為滿足極端載荷工況，航空發(fā)動機、飛機等武器裝備大量采用結(jié)構(gòu)－功能一體化設(shè)計的復(fù)雜型腔構(gòu)件，對傳統(tǒng)開模具以及去除式制造技術(shù)提出新挑戰(zhàn)。譬如，輕質(zhì)點陣夾芯、空間曲面多孔結(jié)構(gòu)、封閉多流道等復(fù)雜構(gòu)件采用傳統(tǒng)制造技術(shù)難以實現(xiàn)，而且研制任務(wù)重。如何實現(xiàn)新型航空設(shè)計的制造和打開其“設(shè)計束縛”的枷鎖，迫切需要根據(jù)3D數(shù)模無需模具、快速響應(yīng)直接制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的增材制造技術(shù)。
根據(jù)材料在沉積時的不同狀態(tài)，金屬激光增材制造技術(shù)可以分為二大類：第一類，金屬材料在沉積過程中實時送入熔池，這類技術(shù)以激光近凈成形制造（LENS）、金屬直接沉積（DMD）技術(shù)為代表，由激光在沉積區(qū)域產(chǎn)生熔池并高速移動，材料以粉末或絲狀直接送入高溫熔池，熔化后逐層沉積，稱之為激光直接沉積增材成形技術(shù)，該技術(shù)只能成形出毛坯，然后依靠數(shù)控加工達到其凈尺寸；第二類，金屬粉末在沉積前預(yù)先鋪粉，這類技術(shù)以金屬直接激光燒結(jié)（DMLS）、選區(qū)激光熔化（SLM）為代表，粉末材料預(yù)先鋪展在沉積區(qū)域，其層厚一般為20～100μm，利用高亮度激光按照預(yù)先規(guī)劃的掃描路徑軌跡逐層熔化金屬粉末，直接凈成形出零件，稱之為激光精密增材成形技術(shù)。
激光精密增材成形技術(shù)原理，是一種基于離散堆積成形思想的先進增材制造技術(shù)，無需模具，通過把零件3D模型沿一定方向離散成一系列有序的微米量級薄層，以激光為熱源，根據(jù)每層輪廓信息逐層熔化金屬粉末，直接制造出任意復(fù)雜形狀的凈成形零件，特別適合曲面型腔、懸空薄壁以及變截面等復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造，無需數(shù)控加工，僅需熱處理和表面光整零件即可使用。該技術(shù)可解決復(fù)雜金屬構(gòu)件的難加工、周期長等技術(shù)瓶頸，可制造出傳統(tǒng)方法無法加工的復(fù)雜零件，具有大幅減少制造工序、縮短生產(chǎn)周期、降低成本等特點。
激光精密增材成形技術(shù)的發(fā)展歷程從低熔點非金屬粉末燒結(jié)、低熔點包覆高熔點粉末燒結(jié)、高熔點粉末直接熔化成形等階段。由美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Carl R.Deckard在1986年最早申請專利，1988年研制成功了第一臺激光增材制造設(shè)備，由DTM公司將其商業(yè)化，推出SLS Model125成形機，推出了Sintersation系列成形機。隨后德國、英國、中國等國家成立一批激光粉末燒結(jié)公司，推出各自的燒結(jié)設(shè)備。
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