增材制造技术生产的零件结构复杂, 通常兼具悬垂特征结构和对称结构。为了保证对称结构的机械性能, 同时避免悬垂特征结构造成的成形缺陷, 成形前需要从零件模型中提取特征结构进行特殊工艺控制。结合零件模型的切片分层特点和STL模型的网格信息, 提出一种悬臂倾斜角的计算方法, 高效地识别悬垂区域; 设计空间曲面包围盒精确提取特征结构, 并在三维建模软件下实现操作。最后选择典型的对称零件验证方法, 并采用SLM增材制造技术打印出有较好成形质量的零件, 结果表明该方法具有可行性和有效性, 能提高零件的处理能力, 并改善成形质量。

水平悬垂面是一种特殊的悬垂结构，也是选区激光熔化（SLM）成形技术存在的难题。结合图像处理的方法，研究了不同激光功率下其首层表面轮廓特征的成形特点和成形质量的关系。结果表明：使用“线”形扫描策略，首层表面存在与扫描方向呈一定倾斜角度且不同大小的亮斑和孔隙，并随激光能量的输入而变化；减小激光功率，首层表面孔隙变大，熔道间的结合强度变低；通过“旋转式”重熔的扫描策略可以提高首层表面抵抗外力变形的能力，并有效地避免成形面翘曲变形、塌陷现象发生。

针对短脉冲高功率热流作用下的薄壁金属导热问题,基于傅里叶导热模型,采用固液耦合计算方法对金属瞬态温度特性进行了数值仿真,并分析了液体工质流速及固体材料物性参数对金属温度瞬态响应和分布的影响作用.分析结果表明:温度响应特性与时间尺度有关,在单次脉冲作用下,在ms量级内热量才能开始通过水侧对流散热散出,25 ms后金属内部温度渐趋平衡;在连续脉冲作用下,金属内部温度逐渐升高,一定时间后温度变化达到动态平衡,壁面温度在一定范围内波动;停止加热后,在2 s内温度逐渐降低至初始状态.提高水的流速和固体壁面热扩散系数均可降低壁面温度,且缩短温度趋衡所需时间.

为缩短衰减倍率调整的时间，提高激光参数测试的效率，提出激光光强快速衰减算法。衰减倍率精确调整量由当前衰减倍率和采集到的光斑光强真实的最大灰度值共同决定。当因光电接收器件(CCD)饱和造成采集光斑图像失真时，即衰减倍率过小时，由于激光光斑的光强通常满足高斯分布，通过对光斑图像进行处理，去除饱和部分光强信息，对剩余部分光强信息利用最小二乘法进行三维高斯拟合，还原出激光光斑光强的真实分布并获得最大灰度值; 当衰减倍率过大时，根据采集光斑图像可以直接获得当前最大灰度值，最后通过计算获得最佳的衰减倍率调整值，实现了激光光强快速准确的调整。算法的有效性通过步进电机带动的双轮可变衰减器及CCD配合得到验证。