多光束激光选区熔化研究进展

曾庆鹏, 傅广, 任治好, 彭庆国, 肖华强, 李少波, 张正文

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材料工程 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (3) : 1-19. DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2022.000730
综述

多光束激光选区熔化研究进展

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Research progress in multi-beam selective laser melting

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摘要

激光选区熔化（selective laser melting，SLM）作为一种常见的增材制造（additive manufacturing，AM）技术，在多孔和薄壁等异形零件的成形领域受到广泛关注。然而，传统的单光束SLM成形因成形尺寸小、成形效率低等问题而发展缓慢。多光束激光选区熔化（multi-beam selective laser melting， MB-SLM）在单光束SLM成形的基础上，通过多光束、多振镜分区扫描并进行拼接成形，实现了成形尺寸和成形效率的大幅同步提升，有效地解决了单光束SLM成形存在的固有难题，有望成为进一步拓展金属增材制造应用领域的新兴技术。本文综述了多光束激光选区熔化在成形原理、成形设备以及工艺缺陷的形成及控制方面的研究进展，归纳了多光束激光选区熔化成形不同合金的显微组织和力学性能，重点阐述了工艺缺陷和力学性能调控的主要策略。最后对其未来发展趋势进行了展望，如应关注多光束间的时空差异特性对力学性能的影响、改变不同区域间工艺参数的一致性以减少成形件的工艺缺陷等。

Abstract

As a common additive manufacturing （AM） technology， selective laser melting （SLM） is a great potential manufacturing technology for special-shaped parts，such as porous and thin-walled parts. However， the traditional single beam SLM technology develops slowly due to the problems of lesser forming size and inferior efficiency. On the basis of single-beam SLM， multi-beam selective laser melting （MB-SLM） uses multiple beams and multiple galvanometers to partition scan and perform overlap forming. It greatly improves the forming size and efficiency， perfectly solves the inherent problems of single-beam SLM，and is expected to become an emerging technology to expand the application of metal additive manufacturing. The research progress of multi-beam selective laser melting in forming principle， forming equipment， and formation and control of defects is reviewed. The microstructures and mechanical properties of different alloys manufactured by multi-beam selective laser melting are summarized. Importantly， the main strategies to control defects and mechanical properties are highlighted. Finally， the development trends are forecasted， such as the impact of temporal and spatial difference characteristics between multi-beam on mechanical properties， and the consistency change of process parameters between different regions to reduce defects of formed parts.

关键词

多光束激光选区熔化 / 增材制造 / 缺陷调控 / 显微组织 / 力学性能

Key words

multi-beam selective laser melting / additive manufacturing / defect control / microstructure / mechanical property

中图分类号

TB31 / TG665

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曾庆鹏 , 傅广 , 任治好 , 等. 多光束激光选区熔化研究进展. 材料工程. 2025, 53(3): 1-19 https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2022.000730
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基金

国家自然科学基金项目(52065009)
贵州省科技计划项目（黔科合基础-ZK［2021］一般268）
贵州大学引进人才科研项目(贵大人基合字［2021］87)
国家重点研发计划“网络协同制造和智能工厂”重点专项(2020YFB1713300)

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