2.1.2 定向能量沉积工艺

定向能量沉积工艺是指利用聚焦热能熔化材料的即熔即沉积增材制造工艺，代表性工艺是激光近净成形，其成形原理如图2-2所示。

图2-2 激光近净成形原理图

资料来源：广东省增材制造（3D打印）产业技术路线图。

激光近净成形技术最早由美国桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratory）于20世纪90年代开发，是激光增材制造高性能金属零部件典型技术之一。其主要成形过程为：聚焦激光束在控制下按照预先设定的路径移动，同时，粉末喷嘴将金属粉末（或丝状材料）直接输送到激光光斑在固态基板上形成的熔池，使之按由点到线、由线到面的顺序凝固，从而完成一个层截面的打印工作。这样层层叠加，制造出近净形的零部件实体。

该技术主要用于成形比较成熟的金属合金粉末材料，包括不锈钢304/316、工具钢H13、钛合金Ti6-4、镍基合金IN625/IN718等。针对中小规模生产的零部件可以实现无模制造、功能梯度材料打印、零部件修复和再制造，节约成本，缩短生产周期，尤其对于高性能、高成本的零部件制造具有较高应用价值。同时，该技术解决了复杂曲面零部件在传统制造工艺中存在的切削加工困难、材料去除量大、刀具磨损严重等一系列问题。其主要瓶颈是粉末材料利用率较低，热应力大，零部件存在孔隙、裂纹等内部缺陷和不规则显微组织，这将影响零部件的质量和力学性能。目前，LENS技术主要应用于航空航天、汽车、船舶等领域，制造或修复航空发动机和重型燃气轮机叶轮叶片以及轻量化汽车部件等。