腹鳍接头等四种飞机钛合金次承力 结构件在三种飞机上的
装机应用，并制造出了迄今 世界尺寸最大的飞机钛合金大
型结构件激光快速成 形工程化成套设备2013年其团队成功 成形出歼－31战机“眼镜式”钛合金主承力构件加强框， 标志着 我国高性能钛合金增材制造技术进入世界的领先地
位。
Ｆ－ 18E/F翼根吊环
钛合金主承力构件加强框
缺点
（1）成形件内部存在气孔，气孔形貌呈规则球形或类球形，分布具有随机性; （2）成形件内部存在熔合不良和开裂 ，熔合不良缺陷形貌不规则，多分布在熔覆层间或道间。
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技术应用
激光增材制造高性能钛合金 在航空航天领域的研究进展
高性能钛合金增材制造技术在航空航天领域的 应用最早始
于美国 AeroMet公司，它是世界上第一 家掌握钛合金结构 件激光增材制造并成功实现装机 应用的企业。 AeroMet公 司在美国军方的资助下， 同波音、洛克希德马丁公司等军
航空发动机单叶轮零部件 航空发动机多层复合整体叶轮
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写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
成形的加工方法。 但传统的加工方法往往工序多、工模具成本高、
从设计到零件制造周期 长，且对具有复杂内腔结构的零件往往无
传
能为力，难以满足新产品的快速 响应制造需求。20世纪90年代以
统
来， 随着激光技术、计算机技术、CAD/ CAM 技术以及机械工程
铸
技术的发 展，金属零件激光增材制造技术在激光熔覆技术和快速
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技术简介
关桥院士提出了“广义” 和“狭义”增材制造的 概念（如图所示）， “狭义”的增材制造是 指不同的能量源与 CAD/CAM技术结合、分 层累加材料的技术体系； 而“广义”增材制造则 以材料累加为基本特征， 以直接制造零件为目标 的大范畴技术群。
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激光熔覆技术
技术原理
快速原型技术 同
轴
送
激光熔覆技术
粉
利用激光束将合金粉末与基体表面迅速 加热并熔 化，快速凝固后形成稀释率低、
呈冶金结合的表面涂层，从而显著改善 基 体表面的耐磨、耐蚀等性能的表面改
性技术，其材料供应方式为预置法和同 步送粉法。该技术具有热影响区小、可 获得具有良好性能的支晶微 观结构、熔
覆件变形比较小、过程易于实现自动化 等优点，已 广泛应用于耐磨涂层和 新材 料制备。若同种金属材料多层熔 覆，熔 覆层间仍属于良好 的冶金结合，这为制 造和修复高性能致密金属零 部件提供了 可能性。
侧 向 送 粉
预 置 法
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技术原理 激光熔覆技术 快速原型技术
快速原型技术
快速原型技术是一 种基于离散/堆积成形 思想的新型 制造技术， 是集成计算机、数控、激 光和新材料等最 新技术 而发展起来的先进产品 研究与开发技术。其基 本过程是将三维模型沿 一定方向离散成一系列 有序的 二维层片；根据 每层轮廓信息，进行工 艺规划，选择 加工参数， 自动生成数控代码；成 形机制造一系列层 片并 自动将它们联接起来， 得到三维物理实体 [5-6]。 这样将一个物理实体的 复杂三维加工离散成一 系列层 片的加工，大大 降低了加工难度，且成 形过程的难度 与待成形 的物理实体形状和结构 的复杂程度无关。该 技 术的主要特点有：高柔 性，可以制造任意复杂 形 状的三维实体；CAD 模型直接驱动，设计制 造高度一 体化；成形过 程无需专用夹具或工具； 无需人员干预 或只需较 少干预，是一种自动化 的成形过程
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Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story 讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
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CAD
离
散
分层Βιβλιοθήκη 模及 扫型
描
路
径
规
划
沉 积
零 件 完
成
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技术优缺点
优点
（1）制造速度快，节省材料，降低成本; （2）不需采用模具，使得制造成本降低15%~30%，生产周期节省45%~70%; （3）可以生产用传统方法难于生产甚至不能 生产的形状复杂的功能金属零件； （4）可在零件不同部位形成不同成分和组织的梯度功能材料结构，不需反复成形和中间热处理等步骤； （5） 激光直接制造属于快速凝固过程，金属零件完全致密、组织细小，性能超过铸件； （6）近成形件可直接使用或 者仅需少量的后续机加工便可使用。
造
原型技术基础上应运而生。
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技术简介
• 激光增材制造或称 3D 打印技术，是基于微积分的 思想，采用激光分层扫描、叠加 成形的方式逐层增加材 料将数字模型转换成三维实体零件。相对于传统的材 料去除 技术，是一种“自下而上”材料累加的制造方法。它的形成过程为高功率激光束在 基体上聚焦形成熔池，金属粉末同时被同轴送粉器送入熔池 中。金属粉末在熔池中 与基体熔液融合，并随着激光束 的移动，在液体表面张力的作用下熔池开始向着激 光束 移动方向运动，前面的熔液固化形成沉积层，激光束移 动的轨迹便是沉积层的 形成轨迹。
激光增材制造及其工业应用
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技术背景
03
技术简介
04-05
技术原理
06-07
技术优缺点 08
技术应用
09
2
技术背景：
传
传统金属零件增材或 受迫成形制造方法为锻造和铸造。传统
统
锻造是一种利用 锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变
锻
形以获 得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方 法。
造
铸造是指将固态金属熔化为液态倒入特定形状的 铸型，待其凝固
用飞机制造 商密切合作，开展飞机机身钛合金复杂结构件
激光 增材制造技术研究，于2001年起开始小批量为波音 公司生产钛合金飞机零件。北京航空航天大学是国内最早 利用激光增材 制造技术研究并制备出钛合金工业用件的研
究机构。 王华明教授及其科研团队于2005年7月成功实现 激光快速成形 钛合金飞机角盒、 钛合金 飞机座椅支座及