激光沉積技術(shù)(LDT)是一個(gè)總體名稱，包括了許多不同的加工方式：直接的金屬沉積技術(shù)(DMD)，激光金屬沉積技術(shù)(LMP)，激光添加制造技術(shù)(LAM)，激光工程化凈成形技術(shù)(LENS)，以及其他以聚焦激光光束作為金屬沉積熱源的加工方式。LDT技術(shù)與其它以激光為熱源的標(biāo)準(zhǔn)焊接/接合加工技術(shù)是不同的，因?yàn)長DT技術(shù)通常是在已有的工件上添加新的金屬層。

　　LDT技術(shù)可以被認(rèn)為是一項(xiàng)突破性的材料添加技術(shù)，它可以被用于許多不同的修整過程和無模制造。破壞過程指的是該技術(shù)的工作能力，它使我們可以用超越常規(guī)的方式來思考該技術(shù)的用途。LDT技術(shù)能夠有效的進(jìn)行高質(zhì)量、金相結(jié)合的金屬沉積，該操作過程可以被用于：1) 激光修復(fù)技術(shù)(LRT)，即修復(fù)磨損的原件;2) 激光自由曲面制造技術(shù)(LFMT)，它能夠直接從CAD文件進(jìn)行近終形自由曲面的制造過程，并重復(fù)該過程;3) 激光熔覆技術(shù)(LCT)，即在工件鍍上材料層的過程。靈活性是該技術(shù)的主要特性。 典型的沉積過程 通常，沉積加工過程在氬氣環(huán)境中進(jìn)行，其中的氧氣含量少于10 ppm。一些熔覆過程可能使用了類似于標(biāo)準(zhǔn)的金屬惰性氣體(MIG)的保護(hù)氣體。所有的LDT沉積過程都是金相結(jié)合過程，熱影響區(qū)(HAZ)和混合區(qū)的厚度約為0.005到0.025英寸。光斑尺寸為1mm時(shí)，典型的沉積參數(shù)80%。在很廣的范圍內(nèi)，該技術(shù)都能穩(wěn)定的達(dá)到較小的熱輸入，幾乎不存在材料變形的情形。利用該技術(shù)，人們已經(jīng)成功的在不銹鋼、工具鋼、鎳合金、鎳鈷合金、鈦合金和許多硬面或者鍍層金屬材料上進(jìn)行了沉積操作。這些沉積過程使用了鋁材料，但是，通常鋁和銅合金材料很難被沉積，因?yàn)樗鼈兙哂械姆垂馓匦浴DT沉積技術(shù)具有高質(zhì)量、用途廣、使用靈活等特點(diǎn)。正是由于其技術(shù)先進(jìn)性，目前許多領(lǐng)域都考慮引進(jìn)該技術(shù)。這些領(lǐng)域包括了醫(yī)療、航空和航天工業(yè)、國防部門和許多行業(yè)，如電力、石油/天然氣、化學(xué)藥品加工，以及采礦業(yè)。采用了LDT技術(shù)，人們大大節(jié)約了成本、時(shí)間和用料，所以該技術(shù)值得進(jìn)一步考量。典型的應(yīng)用 利用低瓦數(shù)的LRT技術(shù)對元件進(jìn)行修整，被應(yīng)用于許多航天航空和國防工業(yè)，以及各種商業(yè)項(xiàng)目。在Ti-6Al-4V軸承和Inconel 718合金元件的修理中，技術(shù)人員將典型的低功率

　　(LCT熔覆技術(shù) 圖2的上部給出了一個(gè)利用傳統(tǒng)的噴涂加工修整得到的高速4340傳動(dòng)軸(8800rpm)。注意在修整后的傳動(dòng)軸漸縮區(qū)域有明顯剝落的痕跡。因?yàn)闆]有其他的選擇，用戶只能容忍該問題的反復(fù)出現(xiàn)。由于LCT加工過程的引入，在過去的三年中好幾個(gè)傳動(dòng)軸都成功的應(yīng)用420不銹鋼而得到修復(fù)。該傳動(dòng)軸采用LCT技術(shù)后的修理費(fèi)用比新品成本低50%。 傳動(dòng)軸上的軸承、封孔，以及連桿表面等部件通常都無法利用傳統(tǒng)焊接技術(shù)進(jìn)行修復(fù);現(xiàn)在，由于使用了LCT技術(shù)，它們都有望被重建和修復(fù)。4340、4310和沉積硬化不銹鋼等材料也都能成功的進(jìn)行鍍層操作。高速(達(dá)到12800 rpm)、高功率(達(dá)到3500馬力)、高精度的軸承(誤差在0.0005英寸)，以及大型傳動(dòng)軸(達(dá)到25000磅)都可得以修復(fù)。

　　LCT技術(shù)也被用于新型復(fù)合元件的加工，在這些加工中，硬質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)材料被制成元件，隨后，元件表面被鍍上特定材料。圖3給出了一個(gè)油田接頭，利用LCT技術(shù)，技術(shù)人員在零件表面鍍了碳化鎢。由于LCT加工過程的特點(diǎn)和靈活性，許多應(yīng)用都成為了可能。 LFMT項(xiàng)目LFMT可以被用來沉積近終形金屬元件的“自由曲面”，所得到的元件幾乎98%稠密，沒有空隙，而且其機(jī)械性能類似于鍛造材料，加工過程直接從CAD文件讀取元件圖。所謂“自由曲面”，它可以是薄板(最薄可達(dá)0.060英寸)或者是任何厚度的實(shí)心體。首先，技術(shù)人員需要擁有目標(biāo)元件的CAD文件。隨后，應(yīng)用系統(tǒng)軟件對該文件進(jìn)行修改和處理，并且產(chǎn)生一個(gè)激光的工作路徑。同時(shí)，目標(biāo)金屬板被用來作為基底材料以開始建造過程。目標(biāo)金屬板可以是最終零件的一部分，或者它可以在重建自由曲面完成之后再去除掉。根據(jù)具體的應(yīng)用，完工后的自由曲面元件可能需要熱處理和坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)掃描。目前，自由曲面元件重量達(dá)100磅。該技術(shù)的其中一項(xiàng)應(yīng)用是制造縱橫比很大的元件，比如飛機(jī)艙壁和翼梁的結(jié)構(gòu)元件。圖4給出了各種不同自由曲面的薄壁零件，包括各種特別的管子、具有特殊形狀的中空零件，以及空心桿發(fā)動(dòng)機(jī)閥等。該技術(shù)具有非常廣闊的應(yīng)用潛力，這里僅給出幾個(gè)例子。前景和小結(jié) LDT技術(shù)是一項(xiàng)日漸成熟的突破性添加技術(shù)，它為元件的修整和熔覆帶來新的可能，此前許多元件都被認(rèn)為是無法修復(fù)的。LDT技術(shù)還具備特別的性能，它可以簡便的修改CAD文件來進(jìn)行自由曲面的制造過程，而無需再制造的硬加工過程。這種自由曲面加工能力可能給現(xiàn)有的加工制造過程帶來革命性的改變，因?yàn)樗梢圆捎煤唵蔚蔫T件和鍛造的過程，隨后結(jié)合LFMT加工給零件添加上特殊的結(jié)構(gòu)。 商業(yè)公司、航空航天公司以及國防工業(yè)客戶對該技術(shù)的巨大潛力都有極大的興趣。目前，他們正對幾個(gè)具有相當(dāng)應(yīng)用前景的有趣項(xiàng)目進(jìn)行開發(fā)。不過，因?yàn)樵S多項(xiàng)目都有專利保護(hù)，所以結(jié)果尚無法公布。下一步就是訓(xùn)練工程師打破常規(guī)，充分利用該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)。隨著人們應(yīng)用該思路，LDT加工過程必將能夠帶來高質(zhì)量、低成本的沉積操作。