沈盼捷

　　/s，导致成形效率较低，另外零件尺寸还受到铺粉工作箱的限制，目前通常使用的激光选区熔化成形设备制造体积为250mm×250mm×215mm，尚不适合制造大型的整体零件。
　　激光选区熔化成形技术发展现状
　　1 国外发展现状
　　目前，美、欧发达国家在精密激光选区熔化成形方面的粉体原材料制备、成形设备、软件及工艺等领域处于领先地位。德国EOSGmbH公司新开发的精密激光选区熔化成形设备EOSINTM280采用束源质量高的Yb光纤激光器，将激光束光斑直径聚焦到0.1~0.5mm，大幅提高激光扫描的速度，减少成形时间，其成形零件性能与锻件相当。近几年来，英国、德国、法国等国外发达国家先后开发出高温合金、AlSi10Mg、Ti6Al4V等合金的精密激光选区熔化成形技术商业化设备，并开展应用基础研究。目前精密激光选区熔化成形商业化设备最大加工体积可达300mm×300mm×250mm。2012年，美国国防部成立国家选区熔化成形创新联盟（NAMII），国防部、能源部、商务部、国家科学基金会（NSF）以及国防航空航天局（NASA）共同承诺向激光选区熔化成形试点联盟投资4500万美元。国家激光选区熔化成形创新联盟包括40家企业、9个研究型大学、5个社区学院以及11个非营利机构。波音、洛克希德·马丁、通用动力、GE、霍尼韦尔、派克汉尼汾等航空航天武器装备已利用此技术开发出了商业化的金属零部件（图6）。
　　
　　
　　进气罩
　　
　　
　　灯架




　　
　　发动机燃烧室
　　
　　
　　喷气引擎排气管
　　图6  国外航空航天领域采用激光选区熔化成形技术制造的零部件

        欧洲宇航防务集团于2012年展示了用选区熔化成形的钛合金零件替代空客A320发动机舱的铸钢铰链支架，见图7，可以优化地在有载荷的位置布置金属，削减了75%的原材料，节省10kg/套件的重量，减少了生产、运作和最终回收过程中的能源和排放。
　　
　　
　　图 7  空客 A320发动机舱铰链支架

        美国航天局采用精密激光选区熔化成形技术制造了15.62cm的火箭发动机微型喷射器，此前测试的同类喷射器由115个零件组成，而该喷射器仅由两个零件组成，成本减少了70%以上，并且极大缩短了开发时间，测试表明该喷射器工作正常。
　　通用电气公司在其Leap发动机中使用精密激光选区熔化成形技术制造了燃油喷嘴，以取代传统的由20个单独部分通过焊接或组装而成的燃油喷嘴，新零件的重量减轻了25%，GE公司希望在2015~2016年将精密激光选区熔化成形技术应用于Leap发动机的全部喷嘴生产中，到2020年能够具备每年生产40000个喷嘴的能力。
　　美国霍尼韦尔公司的航空航天部采用精密激光选区熔化成形技术制造了热交换器和金属支架。美国联合技术公司使用该技术制造了喷射发动机内压缩机叶片，如图8所示，并在康涅狄格大学成立了选区熔化成形研究中心。国外，在政府、国防机构、学术界、企业界等高度重视下，精密激光选区熔化成形技术获得了快速发展，已初步形成了集装备-材料-工艺-服务为一体的完整产业链条。
　　
　　
　　图8  激光选区熔化成形喷射发动机内压缩机叶片

        2 国内发展现状
　　近年来，激光选区熔化成形技术越来越受到国内相关研究机构的重视，北京航空制造工程研究所、西安铂力特激光成形技术有限公司、西北工业大学、华中科技大学、华南理工大学等单位陆续开展的相关研究不断向广度及深度推进