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選區激光（guāng）熔化技術發展現狀及在民（mín）用飛機上的應用

    在國內，開展SLM設備（bèi）研製的單位主（zhǔ）要有華南理（lǐ）工大學、華中科技大（dà）學，武（wǔ）漢光電國家實驗室等[1-5]。其中，華南理工大學在2006年就聯合幾家單位開發了一（yī）套SLM快速成形設備，2014年又在前期的基礎上加以改進，生產出（chū）Di-Metal100型設備，主要參（cān）數為：SPI連（lián）續式（shì）200W光纖激光（guāng）器（波長1075nm），光斑（bān）直徑50~70μm，最大成形尺寸（cùn）100mm×100mm×100mm，鋪粉層（céng）厚20~50μm，掃描速度5~7000mm/s，成型腔（qiāng）室以Ar或N2保（bǎo）護，含氧量控製（zhì）在0.1%以下[1-2]。華中科技（jì）大學研發的HRPM-Ⅱ型設備主要參數為：100W連續模式（shì）光纖激光器，采用二維振鏡聚焦，激光定位精度0.02mm，最大掃描速度5m/s，成形速度≥7000mm3/h，鋪粉（fěn）層厚（hòu）50~100μm，采用雙缸上送粉方式，最大成形尺寸（cùn）為250mm×250mm×400mm。該設（shè）備在（zài）超輕結構複（fù）雜（zá）件的製備方麵有較強的優勢[3]。此外，武漢光電（diàn）國家實（shí）驗室也自主（zhǔ）研發了SLM設備，並對該設備的鋪粉裝置、運動控（kòng）製係統（tǒng）、總體（tǐ）集成技術等進（jìn）行了深入研究[4-5]，其設備能實現（xiàn）與德國EOS公（gōng）司設備相對應的功能，且在價格方麵具有優勢，已經在航天企業中獲得了應用。

    SLM專用金屬粉末研發情況

    SLM技術與粉末冶金技術（PowderMetallurgy，PM）是互相（xiàng）聯係而又有所區別的兩種（zhǒng）技術，共同點在於二者都是從粉末原材（cái）料通過加熱致密化製造（zào）出相應結構（gòu）件，區別主要有兩點：（1）粉末冶金過程中，加熱的同時還要加壓，粉末未完全熔化，而SLM主要通過激光完全（quán）熔化粉末進行製造；（2）采用粉末冶金的方法，粉末是一次性放入的（de），而SLM中的粉末是分多批次逐步加入的。這些區別導致二者對所用的粉末原材料要（yào）求有很大不同。

    粉末冶金技術發展的曆史（shǐ）較為悠久，國內相關行業標準較為完善，配套粉末生產企業也比較齊全（quán）[6-7]。然而，目前生產SLM專用（yòng）金屬粉末的主要是國外企業。其（qí）中，德國EOS公司規定成形所用的粉末（mò）材料也必須使用（yòng）公司的配套產品，否則零（líng）件的成形效果就達不到質量要求。而EOS公司（sī）的粉末定價高，從國外進口采購周期長且麵臨（lín）限購、運輸安全等（děng）風險。因此，立足國內（nèi）研究情況，自主生產SLM專用粉末是必（bì）要的（de）。在SLM專用粉末（mò）的生產方麵，國內比較知名的有（yǒu）無錫飛而康快速製造有限公司、西安鉑力特激光成形技術有限公司、西安賽隆金屬材料有限公司、沈陽金屬所等。主要是利用（yòng）感應熔煉氣體霧化（huà）技術（shù）生產（chǎn）粉末，並通過篩分獲得不（bú）同粒徑大小的產品。整個生產過程需在惰性氣體保護下進行，避免外來雜質汙染。

    SLM技術（shù）在（zài）民用飛機上的應用前（qián）景（jǐng）

    隨著技（jì）術進步及人民生活水平的提高，公眾（zhòng）對民（mín）用飛（fēi）機的經濟性、環保的要求越來越高，這對民用飛機的製造技術提出了更高的要求。減輕飛機結構件的重量能有效降低材料成本和燃油消耗，提升飛機的市場競爭能力。增材製造技術由於能有（yǒu）效改（gǎi）進結（jié）構設（shè）計，減少材料用量，縮短（duǎn）加工流程而倍（bèi）受關注。包括（kuò）波音、空客等大型民（mín）用飛（fēi）機製造商都投入（rù）了大量的資金（jīn）、人力、物力對這一技術進行研究，並已取得（dé）了顯著成果，在飛機發動機、吊掛、襟翼、艙門等部位已有成功的應用。例如（rú）：空客公司在A300/A310機上廚房、盥洗室（shì）和走廊等連接鉸鏈上應（yīng）用了（le）增材（cái）製造結構件，並在其最新的A350XWB型飛機上應用了Ti-6Al-4V增材製（zhì）造結（jié）構件（如圖2所示），且已通過EASA及（jí）FAA的適（shì）航認證。GE公司采用增材製造技術製造了Leap噴氣發動機的金屬燃料噴嘴，通過這一技術，將噴嘴原本20個不同的零（líng）部件變成了1個。這樣造出的燃（rán）油噴嘴重量更輕，而（ér）且能夠（gòu）承受極端溫度，為該公司（sī）節約了大量成本。近期GE擬采（cǎi）用增材製（zhì）造（zào）技術製造GE9X噴氣（qì）發動機的低壓渦輪，GE9X據稱是“有史以來建造的最（zuì）先進、最省油的商用飛機發動機”，這款發動機將成為波音777客機的下一代――777X客機的（de）驅動引擎，該款機型將於2017年開始生產，並有望在2020年（nián）交付首架給客（kè）戶。