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金属激光直接沉积增材制造是在上世纪八十年代末期兴起的激光熔覆技术的基础上开发出来的一种先进制造技术，该技术利用高能量的激光束将同步送入的金属粉末熔化并直接沉积在基板上形成熔覆点，基板与激光束在运动执行机构的作用下能够产生相对运动，从而使熔覆点成为熔覆线，线与线之间搭接就形成熔覆面，最终面与面之间的堆积得到三维立体零件。该技术创造性地将激光技术、材料科学、数控加工以及CAD/CAM技术等相关领域关键技术结合在了一起。 金属激光直接沉积增材制造技术虽然已经被提出多年，却没能像其他传统制造技术那样被广泛应用，这其中一方面的原因是其工艺水平上不去，限制了该技术的发展;另一方面，金属激光直接沉积增材制造中的变形开裂问题始终是制约该技术广泛应用的瓶颈，而残余应力又是导致增材制造零件变形开裂的罪魁祸首。因此，本文的主要工作就是对金属激光直接沉积增材制造技术的工艺进行深入而系统的研究，并对增材制造中的残余应力影响因素以及调控措施进行深入分析，以期为该技术的长远发展和普及应用添砖加瓦，具体的研究内容如下: 1.介绍本文的研究背景与意义并对金属激光直接沉积增材制造技术的原理与特点进行分析。综合阐述国内外金属激光直接沉积增材制造技术的研究进展，给出本文的主要研究内容和技术路线。 2.针对金属激光直接沉积增材制造系统的特点，借助模糊评价方法自主设计、开发出用于金属激光直接沉积增材制造的系统。该系统结构完整、功能完善、可靠性高，能够满足多种材料的复杂结构金属零件的增材制造，并且最大化的节约了成本。 3.将金属激光直接沉积增材制造基础工艺系统性地分为单道单层成形工艺、多道单层搭接成形工艺、单道多层堆积成形工艺、单道多层偏移堆积成形工艺、单道多层扭转堆积成形工艺、多道多层搭接堆积成形工艺等六大门类，主要研究了激光功率、送粉速度等工艺参数对增材制造精度和质量的影响情况。 4.对基于田口方法的单目标工艺参数优化方法和基于灰系田口方法的多目标工艺参数优化方法进行了详细地研究，并对多道单层增材制造中的表面平整度和宽度误差两个目标问题进行了工艺参数优化分析，并得到同时满足二者最优的参数组合。 5.对金属激光直接沉积增材制造残余应力形成机理进行了研究，结合金属激光直接沉积增材制造残余应力的实际测试需求和工艺特点，提出了一种新的可测量三维残余应力的方法。 6.金属激光直接沉积增材制造中残余应力调整与控制的研究具有十分重要的意义。本文将金属激光直接沉积增材制造残余应力的调控措施分为增材制造之前调控措施、增材制造之中调控措施和增材制造之后调控措施。 7.通过简单有效地测量方法对金属激光直接沉积增材制造零件及基板残余应力的影响因素进行了研究，为金属激光直接沉积增材制造残余应力的控制提供了理论基础。