工艺
选区激光熔化（SLM）成型技术的主要过程是：通过专用软件对零件三维数模进行切片分层获得各截面的轮廓数据后，利用高能量激光束根据轮廓数据逐层选择性地熔化金属粉末，通过逐层铺粉，逐层熔化凝固堆积的方式，制造三维实体零件。零件的三维数模完成切片分层处理并导入成形设备后，水平刮板首先把薄薄的一层金属粉末均匀地铺在基板上，高能量激光束按照三维数模当前层的数据信息选择性地熔化基板上的粉末，成形出零件当前层的形状，然后水平刮板在已加工好的层面上再铺一层金属粉末，高能束激光按照数模的下一层数据信息进行选择熔化，如此往复循环直至整个零件完成制造。 图1 选区激光熔化成型技术的基本原理示意图
SLM工艺目前已经在航空航天领域取得了许多应用，例如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，空客公司在其A320系列飞机中采用SLM工艺制作发动机舱铰链支架，通用电气公司在其Leap系列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等等。
SLM工艺的主要优点有以下几点：nc4400
（1）可成形复杂轮廓零件：根据零件三维数模，利用金属粉末无需任何工装夹具和模具，可直接获得任意复杂形表面形貌。
（2）精度高、表面质量优异：制造的零件只需进行简单的喷砂或抛光即可直接使用。
（3）成本低：由于材料及切削加工的节省，其制造成本可降低长春劳模会馆
20%~40%，生产周期也将缩短 80%。
（4）综合性能优异：从材料性能角度看，该技术制造的结构件具有微细、均匀的快速凝固组织，综合性能优异。
SLM工艺的主要缺点有以下几点：
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（1）成型效率低：进给速度较小，加工速度仅为20mm3/s。
（2）尺寸有限制：由于零件尺寸受到铺粉工作箱的限制，目前通常使用的激光选区熔化设备制造体积为 250mm×250mm×215mm，尚不适合制造大型的整体零件。
（3）力学性能较低：但是因为SLM成型结构件无法将孔洞全面消除，导致成型结构件的延伸率相对较低，从而也就使得其疲劳性能明显较低。
目前研究采用较多的材料为具有良好焊接性以及铸造性的Al-Si系合金，其中AlSi12，AlSi10Mg这两种材料研究应用较为广泛，这是一类成分靠近共晶点的铸造铝合金，具有熔点较低及固液相凝固区间较小特点，在激光选区熔化成形过程中可以减低对激光能量的需求，并且在凝固过程中可避免缺陷的产生，比较适合于激光选区熔化成形。
除此之外，为了满足航空航天等领域对高强铝合金的需求，Al-Cu 系，Al-Zn系以及含稀土类高强铝合金逐渐成为研究热点。
SLM工艺的关键难题及目前的解决办法：
（1）如何提升成型尺寸
职业选择理论>一分钟教学设计激光选区熔化设备可成形尺寸主要受制于扫描振镜平面场区域，目前在激光选区熔化设备中主流采用扫描振镜+F-θ场镜，扫描振镜+动态调焦两种方式，其中前者主要用在小尺寸成形上，在大尺寸矫正枕形变形方面比较困难。主要原因是激光在振镜作用下，其聚焦平面为“枕形”，而通常成形作用在平面上，这使得聚焦焦点偏移，此时必须搭配使用F-θ场镜，在场镜作用下，对“枕形”聚焦平面进行补偿，实现激光焦点落在成形平面上。当成形区域变大时，在边界位置，焦点偏移成形平面距离过远，此时F-θ场镜很难将焦点补偿到成型平面上，当焦点不落在成形平面时，将出现离焦，严重影响了SLM成形质量。
因此扫描振镜+F-θ场镜形式很难成形大尺寸。在成形大尺寸时，往往会用到动态聚焦方式，在扫描振镜前段加入变焦组件，通过移动镜片，改变聚焦焦长，在扫描边界位置时，焦长变长，在扫描中心位置时，焦长变短，通过系统控制实现焦点落在成形平面上。因此在成形尺寸较大时常常采用动态聚焦方式。
在振镜组合不变的情况，通过增加激光头扫描振镜的数量实现尺寸的翻倍，比如单振镜负责单场，双振镜负责双场，面积增倍，而四振镜可以覆盖4倍的面积，从而实现激光选区熔化设备的倍增。
此外由于激光器与扫描振镜价格昂贵，为了降低设备的成本，采用了多工位方法实现尺寸的拓增，通过移动激光头扫描振镜工位实现尺寸的倍增。
图2 F-θ振镜与动态聚焦振镜的差别
（1）SLM工艺的工件表面质量提升
基本上来说SLM成形表面粗糙度Ra中间值8～16μm，Ra标准分布0.40～1μm，Rz中间值在50～100μm，标准分布Rz在4～20μm，虽然在能量密度优化以及工艺参数优化的条件下，其表面质量会得到一定的提升，但是提升有限。为了解决复杂形状高表面光洁度的要求，特别是后续处理不方便的结构与形状，但是又对表面光洁度要求比较高，比如高深比的模具插件，目前主要解决方式在激光选区熔化成形几层后，采用铣刀或者磨刀铣磨后，继续采用SLM成形基层在铣削循环进行。
图3 选区激光熔化与机加工复合成型
（3）提升加工效率
第一种方式：在同等成形尺寸空间内，增加激光头的个数，从而快速提升效率，这是目前设备厂商最常采用的技术，通过双激光头分区方式，提升扫描效率在分区时，两个振镜负责区域有所交叉，在交叉区域扫描，
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