为降低激光直接制造大型TC4构件的基底变形及残余应力, 研究了不同选区顺序对分区扫描成形时基底变形及残余应力的影响。分别采用新定义的由外而内、由内而外选区顺序及常规的随机选区顺序进行沉积实验, 并运用面结构光及X射线衍射检测方法对基底变形及沉积层残余应力进行测量。结果表明: 不同选区顺序对成形件基底变形及残余应力影响显著, 采用由外而内选区顺序可大幅减小基底变形, 与随机选区顺序相比, 基底最大变形量降低60%, 但是在沉积层引入了较大的残余应力, 最大残余应力达到了392 MPa; 随机选区顺序下沉积层残余应力量级较小, 最大残余应力仅约93 MPa, 残余应力分布更为均匀。因此, 分别采用由外而内及随机选区顺序进行前后期成形有利于减小和平衡大尺寸TC4成形件基底变形及残余应力。

激光直接制造是一种全新的制造技术。采用Fe-Cr-B-Si-C 铁基合金粉末利用激光直接制造技术制备了单道激光熔覆层和薄壁圆筒零件。运用金相显微镜（OM）、X 射线能谱仪（EDX）、X 射线衍射（XRD）和纳米压痕技术研究了单道激光熔覆层和薄壁圆筒零件的显微组织、物相结构和纳米力学性能。研究结果表明，激光直接制造金属零件组织致密、未出现裂纹和气孔等缺陷；层间组织发生了粗化，导致层间力学性能弱化，但整体性能较高，能够满足实际零件的使用性能要求；激光扫描方向的改变有利于熔池的搅拌作用，枝晶组织发生了碎化，有利于组织的均匀化。

介绍了快速原型制造技术的发展状况以及目前世界上激光直接制造金属零件的两种主要方法,并指出了激光直接制造金属零件的最新进展以及未来发展趋势。

简要介绍大型钛合金结构件激光直接制造的技术特点及其在航空航天等工业装备中的应用前景,重点报道大型钛合金结构件激光直接成形制造工艺、内部质量控制和应用研究进展。深入评述大型钛合金结构件激光直接成形制造技术发展面临的问题及其热物理、熔池非平衡冶金动力学、内部组织快速凝固和内部缺陷控制的复杂性。指出零件“变形和开裂”预防和“内部质量”控制是目前制约该技术发展和应用的关键“瓶颈难题”,只有加强对零件“内应力演化规律与变形开裂行为”及“凝固组织形成规律及内部缺陷形成机理”等基础问题的研究和认识,才能有效解决上述瓶颈难题。

介绍了激光熔覆技术的特点及其在材料表面改性中的应用概况，回顾了利用激光熔覆技术制备梯度功能涂层的国内外研究现状。经分析认为，外加强化相与基材热物性差别大是导致涂层开裂失效的主要因素。利用原位合成和基于快速原型的激光直接制造技术制备梯度功能表层或构件是将来的发展方向。

报道了Nd:YAG全固态激光器同轴送粉激光熔覆快速制造金属零件的工艺与机制。主要研究了不同工艺条件下，激光熔覆工艺参数(激光功率、扫描速度、送粉量大小)对激光熔覆层宽度、高度、表面平整度和成型质量的影响规律。在此基础上，对成型薄壁墙的水平方向倾斜角度在不同功率下做了极限实验并分析了其中原因，找出了最佳的成型参数。最后，将Nd:YAG激光熔覆快速制造所制备零件的质量与CO2激光熔覆所制备的进行了对比，结果表明，采用Nd:YAG激光器制备的金属试样结合强度更高，同时，两者都高于相近成分下常规加工方式所加工试样的相应值，且均表现为韧性断裂。

利用激光熔覆直接制造技术，采用不同的路径填充模式制备了不锈钢拉伸试样，对试样进行拉伸试验并对断口进行电镜扫描分析。结果表明，所制备的金属拉伸试样结合强度高，表现为韧性断裂，其屈服强度与断裂强度高于相近成分下常规加工方式所加工试样的相应值。激光扫描方向对拉伸性能的高低没有显著影响。拉伸试样显微组织晶粒细小，具有定向凝固特征。

激光直接制造技术(LDM)是基于快速成形和激光熔覆技术而发展起来的直接快速柔性制造先进技术,尤其适用于传统方法难以制造的特种材料或特殊形状金属零件。基于太空望远镜准直器特定的形状和材料要求,运用层叠激光熔覆直接制造方法,研究了W和W/Ni合金的多道熔覆特性、微观组织和激光直接制造过程的稳定性。研究表明,W和W90Ni10多层激光熔覆时后续熔覆层的宽度会越来越窄,最终形成三角形截面;而W60Ni40和W45Ni55合金具有良好的成形效果。采用激光功率2000 W,光束直径3 mm,扫描速度0.3 m/min,送粉速度8 g/min的优化工艺参数,直接制造出高度为307 mm,直径为191 mm,壁厚为3 mm,平行度不低于2/1000的圆柱状W60Ni40准直器,未出现裂纹和明显的气孔。结果表明激光直接制造技术可以制造出高质量的传统方法难以制造的特殊材料和形状的金属零件。

本文研究了激光直接制造镍基高温合金FHG95的工艺。通过不同的参数搭配共进行 314个试样的实验 ,按照一定标准 (宽度波动小于 5 %,单层熔覆厚度大于 0 .2mm ,表面没有粉末黏着 )选取成形效果较好的试样 ,分析总结了选择优化工艺参数的规律。分析了功率密度、送粉速度、扫描速度单独作用的机理和相互配比的方式 ,提出了送粉量承载率的概念 ,同时给出如何针对不同的熔覆层宽度、厚度选取工艺参数的方法。按照该工艺方法激光直接成形的镍基高温合金零件晶粒细小、组织致密 ,而且各元素含量与粉末相同 ,没有偏析。当熔覆基体尺寸为 2 0 0× 15 0× 2 5mm的低碳钢板时 ,激光功率密度应该在15 0 - 2 0 0W /mm2 ,扫描速度在 0 .2 - 0 .3m/min ,每瓦激光所能承担熔覆的合金粉末为 0 .0 2 g/min。当加工薄壁零件时 ,熔覆速度应大于 0 .5m/min ,单层熔覆厚度约为 0 .1mm。