基于光内送粉激光熔化沉积（laser melting deposition, LMD）技术，研究变截面薄壁空心弯扭结构件的成形工艺。针对该类复杂结构件成形轨迹规划的难点，提出空间轨迹单元离散分层法对结构件进行分层并生成离散沉积单元，按设计的路径进行每个离散沉积单元的沉积。针对在实际成形过程中由于机械臂采用线段单元拟合的方式实现光滑曲线运动导致的误差，提出空间变姿态基点偏移补偿技术，对成形过程中实际姿态变化基点的位置偏移进行补偿，以此实现对尺寸误差的有效控制。最终实现变截面薄壁空心弯扭结构件的激光熔化沉积成形，成形所得结构件尺寸精度较高，形状尺寸误差在−0.44%~1.83%之间，结构件平均厚度在5.9~6.19 mm之间，结构件显微硬度在269~282.2 HV之间，结构件表面和内部皆致密均匀，无明显的气孔、裂缝等缺陷。

铝合金激光吸收率低、导热率高，其激光熔化沉积（LMD）显微组织性能受温度场影响大。为分析环形束LMD铝合金熔池温度场及其影响，优化成形质量及成形件性能，采用送气保护式LMD技术，进行了AlSi10Mg铝合金成形实验，系统分析了熔池温度场的形态及其变化，以及温度场对成形质量、孔隙率、显微组织性能的影响机理。结果表明：环形束LMD铝合金熔池温度场总体形态呈开口向扫描方向的“半月牙”状，随着激光功率的增大，温度场形态愈发尖锐，其高温率、温度梯度和平均温度也相应增大。温度场平均温度的提升可增加激光吸收率，粗化显微组织，减小显微硬度，温度场显著影响成形件孔隙率从而改变拉伸性能。最终在平均温度为857.7 ℃时降低孔隙率至2.1%，得到抗拉强度为305.6 MPa，延伸率为5.7%，高出铸件52.5%，为LMD铝合金温度场及显微组织性能控制提供了理论指导。