激光选区熔化技术在航空航天领域的发展现状及典型应用

杨胶溪, 吴文亮*, 王长亮, 刘晨光, 王树志, 阳代军, 周 正, 徐宏超

（1．北京工业大学 材料及制造学部激光工程研究院，北京 100124；2．中国航发北京航空材料研究院，北京 100095；3．首都航天机械有限公司，北京 100076；4．高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京 100081）

航空航天先进制造技术的发展水平是国家科技实力的重要体现，在科技发展版图中具有至关重要的地位。传统制造技术制备航空航天复杂结构零部件存在加工难、制造周期长、成本高等问题。激光选区熔化（selective laser melting，SLM）是增材制造（AM）技术的关键工艺之一，为航空航天复杂结构件的制造开辟了全新的发展方向和途径，SLM制造复杂结构零件拥有传统制造技术无法比拟的优势而受到广泛关注与研究，因此在航空航天、生物医疗、模具制造等领域有比较广泛的开发和应用。常用于SLM的材料体系主要有镍基合金、钛合金、铝合金、铁基合金、铜合金等。金属间化合物、高性能高温合金、高熔点难熔金属等新材料是SLM成形难度较高的材料，相关工艺及性能研究是该领域的热点方向之一[1-3]。

SLM技术在航空航天领域主要用于中小型复杂结构件的制造，被视为重点发展技术和前沿方向，其主要优势是：（1）SLM技术具有极高的设计自由度，理论上可以打印出任何复杂形状的零件，使零件的结构设计实现自由化；（2）SLM技术生产周期短，可实现对复杂零件的快速成形，能大大缩短新型航空航天装备的研发周期；（3）SLM技术材料利用率相对较高，通过拓扑优化等方法可实现轻量化设计，不仅降低制造成本，还促进航空航天装备飞行距离及载重量的显著提升；……