石文天，韩玉凡，刘玉德，景艳龙，Bing Ren

（1.北京工商大学 人工智能学院，北京 100048；2.佛罗里达大学 机械与航空航天工程系，盖恩斯维尔 FL 32611，美国）

选区激光熔化技术（Selective Laser Melting，SLM）是3D 打印技术的一种[1-2]，因其具有成形表面质量好、成形精度高、致密度高等优点而获得了广泛应用[3]。近年来，3D 打印钛合金在航空航天、化工等领域都有较大的发展[4-5]。目前对SLM 成形TC4钛合金的研究众多，其中有不少学者对成形过程中的球化和飞溅缺陷开展了研究。Liu 等[6]研究了选区激光熔化制备镁合金的宏观表面形貌和球化机理，发现球化缺陷的主要影响因素是激光能量密度。Biffi 等[7]通过热分析，发现激光能量密度对球化和飞溅缺陷有影响。Pere 等人[8]研究发现，球化缺陷多发生在试件的表层区域。Wang 等[9]研究发现，曝光时间不同，飞溅形式也会不同，且当曝光时间为80 μs 时，存在最小的飞溅颗粒。Wu 等[10]研究表明，氩气对颗粒飞溅的影响可以忽略不计，增加激光扫描速度会削弱激光熔化过程中的飞溅行为。

虽然目前对于球化、飞溅缺陷的研究开展较多，但对于如何具体减少加工缺陷的基础单熔道研究尚不完善，成形过程中球化、飞溅缺陷依然没有很好的解决方法。本研究从球化、飞溅两种缺陷的机理方面进行了研究，力求得到成形球化、飞溅缺陷少的TC4样件，为高质量、高精度成形TC4 样件的制备提供一定的理论依据。

1 试验

1.1 设备及材料

试验在Renishaw AM400（Renishaw plc, London,UK）设备上进行，氩气作为保护气充入，保持氧气质量浓度低于2×105mg/m3。试验所采用的TC4 钛合金粉末直径在15～53 μm，其平均直径为17 μm，粉末的微观形貌如图1 所示[11]。……