段成红，翁志伟，罗翔鹏，池瀚林

(北京化工大学 机电工程学院 化工设备设计研究所，北京 100029)

引 言

近几年来，激光增材制造(laser additive manufacturing，LAM)技术，又称3-D打印技术，在全球迅速升温，成为行业的研究热点之一，更成为制造业向智能化快速转型的核心要素，有关专家认为这项技术代表着制造业发展的新趋势[1-2]。激光熔化沉积(laser melting deposition，LMD)技术是LAM技术的典型代表之一，凭借成形效率高、制件性能优的优势，已逐渐应用于航空航天、船舶、电力、石化、海洋工程等领域[3-6]。目前研究表明，LMD构件综合力学性能已经能够达到传统锻件水准，并逐渐投入商业化使用。然而，由于其粉末熔化过程中容易产生各种冶金缺陷(如层间及道间局部未熔合、气孔、内部微裂纹等)，且在缺陷位置往往存在一些应力集中现象，易形成初始疲劳裂纹，极大地降低了成型件的疲劳性能。因此,LMD构件疲劳性能还远不能达到锻件的水准[7-10]。

目前,针对LMD构件的疲劳性能研究还处于起步阶段，相关理论研究还不够成熟。PEGUES等人[11-12]系统研究了增材制造零件的结构、粉末物理特性、过程工艺参量、后处理工艺对打印后零件机械性能与疲劳特性的影响，发现打印后零件的表面质量对疲劳性能的影响十分显著，后处理工艺可以降低残余应力水平、改善微观结构和缺陷分布，而且粉末的重复利用可使零件缺陷含量减少，提高零件疲劳寿命。CHOI等人[13]研究了连续沉积(LMD-1)和轨迹间停顿沉积(LMD-2)两种沉积方式对疲劳寿命的影响，发现LMD-1的疲劳寿命高于LMD-2，其主要原因是LMD-2中存在大量的粉末未熔合等缺陷。……