激光沉積增材制造（LDM）過程中的幾何缺陷嚴重影響制件成形精度和可重復性，制約了該技術在關鍵領域的應用。國內外學者對常見幾何缺陷的形成機制、激光沉積制造過程監測及缺陷調控進行了深入研究，常見幾何缺陷可分為表面不平整、熔化塌陷、翹曲變形、分層開裂四類。

LDM中的幾何缺陷研究路線圖

研究難點或瓶頸

目前，幾何缺陷的形成機制研究包括熔池失穩、復雜的熱歷史、殘余應力、材料/能量波動等，可分為系統性因素和隨機性因素。幾何缺陷的緩解及補償大多為工藝參數調控、預熱緩冷、基于仿真或形貌監測的預變形及補償，結合形成機制—過程監測—缺陷調控的閉環控制系統仍未形成完整體系。

LDM中的典型幾何缺陷

LDM中的幾何缺陷形成因素

未來展望

由于諸多隨機因素和工藝參數之間復雜的相互作用，工藝參數對幾何缺陷的影響尚未完全量化，需要進行進一步的研究并制定新的過程監測和緩解戰略。

首先，進一步擴大全尺寸制件的過程監測和變形預測，適應LDM技術向大尺寸構件轉變的發展趨勢。

第二，采用多傳感器和多信號數據融合技術，建立多維特征數據庫來預測幾何缺陷并形成主動反饋控制，有效提高成形精度和加工效率。

第三，過程監測與人工智能和數值模擬相結合，通過機器學習等人工智能技術準確地區分幾何缺陷相關的信號信息并建立相關數據庫，采用多物理場和多尺度數值模擬技術預測成形質量和潛在風險。

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Ps:隨著工業技術的不斷發展和變革，傳統的工業生產技術已經嚴重限制工業的發展，激光技術應運而生。在增材制造上，激光作為一種通用工具，已經被應用于各行各業，我國非常重視激光增材制造技術的發展，其未來的發展方向是同快速模具制造等方面的結合，廣泛應用于醫療健康、汽車制造、機電設備等領域。激光器在運行中提供高速、精確的精度，為確保其穩定高質量地工作，必須為其配備合適的冷卻系統——激光冷水機精準控溫降溫。