一、引言

激光增材制造技術，又稱為激光3D打印技術，是在計算機輔助下，把三維實體模型切片處理為二維層片，二維層片再離散為一維線條，采用激光熔覆技術進行逐點堆積，最終實現(xiàn)三維實體零件成形的激光制造技術。同傳統(tǒng)制造技術相比，該技術具有柔性化、易于實現(xiàn)智能化、生產(chǎn)周期短、能生產(chǎn)出很高力學性能的零件等特點，該技術已經(jīng)在航空、國防、交通、能源、冶金、礦采等領域得到了廣泛的應用，并展現(xiàn)出誘人前景。

激光增材再制造是以激光熔覆技術為基礎，對服役失效零件及誤加工零件進行幾何形狀及力學性能恢復的技術行為?，F(xiàn)代工業(yè)及國防的許多重大裝備生產(chǎn)工藝復雜、工序長、成本高，這些裝備在服役的過程中，一些關鍵零部件往往會由于磨損、腐蝕、疲勞、事故等原因而失效，從而影響設備正常運行使用，如能對這些高附加值零件進行修復再制造，則可以保證設備正常運轉、節(jié)約成本，創(chuàng)造極大的經(jīng)濟效益。一些零件的加工程序復雜、難度高，容易出現(xiàn)誤損傷，許多時候，誤加工的零件只能做報廢處理，這將造成極大的浪費和損失，對這些誤加工的零件進行增材制造修復，可以大大提高零件合格率，縮短生產(chǎn)周期，提高經(jīng)濟效益，挽回損失。激光增材再制造是一種先進的再制造修復手段，該技術熱源能量集中，可在對基體性能影響較小的情況下，實現(xiàn)零件的幾何形狀及力學性能的高質量恢復，采用該技術對服役失效及誤加工零部件進行再制造修復，具有很好的現(xiàn)實意義。目前激光增材再制造技術已經(jīng)在航空發(fā)動機、燃氣輪機、鋼鐵冶金、軍隊伴隨保障等領域得到了廣泛的應用。

激光增材再制造技術原理與激光3D打印技術相近，但又有其自身的特點。典型的激光增材再制造流程如下：拆解—清洗—分類—檢測—判別—再制造修復—（熱處理）—后加工—檢驗。對于拆解清洗后的待再制造件，需要先進行無損檢測及壽命評估，然后對于能再制造零件進行再制造修復，接著再進行后熱處理及后加工，最后對再制造零件的質量進行檢測評價，判定再制造產(chǎn)品是否合格，其中最核心的階段是修復階段。同激光3D打印技術相比，激光增材再制造技術還需要關注再制造過程對基體的熱損傷、再制造材料同基體的界面、再制造材料同基體的物性匹配等問題，問題更為復雜。對于激光3D打印技術，整個零件都是通過逐點掃描堆積成形的，因此，其制造周期相對較長、成本較高，與此相對，激光增材再制造以失效或者誤加工零件為基體，需要恢復的尺寸往往很有限，其制造周期短、成本低，因此，其經(jīng)濟效益和社會效益更加顯著。

二、激光增材再制造技術應用現(xiàn)狀

激光增材再制造技術是裝備高性能修復先進技術，已經(jīng)在不同工業(yè)領域高端裝備高附加值零件維修中獲得了重要應用。英國Rolls－Royce公司把激光熔覆技術用于RB211型燃氣輪機葉片的修復；美國Optpmec Design公司采用激光熔覆成形技術對T700飛機發(fā)動機零件的磨損進行修復；美國Huffman公司也采用激光熔覆成形技術對鎳基高溫合金及鈦合金航空葉片進行了修復；美軍已成功研制的“移動零件醫(yī)院”（簡稱為MPH系統(tǒng)）利用激光熔覆技術進行金屬零件的快速制造和再制造，該系統(tǒng)已經(jīng)列裝美國海軍和陸軍，并在阿富汗戰(zhàn)場發(fā)揮了重要作用。目前激，光熔覆技術已在世界各主要工業(yè)國家獲得了大量的研究和應用。

在我國，激光增材再制造技術也在近十幾年取得很大進展，其工程化應用范圍也逐步擴大，在航空工業(yè)和武器裝備維修領域發(fā)揮了重要作用。某工廠采用激光增材再制造技術，對航空發(fā)動機葉片及飛機其它承力件進行修復再制造。中科院自動化所將增材再制造技術用于航空發(fā)動機渦輪導向器及船舶葉片的修復。裝備再制造技術國防科技重點實驗室是國內再制造領域唯一的國家級重點實驗室，在激光增材再制造方面，承擔完成了裝備預先研究項目、國家自然科學基金項目、國家973項目和企業(yè)合作項目等一系列國家、軍隊和企業(yè)科研任務，在激光增材再制造的材料、工藝、性能表征等方面做了深入研究和探索，解決了重載車輛發(fā)動機凸輪軸、鑄鐵缸蓋、滲碳齒輪以及高速列車車軸、大型壓縮機葉輪和多種軸類件等典型裝備零件再制造技術難題，創(chuàng)造了顯著經(jīng)濟效益和社會效益。

激光增材再制造技術已經(jīng)成為高端裝備服務領域的重要技術手段。國內已經(jīng)有激光增材再制造企業(yè)近300家，其中沈陽大陸激光技術有限公司是國內最早基于激光熔覆技術開展激光增材再制造服務的高科技公司，已把激光增材再制造技術應用于多個工業(yè)領域，成功解決了航空裝備、冶金設備、石化設備、能源電力設備和礦采設備等重要零部件的應急搶修和再制造難題，創(chuàng)造了重大的經(jīng)濟效益和社會效益。

目前，浙江工業(yè)大學、西北工業(yè)大學、華中科技大學、天津工業(yè)大學、裝甲兵工程學院、廣州中科院先進技術研究所、南京先進技術研究院、沈陽大陸激光技術有限公司、遼寧思達思克實業(yè)有限公司等科研院所和企業(yè)對激光增材再制造技術工藝、裝備和材料及應用進行了深入研究和實踐，已經(jīng)形成了高校、科研院所和工廠企業(yè)三方競爭而又協(xié)作發(fā)展的格局，構成了我國激光增材再制造技術研究和應用的主力軍。

審核編輯 黃昊宇