GH3536高温合金具有优异的耐腐蚀性和高温强度，常用于燃烧室和燃气轮机等高温零部件的制造。增减材复合制造（ASHM）技术综合了增材成形灵活性高和减材表面质量好的优势，是制造高性能GH3536零件的有效途径。由于ASHM采用增材和减材交替进行的方式，因此确定最优的增材工艺参数，选择合适的刀具类型对提高GH3536零件的制造质量具有重要意义。利用激光选区熔化制备了增材试样，检测了试样的相对致密度以获得GH3536的最优增材成形参数。利用扫描电子显微镜和电子背散射衍射对最优增材成形参数下加工的GH3536的微观结构进行了观察。开展了GH3536的ASHM实验，研究了球头刀、圆鼻刀、平面铣刀三种不同类型刀具对试样减材加工表面质量的影响。结果表明：当激光功率为400 W、扫描速度为1750 mm/s时，增材试样无明显缺陷，相对致密度达到99.93%，是增材成形的最优参数；采用圆鼻刀加工的GH3536表面粗糙度可达0.211 μm。本研究可为GH3536零件的ASHM参数和刀具类型确定提供指导和参考。

研究了激光选区熔化（SLM）/铣削增减材复合制造工艺对316L不锈钢滑动磨损特性的影响规律。在增减材复合加工机床上分别采用单一增材方法和增减材方法制备316L不锈钢试样，在一台加工中心上制备传统铸造316L不锈钢试样。激光能量密度E设置为112.5~183.3 J·mm^-3，铣削每齿进给量设置为0.02~0.08 mm。首先测试分析了试样致密度、组织缺陷、显微组织、显微硬度及表面粗糙度。在与Si₃N₄陶瓷球配对的干式滑动试验后，对摩擦因数、磨损率、磨痕形貌及元素组成进行测试分析。结果表明，SLM成形材料的致密度和硬度在E=150.0 J·mm^-3时取得最高值。增减材试样的表面粗糙度明显低于增材试样，在每齿进给量相同时略高于铸造铣削样。SLM成形材料的摩擦因数范围为0.93~1.03，在最致密时取得最低值并略低于铸造材料。增减材表面在30 min内的总磨损率随每齿进给量的减小而降低，其数值为8.44×10^-8~12.17×10^-8 mm³/mm，低于增材表面，在每齿进给量相同时略高于铸造铣削表面。增减材表面在滑前12 min内的磨损机制为磨粒磨损，而黏着磨损及材料断裂现象比其他两种表面轻微。滑动30 min后SLM成形材料主要的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损，以及缺陷引起的材料断裂，而材料黏着是其磨损面氧化的主要原因。

将选择性激光熔化和飞秒激光减材技术相结合已被认为是实现复杂和精细结构近净成形的有效工艺。在SLM工艺中, 由于熔池的运动和熔道的重叠, SLM成形件的表面具有一定的周期性结构, 这对后续飞秒激光减材影响很大。研究首先测量SLM 制备Ti-6Al-4V工件的表面结构, 设计飞秒激光减材试验。通过试验和二维数值模型, 研究了飞秒激光减材加工过程中表面形貌的演变, 预测表面粗糙度值。仿真结果与试验结果非常接近, 误差仅为7.63%。此外, 该模型还用于研究正负离焦位置的表面移动速度和加工深度: 负离焦位置的表面移动速度和加工深度均大于正离焦位置。该关系揭示了飞秒激光减材过程中表面粗糙度降低的机理。

针对激光定向能量沉积（LDED）成形零件尺寸精度低、表面粗糙度大的问题，采用机器人增减材复合制造平台，研究了不同工艺策略（先增材后减材成形及增减材交替成形）对增减材成形316L不锈钢试样表面质量和力学性能的影响，阐明了增减材交替工艺策略的层间作用对成形试样表面质量和力学性能的影响机理。对增材和减材工艺参数进行优化，确定优化后的参数为激光扫描间距2.5 mm、刀具主轴转速3600 r/min、刀具进给速度3 mm/s、铣削深度0.3 mm和铣削宽度3 mm，并采用该优化参数在不同工艺策略下成形了316L不锈钢试样。结果显示：先增材后减材和增减材交替成形试样的力学性能相当，增减材交替工艺策略可以实现内部结构复杂的316L不锈钢零件的成形，对零件成形性能没有消极影响。最后采用增减材交替工艺策略进行了阀门模具的制造，验证了增减材复合制造工艺的工业应用可行性。

为了研究增减材交互过程中基体温度状态对工件表面质量的影响,对冷却不同时间的增材工件进行铣削加工,并测试工件表面的粗糙度、表面形貌、残余应力、微观组织及硬度。在482 ℃基体温度下进行铣削加工时,工件表面的粗糙度约为2.226 μm,表面有凹坑和凸起的缺陷,工件表面残余应力为残余拉应力,沉积层顶部硬度约为200 HV。在205 ℃和164 ℃基体温度下进行铣削加工时,工件表面的粗糙度分别降低到1.192 μm和0.844 μm,表面形貌均由均匀的铣削纹理组成,工件表面残余应力由残余拉应力转化为残余压应力,沉积层顶部硬度分别为309 HV和286 HV。结果表明:随着基体温度的降低,工件表面粗糙度降低,表面缺陷减少,表面残余应力由残余拉应力转化为残余压应力,硬度增加,工件表面质量得到提高。