二、激光增材再制造技术应用现状

激光增材再制造技术是装备高性能修复先进技术，已经在不同工业领域高端装备高附加值零件维修中获得了重要应用。英国Rolls-Royce公司把激光熔覆技术用于RB211型燃气轮机叶片的修复；美国Optpmec Design公司采用激光熔覆成形技术对T700飞机发动机零件的磨损进行修复；美国Huffman公司也采用激光熔覆成形技术对镍基高温合金及钛合金航空叶片进行了修复；美军已成功研制的“移动零件医院”（简称为MPH系统）利用激光熔覆技术进行金属零件的快速制造和再制造，该系统已经列装美国海军和陆军，并在阿富汗战场发挥了重要作用。目前激，光熔覆技术已在世界各主要工业国家获得了大量的研究和应用。

在我国，激光增材再制造技术也在近十几年取得很大进展，其工程化应用范围也逐步扩大，在航空工业和武器装备维修领域发挥了重要作用。某工厂采用激光增材再制造技术，对航空发动机叶片及飞机其它承力件进行修复再制造。中科院自动化所将增材再制造技术用于航空发动机涡轮导向器及船舶叶片的修复。装备再制造技术国防科技重点实验室是国内再制造领域唯一的国家级重点实验室，在激光增材再制造方面，承担完成了装备预先研究项目、国家自然科学基金项目、国家973项目和企业合作项目等一系列国家、军队和企业科研任务，在激光增材再制造的材料、工艺、性能表征等方面做了深入研究和探索，解决了重载车辆发动机凸轮轴、铸铁缸盖、渗碳齿轮以及高速列车车轴、大型压缩机叶轮和多种轴类件等典型装备零件再制造技术难题（见图2），创造了显著经济效益和社会效益。

图2  激光增材再制造重载车辆典型零件

激光增材再制造技术已经成为高端装备服务领域的重要技术手段。国内已经有激光增材再制造企业近300家，其中沈阳大陆激光技术有限公司是国内最早基于激光熔覆技术开展激光增材再制造服务的高科技公司，已把激光增材再制造技术应用于多个工业领域，成功解决了航空装备、冶金设备、石化设备、能源电力设备和矿采设备等重要零部件的应急抢修和再制造难题（见图3），创造了重大的经济效益和社会效益。

图3  激光增材再制造典型工业装备零部件

目前，浙江工业大学、西北工业大学、华中科技大学、天津工业大学、装甲兵工程学院、广州中科院先进技术研究所、南京先进技术研究院、沈阳大陆激光技术有限公司、辽宁思达思克实业有限公司等科研院所和企业对激光增材再制造技术工艺、装备和材料及应用进行了深入研究和实践，已经形成了高校、科研院所和工厂企业三方竞争而又协作发展的格局，构成了我国激光增材再制造技术研究和应用的主力军。

三、激光增材再制造关键问题

尽管激光增材再制造已经获得了广泛应用，但仍然有一系列的关键问题需要进一步研究解决。

1．残余应力是激光增材再制造面临最为棘手的问题之一。再制造零件增材部分通过激光熔覆技术逐点扫描堆积成形，这一非线性强耦合过程中，材料的温度、物性不均匀性极强，不可避免的伴随应力、应变的演化，导致再制造零件出现裂纹、变形，而且高的残余应力状态也将影响零件的静力学、耐蚀、疲劳等性能，最终影响再制造零件的服役性能及安全。