激光快速成形在金屬材料中的應用研究

（西安航天動力機械廠，西安 710025）

激光快速成形（激光立體成形）技術最早產生于20世紀90年代初，該技術通過高能激光束將金屬表面局部快速熔化，形成熔池，從而實現金屬原料與基體原子尺度的結合，能夠完成復雜金屬構件的快速、無模具、近凈成形。激光快速成形具有快速凝固特征，使得制造出的金屬構件枝晶組織細密，性能優良，其性能指標可與鍛件相當[1]。激光快速成形滿足了材料加工技術追求短流程、低能耗、高柔性、環境友好、成形與組織性能控制一體化等主要需求[2]，因而在各種金屬材料研究應用中倍受關注。

激光快速成形金屬材料的研究

激光快速成形技術自身具有很多優點，例如適用材料廣泛，凝固組織致密，高能量密度等，這些優點有利于材料各方面性能的大幅提高，因此制造出來的零件性能高于鑄件水平，與鍛件相當[3]。從20世紀90年代起，世界各國研究機構相繼對多種金屬材料進行了激光快速成形的設計和開發。本文主要介紹近些年國內外學者對不同金屬材料所進行的探索與研究。

1 鈦合金

鈦合金比強度高、耐腐蝕、熱強性好，在航空航天等領域應用廣泛。常規加工方式成形精度高、形狀復雜的鈦合金零件有很大難度，激光快速成形技術的發展開辟了鈦合金成形新思路，拓展了鈦合金的應用空間。

美國的Sandia國家實驗室最早開發了LENS激光快速成形技術，通過對鈦合金的大量快速成形試驗，制造出了形狀復雜的鈦合金零件，且力學性能與傳統零件相比有顯著提高。……