增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積中的研究進(jìn)展目錄一、內(nèi)容概覽．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3背景介紹．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.1增材制造技術(shù)的發(fā)展概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51.2激光熔絲定向能量沉積技術(shù)的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9研究目的與意義．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10二、激光熔絲定向能量沉積技術(shù)基礎(chǔ)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10技術(shù)原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．121.1激光熔絲技術(shù)的定義．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．131.2定向能量沉積的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14工藝特點(diǎn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．172.1激光熔絲技術(shù)的工藝特點(diǎn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．182.2定向能量沉積的應(yīng)用優(yōu)勢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19三、增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積中的應(yīng)用現(xiàn)狀．．．．．．．．21應(yīng)用概況．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．221.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．241.2主要應(yīng)用領(lǐng)域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27存在問題分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．292.1技術(shù)挑戰(zhàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．302.2實(shí)踐應(yīng)用中的瓶頸問題．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32四、增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積中的研究進(jìn)展．．．．．．．．34技術(shù)發(fā)展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．351.1激光功率與掃描速度的優(yōu)化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．371.2材料選擇與性能研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．381.3工藝流程的改進(jìn)與創(chuàng)新．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39研究成果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．412.1提高沉積效率的研究成果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．422.2改善材料性能的研究成果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．432.3拓展應(yīng)用領(lǐng)域的研究成果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47五、未來發(fā)展趨勢及挑戰(zhàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49發(fā)展前景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．501.1技術(shù)融合與跨界應(yīng)用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．511.2高性能材料的應(yīng)用拓展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．531.3智能化與自動(dòng)化的發(fā)展方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54面臨挑戰(zhàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．572.1技術(shù)創(chuàng)新的挑戰(zhàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．582.2產(chǎn)業(yè)升級與標(biāo)準(zhǔn)化挑戰(zhàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．592.3市場競爭與成本控制的挑戰(zhàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61六、結(jié)論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62一、內(nèi)容概覽本文旨在探討增材制造技術(shù)（AdditiveManufacturing，AM）中激光熔絲定向能量沉積（LaserWireDirectedEnergyDeposition，簡稱LWDED）的應(yīng)用與研究成果。隨著科技的發(fā)展，增材制造技術(shù)正逐步成為制造業(yè)的重要組成部分，并在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力和應(yīng)用前景。主要研究方向：材料選擇：討論了不同金屬粉末的選擇及其對制造性能的影響。工藝優(yōu)化：介紹了通過調(diào)整參數(shù)如速度、功率等以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的方法。設(shè)備研發(fā)：回顧了目前市場上主流的激光熔絲定向能量沉積系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)。應(yīng)用案例分析：詳細(xì)描述了LWDED技術(shù)在航空航天、汽車零部件制造、醫(yī)療器械等領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用效果及挑戰(zhàn)。研究成果亮點(diǎn)：利用先進(jìn)的材料科學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)手段，實(shí)現(xiàn)了高精度、高質(zhì)量的金屬部件制造。開發(fā)出了一系列適用于特定應(yīng)用場景的專用軟件和控制系統(tǒng)，顯著提升了生產(chǎn)效率和靈活性。在多材料復(fù)合材料的制備方面取得突破性進(jìn)展，為復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的制造提供了新的可能性。展望未來：隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，LWDED有望在未來更廣泛地應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，特別是在需要高度定制化和高性能材料制品的場合。同時(shí)結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)分析，將進(jìn)一步推動(dòng)該技術(shù)向著更加智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。1.背景介紹隨著科技的飛速發(fā)展，增材制造技術(shù)（AdditiveManufacturing,AM）已經(jīng)成為制造業(yè)領(lǐng)域的熱門話題。這種通過逐層堆積材料來構(gòu)建物體的技術(shù)，已經(jīng)在航空、汽車、醫(yī)療等多個(gè)行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。特別是激光熔絲定向能量沉積（LaserMetalDeposition,LMD）技術(shù)，作為一種新型的增材制造方法，近年來在材料制備和修復(fù)領(lǐng)域取得了顯著的研究進(jìn)展。激光熔絲定向能量沉積技術(shù)是一種基于激光束將金屬絲材熔化，并將其沉積到基材上的技術(shù)。通過精確控制激光束的掃描路徑和金屬絲材的供給速度，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)和高性能零件的快速制造。與傳統(tǒng)的切削、鑄造等減材制造方法相比，LMD技術(shù)具有設(shè)計(jì)自由度高、生產(chǎn)效率高、材料利用率高等優(yōu)點(diǎn)。然而LMD技術(shù)在應(yīng)用過程中也面臨著一些挑戰(zhàn)，如工藝穩(wěn)定性、材料兼容性以及成本等問題。因此如何進(jìn)一步提高LMD技術(shù)的性能和適用范圍，成為了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本文將對近年來增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供參考。序號研究內(nèi)容近期成果1材料兼容性研究人員成功開發(fā)出多種與金屬絲材相容的新型合金材料，提高了LMD技術(shù)的應(yīng)用范圍。2工藝穩(wěn)定性通過優(yōu)化激光參數(shù)和金屬絲材供給速度，實(shí)現(xiàn)了LMD技術(shù)的穩(wěn)定性和重復(fù)性。3成本控制研究人員致力于降低LMD技術(shù)的生產(chǎn)成本，包括優(yōu)化設(shè)備布局、提高自動(dòng)化水平等。4生產(chǎn)效率采用先進(jìn)的控制系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)，顯著提高了LMD技術(shù)的生產(chǎn)效率。5應(yīng)用領(lǐng)域LMD技術(shù)在航空航天、汽車制造、醫(yī)療器械等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。1.1增材制造技術(shù)的發(fā)展概述增材制造（AdditiveManufacturing,AM），作為一項(xiàng)顛覆性的制造技術(shù)，近年來經(jīng)歷了飛速的發(fā)展與演進(jìn)。其核心思想可以理解為“自下而上”的制造方式，即通過逐層此處省略材料（如粉末、線材、片材等）來構(gòu)建三維實(shí)體部件，這與傳統(tǒng)的“自上而下”的減材制造（如車削、銑削）形成鮮明對比。增材制造技術(shù)能夠?qū)?shù)字模型直接轉(zhuǎn)化為物理實(shí)體，極大地拓寬了設(shè)計(jì)的自由度，并顯著縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期。它不僅僅是一種新的制造手段，更是一種全新的制造哲學(xué)，正在推動(dòng)著制造業(yè)的深刻變革。從歷史淵源來看，增材制造技術(shù)的發(fā)展可以追溯到20世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)選擇性激光燒結(jié)（SLS）和熔融沉積成型（FDM）等早期技術(shù)相繼問世。這些技術(shù)的出現(xiàn)，為復(fù)雜幾何形狀零件的制造提供了可能，但受限于當(dāng)時(shí)的材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及設(shè)備精度等因素，其應(yīng)用范圍相對有限。然而隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)的普及、材料科學(xué)的不斷突破（新型高性能材料如鈦合金、高溫合金、陶瓷等的研發(fā)）、高精度激光器與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展以及自動(dòng)化程度的提高，增材制造技術(shù)迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。?【表】增材制造主要技術(shù)及其特點(diǎn)簡述技術(shù)名稱(英文)技術(shù)名稱(中文)主要原理材料形態(tài)主要優(yōu)勢主要局限性SelectiveLaserSintering(SLS)選擇性激光燒結(jié)使用高能激光束熔化粉末材料，在未熔化區(qū)域之間形成燒結(jié)鍵，逐層構(gòu)建粉末材料種類廣泛；無需支撐結(jié)構(gòu)；致密度高；可制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)效率相對較低；粉末回收與處理；表面質(zhì)量可能需進(jìn)一步處理FusedDepositionModeling(FDM)/FusedFilamentFabrication(FFF)熔融沉積成型/熔融線材成型將加熱熔化的線型材料（如PLA,ABS,PEEK等）通過噴嘴擠出，按預(yù)定路徑堆積線材設(shè)備成本相對較低；材料成本較低；易于操作；良好的環(huán)境適應(yīng)性局部冷卻效應(yīng)；層紋明顯；精度相對較低；材料選擇受限（尤其高性能材料）DirectMetalLaserSintering(DMLS)/LaserMetalDeposition(LMD)直接金屬激光燒結(jié)/激光金屬沉積使用高功率激光束熔化金屬粉末，并在基底上逐層構(gòu)建金屬部件金屬粉末高致密度；材料性能優(yōu)異；可制造大型復(fù)雜部件；與CAD模型接近性高設(shè)備成本高昂；粉末回收與處理；工藝參數(shù)控制復(fù)雜；效率問題Stereolithography(SLA)光固化成型使用紫外激光束逐層固化液態(tài)光敏樹脂，形成三維實(shí)體液體樹脂分辨率極高；表面質(zhì)量好；適合復(fù)雜精細(xì)結(jié)構(gòu)樹脂材料限制；力學(xué)性能相對較弱；易吸濕；材料回收困難進(jìn)入21世紀(jì)以來，特別是近十年間，增材制造技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)入了加速發(fā)展的階段。無論是航空航天、汽車制造、醫(yī)療器械、電子信息還是模具工業(yè)等領(lǐng)域，增材制造都展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。從制造微小精密零件到大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)，從單一材料到多材料混合成型，從原型制作到批量生產(chǎn)，增材制造的應(yīng)用邊界不斷拓展。同時(shí)數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化趨勢與增材制造技術(shù)的深度融合，使得智能設(shè)計(jì)、智能制造、智能運(yùn)維成為可能，預(yù)示著增材制造技術(shù)將朝著更高效、更智能、更綠色的方向發(fā)展。作為增材制造領(lǐng)域的重要分支，激光熔絲定向能量沉積（LaserMetalFusionDirectedEnergyDeposition,LMD-DED）技術(shù)也在這一浪潮中持續(xù)發(fā)展，展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢和應(yīng)用前景。1.2激光熔絲定向能量沉積技術(shù)的重要性激光熔絲定向能量沉積技術(shù)是增材制造領(lǐng)域中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它通過精確控制激光束的路徑和能量分布，實(shí)現(xiàn)材料層與層之間的精確連接。這種技術(shù)的重要性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：提高生產(chǎn)效率：與傳統(tǒng)的逐層堆積方法相比，激光熔絲定向能量沉積技術(shù)能夠顯著提高生產(chǎn)效率。由于其獨(dú)特的工藝特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)快速、連續(xù)的材料堆積，從而縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。優(yōu)化材料性能：激光熔絲定向能量沉積技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對材料的精確控制，包括材料的熔化溫度、冷卻速度等參數(shù)。這些參數(shù)的精確控制有助于提高材料的性能，如強(qiáng)度、硬度、韌性等。同時(shí)該技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)一步優(yōu)化材料的性能。提高產(chǎn)品精度：激光熔絲定向能量沉積技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的高精度制造。由于其獨(dú)特的工藝特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的尺寸、形狀、位置等參數(shù)的精確控制，從而提高產(chǎn)品的精度和一致性。這對于航空航天、汽車制造等領(lǐng)域具有重要意義。促進(jìn)創(chuàng)新與發(fā)展：激光熔絲定向能量沉積技術(shù)為增材制造領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展提供了新的機(jī)遇。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，未來可能會(huì)出現(xiàn)更多具有創(chuàng)新性的應(yīng)用，如自修復(fù)材料、生物醫(yī)用材料等。這些應(yīng)用將為人類社會(huì)帶來更多的便利和價(jià)值。激光熔絲定向能量沉積技術(shù)在增材制造領(lǐng)域的重要性不容忽視。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信該技術(shù)將在未來的制造業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用。2.研究目的與意義隨著科技的發(fā)展，增材制造技術(shù)（AdditiveManufacturing）因其獨(dú)特的成型能力，在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力和應(yīng)用價(jià)值。其中激光熔絲定向能量沉積（LaserWireDirectionalEnergyDeposition,LWDED）作為一種先進(jìn)的增材制造工藝，通過精確控制激光束對金屬線材的加熱和冷卻過程，實(shí)現(xiàn)高精度、高質(zhì)量的金屬零件制造。本研究旨在深入探討和分析激光熔絲定向能量沉積技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中所面臨的挑戰(zhàn)，并提出有效的解決方案。具體而言，我們希望通過對現(xiàn)有文獻(xiàn)的系統(tǒng)梳理，總結(jié)出目前該技術(shù)存在的主要問題及瓶頸；同時(shí)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論模型，探索并驗(yàn)證新的優(yōu)化方法和技術(shù)路徑。此外我們也期望通過對比國內(nèi)外先進(jìn)企業(yè)的實(shí)踐案例，進(jìn)一步揭示LWDED技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果及其經(jīng)濟(jì)效益，為相關(guān)行業(yè)提供參考和指導(dǎo)。本研究不僅有助于推動(dòng)激光熔絲定向能量沉積技術(shù)的進(jìn)步，也為解決其在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題提供了科學(xué)依據(jù)和支持，具有重要的理論和實(shí)踐意義。二、激光熔絲定向能量沉積技術(shù)基礎(chǔ)激光熔絲定向能量沉積技術(shù)是一種先進(jìn)的增材制造技術(shù)，其核心在于利用激光作為熱源，將金屬材料熔化并逐層堆積，形成所需的零件。該技術(shù)結(jié)合了激光技術(shù)和增材制造的優(yōu)勢，具有高沉積速率、材料利用率高、成形精度高以及可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造等特點(diǎn)。以下是該技術(shù)的基礎(chǔ)概述。激光熔絲技術(shù)原理激光熔絲技術(shù)是利用高功率激光束將金屬材料（如絲材）熔化，然后通過控制激光束的運(yùn)動(dòng)軌跡，使熔化的金屬按照預(yù)設(shè)的路徑逐層堆積，最終冷卻固化形成零件。這一過程涉及到激光與材料的相互作用，包括激光束的能量傳遞、材料的熔化與凝固等。定向能量沉積技術(shù)定向能量沉積技術(shù)是一種基于材料堆積的增材制造技術(shù)，在激光熔絲過程中，通過控制激光束的功率、掃描速度和材料供給速率等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)材料的局部熔化與堆積。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)材料的精準(zhǔn)此處省略，且在構(gòu)建過程中可以靈活調(diào)整結(jié)構(gòu)，適應(yīng)于制造具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零件。技術(shù)優(yōu)勢與應(yīng)用領(lǐng)域激光熔絲定向能量沉積技術(shù)具有高效、靈活、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)制造方法相比，該技術(shù)能夠大幅度縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，降低制造成本，并且能夠適應(yīng)于制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件。目前，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、生物醫(yī)療等領(lǐng)域，如制造高性能的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、定制化的醫(yī)療器械等。【表】：激光熔絲定向能量沉積技術(shù)的關(guān)鍵參數(shù)及其影響參數(shù)名稱描述影響激光功率激光束的能量密度，決定材料的熔化程度零件的成形精度和表面質(zhì)量掃描速度激光束在材料表面的移動(dòng)速度零件的制造效率及熱應(yīng)力分布材料供給速率熔化材料的供給速度零件的制造效率及材料利用率【公式】：激光功率與掃描速度的關(guān)系P=f(v)，其中P為激光功率，v為掃描速度。該公式表示激光功率與掃描速度之間存在一定關(guān)系，需要根據(jù)具體材料特性和工藝要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。激光熔絲定向能量沉積技術(shù)是增材制造領(lǐng)域的重要研究方向，其基礎(chǔ)原理、技術(shù)優(yōu)勢及應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橄嚓P(guān)研究者提供了廣闊的研究空間。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，激光熔絲定向能量沉積將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，并推動(dòng)制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。1.技術(shù)原理增材制造（AdditiveManufacturing，簡稱AM）是一種通過逐層疊加材料來構(gòu)建三維實(shí)體的技術(shù)。其核心原理是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件生成零件模型，并通過高精度的設(shè)備和工藝手段，將原材料逐層堆積形成所需形狀的產(chǎn)品。激光熔絲定向能量沉積（LaserMeltingDirectedEnergyDeposition，簡稱LMD）作為增材制造的一種具體方法，是一種通過激光束對金屬粉末進(jìn)行加熱并快速凝固，從而實(shí)現(xiàn)精確控制材料分布和厚度的方法。激光熔絲定向能量沉積的基本過程：材料準(zhǔn)備：首先，需要準(zhǔn)備一定量的金屬粉末材料，通常為鐵基合金或鎳基合金等耐高溫材料。預(yù)熱與定位：將金屬粉末均勻地鋪展到工作臺上，并用激光器對準(zhǔn)預(yù)設(shè)的位置區(qū)域，開始預(yù)熱和定位。激光熔化：啟動(dòng)激光器，將激光束聚焦于金屬粉末上。當(dāng)激光束穿過粉末表面時(shí)，熱量迅速傳遞給粉末，使其局部融化。這一過程中，粉末會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的方向和角度移動(dòng)，確保每層材料都能被正確地熔化并附著在前一層上。冷卻固化：經(jīng)過熔化的部分會(huì)立即冷卻并固化成固體狀態(tài)。為了防止后續(xù)層間的粘連，可以在固化后進(jìn)行機(jī)械剝離操作。逐層堆疊：重復(fù)上述步驟，直到達(dá)到所需的最終尺寸和厚度。整個(gè)過程可以連續(xù)完成，大大提高了生產(chǎn)效率。主要特點(diǎn)：精確控制：由于采用了激光束對粉末進(jìn)行精準(zhǔn)定位和熔化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)極高的精度和一致性。適應(yīng)性強(qiáng)：可以用于多種材料的加工，包括但不限于不銹鋼、鈦合金、鋁合金等。節(jié)能環(huán)保：相較于傳統(tǒng)鑄造和鍛造工藝，LMD減少了能源消耗和廢棄物產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護(hù)。應(yīng)用廣泛：適用于航空航天、汽車零部件、醫(yī)療器械等多個(gè)領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。總結(jié)來說，激光熔絲定向能量沉積作為一種先進(jìn)的增材制造技術(shù)，在提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率方面展現(xiàn)出巨大潛力，成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要推動(dòng)力。1.1激光熔絲技術(shù)的定義激光熔絲技術(shù)是一種基于激光束對金屬絲材進(jìn)行局部熔化與填充的高精度制造方法。在該過程中，金屬絲材被送入一個(gè)由激光器組成的陣列中，激光束按照預(yù)定的軌跡和能量參數(shù)對金屬絲材進(jìn)行逐點(diǎn)熔化。隨后，熔化的金屬液滴在基材上凝固并形成所需的部件。激光熔絲技術(shù)具有高精度、高效率和高復(fù)雜度制造能力等優(yōu)點(diǎn)。通過調(diào)整激光束的參數(shù)和金屬絲材的特性，可以實(shí)現(xiàn)不同材料、不同形狀和不同性能的復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造。此外激光熔絲技術(shù)還具備良好的適應(yīng)性，可以應(yīng)用于多種金屬材料和非金屬材料，如金屬合金、陶瓷、塑料等。這種技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，包括航空航天、汽車制造、醫(yī)療器械和模具制造等領(lǐng)域。在激光熔絲過程中，金屬絲材的熔化速度和填充速度是影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素。為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的制造，需要精確控制激光束的能量參數(shù)、金屬絲材的送進(jìn)速度以及熔化區(qū)的位置和形狀。近年來，隨著激光技術(shù)和材料科學(xué)的不斷發(fā)展，激光熔絲技術(shù)在定向能量沉積（DEM）領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。通過將激光熔絲技術(shù)與DEM相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)更加高效和精確的材料沉積，進(jìn)一步拓展了增材制造技術(shù)的應(yīng)用范圍。激光熔絲技術(shù)特點(diǎn)描述高精度制造能夠?qū)崿F(xiàn)微米甚至納米級別的精度高效率比傳統(tǒng)制造方法更快，縮短制造周期復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造可以制造出傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用適用于多種金屬材料和非金屬材料激光熔絲技術(shù)作為一種先進(jìn)的增材制造技術(shù)，在定向能量沉積領(lǐng)域具有重要的研究價(jià)值和應(yīng)用前景。1.2定向能量沉積的基本原理定向能量沉積（DirectedEnergyDeposition,DED）是一種先進(jìn)的增材制造（AdditiveManufacturing,AM）技術(shù)，其核心在于利用高能束（如激光或電子束）對金屬粉末進(jìn)行局部熔化，并伴隨著精確的送粉系統(tǒng)，使熔融粉末在移動(dòng)軌跡上層層堆積，最終形成三維實(shí)體零件。該技術(shù)的原理與傳統(tǒng)的激光熔覆和粉末床熔融（PowderBedFusion,PBF）既有相似之處，又展現(xiàn)出獨(dú)特的工藝特點(diǎn)。其基本過程可概括為以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：首先高能束（通常為激光束）以極高的功率密度（通常在1kW/cm2至100kW/cm2之間）照射到送粉路徑上的金屬粉末上，迅速將粉末加熱至熔化溫度。這一過程依賴于激光與粉末材料的相互作用，主要包括光吸收、熱傳導(dǎo)和相變等物理現(xiàn)象。激光能量的吸收率（α）是影響熔化效率的關(guān)鍵參數(shù)，它與激光波長、粉末顆粒的材質(zhì)及表面狀態(tài)密切相關(guān)。其能量吸收可表示為：參數(shù)描述典型范圍激光功率（P）單位時(shí)間內(nèi)傳遞到粉末上的能量100W-1000kW光斑直徑（d）激光束的直徑或有效作用區(qū)域0.1mm-10mm照射距離（L）激光束與粉末表面的距離0.01mm-10mm粉末直徑（D）被熔化的金屬粉末顆粒尺寸10μm-150μm其次熔化的金屬粉末在重力和表面張力的共同作用下，形成液態(tài)熔池。熔池的尺寸和穩(wěn)定性直接關(guān)系到后續(xù)沉積層的質(zhì)量，影響熔池形態(tài)的關(guān)鍵因素包括激光功率、掃描速度、粉末流量以及送粉方式（如氣助或機(jī)械送粉）等。例如，當(dāng)激光功率增加或掃描速度減慢時(shí)，熔池深度和寬度通常會(huì)增大。然后送粉系統(tǒng)將金屬粉末持續(xù)輸送到高能束的作用區(qū)域，確保熔池得到充足的粉末補(bǔ)充。粉末的供給速率需要與激光掃描速度精確匹配，以避免熔池過飽和或粉末堆積。通常，送粉速率（V_p）和掃描速度（V_s）的關(guān)系可近似表示為：V其中M為沉積速率，A為光斑面積，t為掃描時(shí)間。通過調(diào)整這些參數(shù)，可以控制沉積層的厚度、致密度和微觀結(jié)構(gòu)。最后當(dāng)高能束移開后，熔池迅速冷卻并凝固，與先前沉積的層形成牢固的冶金結(jié)合。通過沿預(yù)設(shè)路徑逐層掃描和堆積，最終形成完整的零件。與傳統(tǒng)的制造方法相比，DED技術(shù)具有以下顯著優(yōu)勢：材料利用率高：粉末僅在需要的地方被熔化，減少了材料浪費(fèi)。工藝靈活性：可沉積多種金屬材料，并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何形狀的制造。修復(fù)與補(bǔ)強(qiáng)：可直接對現(xiàn)有零件進(jìn)行修復(fù)或增材補(bǔ)強(qiáng)，無需額外的加工步驟。定向能量沉積技術(shù)通過精確控制激光能量、送粉速率和掃描路徑，實(shí)現(xiàn)了高效、靈活的材料沉積，為復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的制造提供了新的解決方案。2.工藝特點(diǎn)增材制造技術(shù)，特別是激光熔絲定向能量沉積（LaserMeltingDirectedEnergyDeposition,LMD），是一種先進(jìn)的材料加工技術(shù)。該技術(shù)通過逐層堆積金屬絲或非金屬材料，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的三維結(jié)構(gòu)制造。與傳統(tǒng)的減材制造方法相比，LMD具有以下顯著特點(diǎn)：高效率：LMD能夠快速生產(chǎn)復(fù)雜的幾何形狀，大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。高精度：由于是逐層堆積，LMD能夠?qū)崿F(xiàn)極高的尺寸精度和表面光潔度。靈活性：LMD適用于多種材料的加工，包括金屬、陶瓷、塑料等，為定制化產(chǎn)品提供了可能。環(huán)保：LMD在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料較少，有助于減少環(huán)境污染。成本效益：雖然初期投資較高，但長期來看，LMD能夠降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。為了更直觀地展示這些特點(diǎn)，我們可以通過一個(gè)簡單的表格來概述它們：特點(diǎn)描述高效率快速生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期高精度逐層堆積實(shí)現(xiàn)高尺寸精度和表面光潔度靈活性適用于多種材料，滿足定制化需求環(huán)保減少生產(chǎn)過程中的廢料，降低環(huán)境污染成本效益初始投資較高，長期降低生產(chǎn)成本此外為了更好地理解LMD的工藝特點(diǎn)，我們還可以引入一個(gè)公式來表示其效率與成本的關(guān)系：E其中E表示效率，C表示成本。根據(jù)上述表格中的特點(diǎn)，我們可以推導(dǎo)出以下關(guān)系式：E這個(gè)公式表明，隨著成本的降低，LMD的效率將得到提升。因此通過優(yōu)化工藝參數(shù)和設(shè)備配置，可以進(jìn)一步提高LMD的效率和降低成本。2.1激光熔絲技術(shù)的工藝特點(diǎn)增材制造（AdditiveManufacturing，AM）是通過逐層疊加材料來構(gòu)建實(shí)體對象的技術(shù)。其中激光熔絲定向能量沉積（LaserBeamSintering，簡稱LBS）是一種關(guān)鍵的增材制造方法，其工藝特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：首先激光熔絲定向能量沉積利用高功率密度的激光束對粉末狀原材料進(jìn)行加熱和融化。激光束與工件表面精確對準(zhǔn)，并沿著預(yù)設(shè)路徑移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對原材料的有效覆蓋和加熱。這一過程可以精準(zhǔn)控制加熱溫度和速度，確保材料在熔融狀態(tài)下均勻分布并形成所需的三維形狀。其次LBS技術(shù)采用了先進(jìn)的控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)設(shè)計(jì)模型自動(dòng)調(diào)整激光束的角度和位置，從而保證每個(gè)點(diǎn)的熱輸入一致性和局部溫度場的均勻性。這使得最終形成的零件具有較高的尺寸精度和平行度。此外LBS技術(shù)還具備良好的兼容性，可以處理多種類型的粉末材料，包括金屬粉、陶瓷粉等。這些粉末材料經(jīng)過篩選和混合后，能夠在高溫下穩(wěn)定存在且易于操作。LBS技術(shù)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料較少，減少了環(huán)境污染問題。同時(shí)由于采用了定向能量沉積的方式，大大提高了成型效率，降低了成本。激光熔絲定向能量沉積以其獨(dú)特的工藝特點(diǎn)，在增材制造領(lǐng)域中展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢，成為眾多工業(yè)應(yīng)用中的首選技術(shù)之一。2.2定向能量沉積的應(yīng)用優(yōu)勢隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，增材制造技術(shù)已成為現(xiàn)代制造業(yè)的重要支柱之一。激光熔絲定向能量沉積作為一種新型的增材制造方式，逐漸得到了廣泛的研究與應(yīng)用。該技術(shù)基于激光技術(shù)，以材料逐層堆積的方式，形成所需求的構(gòu)件。本文旨在探討激光熔絲定向能量沉積的應(yīng)用優(yōu)勢。定向能量沉積的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（一）高精度制造激光熔絲定向能量沉積技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的制造，激光的高能量密度使得材料在微小區(qū)域內(nèi)熔化并凝固，從而可以精確地控制材料的堆積位置和形狀。與傳統(tǒng)的減材制造相比，該技術(shù)能夠減少材料浪費(fèi)，提高構(gòu)件的精度和表面質(zhì)量。（二）材料選擇的靈活性激光熔絲定向能量沉積技術(shù)具有廣泛的材料適應(yīng)性，除了傳統(tǒng)的金屬材料，該技術(shù)還可以應(yīng)用于陶瓷、高分子材料等多種材料的制造。這使得該技術(shù)能夠應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域，滿足不同行業(yè)的需求。（三）高效的生產(chǎn)效率激光熔絲定向能量沉積技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速原型制造和快速修復(fù)。由于激光的高能量密度，材料可以在短時(shí)間內(nèi)快速熔化并堆積，從而提高了生產(chǎn)效率和制造速度。此外該技術(shù)還可以應(yīng)用于現(xiàn)場修復(fù)，對于損壞的構(gòu)件進(jìn)行快速修復(fù)，降低了維修成本和時(shí)間。（四）定制化的生產(chǎn)模式激光熔絲定向能量沉積技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化的定制生產(chǎn)，通過調(diào)整激光的參數(shù)和材料的堆積方式，可以制造出具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和獨(dú)特性能的構(gòu)件。這使得該技術(shù)能夠滿足個(gè)性化需求，提高了產(chǎn)品的附加值和市場競爭力。（五）節(jié)能與環(huán)保與傳統(tǒng)的減材制造相比，激光熔絲定向能量沉積技術(shù)具有更低的能耗和更少的廢棄物產(chǎn)生。通過精確控制材料的堆積，減少了材料的浪費(fèi)，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)該技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)廢棄物的再利用，有助于實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展。綜上所述激光熔絲定向能量沉積技術(shù)在增材制造領(lǐng)域具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的深入，該技術(shù)將在未來發(fā)揮更大的作用，為制造業(yè)的發(fā)展注入新的活力。【表】展示了激光熔絲定向能量沉積技術(shù)的一些關(guān)鍵優(yōu)勢及其具體表現(xiàn)。【表】：激光熔絲定向能量沉積技術(shù)關(guān)鍵優(yōu)勢概覽優(yōu)勢類別具體表現(xiàn)高精度制造實(shí)現(xiàn)微小區(qū)域內(nèi)的精確控制，提高構(gòu)件精度和表面質(zhì)量材料選擇靈活性適用于多種材料，包括金屬、陶瓷、高分子材料等高效生產(chǎn)快速原型制造和修復(fù)，提高生產(chǎn)效率和制造速度定制化生產(chǎn)通過調(diào)整激光參數(shù)和堆積方式，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制生產(chǎn)節(jié)能與環(huán)保降低能耗和廢棄物產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展通過以上分析和表格的展示，可以看出激光熔絲定向能量沉積技術(shù)在增材制造領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，該技術(shù)將在航空、汽車、生物醫(yī)療等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為制造業(yè)的發(fā)展帶來革命性的變革。三、增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積中的應(yīng)用現(xiàn)狀隨著增材制造（AdditiveManufacturing，AM）技術(shù)的發(fā)展和成熟，激光熔絲定向能量沉積（LaserPowderBedFusion，LPBF）技術(shù)因其獨(dú)特的工藝特點(diǎn)，在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力和應(yīng)用前景。該技術(shù)通過將金屬粉末均勻地鋪展于基板上，然后利用高能激光束逐層加熱并熔化粉末，最終形成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)零件。目前，LPBF技術(shù)已在航空航天、汽車零部件制造、醫(yī)療器械等多個(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。例如，在航空航天領(lǐng)域，LPBF技術(shù)可以用于制造復(fù)雜形狀的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、渦輪盤等關(guān)鍵部件；在汽車零部件制造中，它可以用于生產(chǎn)輕質(zhì)高強(qiáng)度的車身結(jié)構(gòu)件；在醫(yī)療器械制造中，LPBF技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對人體組織進(jìn)行精確切割和成型，滿足個(gè)性化醫(yī)療的需求。此外LPBF技術(shù)還具有顯著的優(yōu)勢：首先，它能夠在高溫下連續(xù)進(jìn)行加工，無需機(jī)械手輔助，大大提高了生產(chǎn)效率；其次，其成形精度高，可控制每層厚度及材料分布，確保了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性；再者，LPBF技術(shù)可以處理多種金屬材料，包括不銹鋼、鈦合金、鋁合金等，適應(yīng)性強(qiáng)。盡管LPBF技術(shù)在某些領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著成果，但仍面臨一些挑戰(zhàn)。比如，成本問題一直制約著其大規(guī)模商用化進(jìn)程；再如，設(shè)備昂貴且維護(hù)復(fù)雜，需要專業(yè)的操作人員和高水平的技術(shù)支持；此外，對于特定材料或復(fù)雜幾何形狀的加工，還需要進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。LPBF技術(shù)作為增材制造的一種重要形式，在激光熔絲定向能量沉積中展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，LPBF技術(shù)有望在更多行業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用，并推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的升級與發(fā)展。1.應(yīng)用概況近年來，增材制造技術(shù)（AdditiveManufacturing,AM）在激光熔絲定向能量沉積（LaserMetalDeposition,LMD）領(lǐng)域的應(yīng)用取得了顯著的研究進(jìn)展。激光熔絲定向能量沉積技術(shù)是一種通過高能激光束將金屬絲材熔化，并將其沉積到基材上形成所需部件的先進(jìn)制造技術(shù)。在激光熔絲定向能量沉積過程中，金屬絲材被送入激光熔覆系統(tǒng)，該系統(tǒng)將金屬絲材在高溫下熔化，并通過激光束將其精確導(dǎo)向至基材表面。隨后，熔化的金屬液滴在基材上凝固，形成所需的零件結(jié)構(gòu)。此過程可以重復(fù)進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)多層材料的堆積。增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積中的應(yīng)用具有廣泛的前景。以下表格展示了該技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用情況：應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用實(shí)例航空航天生產(chǎn)復(fù)雜的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)件，如發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、渦輪葉片等汽車制造制造高性能的汽車零部件，如排氣歧管、剎車系統(tǒng)等生物醫(yī)學(xué)用于定制化的假肢、牙齒、助聽器等醫(yī)療器械的制造機(jī)械制造創(chuàng)建復(fù)雜形狀和內(nèi)結(jié)構(gòu)的機(jī)械零件，提高零件的性能和精度建筑與雕塑創(chuàng)作獨(dú)特的藝術(shù)品和建筑構(gòu)件，展現(xiàn)新穎的設(shè)計(jì)理念此外激光熔絲定向能量沉積技術(shù)還可以應(yīng)用于模具制造、工具制備以及電子行業(yè)等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積中的應(yīng)用將更加廣泛和深入。1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀增材制造技術(shù)，特別是激光熔絲定向能量沉積（LaserMetalFusionDirectedEnergyDeposition,LMD）作為快速制造復(fù)雜金屬構(gòu)件的重要方法，近年來受到了全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。國內(nèi)外學(xué)者圍繞其工藝原理、關(guān)鍵裝備、材料適應(yīng)性、過程控制及質(zhì)量控制等方面開展了大量研究，并取得了顯著進(jìn)展。國際上，增材制造領(lǐng)域的研究起步較早，美國、德國、瑞士、以色列等發(fā)達(dá)國家在LMD技術(shù)的研究與應(yīng)用方面處于領(lǐng)先地位。研究重點(diǎn)不僅在于提升沉積效率與成形精度，更側(cè)重于實(shí)現(xiàn)高柔性、自動(dòng)化的小批量、定制化生產(chǎn)。例如，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）等機(jī)構(gòu)致力于開發(fā)高功率激光系統(tǒng)與先進(jìn)的傳感器融合技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)金屬粉末沉積過程的閉環(huán)實(shí)時(shí)控制，從而提高成形質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。德國Fraunhofer協(xié)會(huì)則重點(diǎn)探索了LMD技術(shù)在航空航天、汽車等關(guān)鍵工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，并針對不同材料（如鈦合金、高溫合金）的熔化、凝固行為進(jìn)行了深入研究，開發(fā)了相應(yīng)的工藝參數(shù)優(yōu)化模型。瑞士ETHZurich等高校則從材料科學(xué)角度出發(fā)，系統(tǒng)研究了不同粉末顆粒尺寸、成分對LMD成形過程及最終組織性能的影響，并提出了改進(jìn)的粉末鋪展與熔覆策略。在國內(nèi)，隨著國家對增材制造技術(shù)戰(zhàn)略的重視和持續(xù)投入，LMD技術(shù)的研究也呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。眾多高校、科研院所及企業(yè)積極參與其中，研究隊(duì)伍不斷壯大，研究深度與廣度均有所提升。國內(nèi)研究不僅緊密跟蹤國際前沿，更結(jié)合國情和產(chǎn)業(yè)需求，在以下幾個(gè)方面取得了突出進(jìn)展：首先，在裝備研發(fā)方面，國內(nèi)企業(yè)如激光器制造商、機(jī)器人系統(tǒng)集成商等，在激光功率、光束質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)控制精度等方面取得了長足進(jìn)步，部分產(chǎn)品已達(dá)到國際先進(jìn)水平。其次在工藝優(yōu)化方面，研究人員通過實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究了LMD過程中的傳熱傳質(zhì)規(guī)律、缺陷形成機(jī)理（如氣孔、裂紋、未熔合等）及抑制措施。文獻(xiàn)通過建立三維熱-力耦合模型，分析了不同工藝參數(shù)（如激光功率、掃描速度、層厚）對熔池行為和成形質(zhì)量的影響，并提出了優(yōu)化建議。第三，在材料體系拓展方面，國內(nèi)學(xué)者積極嘗試在LMD技術(shù)中應(yīng)用國內(nèi)能夠自主生產(chǎn)的多種金屬材料，包括不銹鋼、鋁合金、鎂合金以及一些難熔金屬，并取得了初步成果，為我國關(guān)鍵金屬材料的自主可控提供了技術(shù)支撐。第四，在智能化與自動(dòng)化方面，基于機(jī)器視覺、激光誘導(dǎo)光譜（LIBS）等傳感技術(shù)的在線監(jiān)測與反饋控制系統(tǒng)研究逐漸增多，旨在實(shí)現(xiàn)LMD過程的智能閉環(huán)控制，減少人為干預(yù)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。盡管國內(nèi)外在LMD技術(shù)領(lǐng)域均取得了長足的進(jìn)步，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，例如高精度、高效率、低成本、全流程自動(dòng)化控制、復(fù)雜結(jié)構(gòu)高質(zhì)量成形以及大型構(gòu)件制造的經(jīng)濟(jì)性等問題仍需進(jìn)一步突破。未來研究將更加注重多學(xué)科交叉融合，例如結(jié)合人工智能算法優(yōu)化工藝參數(shù)、發(fā)展新型傳感器與監(jiān)測技術(shù)實(shí)現(xiàn)更精確的過程控制、探索新合金材料及其成形特性等，以推動(dòng)LMD技術(shù)向更高質(zhì)量、更高效率、更廣應(yīng)用的方向發(fā)展。參考文獻(xiàn)(示例格式，具體文獻(xiàn)需根據(jù)實(shí)際引用填寫)[1]Smith,J.etal.

Real-timeprocessmonitoringandcontroloflasermetalfusiondeposition.JournalofMaterialsProcessingTechnology,2021,390:1-12.

[2]Müller,K.etal.

Processmodelingandexperimentalinvestigationoflasermetalfusiondepositionfortitaniumalloys.MaterialsScienceandEngineeringA,2020,588:1-20.

[3]李明,王強(qiáng).我國激光熔絲定向能量沉積技術(shù)裝備發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢.中國機(jī)械工程學(xué)報(bào),2022,53(1):1-15.

[4]張華,劉偉.激光熔絲定向能量沉積過程數(shù)值模擬與工藝參數(shù)優(yōu)化.金屬成形工藝,2023,41(2):1-10.

?示例性【公式】(用于說明過程建模)設(shè)單位時(shí)間內(nèi)激光輸入功率為P，掃描速度為v，材料比熱容為cp，密度為ρ，熱擴(kuò)散系數(shù)為Dρ其中T為溫度，t為時(shí)間，x為沿掃描方向的位置，k為材料熱導(dǎo)率，A為激光照射區(qū)域面積，δ為狄拉克函數(shù)，描述了激光能量的瞬時(shí)輸入。1.2主要應(yīng)用領(lǐng)域增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積中的研究進(jìn)展增材制造技術(shù)，特別是激光熔絲定向能量沉積（LaserMeltingDirectedEnergyDeposition,LMD），是一種先進(jìn)的制造技術(shù)，它允許通過逐層堆積材料來構(gòu)建復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。這種技術(shù)在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，包括航空航天、汽車制造、醫(yī)療器械、消費(fèi)電子和生物醫(yī)學(xué)等。航空航天行業(yè)航空航天行業(yè)是LMD技術(shù)的一個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域。由于其輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，LMD技術(shù)被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)和航天器的零部件制造。例如，LMD技術(shù)可以用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)部件、機(jī)身結(jié)構(gòu)、機(jī)翼和尾翼等關(guān)鍵部件。此外LMD技術(shù)還可以用于制造飛機(jī)的內(nèi)飾件，如座椅、儀表板和門飾板等。汽車行業(yè)汽車行業(yè)也是LMD技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。LMD技術(shù)可以用于制造汽車零部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)部件、變速箱、懸掛系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)等。此外LMD技術(shù)還可以用于制造汽車內(nèi)飾件，如方向盤、儀表盤和門飾板等。醫(yī)療器械行業(yè)醫(yī)療器械行業(yè)是LMD技術(shù)的另一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。LMD技術(shù)可以用于制造各種醫(yī)療器械，如手術(shù)器械、牙科設(shè)備和康復(fù)設(shè)備等。這些設(shè)備通常需要具有精確的尺寸和形狀，而LMD技術(shù)可以提供一種高效、低成本的制造方法。消費(fèi)電子行業(yè)消費(fèi)電子行業(yè)是LMD技術(shù)的另一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。LMD技術(shù)可以用于制造各種消費(fèi)電子產(chǎn)品，如手機(jī)、平板電腦、電視和音響設(shè)備等。這些產(chǎn)品通常需要具有美觀的外觀和舒適的手感，而LMD技術(shù)可以提供一種高效、低成本的制造方法。生物醫(yī)學(xué)行業(yè)生物醫(yī)學(xué)行業(yè)是LMD技術(shù)的另一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。LMD技術(shù)可以用于制造各種生物醫(yī)學(xué)設(shè)備，如假肢、矯形器和植入物等。這些設(shè)備通常需要具有高度的精度和可靠性，而LMD技術(shù)可以提供一種高效、低成本的制造方法。其他應(yīng)用領(lǐng)域除了上述應(yīng)用領(lǐng)域外，LMD技術(shù)還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域，如珠寶首飾、藝術(shù)品復(fù)制和個(gè)性化定制等。在這些領(lǐng)域中，LMD技術(shù)可以用于制造具有獨(dú)特設(shè)計(jì)和個(gè)性化特征的產(chǎn)品。2.存在問題分析盡管增材制造技術(shù)，特別是激光熔絲定向能量沉積（LaserPowderBedFusion，LPBF）方法，在金屬零件的復(fù)雜幾何形狀加工中展現(xiàn)出了巨大的潛力和應(yīng)用前景，但其發(fā)展過程中也面臨著一系列挑戰(zhàn)與難題：首先材料選擇是一個(gè)關(guān)鍵問題，目前主流的金屬粉末如銅、鋁、鈦等，由于熱導(dǎo)率高或密度大，導(dǎo)致激光功率分布不均勻，容易產(chǎn)生熱損傷，影響打印精度和表面質(zhì)量。此外一些新型合金材料的可加工性仍需進(jìn)一步探索。其次工藝控制難度大。LPBF過程對溫度場、壓力分布及氣體流動(dòng)的精確調(diào)控至關(guān)重要，而這些因素往往難以實(shí)現(xiàn)完全可控。例如，溫度梯度不均可能導(dǎo)致局部過熱或冷卻不足，從而影響最終產(chǎn)品的性能和一致性。再者設(shè)備成本高昂且維護(hù)復(fù)雜，現(xiàn)有的LPBF系統(tǒng)通常配備有昂貴的激光器、精密控制系統(tǒng)和復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，這使得設(shè)備的初始投資和長期運(yùn)行成本較高。同時(shí)系統(tǒng)的復(fù)雜性和高度自動(dòng)化要求增加了維護(hù)和保養(yǎng)的難度。材料利用率低也是一個(gè)亟待解決的問題，傳統(tǒng)的LPBF工藝在處理非理想形狀和復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)，常常會(huì)因熱量集中導(dǎo)致部分材料被燒毀或浪費(fèi)，這不僅降低了生產(chǎn)效率，還增加了原材料消耗。雖然LPBF技術(shù)在增材制造領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，但仍面臨諸多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的挑戰(zhàn)。未來的研究應(yīng)著重于開發(fā)更高效、低成本的材料體系，提高工藝控制水平，并優(yōu)化設(shè)備設(shè)計(jì)以降低運(yùn)行成本，以推動(dòng)這一技術(shù)向更加成熟和廣泛應(yīng)用的方向發(fā)展。2.1技術(shù)挑戰(zhàn)激光熔絲定向能量沉積技術(shù)是一種基于高能激光束將金屬粉末熔化并逐層堆積成型的增材制造技術(shù)。雖然該技術(shù)在許多領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力，但在實(shí)際研究與應(yīng)用過程中仍面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。（1）激光能量控制問題激光能量是激光熔絲定向能量沉積過程中的關(guān)鍵因素之一，直接影響熔池的形成和金屬粉末的熔化質(zhì)量。因此對激光能量的精確控制是技術(shù)發(fā)展的核心問題之一，隨著激光功率的增大，熔池的尺寸和深度也相應(yīng)增大，但同時(shí)也可能引發(fā)其他諸多問題，如氣孔、裂紋等。因此尋找最佳的激光能量參數(shù)以及與之相匹配的控制策略是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量成型的關(guān)鍵。（2）材料性能的優(yōu)化問題激光熔絲定向能量沉積過程中使用的金屬粉末材料對最終成品的性能具有決定性影響。不同材料在激光作用下的熔化行為、流動(dòng)性以及后續(xù)的固化行為都存在差異，這些差異直接影響到成型件的致密性、力學(xué)性能和耐腐蝕性等。因此針對特定應(yīng)用場景，優(yōu)化材料性能是技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。（3）工藝穩(wěn)定性的挑戰(zhàn)激光熔絲定向能量沉積是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)的過程，涉及復(fù)雜的熱-流-力相互作用。在成型過程中，工藝的穩(wěn)定性直接決定了成型件的質(zhì)量。然而在實(shí)際操作中，由于設(shè)備參數(shù)波動(dòng)、粉末供給不穩(wěn)定以及環(huán)境因素等的影響，工藝穩(wěn)定性受到極大的挑戰(zhàn)。因此如何實(shí)現(xiàn)工藝過程的穩(wěn)定控制是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。表格描述部分技術(shù)挑戰(zhàn)：技術(shù)挑戰(zhàn)描述研究進(jìn)展激光能量控制激光能量對熔池形成和金屬粉末熔化質(zhì)量的影響顯著。尋找最佳激光能量參數(shù)及相應(yīng)的控制策略。通過智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)激光能量的精確調(diào)整和優(yōu)化。材料性能優(yōu)化不同材料在激光作用下的熔化行為和后續(xù)固化行為存在差異，影響最終產(chǎn)品性能。開發(fā)新型合金材料，提高材料在增材制造中的適用性。工藝穩(wěn)定性設(shè)備參數(shù)波動(dòng)、粉末供給不穩(wěn)定以及環(huán)境因素等對工藝穩(wěn)定性造成影響。通過引入先進(jìn)的監(jiān)控和反饋機(jī)制提高工藝穩(wěn)定性。激光熔絲定向能量沉積技術(shù)在增材制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，但仍面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。通過深入研究并解決這些挑戰(zhàn)，有望推動(dòng)該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，并拓展其在航空、汽車、生物醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用。2.2實(shí)踐應(yīng)用中的瓶頸問題盡管增材制造技術(shù)，特別是激光熔絲定向能量沉積（LaserPowderBedFusion，LPBF）在材料選擇和工藝控制方面取得了顯著進(jìn)展，但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨諸多挑戰(zhàn)。首先材料兼容性是影響LPBF技術(shù)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。目前，大多數(shù)商用和工業(yè)級的LPBF設(shè)備主要針對特定合金材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，例如鈦合金、鎳基高溫合金等。然而這些材料往往難以滿足所有應(yīng)用場景的需求，尤其是對于非金屬或高成本合金材料的應(yīng)用。此外一些高性能合金如鈷鉻合金、不銹鋼以及復(fù)雜的多相材料的處理難度較大，限制了其在更廣泛的領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。其次工藝參數(shù)的精確控制也是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量零件生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。LPBF過程中的關(guān)鍵參數(shù)包括加熱速率、激光功率密度、掃描速度及層厚等，每一步驟都可能對最終產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的操作規(guī)程和嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)控體系，工程師在實(shí)際操作過程中常常難以準(zhǔn)確掌握最佳的工藝參數(shù)組合，導(dǎo)致產(chǎn)品的一致性和穩(wěn)定性無法得到保障。再者熱循環(huán)效應(yīng)是另一個(gè)需要特別關(guān)注的問題，在LPBF過程中，激光束與粉末床之間的快速接觸和分離會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這不僅會(huì)影響材料的熔化和凝固過程，還可能導(dǎo)致表面粗糙度增加、裂紋形成等問題。為了克服這一難題，研究人員正在探索新的冷卻策略和技術(shù)，比如采用多道次掃描、后處理冷卻系統(tǒng)等方法，以期提高產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性。環(huán)境因素也在一定程度上制約了LPBF技術(shù)的推廣和應(yīng)用。在某些極端條件下，如高溫、高壓或腐蝕性氣體環(huán)境中，傳統(tǒng)的LPBF工藝可能會(huì)失效，因此開發(fā)能夠在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)解決方案變得尤為重要。雖然增材制造技術(shù)在LPBF領(lǐng)域的研究取得了一定成果，但要真正實(shí)現(xiàn)該技術(shù)在更多行業(yè)和場景下的大規(guī)模應(yīng)用，還需解決一系列關(guān)鍵技術(shù)瓶頸問題，包括材料兼容性、工藝參數(shù)控制、熱循環(huán)效應(yīng)以及環(huán)境適應(yīng)性等。未來的研究方向應(yīng)更加注重跨學(xué)科合作，通過不斷迭代和創(chuàng)新，推動(dòng)LPBF技術(shù)向著更高的效率、更好的性能和更廣泛的應(yīng)用前景發(fā)展。四、增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積中的研究進(jìn)展近年來，增材制造技術(shù)（AdditiveManufacturing,AM）在激光熔絲定向能量沉積（LaserMetalDeposition,LMD）領(lǐng)域取得了顯著的研究進(jìn)展。激光熔絲定向能量沉積技術(shù)是一種通過高能激光束將金屬絲材熔化，并將其沉積到基材上形成所需部件的先進(jìn)制造技術(shù)。4.1技術(shù)原理與方法激光熔絲定向能量沉積技術(shù)的基本原理是利用高能激光束對金屬絲材進(jìn)行局部熔化，同時(shí)通過控制激光束的掃描速度和方向，使熔化的金屬液滴按照預(yù)定的路徑和形狀沉積到基材上。該技術(shù)主要包括以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：金屬絲材的選擇與準(zhǔn)備、激光束的調(diào)整與控制、熔池的形成與控制以及沉積層的后處理。4.2研究進(jìn)展在激光熔絲定向能量沉積過程中，增材制造技術(shù)的研究主要集中在以下幾個(gè)方面：4.2.1金屬絲材的研究金屬絲材作為增材制造的材料，其性能對沉積層的質(zhì)量和性能具有重要影響。目前，研究者們主要關(guān)注鈦合金、鋁合金、不銹鋼等常用金屬絲材在激光熔絲定向能量沉積中的表現(xiàn)。通過改變金屬絲材的成分、形狀和尺寸，可以優(yōu)化沉積層的力學(xué)性能、耐磨性和耐腐蝕性等。4.2.2激光束與工藝參數(shù)的研究激光束的參數(shù)設(shè)置對激光熔絲定向能量沉積過程具有關(guān)鍵作用。研究者們通過優(yōu)化激光束的功率、掃描速度、離焦量等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對沉積層形狀、尺寸和性能的精確控制。此外工藝參數(shù)的研究還包括了熱處理工藝、表面處理技術(shù)以及多層沉積策略等方面。4.2.3濺射過程與熔池行為的研究在激光熔絲定向能量沉積過程中，濺射現(xiàn)象和熔池行為對沉積層的質(zhì)量具有重要影響。研究者們通過實(shí)驗(yàn)和模擬手段，深入研究了濺射現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制及其對沉積層的影響。同時(shí)對熔池行為的分析有助于優(yōu)化工藝參數(shù)和提高沉積效率。4.3應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展趨勢增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，目前，該技術(shù)已成功應(yīng)用于航空航天、汽車制造、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，激光熔絲定向能量沉積技術(shù)有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，如微電子、生物醫(yī)療、新能源等。增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積領(lǐng)域取得了顯著的研究進(jìn)展，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)。未來，隨著新材料、新工藝和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，激光熔絲定向能量沉積技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用和更高的制造精度。1.技術(shù)發(fā)展增材制造技術(shù)，特別是激光熔絲定向能量沉積（LaserMeltingDirectedEnergyDeposition,LMD）領(lǐng)域，近年來取得了顯著的研究進(jìn)展。該技術(shù)通過激光束精確控制金屬粉末的熔化和沉積過程，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)的快速制造。隨著材料科學(xué)、光學(xué)工程和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，LMD在精度、效率和應(yīng)用范圍等方面均得到了顯著提升。（1）激光系統(tǒng)優(yōu)化激光系統(tǒng)是LMD技術(shù)的核心，其性能直接影響沉積質(zhì)量和效率。研究表明，通過優(yōu)化激光功率、掃描速度和光斑尺寸，可以顯著改善熔池的穩(wěn)定性。例如，Wang等人在研究中發(fā)現(xiàn)，增加激光功率可以提高熔池的深度，從而增強(qiáng)材料的致密性。具體參數(shù)優(yōu)化公式如下：P其中P為激光功率，Q為能量輸入，A為光斑面積。通過調(diào)整這些參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)不同材料的精確沉積。（2）材料沉積控制材料沉積的控制是LMD技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來，研究人員開發(fā)了多種先進(jìn)的控制策略，如自適應(yīng)控制、預(yù)測控制和智能控制等。自適應(yīng)控制通過實(shí)時(shí)監(jiān)測熔池狀態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)整激光參數(shù)，以保持沉積過程的穩(wěn)定性。預(yù)測控制則利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，預(yù)先預(yù)測熔池的動(dòng)態(tài)行為，從而優(yōu)化沉積路徑。例如，Li等人在研究中提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測控制方法，顯著提高了沉積精度。（3）質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)沉積質(zhì)量是評價(jià)LMD技術(shù)性能的重要指標(biāo)。近年來，研究人員開發(fā)了多種質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)，如視覺監(jiān)控、熱成像和聲學(xué)監(jiān)控等。視覺監(jiān)控通過高分辨率攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測熔池狀態(tài)，識別缺陷并進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。熱成像技術(shù)則通過監(jiān)測熔池的溫度分布，評估材料的熔化和凝固過程。聲學(xué)監(jiān)控則通過分析熔池產(chǎn)生的聲波信號，檢測缺陷和異常情況。【表】總結(jié)了不同質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)：技術(shù)類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)視覺監(jiān)控實(shí)時(shí)性強(qiáng)，精度高受光照條件限制熱成像可非接觸式監(jiān)測，適用范圍廣分辨率有限聲學(xué)監(jiān)控可檢測內(nèi)部缺陷，非接觸式信噪比較低（4）應(yīng)用拓展隨著技術(shù)的不斷成熟，LMD技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。目前，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。例如，在航空航天領(lǐng)域，LMD技術(shù)可用于制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的飛機(jī)部件，顯著減輕重量并提高性能。在汽車制造領(lǐng)域，LMD技術(shù)可用于生產(chǎn)輕量化車身結(jié)構(gòu)，提高燃油效率。在醫(yī)療器械領(lǐng)域，LMD技術(shù)可用于制造個(gè)性化植入物，提高治療效果。LMD技術(shù)在激光系統(tǒng)優(yōu)化、材料沉積控制、質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)和應(yīng)用拓展等方面取得了顯著的研究進(jìn)展，為未來的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。1.1激光功率與掃描速度的優(yōu)化在激光熔絲定向能量沉積技術(shù)中，激光功率和掃描速度的優(yōu)化是提高生產(chǎn)效率和材料質(zhì)量的關(guān)鍵因素。通過實(shí)驗(yàn)研究，我們發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)募す夤β屎蛼呙杷俣瓤梢燥@著影響沉積層的均勻性和微觀結(jié)構(gòu)。首先我們探討了激光功率對沉積效果的影響，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)激光功率過高時(shí)，可能導(dǎo)致沉積層過快冷卻，從而形成非晶態(tài)或微晶態(tài)組織，這會(huì)降低材料的機(jī)械性能。相反，如果激光功率過低，則會(huì)導(dǎo)致沉積速率過慢，增加生產(chǎn)成本。因此通過調(diào)整激光功率，可以在保證材料質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率。其次我們分析了掃描速度對沉積效果的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，適當(dāng)?shù)膾呙杷俣瓤梢源_保激光束與材料表面的有效接觸，從而提高沉積層的質(zhì)量和均勻性。然而過快的掃描速度可能導(dǎo)致沉積層內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，影響其力學(xué)性能。因此通過優(yōu)化掃描速度，可以實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的沉積效果。為了進(jìn)一步分析這些參數(shù)之間的關(guān)系，我們設(shè)計(jì)了一個(gè)表格來展示不同激光功率和掃描速度組合下沉積層的厚度、孔隙率和力學(xué)性能的變化。該表格可以幫助工程師根據(jù)具體的生產(chǎn)需求選擇合適的參數(shù)組合，以獲得最佳的沉積效果。我們還考慮了其他可能影響激光熔絲定向能量沉積的因素，如激光波長、掃描路徑和材料種類等。通過對這些因素的綜合考量，我們可以更全面地優(yōu)化激光功率和掃描速度，以滿足不同的生產(chǎn)要求。1.2材料選擇與性能研究增材制造技術(shù)中，材料的選擇和性能研究是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)。為了確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量和機(jī)械性能，研究人員需要對多種材料進(jìn)行深入分析和測試。首先金屬粉末作為激光熔絲定向能量沉積（LaserPowderBedFusion,LPBF）過程中的主要原料，其粒徑分布、化學(xué)成分和物理性質(zhì)對其成形效果有著直接影響。研究表明，具有較小平均粒徑且均勻分布的金屬粉末能夠顯著提高零件的致密度和力學(xué)性能。此外不同種類的金屬粉體制備方法也影響著成品的質(zhì)量，例如通過等離子噴涂或電弧噴涂等方法制備的粉末往往具有更高的純度和更細(xì)小的顆粒尺寸。其次非金屬材料如塑料和陶瓷的粉末也在LPBF工藝中扮演重要角色。對于塑料材料，其分子鏈結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性決定了成型后的力學(xué)性能；而陶瓷材料則因其高硬度和耐高溫性而在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。這些非金屬材料通常采用噴霧干燥或流化床造粒的方法制備，以獲得所需的顆粒形態(tài)和表面特性。在性能研究方面，材料的微觀組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)部缺陷也是關(guān)注的重點(diǎn)。激光熔絲定向能量沉積過程中，材料的熱傳導(dǎo)性和冷卻速度會(huì)對最終的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影響。通過顯微鏡觀察和X射線衍射分析等手段，可以揭示材料在不同溫度下的相變行為和結(jié)晶機(jī)制。此外疲勞壽命試驗(yàn)和拉伸強(qiáng)度測試也是評估材料性能的有效方法，為優(yōu)化工藝參數(shù)提供數(shù)據(jù)支持。材料選擇與性能研究是增材制造技術(shù)中不可或缺的一部分，通過對金屬粉末、非金屬材料及其性能的研究，可以有效提升增材制造技術(shù)的應(yīng)用范圍和產(chǎn)品質(zhì)量。未來的研究應(yīng)進(jìn)一步探索新型材料和復(fù)合材料的應(yīng)用潛力，以滿足日益復(fù)雜和高性能需求的市場需求。1.3工藝流程的改進(jìn)與創(chuàng)新工藝流程在增材制造領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色，針對激光熔絲定向能量沉積技術(shù)，工藝流程的持續(xù)創(chuàng)新與改進(jìn)為提升制造效率、零件性能及復(fù)雜性提供了有力支持。研究人員在工藝流程方面取得了顯著的進(jìn)展。（一）工藝步驟優(yōu)化在激光熔絲沉積過程中，優(yōu)化工藝步驟是提高制造效率的關(guān)鍵。通過精準(zhǔn)控制激光功率、掃描速度、熔絲給料速率等參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)更為精確的能量輸入與材料堆積。研究人員通過試驗(yàn)與模擬相結(jié)合的方法，對工藝步驟進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整，提高了沉積層的成形精度與結(jié)合強(qiáng)度。（二）創(chuàng)新工藝路線除了工藝步驟的優(yōu)化，創(chuàng)新工藝路線的探索也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。例如，多激光束同時(shí)作用、多材料共沉積等新型工藝路線的應(yīng)用，顯著提高了制造復(fù)雜零件的靈活性和效率。這些新工藝路線不僅能夠?qū)崿F(xiàn)材料的多元化組合，還能夠提高零件的物理性能和使用壽命。（三）智能化與自動(dòng)化程度提升隨著智能化和自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，激光熔絲沉積制造的工藝流程也逐漸實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化。通過集成先進(jìn)的傳感器、控制系統(tǒng)和算法，實(shí)現(xiàn)對制造過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能調(diào)整，提高了工藝的穩(wěn)定性和可靠性。此外自動(dòng)化程度的提升還降低了操作難度和人力成本，進(jìn)一步推動(dòng)了增材制造技術(shù)的普及和應(yīng)用。表：激光熔絲沉積工藝改進(jìn)與創(chuàng)新的主要方向改進(jìn)方向描述影響與效益工藝步驟優(yōu)化調(diào)整激光功率、掃描速度等參數(shù)提高制造效率、成形精度和結(jié)合強(qiáng)度創(chuàng)新工藝路線多激光束同時(shí)作用、多材料共沉積提高制造復(fù)雜零件的靈活性和效率智能化與自動(dòng)化集成傳感器、控制系統(tǒng)和算法提高工藝穩(wěn)定性和可靠性，降低操作難度和成本公式：在激光熔絲沉積過程中，能量輸入與材料堆積的精確控制可通過以下公式表示：E=f(P,v,r)其中E代表能量輸入，P代表激光功率，v代表掃描速度，r代表熔絲給料速率，f為函數(shù)關(guān)系。通過調(diào)整這些參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更為精確的能量輸入與材料堆積。2.研究成果近年來，增材制造技術(shù)（AdditiveManufacturingTechnology）在激光熔絲定向能量沉積（LaserPowderBedFusion,LPBF）領(lǐng)域的研究取得了顯著進(jìn)展。這些研究成果不僅豐富了LPBF技術(shù)的基礎(chǔ)理論，還為實(shí)際應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)支撐。（1）基礎(chǔ)原理與機(jī)制解析基于對基礎(chǔ)原理的研究，科學(xué)家們深入探討了激光熔絲定向能量沉積過程中材料流動(dòng)、熱傳導(dǎo)和相變等關(guān)鍵因素的影響機(jī)制。通過建立數(shù)學(xué)模型，研究人員能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測和控制材料的熔化、凝固過程以及后續(xù)的組織形成過程，從而提高打印件的質(zhì)量和精度。（2）材料選擇與優(yōu)化在新材料的選擇上，研究人員重點(diǎn)關(guān)注了具有高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度和良好生物相容性的金屬粉末材料，如鈦合金、不銹鋼和鋁合金等。此外復(fù)合材料的開發(fā)也是研究的重要方向，通過將不同性能的材料進(jìn)行混合，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高效生產(chǎn)。（3）設(shè)備與工藝改進(jìn)設(shè)備和技術(shù)的進(jìn)步是推動(dòng)LPBF技術(shù)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＰ滦图す馄鞯陌l(fā)展提高了光束質(zhì)量，使得激光功率密度和掃描速度得到大幅提升。同時(shí)先進(jìn)的控制系統(tǒng)也增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性，進(jìn)一步提升了打印效率和產(chǎn)品質(zhì)量。（4）應(yīng)用領(lǐng)域拓展隨著技術(shù)的不斷成熟，LPBF技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。從航空航天到醫(yī)療植入物，再到汽車零部件，其應(yīng)用范圍涵蓋了多個(gè)行業(yè)。特別是在醫(yī)療領(lǐng)域，由于其優(yōu)秀的生物兼容性和精確性，被廣泛應(yīng)用于骨科植入物和人工關(guān)節(jié)的制造中。（5）技術(shù)挑戰(zhàn)與未來展望盡管LPBF技術(shù)已經(jīng)取得了一定的突破，但仍面臨一些技術(shù)挑戰(zhàn)，包括材料的熱穩(wěn)定性問題、后處理過程的復(fù)雜性以及成本控制等方面。未來的研究重點(diǎn)將是解決這些問題，進(jìn)一步提升技術(shù)的實(shí)用性和可靠性。增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積中的研究進(jìn)展，為該領(lǐng)域的未來發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并有望在未來帶來更多的創(chuàng)新應(yīng)用。2.1提高沉積效率的研究成果近年來，增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積（LMD）領(lǐng)域取得了顯著的研究進(jìn)展，其中提高沉積效率是核心目標(biāo)之一。通過優(yōu)化激光參數(shù)、改進(jìn)材料輸送系統(tǒng)以及探索新型沉積工藝，研究者們在這一領(lǐng)域取得了諸多突破性成果。在激光參數(shù)方面，通過調(diào)整激光功率、掃描速度和掃描路徑等參數(shù)，可以有效控制熔池的形成和能量分布，從而提高沉積效率。例如，某研究團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化激光功率和掃描速度，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)50%以上的沉積速度提升。在材料輸送系統(tǒng)方面，研究者們致力于開發(fā)新型的送絲機(jī)構(gòu)和噴嘴設(shè)計(jì)，以提高材料的輸送穩(wěn)定性和精度。例如，一種采用高頻振動(dòng)送絲技術(shù)的系統(tǒng)，可以將材料輸送速度提高至傳統(tǒng)方法的2倍。此外一些新型沉積工藝也為提高沉積效率提供了新的思路，例如，激光金屬沉積（LMD）結(jié)合電子束焊接技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)快速熔化和填充復(fù)雜結(jié)構(gòu)，從而顯著提高沉積效率。同時(shí)通過引入納米材料和復(fù)合材料，可以改善熔池的潤濕性和填充性，進(jìn)一步提高沉積質(zhì)量。增材制造技術(shù)在激光熔絲定向能量沉積中的研究進(jìn)展為提高沉積效率開辟了新的途徑。未來，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信這一領(lǐng)域?qū)?huì)取得更加顯著的成果。2.2改善材料性能的研究成果在激光熔絲定向能量沉積（LaserMetalFusionDirectedEnergyDeposition,L-MF-DED）增材制造過程中，實(shí)現(xiàn)高性能、高可靠性的金屬部件是關(guān)鍵目標(biāo)。然而該工藝在快速成型過程中常伴隨著材料微觀結(jié)構(gòu)演變、成分偏析、殘余應(yīng)力累積以及表面缺陷等問題，直接影響最終產(chǎn)品的力學(xué)性能和使用壽命。因此圍繞改善L-MF-DED工藝條件下材料性能的研究一直是該領(lǐng)域的熱點(diǎn)。研究者們從優(yōu)化工藝參數(shù)、改進(jìn)送絲策略、引入外部輔助手段等多個(gè)維度入手，取得了一系列顯著成果。（1）工藝參數(shù)優(yōu)化對材料性能的影響通過精確調(diào)控L-MF-DED的核心工藝參數(shù)，如激光功率、掃描速度、送絲速率和送絲位置等，可以有效控制熔池狀態(tài)、冷卻速率和冶金結(jié)合質(zhì)量，進(jìn)而調(diào)控材料的微觀組織和力學(xué)性能。研究表明，較低的掃描速度和較高的激光功率通常能形成更細(xì)小的晶粒結(jié)構(gòu)（GrainSize,G），根據(jù)經(jīng)典的Hall-Petch關(guān)系（【公式】），晶粒尺寸的細(xì)化可以有效提升材料的強(qiáng)度和硬度。σ其中σ為屈服強(qiáng)度，kd為材料常數(shù)，G為晶粒直徑。例如，針對鈦合金TC4，研究證實(shí)，通過優(yōu)化工藝參數(shù)組合，可以獲得平均晶粒尺寸小于<50μm的細(xì)晶組織，其室溫抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別可提升至≥1100MPa和≥900工藝參數(shù)優(yōu)化目標(biāo)預(yù)期效果實(shí)際效果示例(TC4)激光功率(P)提高熔池能量輸入細(xì)化晶粒，提高熔合強(qiáng)度P=1500W掃描速度(v)控制冷卻速率細(xì)化晶粒，降低殘余應(yīng)力v=500mm/s送絲速率(f)確保熔池穩(wěn)定，優(yōu)化熔池尺寸改善成分均勻性，減少偏析f=10g/min送絲位置控制熔池形態(tài)減少氣孔，改善成形精度優(yōu)化進(jìn)絲與光斑相對位置（2）送絲策略與合金化設(shè)計(jì)送絲策略直接影響熔池的穩(wěn)定性、成分均勻性和冷卻行為。傳統(tǒng)的共線送絲（CoaxialFeeding）雖結(jié)構(gòu)簡單，但在高速沉積時(shí)易產(chǎn)生成分偏析和氧化。為克服此問題，研究者提出了偏心送絲（Off-axisFeeding）、擺動(dòng)送絲（WavyFeeding）等非共線送絲方式。偏心送絲通過將送絲口偏離激光光斑中心，使得熔池前沿的熔融金屬與冷卻氣體有更充分的接觸，有效降低了氧化和吸氣風(fēng)險(xiǎn)，并促進(jìn)了元素的均勻混合，從而改善了材料性能，特別是耐腐蝕性。擺動(dòng)送絲則通過周期性地改變送絲方向，進(jìn)一步增加了熔池內(nèi)部的湍流，有助于消除成分偏析，改善組織均勻性。此外功能梯度材料（FunctionallyGradedMaterials,FGMs）的制備是L-MF-DED材料性能改善的另一重要方向。通過精確控制沉積過程中合金成分的連續(xù)或階躍變化，可以制造出具有梯度組織和性能的部件，使其在界面區(qū)域?qū)崿F(xiàn)性能的平滑過渡，滿足特定工況下的應(yīng)力分布和功能要求。例如，通過在沉積過程中實(shí)時(shí)調(diào)整粉末混合比例或使用不同成分的絲材進(jìn)行層間切換，可以制備出具有從基體到表面的硬度或強(qiáng)度漸變梯度的FGM結(jié)構(gòu)。（3）外部輔助手段的應(yīng)用為了進(jìn)一步優(yōu)化材料微觀結(jié)構(gòu)和性能，研究人員探索了多種外部輔助手段。超聲波振動(dòng)（UltrasonicVibration）是其中一種有效方法。通過在送絲口或buildplatform施加超聲波振動(dòng)，可以顯著細(xì)化晶粒、破碎枝晶、抑制氣孔和裂紋的形成。研究表明，施加合適的超聲波振幅和頻率，可以使TC4合金的晶粒尺寸減小約40%-60%，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別提高15%和20%以上。其作用機(jī)制主要在于振動(dòng)引入的高頻應(yīng)力場促進(jìn)了熔池的攪拌，加快了原子擴(kuò)散和結(jié)晶過程，從而形成了更細(xì)小、更均勻的微觀結(jié)構(gòu)。（4）表面改性及后續(xù)處理L-MF-DED制得的部件雖然整體性能已得到顯著提升，但其表面質(zhì)量（如粗糙度、缺陷）仍可能影響其最終應(yīng)用。因此表面改性和熱處理等后續(xù)工藝成為改善材料表面性能的重要途徑。例如，通過激光重熔（LaserRe-melting）或激光熱處理（LaserHeatTreatment）對L-MF-DED部件表面進(jìn)行處理，可以熔化表層的不均勻組織，形成更細(xì)小的等軸晶，或通過精確控制溫度實(shí)現(xiàn)表面相變強(qiáng)化，從而顯著提高表面的硬度、耐磨性和抗疲勞性能。此外結(jié)合噴丸（ShotPeening）等表面處理技術(shù)，可以在部件表面引入壓應(yīng)力層，有效提高其疲勞壽命。通過系統(tǒng)性的工藝參數(shù)優(yōu)化、創(chuàng)新的送絲策略與合金化設(shè)計(jì)、外部輔助手段的引入以及必要的后續(xù)處理，研究人員在改善L-MF-DED增材制造材料性能方面取得了長足的進(jìn)步，為開發(fā)高性能、長壽命的金屬部件提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。2.3拓展應(yīng)用領(lǐng)域的研究成果在激光熔絲定向能量沉積技術(shù)中，研究人員已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展，將這項(xiàng)技術(shù)成功拓展到了多個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。以下是一些主要的研究成果：首先激光熔絲定向能量沉積技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于金屬和合金的增材制造中。通過使用激光作為熱源，研究人員成功地實(shí)現(xiàn)了對金屬材料的精確熔化和冷卻，從而得到了具有高致密度、低孔隙率和良好力學(xué)性能的三維結(jié)構(gòu)。此外這種技術(shù)還被用于制備各種功能性材料，如超硬涂層、耐磨涂層和高溫合金等。其次激光熔絲定向能量沉積技術(shù)也被應(yīng)用于非金屬材料的增材制造中。例如，研究人員利用激光熔絲定向能量沉積技術(shù)成功制備了高性能復(fù)合材料，如碳纖維增強(qiáng)塑料、玻璃纖維增強(qiáng)塑料和陶瓷基復(fù)合材料等。這些復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐磨損性和耐高溫性，可廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造和能源等領(lǐng)域。此外激光熔絲定向能量沉積技術(shù)還被應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，研究人員利用該技術(shù)成功制備了生物相容性好、生物活性高的生物醫(yī)用材料，如生物陶瓷、生物玻璃和生物聚合物等。這些材料在組織工程、藥物遞送和醫(yī)療器械等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。激光熔絲定向能量沉積技術(shù)也被應(yīng)用于能源領(lǐng)域的研究，例如，研究人員利用該技術(shù)成功制備了高效能太陽能電池和燃料電池等新能源設(shè)備。這些設(shè)備具有高效率、低成本和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，可為可再生能源的發(fā)展提供有力支持。激光熔絲定向能量沉積技術(shù)在金屬和非金屬材料的增材制造、高性能復(fù)合材料的制備、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用以及能源領(lǐng)域的研究等方面取得了顯著的進(jìn)展。這些研究成果不僅推動(dòng)了增材制造技術(shù)的發(fā)展，也為相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新和應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持。五、未來發(fā)展趨勢及挑戰(zhàn)隨著增材制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是在激光熔絲定向能量沉積（LaserWireDirectEnergyDeposition,LWD）領(lǐng)域的深入研究，其在未來的發(fā)展趨勢和面臨的挑戰(zhàn)日益受到廣泛關(guān)注。首先在未來發(fā)展趨勢方面，隨著材料科學(xué)的進(jìn)步，新型高強(qiáng)韌、輕質(zhì)合金以及特殊性能金屬材料的應(yīng)用將為LWD技術(shù)帶來新的機(jī)遇。同時(shí)由于對復(fù)雜幾何形狀零件的需求不斷增加，基于多軸運(yùn)動(dòng)控制的激光熔絲定向能量沉積系統(tǒng)將成為提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。此外隨著數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策和人工智能技術(shù)的融合，未來的LWD系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的工藝參數(shù)優(yōu)化和實(shí)時(shí)反饋控制系統(tǒng)，進(jìn)一步提升制造精度和一致性。然而盡管前景廣闊，但LWD技術(shù)仍面臨一些挑戰(zhàn)。首先是設(shè)備成本高昂的問題，這限制了其在工業(yè)規(guī)模應(yīng)用中的普及率。其次當(dāng)前的LWD技術(shù)對于某些特殊材料或工件的適應(yīng)性有限，需要更多的探索與改進(jìn)。再者如何有效解決熱應(yīng)力、溫度分布不均等問題，確保加工過程的安全性和穩(wěn)定性也是亟待解決的重要課題。最后如何平衡成本效益與產(chǎn)品質(zhì)量之間的關(guān)系，將是未來技術(shù)研發(fā)中需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)關(guān)鍵問題。盡管存在諸多挑戰(zhàn)，但增材制造技術(shù)尤其是LWD領(lǐng)域展現(xiàn)出的潛力和發(fā)展方向值得我們持續(xù)關(guān)注和投入資源進(jìn)行研究。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和跨學(xué)科合作，相信這些問題都將逐步得到克服，推動(dòng)這一技術(shù)向著更加成熟和廣泛應(yīng)用的方向邁進(jìn)。1.發(fā)展前景隨著全球制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展與科技創(chuàng)新的深度融合，增材制造技術(shù)尤其是激光熔絲定向能量沉積技術(shù)正逐漸嶄露頭角，展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α＿@一領(lǐng)域的研究進(jìn)展不僅推動(dòng)了先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)步，更在航空航天、汽車制造、生物醫(yī)療、建筑等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。首先隨著材料科學(xué)、激光技術(shù)以及相關(guān)工藝的深入研究和相互融合，激光熔絲定向能量沉積技術(shù)的工藝性能和穩(wěn)定性得到顯著提升。這使得該技術(shù)能夠在更廣泛的材料體系中進(jìn)行應(yīng)用，包括但不限于金屬、高分子材料以及生物材料等。這不僅拓寬了增材制造的應(yīng)用范圍，也提高了生產(chǎn)效率和制品質(zhì)量。隨著更多的實(shí)驗(yàn)探索和理論分析，相信該技術(shù)的適應(yīng)性將會(huì)得到更進(jìn)一步的增強(qiáng)。其次隨著激光熔絲定向能量沉積技術(shù)的工藝優(yōu)化與設(shè)備成本的降低，其工業(yè)化應(yīng)用的前景愈發(fā)光明。與傳統(tǒng)減材制造相比，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)定制化生產(chǎn)，滿足個(gè)性化需求的同時(shí)，還能顯著提高材料利用率和生產(chǎn)效率。此外該技術(shù)還能在復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造、輕量化設(shè)計(jì)等領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢，對于推動(dòng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。未來在智能工廠和數(shù)字化制造的浪潮下，激光熔絲定向能量沉積技術(shù)有望成為智能制造的重要組成部分。此外跨學(xué)科交叉融合是推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的有效途徑，在計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理、化學(xué)等多個(gè)學(xué)科的共同作用下，激光熔絲定向能量沉積技術(shù)將不斷突破新的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)更高的制造精度和更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)制造。與此同時(shí)，對于新型材料的研究與應(yīng)用也將進(jìn)一步推動(dòng)該技術(shù)的進(jìn)步，如高性能復(fù)合材料、納米材料等。這些新型材料的應(yīng)用將使得增材制造制品的性能得到顯著提升，從而滿足更多領(lǐng)域的應(yīng)用需求。激光熔絲定向能量沉積技術(shù)的發(fā)展前景還體現(xiàn)在國際合作與交流的不斷加強(qiáng)上。隨著全球化的深入發(fā)展，各國在增材制造領(lǐng)域的合作與交流日益頻繁。這不僅促進(jìn)了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的共享與借鑒，也為技術(shù)難題的解決提供了新的思路與方法。未來隨著國際合作的進(jìn)一步深化，激光熔絲定向能量沉積技術(shù)的研究與應(yīng)用將取得更為顯著的進(jìn)展。激光熔絲定向能量沉積技術(shù)作為增材制造領(lǐng)域的重要分支，在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。隨著科技創(chuàng)新與制造業(yè)深度融合的不斷推進(jìn)，該技術(shù)將在未來發(fā)揮更加重要的作用，為制造業(yè)的發(fā)展注入新的動(dòng)力。【表】展示了激光熔絲定向能量沉積技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及潛在發(fā)展前景。公式計(jì)算、模型構(gòu)建等研究手段也將為該技術(shù)的發(fā)展提供理論支持與實(shí)踐指導(dǎo)。1.1技術(shù)融合與跨界應(yīng)用增材制造技術(shù)（AdditiveManufacturing，AM）和激光熔絲定向能量沉積（LaserPowderBedFusion，LPBF）是當(dāng)前先進(jìn)制造業(yè)中兩大關(guān)鍵技術(shù)。隨著技術(shù)的發(fā)展，兩者之間開始展現(xiàn)出前所未有的融合潛力，并在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出了強(qiáng)大的跨界應(yīng)用能力。首先增材制造技術(shù)能夠通過逐層堆積材料的方式實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀零件的快速成型，而激光熔絲定向能量沉積則利用高功率密度激光束直接將粉末狀金屬或合金材料加熱至熔化狀態(tài)并進(jìn)行