利用激光和添加材料實(shí)現(xiàn)零部件快速成型和修復(fù)的過程，通常稱為激光熔覆制造。經(jīng)歷了數(shù)十年的研究發(fā)展，加之激光器系統(tǒng)性能的提高，以及市場對可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保項(xiàng)目的需求，所有這些因素正在促使激光熔覆技術(shù)獲得更廣泛的應(yīng)用。 激光熔覆（也被稱為激光添加制造或涂層制造）是利用激光在基材表面沉積添加材料的過程，或者是通過建立材料層創(chuàng)建一個全新的三維物體。目前，激光熔覆正日益在材料加工領(lǐng)域獲得廣泛的發(fā)展力量。業(yè)界對激光熔覆技術(shù)興趣高漲，預(yù)計(jì)今年全球至少會建立兩個激光熔覆加工站。[1] 盡管利用激光和添加材料進(jìn)行零件修復(fù)、表面硬化以及快速制造等應(yīng)用，已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展，但是激光熔覆技術(shù)到現(xiàn)在才剛剛在工業(yè)界和商業(yè)界獲得廣泛應(yīng)用。與激光焊接技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用的情況類似，更高功率的激光系統(tǒng)的出現(xiàn)以及更高的光束質(zhì)量、改進(jìn)的零件質(zhì)量和使用壽命、市場對可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保項(xiàng)目的需求，以及減少能源消耗、有毒氣體排放和材料浪費(fèi)等諸多因素，共同推動了激光熔覆技術(shù)的廣泛應(yīng)用。 相關(guān)術(shù)語定義 熔覆（Cladding）是指在現(xiàn)有零部件的表面增加一個薄層（通常為3mm或4mm），以改善零部件的表面屬性；而添加制造（additive manufacture，AM）是在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中添加特定的材料，或是創(chuàng)建自由結(jié)構(gòu)材料。 英國Cranfield大學(xué)焊接工程研究中心的焊接科學(xué)與工程學(xué)教授Stewart Williams說：“舉例來說，激光熔覆應(yīng)用包括將抗腐蝕材料涂覆到管道內(nèi)壁，以保護(hù)基體材料，從而避免在管道制造中采用價(jià)格昂貴的耐腐蝕性合金。而常見的添加制造應(yīng)用包括高價(jià)值零部件的修復(fù)（如渦輪葉片和發(fā)動機(jī)密封元件的修復(fù)，即將高性能材料添加到渦輪葉片的末端）以及零部件制造。因?yàn)樘砑又圃觳考梢灾苯油ㄟ^CAD系統(tǒng)制造，每個零部件可以很容易地改變以適應(yīng)任何需求，這在醫(yī)療應(yīng)用（如醫(yī)療移植）中極為重要。” Williams指出，激光添加制造是增長最大的領(lǐng)域，英國和整個歐洲開展了大量的激光添加制造研究活動。“在民用飛機(jī)中，目前碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用越來越廣泛，在最新的飛機(jī)中，所用碳纖維復(fù)合材料的比例已經(jīng)高達(dá)50％。剩下的材料主要是金屬鈦，這是為了避免腐蝕性問題。”Williams說，“用固態(tài)鋼坯加工零部件的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械制造方法，通常會將90％的