胡美娟等:激光增材制造技术及现状研究１ｍｍꎬ静载力学性能的稳定性优于１％ꎬ疲劳性能也优于同类锻件的性能ꎬ如图９所示ꎮ北京航空航天大学王华明院士在飞机钛合金大型主承力结构件激光快速成形工艺研究方面取得了突破性进展ꎬ提出了大型金属构件激光直接成形过程 内应力离散控制 的新方法ꎬ解决大型金属构件激光快速成形过程零件翘曲变形与开裂的瓶颈难题ꎬ突破激光快速成形钛合金大型结构件内部缺陷和内部质量控制及其无损检验关键技术ꎬ飞机构件综合力学性能达到或超过钛合金模锻件ꎬ如图１０所示[４０]ꎮ图８㊀ＡｅｒｏＭｅｔ激光快速成形的钛合金构件图９㊀西工大激光增材制造钛合金飞机翼肋图１０㊀北航激光增材制造钛合金大型构件综上所述ꎬＤＬＤ技术相对ＳＬＭ具有较高的生产效率ꎬ其主要用于大型金属构件的制造ꎮ但是ＤＬＤ成形过程中零件开裂ꎬ内部质量和力学性能控制ꎬ产品应用技术标准等是制约其工程应用的关键ꎮ目前ꎬ国外将其应用投向于损伤构件的增材修复技术以及梯度材料的研究ꎬ其如ＳＬＭ技术广泛的商用化还面临较多的挑战ꎮ４㊀结束语增材制造技术的发展历史仅仅有３０多年ꎬ激光增材制造是目前研究最多也是工业化应用最成功的技术手段ꎮ随着激光增材制造的成本降低ꎬ其将很快从传统制造业的辅助手段中解放出来ꎬ成为集设计与制造一体化的新型制造方法ꎮ参考文献[１]ＡＳＴＭ－ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌꎬＡＳＴＭＳｔａｎｄａｒｄＦ２７９２－１２ａ:Ｓｔａｎｄ￣ａｒｄＴｅｒｍｉｎｏｌｏｇｙｆｏｒＡｄｄｉｔｉｖｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓꎬ２０１２.[２]卢秉恒ꎬ李涤尘.增材制造(３Ｄ打印)技术发展[Ｊ].机械制造与自动化ꎬ２０１３ꎬ４２(４):１－４.[３]ＨＵＬＬＣＷ.Ａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｏｂｊｅｃｔｓｂｙｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ.ＵＳＰａｔｅｎｔꎬＵＳ４５７５３３０Ａꎬ１９８６－０３－１１.[４]ＤＥＣＫＡＲＤＣ.Ｍｅｔｈｏｄａｎｄａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｐｒｏｄｕｃｉｎｇｐａｒｔｓｂｙｓｅｌｅｃｔｉｖｅｓｉｎｔｅｒｉｎｇ.ＵＳＰａｔｅｎｔ４８６３５３８ꎬ１９８６－１０－１７.[５]ＭＥＩＮＥＲＳＷꎬＷＩＳＳＥＮＢＡＣＨＫＤꎬＧＡＳＳＥＲＡＤ.Ｓｈａｐｅｄｂｏｄｙｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｐｒｏｔｏｔｙｐｅｏｒｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｐａｒｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ.ＧｅｒｍａｎｙＰａｔｅｎｔꎬＤＥ１９６４９８６５Ｃ１ꎬ１９９６－１２－０２.[６]ＪＥＡＮＴＥＴＴＥＦＰꎬＫＥＩＣＨＥＲＤＭꎬＲＯＭＥＲＯＪＡꎬｅｔａｌ.ＭｅｔｈｏｄａｎｄＳｙｓｔｅｍｆｏｒＰｒｏｄｕｃｉｎｇＣｏｍｐｌｅｘ－ｓｈａｐｅＯｂｊｅｃｔｓ:ＵＳＰａｔｅｎｔꎬ６０４６４２６.２０００－０４－０４.[７]ＬＩＵＷＰꎬＤＵＰＯＮＴＪＮ.ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙｇｒａｄｅｄＴｉＣ/Ｔｉｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｂｙｌａｓｅｒｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｎｅｔｓｈａｐｉｎｇ.ＳｃｒｉｐｔａＭａｔｅｒꎬ２００３ꎬ４８(９):１３３７.[８]ＤＡＶＥＶＲꎬＭＡＴＺＪＥꎬＥＡＧＡＲＴＷ.Ｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍｓｏｌｉｄｆｒｅｅ－ｆｏｒｍｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌｐａｒｔｓ[Ｃ].Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ５２０１９年㊀第５卷㊀第５期６ｔｈＳｏｌｉｄＦｒｅｅｆｏｒｍＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎＳｙｍｐｏｓｉｕｍ.ＡｕｓｔｉｎꎬＵＳＡꎬ１９９５:６４－７１.[９]ＴＡＭＩＮＧＥＲＫＭＢꎬＨＡＦＬＥＹＲＡ.ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍＦｒｅｅｆｏｒｍＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎ:ＡＲａｐｉｄＭｅｔａｌＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ[Ｃ].Ｐｒｏｃｅｅｄ￣ｉｎｇｓｏｆｔｈｅ３ｒｄＡｎｎｕａｌＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅꎬＴｒｏｙ:ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＰｌａｓｔｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓꎬ２００３:１－６.[１０]ＡＮＤＥＲＳＳＯＮＬＡＲＳＥＲＩＫꎬＬＡＲＳＳＯＮＭ.Ｄｅｖｉｃｅａｎｄａｒ￣ｒａｎｇｅｍｅｎｔｆｏｒｐｒｏｄｕｃｉｎｇａｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｏｂｊｅｃｔ.ＵＳＰａ￣ｔｅｎｔ２００４/００２６８０７Ａ１ꎬ２００４－０２－１４.[１１]ＭＵＲＲＬＥꎬＧＡＹＴＡＮＳＭ.ＥｌｅｃｔｒｏｎＢｅａｍＭｅｌｔｉｎｇ[Ｊ].ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＭａｔｅｒｉａｌｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇꎬ２０１４ꎬ１０:１３５－１６１. [１２]ＷＡＮＧＦＤꎬＷＩＬＬＩＡＭＳＳꎬＣＯＬＥＧＲＯＶＥＰꎬｅｔａｌ.Ｍｉｃｒｏ￣ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＷｉｒｅａｎｄＡｒｃＡｄｄｉ￣ｔｉｖｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄＴｉ－６Ａｌ－４Ｖ[Ｊ].ＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＭａ￣ｔｅｒｉａｌｓＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓＡꎬ２０１３ꎬ４４:９６８－９７７.[１３]徐滨士ꎬ董世运ꎬ朱胜ꎬ等.再制造成形技术发展及展望[Ｊ].机械工程学报ꎬ２０１２ꎬ４８(１５):１－８.[１４]王华明ꎬ张述泉ꎬ王向明.大型钛合金结构件激光直接制造的进展及挑战[Ｊ].中国激光ꎬ２０１３ꎬ４２(４):１－４. [１５]黄卫东ꎬ林鑫ꎬ陈静ꎬ等.激光立体成形[Ｍ].西安:西北工业大学出版社ꎬ２００７.[１６]卢秉恒.西安交通大学先进制造[Ｊ].中国工程科学ꎬ２０１３ꎬ１５(１):４－８.[１７]关桥.焊接/连接与增材制造(３Ｄ打印)[Ｊ].焊接ꎬ２０１４ꎬ５８(５):１－８.[１８]ＳｃｏｔｔＭ.ＴＨＯＭＰＳＯＮꎬＬＩＮＫＡＮＢＩＡＮꎬＮＩＭＡＳＨＡＭＳＡＥＩꎬｅｔａｌ..ＡｎｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｄｉｒｅｃｔｌａｓｅｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｆｏｒａｄｄｉｔｉｖｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＰａｒｔＩ:Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｐｈｅｎｏｍｅｎａꎬｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ[Ｊ].ＡｄｄｉｔｉｖｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇꎬ２０１５ꎬ８:３２－６２. [１９]王延庆ꎬ沈竞兴ꎬ吴海全.３Ｄ打印材料应用和研究现状[Ｊ].航空材料学报ꎬ２０１６ꎬ３６(４):８９－９８.[２０]林鑫ꎬ黄卫东.应用于航空领域的金属高性能增材制造技术[Ｊ].中国材料进展ꎬ２０１５ꎬ３４(９):６８４－６９０. [２１]林鑫ꎬ黄卫东.高性能金属构件的激光增材制造[Ｊ].航空制造技术ꎬ２０１５ꎬ(１０):６８４－６９０ꎬ６２－６８. 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