激光直接制造大型钛合金结构件：进展、挑战与关键技术

"大型钛合金结构件激光直接制造的进展与挑战(邀请论文)" 本文主要探讨了大型钛合金结构件利用激光直接制造技术的最新进展和面临的挑战。激光直接制造技术，也称为激光增材制造，是一种通过激光束熔化金属粉末，逐层堆积形成三维结构的先进制造工艺。在航空航天领域，这种技术对于制造复杂、大型的钛合金部件具有显著优势，因为它可以减少传统制造过程中的材料浪费、提高生产效率，并且能够实现近净成形，降低后续加工的需求。 大型钛合金结构件的激光直接制造工艺涉及多个关键技术环节。首先，激光功率、扫描速度和粉末铺覆策略的精确控制是确保成形质量的关键。其次，内部质量控制至关重要，包括对熔池动态、快速凝固过程以及微观组织的控制，这些因素直接影响着零件的力学性能和耐久性。文章强调了在制造过程中控制内部缺陷，如孔隙、裂纹和不均匀微观结构的重要性。 然而，目前激光直接制造技术面临的挑战主要集中在两个方面：“变形和开裂”的预防以及“内部质量”的控制。零件在制造过程中由于温度变化产生的内应力可能导致变形和开裂，而快速凝固过程可能导致不理想的微观结构和内部缺陷。因此，深入理解零件内应力的演化规律、变形开裂行为，以及凝固组织形成规律和内部缺陷的形成机理，成为解决这些问题的基础。 文章呼吁进一步开展基础研究，以深化对这些基本问题的认识，从而开发出更有效的控制策略，推动激光直接制造技术在大型钛合金结构件制造中的广泛应用。这将有助于提升航空航天及其他工业装备的性能，降低制造成本，同时促进新材料和新工艺的发展。 激光直接制造技术在大型钛合金结构件制造中的应用展现出巨大的潜力，但同时也面临着工艺优化和基础理论研究的挑战。只有通过不断的技术创新和理论探索，才能克服现有的瓶颈，将这项技术推向新的高度。