此外 ， GE 还尝试进行了先进涡桨发动机和涡轮喷气发动机叶片的制造 。美国航天公司 SPACE X 开发 Su- perDraco 载人飞船过程中 ， 利用 SLM 技术制造了载人飞 船的引擎 ， 如图 7 所示 。SLM 技术很好的解决了该引擎的冷却道、喷射头和节流阀等复杂结构的制造问题 ， 零件的强度、韧性和断裂强度等性能完全满足高温高压环境下工作的严苛要求 。惠普在研发过程中 ， 包括涡轮 ， 燃料喷射器和其他零件也都是 SLM 增材制造的 。
综上所述 ， 由于SLM技术的诸多优点 ， 它具有广阔的应用前景和广泛的应用范围 ， 目前SLM技术在航空航 天领域的应用十分成功 ， 同时各大公司也积极将 SLM 技 术应用于汽车( 如模具、工具插件和微器件等) 、电力( 散 热器件) 、生物医疗( 植入牙齿 ， 脊椎骨等) 和石油天然气领域 。
3.2 激光直接沉积成形技术
现代激光直接沉积制造技术根植于 1937 年 Kratky 和 Hartert 等提出的焊缝金属熔融沉积的制造方法专利 ， 最早可追溯到 20 世纪 70 年代末期的激光多层熔覆研究 。早期的 DLD 概念大约出现在 1980 年 ， Brown 等的专利描述了通过添加沉积的粉末/焊丝 ， 利用激光进行逐层加热制造方法 。1998年 ， 美国 Sandia 国立实验室提出激光工程化净成型( Laser Engineered Net Shaping ， LENS) ， LENS 是 DLD 最成功的商业形式 ， 也成为 DLD 的最为代表性的技术 。20 世纪 90年代以后 ， 国内外众多研究机构开始对激光直接沉积技术的原理、成形工艺、熔凝组织、零件的几何形状和力学性能等基础性问题开展大量的研究工作 。
国外激光直接沉积增材制造系统典型代表包括德 国 Trumpf 和美国 POM 公司的 DMD505、美国Huffman公司的 HP － 205、美国 Optomec 公司的 Lens850 和 Aeromet公司的 Lasform 等 。
约翰霍普金斯大学、宾州大学和 MTS 公司基于开发出一项以大功率 CO2 激光熔覆沉积成形技术为基础的 “钛合金的柔性制造”技术 ， 并于 1997 年成立 AeroMet公司 ， 公司的目标就是实现具有高性能、大体积钛合金零件的制造 ， 尤其是大型整体加强筋结构钛合金零件的 快速成形 。2000 年 ， 美国 Boeing 公司宣布采用该技术制造的钛合金零件在 F － 22 和 F /A － 18E/F 飞机上获得应 用 ， 在全球掀起了金属零件的直接增材制造的第一次热潮 ， 如图 8 所示 。
GE 公司在发动机支架结构设计试制方面 ， 利用LMD 技术进行了减重设计加工 ， 原零件重约 2 033 g ， 最 后试制的零件重量仅为 327 g 。利用 LMD 技术对复合材料风扇叶片金属加强边进行试制 ， 先利用激光立体成形制备毛坯件 ， 再进行机械加工 ， 整个加强边长约 101. 6 mm 壁 厚 0.8 ～ 1.2 mm ， 最终加工量仅为 0.12 mm 。
国内激光直接沉积成形技术虽然起步较晚 ， 但是在某些方面已经达到到了国内外领先的地步 。西北工业大学的黄卫东团队针对大型钛合金构件的激光立体成形 ， 试制成功 C919 大飞机翼肋 TC4 上、下缘条构 件 ， 该类零件尺寸达 450 mm × 350 mm × 3 000 mm、质量达196 kg ， 成形后长时间放置后的最大变形量小于1mm ， 静载力学性能的稳定性优于 1% ， 疲劳性能也优于同类锻件的性能 ， 如图 9 所示 。
北京航空航天大学王华明院士在飞机钛合金大型主承力结构件激光快速成形工艺研究方面取得了突破性进展 ， 提出了大型金属构件激光直接成形过程“内应力离散控制”的新方法 ， 解决大型金属构件激光快速成形过程零件翘曲变 形与开裂的瓶颈难题 ， 突破激光快速成形钛合金大型结构件内部缺陷和内部质量控制及其无损检验关键技术 ， 飞机构件综合力学性能达到或超过钛合金模锻件 ， 如图10所示 。
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