選區激光熔化成型鎂合金構件關鍵技術綜述

王琮瑋 楊光 王琮瑜 王金業 劉大志 張永弟

摘 要：選區激光熔化成型鎂合金構件性能優異且個性化程度高，在工業生產、生物醫療等多個領域具有重要應用意義。首先，對選區激光熔化成型鎂合金技術的基本原理與技術特點進行了簡要闡釋;其次，基于選區激光熔化成型鎂合金技術的國內外研究現狀，將目前已有研究成果與尚未解決的技術問題進行歸納與總結;再次，對選區激光熔化成型鎂合金關鍵技術進行分析，對主要技術難點及其解決方案進行綜述;最后，對選區激光熔化成型鎂合金發展趨勢進行探討，指出今后可在以下方面進行深入研究：1）優化現有工藝參數與成型倉風道等機械除塵結構，通過主動抑塵與被動抑塵相結合的方法提高成型質量;2）通過工藝調控減少成型缺陷，制備高性能鎂合金構件;3）優化粉末篩分結構，提高成型安全性。

關鍵詞：特種加工工藝;增材制造技術;選區激光熔化;鎂合金;發展趨勢

中圖分類號：TG669?? 文獻標識碼：A

DOI：10.7535/hbkd.2022yx01006

收稿日期：2021-10-08;修回日期：2021-12-13;責任編輯：馮 民

基金項目：國防基礎科研計劃（JCKY2018407C004）;中央引導地方科技發展資金（206Z1806G）;河北省高校百名優秀創新人才支持計劃（SLRC2019050）;河北省研究生創新資助項目（XJCXZZSS202117）

第一作者簡介：王琮瑋（1997—），男，河北邯鄲人，碩士研究生，主要從事鎂合金選區激光熔化方面的研究。

通訊作者：楊 光教授。E-mail：y_guang@126.com

Review on key technologies of selective laser melting forming magnesium alloy components

WANG Congwei1，YANG Guang1，WANG Congyu1，WANG Jinye1，LIU Dazhi2，ZHANG Yongdi1

（1.School of Mechanical Engineering，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang，Hebei 050018，China;2.Tangshan Weihao Magnesium Powder Company Limited，Tangshan，Hebei 064406，China）

Abstract：Selective laser melting forming magnesium alloy components have excellent performance and high degree of individuation，which has important application significance in industrial production，biomedicine and other fields.Firstly，the basic principle and technical characteristics of selective laser melting forming magnesium alloy were briefly explained.Then，based on the research status of selective laser melting forming magnesium alloy technology at home and abroad，the existing research results and unresolved technical problems were summarized.On this basis，the key technologies of selective laser melting forming magnesium alloys were analyzed，and the main technical difficulties and their solutions were comprehensively summarized.Finally，the development trend of selective laser melting forming magnesium alloys was discussed，and further research can be carried out in the following aspects：1） optimize the existing process parameters and forming bin air duct and other mechanical dust removal structure for improving the forming quality through active dust suppression and passive dust suppression methods;2） prepare high performance magnesium alloy components by reducing forming defects through process control;3） optimize powder screening structure to improve molding safety.

Keywords：

special processing technology;additive manufacturing technology;selective laser melting;magnesium alloys;development trend

鎂及其合金具有低密度、高比強度的特點，在汽車制造、航空航天等多個領域得到廣泛應用[1]。又因其具有生物相容性好、可在人體內降解等特點，近年來在生物醫用領域也廣受關注[2-3]。然而傳統的機械加工、鑄造成型等制造方式難以制備造型復雜的構件，在臨床治療過程中，批量化生產的標準型醫療器械仍被廣泛使用。由于患者體質及對植入物的需求因人而異，標準型醫療器械往往難以達到最佳治療效果，個性化醫療器械成為臨床應用中的迫切需求[4]。增材制造（additive manufacturing，AM），又稱3D打印，是20世紀80年代后期興起的快速制造技術[5-6]，運用“離散-堆積”的制造理念，對材料逐層疊加成型。其中選區激光熔化技術是金屬增材制造中的一種代表性技術，可實現對幾乎任意形狀的零件直接快速制造[7-9]。

通過選區激光熔化的方式制備出個性化、力學性能好的鎂合金構件，成為解決生物醫療、工業生產等多個重要領域內關鍵問題的有效途徑。本文主要介紹了選區激光熔化成型鎂合金的原理與技術特點，分析其國內外研究現狀，并結合目前研究中所面臨的關鍵技術問題及解決方案進行討論，對選區激光熔化成型鎂合金技術的未來發展趨勢進行展望。

1 選區激光熔化成型鎂合金技術

選區激光熔化成型鎂合金構件的基本原理是通過高能量激光對金屬粉末照射使其快速熔凝，并通過與前層鎂合金不斷結合累積成型[10]，其結構原理如圖1所示。基于選區激光熔化成型鎂合金技術的獨特成型方式，與傳統制造工藝進行比較，該技術具有如下特點。

1）制造自由度高

相較于傳統制造方式，選區激光熔化在制造含有薄壁腔體、點陣單元、內部特征細微的異型零件時具有極大優勢[11]，解決了對多孔體等造型復雜醫療器械加工困難的問題。由于成型過程是對鎂合金粉末選擇性的熔融成型，屬于近凈成形技術[12]，與沖壓等傳統制造工藝相比材料利用率更高，鎂合金粉末可經過篩分循環利用，在一定程度降低了生產成本[13]。

2）力學性能良好

傳統鎂合金的鑄造工藝存在氣孔、縮松等缺陷，嚴重影響加工零件的力學性能與使用壽命。選區激光熔化將鎂合金粉末熔融為金屬實體，可得到近乎全致密的加工零件[14]，有效解決了這一問題。根據“Hall-Petch”公式（見式（1）），對于相同材料的鎂合金零件，其力學性能隨晶粒的細化而提升[15]。

σs=σ0+αHPd-0.5g，（1）

式中：σs為鎂合金屈服極限;σ0與αHP為材料系數;dg為鎂合金平均晶粒尺寸。由于成型過程中鎂合金粉末熔凝迅速，晶粒組織細化，選區激光熔化成型出的鎂合金晶粒組織細小，無氣孔、縮松等缺陷，力學性優于傳統鑄造工藝制備的鎂合金。

3）產品開發迅速

選區激光熔化技術的成型前處理僅需通過CAD軟件建立零件三維模型，而后可使用選區激光熔化設備直接對終端鎂合金構件成型，相比傳統的鑄造方式省去了模具設計與加工等環節，縮短了產品生產周期，因此尤其適用于對單件或小批量零件的快速制造[16]，在對定制化醫療器械的制造方面也更具優勢。

2 選區激光熔化成型鎂合金研究現狀

選區激光熔化技術最早由德國的Fraunhofer研究所于1995年提出。1999年SCHWARZE等研發出世界首臺選區激光熔化成型系統，此后這項研發技術得到了蓬勃發展，現如今多種金屬材料的選區激光熔化工藝研究已趨于成熟[17]。目前，國內外學者對選區激光熔化成型鎂合金的研究主要集中在工藝優化與燒損抑制方面。

2.1 成型工藝研究

在成型工藝參數方面，SAVALANI等[18]研究了不同預熱溫度與鋪粉厚度對鎂合金成型質量的影響。通過調整不同激光功率、掃描速度下預熱溫度與鋪粉厚度，對比不同激光能量密度下鎂合金單道掃描的微觀形貌，發現相較未預熱的掃描軌道，經過預熱180 ℃、鋪粉層厚在0.15～0.2 mm時，鎂合金單道掃描微觀形貌更加平坦，成型質量更好。ZHU等[19]研究了激光功率與掃描間距對多孔AZ91D鎂合金的微觀組織、力學性能與致密度的影響，發現不同工藝參數制備的鎂合金晶粒尺寸小于10 μm，與壓鑄制備的AZ91D鎂合金晶粒尺寸（30 μm）相比，選區激光熔化制備的鎂合金晶粒尺寸得到顯著細化。力學性能檢測表明，多孔AZ91D鎂合金的彈性模量、抗壓強度與人骨接近。CHEN等[20]通過實驗探究了不同激光功率、掃描速度下AlSi10Mg鎂合金的顯微組織、孔隙率與力學性能之間的關系，發現激光能量密度為44.5 J/cm3時鎂合金整體孔隙較少，力學性能最佳。

程龍[21]對選區激光熔化成型純鎂的性能進行研究，優化工藝參數，當激光功率P=72 W、掃描速度V=200 mm/s時成型試件力學性能最好，但在腐蝕浸泡中出現較嚴重絲狀腐蝕，耐蝕性弱于傳統鑄造制備純鎂金屬。龐銘等[22]對不同激光功率條件下AZ80鎂合金的熔池進行研究。通過顯微組織觀察發現激光功率為500 W和800 W時熔池深度沿激光掃描方向先增大后逐漸穩定，當激光功率為1 000 W時熔池深度在掃描方向始終增長，且AZ80鎂合金最高硬度在次表層區域而非最表層區域。張文奇等[23]探索了適用于AlSi10Mg合金選區激光熔化的成型工藝參數，最終得到致密度為99.96%的鎂合金零件，在該成型條件下沉積態鎂合金拉伸強度可達500 MPa，遠超鑄造制備鎂合金零件的力學性能。

2.2 燒損抑制研究

在鎂合金燒損行為抑制方面，ZHANG等[24]進行了低功率條件下Mg-9Al合金的成型研究。通過物相檢測發現當激光能量較低時所成型鎂合金燒損較少，但內部存在較多孔隙。這一現象可能是由于鎂粉吸收激光能量過低、粉末熔融不充分所致。WEI等[25]研究了燒損對ZK60鎂合金成型質量的影響，成型過程中熔池的穩定性受到Mg與Zn元素氣化沖擊的影響，最終成型零件致密度僅為94.05%。Mg元素燒損是影響成型質量最重要的因素之一，燒損產生的煙塵不僅會遮擋激光，使其低于理論輸出功率，造成鎂合金力學性能偏低，大量的燒損煙塵進入機器內部還會對機器造成損害，減少設備使用壽命[26]。

謝轍[27]對不同線能量成型AZ91D鎂合金中Mg元素的燒損行為進行了研究。參考線能量模型E=P/v進行工藝實驗，發現在線能量密度較小時Mg元素燒損較為緩和，Mg元素燒損量隨激光能量增加顯著加劇。魏愷文等[28]對AZ91D鎂合金的燒損行為進行研究，通過物相檢測發現成型后Mg元素的質量比下降，與基于Langmuir模型計算結果相近，表明Mg元素發生了燒損。實驗驗證在激光能量密度為55.6 J/mm3時，制備出鎂合金中Mg元素含量最接近原始成分，鎂合金燒損得到緩解。本課題組利用溫度場仿真建立了選區激光熔化成型鎂合金過程中工藝參數與熔池溫度的關系模型，通過熱力學與氣體動力學理論建立Mg元素燒損速率與溫度之間解析關系模型，聯合工藝參數與熔池溫度、燒損速率之間的關系，最終得到工藝參數與Mg元素燒損速率之間的關系模型[29]。使用所建立燒損模型優化出成型AZ91D鎂合金工藝窗口，實驗驗證了其力學性能遠高于鑄造制備的鎂合金構件。

3 選區激光熔化成型鎂合金關鍵技術分析

選區激光熔化技術可對多種金屬粉末材料成型，受鎂合金理化性質影響，選區激光熔化對鎂合金的成型較其他種類金屬更為困難[30]。Mg元素的燒損是成型過程中最主要的問題，除此之外，選區激光熔化制備的鎂合金構件會存在尺寸偏差、力學性能差等不足，制約零件的實際應用。當前對選區激光熔化成型鎂合金的研究尚未成熟，在燒損抑制、工藝研究與安全防護等方面仍有較多問題。

3.1 選區激光熔化成型鎂合金燒損抑制

常見金屬選區激光熔化材料中，金屬鎂的熔點偏低。金屬鈦熔點為1 720 ℃，316L不銹鋼熔點約1 398 ℃，而鎂合金熔點650 ℃，沸點僅為1 107 ℃[31]。鎂合金在選區激光熔化成型過程中蒸氣壓較高，高能量激光對鎂合金粉末照射會導致Mg元素發生燒損行為，對鎂合金的顯微組織、元素成分含量產生影響[32]。燒損過程中鎂合金氣化對熔池具有反沖壓力，導致熔池向外飛濺，對鎂合金構件的性能造成損害[33-34]。圖2所示為選區激光熔化成型鎂合金過程中產生的大量燒損煙塵。

選區激光熔化成型過程中，Mg元素燒損的根本原因是鎂合金內各元素的燒損速率不同。由熱力學計算模型Langmuir方程可知[35]，Mg元素燒損速率J/（g·cm-2·s-1）可表示為

J=4.375×10-4γiXiP0iMiT12，（2）

式中：γi為Mg元素在鎂合金熔體中的活躍系數;Xi為鎂合金熔體中Mg元素摩爾分數;P0i為Mg元素的飽和蒸氣壓，Pa;Mi為元素Mg的摩爾質量，g/mol;T為鎂合金熱力學溫度，K。在成型過程中，鎂合金粉末吸收高能量激光后產生溫度極高的熔池，Mg元素燒損速率遠快于其他種類金屬元素。在真空熔煉環境下對鎂合金燒損機理研究，發現鎂合金熔體蒸發速率受到Mg元素活躍程度的影響，且當鎂合金達到熔點時主要為Mg元素發生燒損[36-37]，熔煉溫度是影響其燒損劇烈程度的關鍵因素。

激光能量密度決定了成型過程中的熔池溫度，激光能量密度越強，鎂合金熔池溫度越高。激光體能量密度模型E可表示為[38]

E=Pvsh，（3）

式中：P為激光功率;v為掃描速度;s為掃描間距;h為鋪粉厚度。由式（3）可知，高激光功率、低掃描速度成型時，激光能量密度強，熔池溫度較高，加劇了鎂合金的燒損。現階段，對鎂合金燒損行為的抑制主要通過調整工藝參數獲得合適的激光能量密度。工藝實驗能夠有效尋找出對鎂合金成型的最佳工藝參數，但大范圍進行工藝實驗往往耗費較多實驗資源。隨著信息技術與有限元仿真技術的不斷發展，溫度場仿真成為更直觀、更準確分析與預測鎂合金燒損行為的方式。本課題組在對鎂合金燒損抑制的研究中，通過溫度場仿真建立工藝參數、熔池溫度與燒損速率之間關系模型，結合實驗選取力學性能更好、激光能量更低的成型工藝參數，為抑制鎂合金燒損提供了有效解決方法。

3.2 選區激光熔化成型鎂合金工藝

成型工藝對鎂合金構件的尺寸精度與力學性能有重要影響。成型精度常通過對鎂合金構件的實際尺寸測量來評價，尺寸偏差較大會導致所生產的鎂合金構件無法與其他零件裝配使用。工藝參數是影響成型零件力學性能的主要因素，決定了所成型鎂合金構件機械性能的強弱。現階段，對選區激光熔化成型鎂合金的工藝研究中主要存在尺寸精度偏差大、力學性能差與零件成型缺陷等問題。

選區激光熔化成型的尺寸精度主要分為X/Y方向與Z方向精度2個方面[39]。X/Y方向精度主要受熔道寬度的影響。激光在鎂合金粉末表面掃描過后形成若干熔池順序搭接而成熔道，當激光能量密度較大時熔池熔道寬于理論值，所成型鎂合金零件在X/Y方向上膨脹，當激光能量密度較小時熔道窄于理論值，所成型鎂合金零件在X/Y方向上收縮。Z方向精度常見問題是實際成型尺寸小于理論設計值。部分原因是激光能量密度過高時鎂合金試件底部與基板相熔，造成試件成型高度低于理論設計值;激光能量密度過高還會對已成型的鎂合金實體造成間接重熔，加劇鎂合金的燒損，造成Z方向實際成型尺寸偏小[40-42]。

影響鎂合金力學性能的主要工藝參數包括激光功率、掃描速度、掃描間距、鋪粉層厚度等。在對成型工藝的研究中，國內外學者建立了多種關于工藝參數的激光能量密度模型，并探究了激光能量密度對選區激光熔化成型鎂合金致密度與力學性能的影響，表1所示為幾種代表性的激光能量密度模型[43-46]。

選區激光熔化過程中，熔池形貌與鎂合金粉末的熔融狀態主要由激光能量密度的大小決定。激光功率與掃描速度是決定激光能量密度大小的最主要因素，直接影響了熔池形貌;掃描間距、鋪粉層厚度等成型工藝參數能夠改變熔池熱影響區域的大小，間接對鎂合金性能造成影響。激光能量密度不足時鎂合金粉末不能完全熔化，大量球形粉末黏接導致成型后鎂合金內部孔隙偏多，力學性能不佳;激光能量密度過大時鎂合金熔池會發生飛濺，Mg元素燒損蒸發在熔道表面形成大量氣孔，此時成型的鎂合金實體致密度偏低，力學性能同樣較差[47]。圖3所示為常見選區激光熔化工藝缺陷[48-49]。

目前對選區激光熔化成型鎂合金的工藝研究主要通過正交試驗的方法，研究不同參數組合下所成型鎂合金試樣的力學性能與微觀組織形貌，通過致密度檢測或拉伸實驗選擇出力學性能良好的試樣，從而優化出對鎂合金成型的最佳工藝參數。

翹曲是選區激光熔化成型鎂合金構件過程中的常見缺陷，產生原因是激光在熔融鎂合金粉末時加熱不均勻導致溫度梯度相差較大，鎂合金內部存在較強應力致使零件翹曲變形。裂紋與翹曲產生原因類似，成型過程中鎂合金熔凝速度過快、過冷度大等原因導致內部積攢應力無法釋放，當內應力超過鎂合金材料所能承受最大屈服強度后便產生裂紋現象[50]。在成型前對鎂合金構件進行應力場數值模擬，結合實驗優化出最佳的基板預熱溫度，降低成型過程中的溫度梯度差異，減少鎂合金構件自身應力[51]，能夠有效抑制選區激光熔化過程中的翹曲、裂紋等缺陷。

3.3 選區激光熔化成型鎂合金安全防護

相比其他種類金屬，鎂合金選區激光熔化成型的安全問題尤為突出。由于所用材料為微米級球形粉末，粉塵類物質本身具有易爆性，粉塵顆粒越細小，比表面積大，表面儲存的吉布斯自由能越大。當空間內粉塵到達一定濃度后，遇到明火或靜電將會發生粉塵爆炸。如何安全、穩定地對鎂合金進行選區激光熔化成型是這項技術的關鍵所在。

針對鎂合金等高活性材料的加工，國內外廠商對選區激光熔化設備配置了安全保護系統。安全保護系統由惰性氣體發生或外接裝置、氧含量傳感裝置、氣體凈化子系統、增壓子系統組成，同時成型倉具有良好的氣密性，為鎂合金材料提供了安全可靠的加工環境。不同于鈦合金、不銹鋼等材料的成型，鎂合金在成型過程中因燒損產生的大量煙塵會隨氣體循環進入設備的機械結構、過濾系統甚至氧含量傳感器內，對設備硬件造成損害。因此，在長時間打印鎂合金零件后需對成型倉內刮刀的傳動結構進行清理，防止因煙塵堆積造成傳動精度偏差;對于氧含量傳感裝置，需定期將其表面煙塵吹除，并使用異丙醇溶液進行清潔，防止氧傳感器損壞。

在制造過程的安全防護方面，對鎂合金成型前需通過真空泵使成型倉內達到負壓狀態，再向其中通入氬氣等惰性氣體。對性質活潑的金屬材料，需將氧氣含量降低至0.025%（體積比）以下再進行加工[52]，且鎂合金的全部加工過程都應在惰性氣體保護下進行。此外，鎂合金粉末在進行任何運轉操作過程中同樣需受惰性氣體保護。

4 研究展望

未來全球制造業將面臨更深一步的數字化、智能化發展，選區激光熔化技術將顛覆延續百年的傳統制造業理念。通過選區激光熔化技術制備出比強度高、生物相容性好的鎂合金構件，能夠進一步提升其應用價值。目前選區激光熔化對鎂合金的成型仍面臨燒損、成型缺陷等復雜問題，限制了鎂合金材料的應用場景。本文從燒損抑制、成型缺陷、成型安全防護3個方面對選區激光熔化成型鎂合金的未來研究趨勢進行探討。

1 ）鎂合金燒損抑制是當前成型工藝研究面臨的最主要問題。在未來的研究中，從工藝方面抑制鎂合金的燒損將成為主要研究方向。通過迭代成型過程中熱源、熱發散等邊界條件設定，優化工藝參數與鎂合金燒損關系模型，在滿足獲得良好力學性能的前提下盡可能降低激光能量密度來抑制鎂合金的燒損。此外，還可通過對設備倉體內部的氣體流動進行有限元仿真與分析，優化成型倉內風道的機械結構，使燒損產生的煙塵更高效地進入循環過濾系統;針對透鏡表面蒙蔽煙塵這一問題，應設計自清潔機械結構，降低煙塵對激光能量輸出的影響。通過采用主動抑塵與被動抑塵相結合的方法，提高鎂合金構件的成型質量。

2 ）調控工藝，減少成型缺陷。選區激光熔化成型鎂合金過程中常出現制造缺陷的問題，嚴重危害鎂合金構件的力學性能。現有研究中對鎂合金的工藝優化常使用致密度、力學性能等參數作為表征，通過顯微組織觀察分析，從缺陷發生機理的角度進行研究較為少見。后續研究可從調控選區激光熔化成型鎂合金的工藝參數入手，結合微觀組織形態變化分析缺陷形成原因，實現對高性能鎂合金構件的制備。在成型前使用工藝仿真軟件縮小實驗窗口，通過少量實驗對仿真結果進行驗證，制備出高強度的鎂合金構件，為其在多個重要領域的應用提供技術基礎。

3 ）成型全過程安全防護。鎂合金粉末在大氣環境下易發生劇烈氧化反應，為選區激光熔化成型鎂合金帶來巨大安全隱患。當前設備通常具有成型過程中的安全防護系統，但并未考慮粉末篩分、運轉環節對鎂合金粉末的隔氧與防護。選區激光熔化設備本身具有隔氧條件，將粉末篩分與存貯系統集成于設備內，對已使用過的粉末實現從篩分循環利用到打印成型全過程絕氧進行，能夠有效避免鎂合金粉末在運轉過程中與空氣接觸發生氧化變質，使易燃易爆類粉末的運轉操作更加安全。

選區激光熔化制備的鎂合金構件性能優異，在生物醫療、航空航天、工業生產等多個領域均能發揮重要作用。選區激光熔化對鎂基材料的成型研究尚處于起步階段，雖然對多種鎂合金材料的成型工藝研究已取得了一定成果，但仍存在Mg元素燒損與成型缺陷等問題。在后續研究中，應通過溫度場仿真與實驗相結合，進一步抑制鎂合金在成型過程中的燒損行為，同時應優化設備的氣體循環系統與透鏡自清潔機構，減小燒損煙塵對激光束的影響，通過調控成型工藝參數消除零件內部成型缺陷，制備高性能的鎂合金構件，并通過設備結構優化對選區激光熔化制備鎂合金構件的全過程進行防護，提高對鎂合金構件成型的安全性。

參考文獻/References：

[1] LI Y，JAHR H，ZHANG X Y，et al.Biodegradation-affected fatigue behavior of additively manufactured porous magnesium[J].Additive Manufacturing，2019，28：299-311.

[2] 曾榮昌，崔藍月，柯偉.醫用鎂合金：成分、組織及腐蝕[J].金屬學報，2018，54（9）：1215-1235.

ZENG Rongchang，CUI Lanyue，KE Wei.Biomedical magnesium alloys：Composition，microstructure and corrosion[J].Acta Metallurgica Sinica，2018，54（9）：1215-1235.

[3] LI Y，ZHOU J，PAVANRAM P，et al.Additively manufactured biodegradable porous magnesium[J].Acta Biomaterialia，2018，67：378-392.

[4] 申琦，余森，牛金龍，等.選區激光熔化制備鎂基材料研究進展[J].材料導報，2019，33（sup1）：278-282.

SHEN Qi，YU Sen，NIU Jinlong，et al.Selective laser melting of magnesium-based materials：A review[J].Materials Review，2019，33（sup1）：278-282.

[5] 盧秉恒.增材制造技術——現狀與未來[J].中國機械工程，2020，31（1）：19-23.

LU Bingheng.Additive manufacturing-current situation and future[J].China Mechanical Engineering，2020，31（1）：19-23.

[6] VAFADAR A，GUZZOMI F，RASSAU A，et al.Advances in metal additive manufacturing：A review of common processes，industrial applications，and current challenges[J].Applied Sciences，2021，11（3）：1213.

[7] 王延慶，沈競興，吳海全.3D打印材料應用和研究現狀[J].航空材料學報，2016，36（4）：89-98.

WANG Yanqing，SHEN Jingxing，WU Haiquan.Application and research status of alternative materials for 3D-printing technology[J].Journal of Aeronautical Materials，2016，36（4）：89-98.

[8] GUNASEKARAN J，SEVVEL P，JOHN S I.Metallic materials fabrication by selective laser melting：A review[J].Materialstoday-Proceedings，2021，37（Part 2）：252-256.

[9] 張陽軍，陳英.金屬材料增材制造技術的應用研究進展[J].粉末冶金工業，2018，28（1）：63-67.

ZHANG Yangjun，CHEN Ying.Research on the application of metal additive manufacturing technology[J].Powder Metallurgy Industry，2018，28（1）：63-67.

[10]WANI Z K，ABDULLAHA B.A review on metal 3D printing：3D welding[J].IOP Conference Series-Materials Science and Engineering，2020，920（1）：12-15.

[11]尹燕，張圓，董開基，等.The development of 3D printing technology and the current situation of controlling defects in SLM technology[J].China Welding，2020，29（3）：9-19.

[12]SAPRYKIN A A，SHARKEEV Y P，SAPRYKINA N A，et al.Selective laser melting of magnesium[J].Key Engineering Materials，2020，839：144-149.

[13]劉景博，劉世鋒，楊鑫，等.金屬增材制造技術輕量化應用研究進展[J].中國材料進展，2020，39（2）：163-168.

LIU Jingbo，LIU Shifeng，YANG Xin，et al.Progress in lightweight application research of additive manufacturing technology[J].Materials China，2020，39（2）：163-168.

[14]CHUNG N G C，SAVALANI M，CHUNG M H.Fabrication of magnesium using selective laser melting technique[J].Rapid Prototyping Journal，2011，17（6）：479-490.

[15]LI W，LI S，LIU J，et al.Effect of heat treatment on AlSi10Mg alloy fabricated by selective laser melting：Microstructure evolution，mechanical properties and fracture mechanism[J].Materials Science and Engineering：A，2016，663：116-125.

[16]姜海燕，林衛凱，吳世彪，等.激光選區熔化技術的應用現狀及發展趨勢[J].機械工程與自動化，2019（5）：223-226.

JIANG Haiyan，LIN Weikai，WU Shibiao，et al.Application status and development trend of laser selective melting technology[J].Mechanical Engineering & Automation，2019（5）：223-226.

[17]TIAN Q W.The development status of selective laser melting technology （SLM）[J].Journal of Physics- Conference Series，2021，1798（1）：12-45.

[18]SAVALANI M M，PIZARRO J M.Effect of preheat and layer thickness on selective laser melting （SLM） of magnesium[J].Rapid Prototyping Journal，2016，22（1）：115-122.

[19]ZHU Z，ZHANG M，CHEN C.Effect of selective laser melting on microstructure and properties of AZ91D alloy[J].Materialwissenschaft und Werkstofftechnik，2019，50（12）：1484-1494.

[20]CHEN J，HOU W，WANG X Z，et al.Microstructure，porosity and mechanical properties of selective laser melted AlSi10Mg[J].Chinese Journal of Aeronautics，2020，33（7）：2043-2054.

[21]程龍.選區激光熔化純鎂成型組織與腐蝕機理的研究[D].重慶：重慶大學，2016.

CHENG Long.Study on Microstructure and Corrosion Mechanism of Selective Laser Melting Magnesium Alloy[D].Chongqing：Chongqing University，2016.

[22]龐銘，浮藝旋.激光功率變化對AZ80D鎂合金熔凝區域性能影響的研究[J/OL].熱加工工藝.[2020-09-12].https：//kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx？FileName=SJGY2020091000I&DbName=DKFX2020.

PANG Ming，FU Yixuan.Study on effect of laser power change on properties of melting area of AZ80D magnesium alloy[J/OL].Hot Working Technology.[2020-09-12].https：//kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx？FileName=SJGY2020091000I&DbName=DKFX2020.

[23]張文奇，朱海紅，胡志恒，等.AlSi10Mg的激光選區熔化成形研究[J].金屬學報，2017，53（8）：918-926.

ZHANG Wenqi，ZHU Haihong，HU Zhiheng，et al.Study on the selective laser melting of AlSi10Mg[J].Acta Metallurgica Sinica，2017，53（8）：918-926.

[24]ZHANG B C，LIAO H L，CODDET C.Effects of processing parameters on properties of selective laser melting Mg-9%Al powder mixture[J].Materials & Design，2012，34：753-758.

[25]WEI K W，WANG Z M，ZENG X Y.Influence of element vaporization on formability，composition，microstructure，and mechanical performance of the selective laser melted Mg-Zn-Zr components[J].Materials Letters，2015，156：187-190.

[26]柳朝陽，趙備備，李蘭杰，等.金屬材料3D打印技術研究進展[J].粉末冶金工業，2020，30（2）：83-89.

LIU Chaoyang，ZHAO Beibei，LI Lanjie，et al.Research progress of 3D printing technology for metallic materials[J].Powder Metallurgy Industry，2020，30（2）：83-89.

[27]謝轍.選區激光熔化成形AZ91D鎂合金的工藝與機理研究[D].武漢：華中科技大學，2013.

XIE Zhe.Research on Processing and Mechanism of AZ91d Magnesium Alloy by Selective Laser Melting [D].Wuhan：Huazhong Univer-sity of Science and Technology，2013.

[28]魏愷文，王澤敏，曾曉雁.AZ91D鎂合金在激光選區熔化成形中的元素燒損[J].金屬學報，2016，52（2）：184-190.

WEI Kaiwen，WANG Zemin，ZENG Xiaoyan.Element loss of AZ91d magnesium alloy during selective laser melting process[J].Acta Metallurgica Sinica，2016，52（2）：184-190.

[29]楊光，劉雪東，王琮瑋，等.基于溫度場模擬的鎂合金SLM元素燒損行為研究[J/OL].航空學報.[2021-08-18].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20210817.1022.040.html.

YANG Guang，LIU Xuedong，WANG Congwei，et al.Research on SLM element burning behavior of magnesium alloy based on temperature field simulation[J/OL].Acta Aeronautica et Astronautica Sinica.[2021-08-18].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20210817.1022.040.html.

[30]PANWISAWAS C，TANG Y T，REED R C.Metal 3D printing as a disruptive technology for superalloys[J].Nature Communications，2020，11（1）：4671-4686.

[31]王楠楠，曹麗杰，殷凱.攪拌摩擦加工對AM60B鎂合金高溫摩擦磨損性能的影響[J].潤滑與密封，2020，45（8）：107-114.

WANG Nannan，CAO Lijie，YIN Kai.Effect of friction stir processing on high temperature friction and wear properties of AM60B magnesium alloy[J].Lubrication Engineering，2020，45（8）：107-114.

[32]SAPRYKIN A A，SHARKEEV Y P，SAPRYKINA N A，et al.Selective laser melting of magnesium[J].Key Engineering Materials，2020，839：144-149.

[33]李淮陽，黎振華，楊睿，等.選區激光熔化金屬表面成形質量控制的研究進展[J].表面技術，2020，49（9）：118-124.

LI Huaiyang，LI Zhenhua，YANG Rui，et al.Research progress in forming quality control of selective laser melting metal surface[J].Surface Technology，2020，49（9）：118-124.

[34]袁景光，李宇，劉京南，等.選區激光熔化金屬成型熔池溫度的在線檢測[J].中國激光，2020，47（3）：158-166.

YUAN Jingguang，LI Yu，LIU Jingnan，et al.Online detection of molten pool temperature during metal forming based on selective laser melting[J].Chinese Journal of Lasers，2020，47（3）：158-166.

[35]戴永年，楊斌.有色金屬材料的真空冶金[M].北京：冶金工業出版社，2000.

[36]李明照，范晉平.真空熔煉時AZ31中Mg，Zn揮發行為及組織與性能[J].中北大學學報（自然科學版），2007，28（5）：462-466.

LI Mingzhao，FAN Jinping.Volatilization behavior and microstructure，properties of Mg，Zn in AZ31 during vacuum melt[J].Journal of North University of China（Natural Science Edition），2007，28（5）：462-466.

[37]張金玲，王社斌，衛英慧，等.真空熔煉AZ91鎂合金過程中Mg元素的蒸發行為[J].稀有金屬材料與工程，2007，36（9）：1601-1604.

ZHANG Jinling，WANG Shebin，WEI Yinghui，et al.The evaporation of Mg during vacuum smelting of AZ91 magnesium alloy[J].Rare Metal Materials and Engineering，2007，36（9）：1601-1604.

[38]朱文志，黨明珠，田健，等.激光能量密度對激光選區熔化Cu-Al-Ni-Ti合金相對密度、微觀組織和力學性能的影響[J].機械工程學報，2020，56（15）：53-64.

ZHU Wenzhi，DANG Mingzhu，TIAN Jian，et al.Effect of laser energy density on relative density，microstructure and mechanical properties of Cu-Al-Ni-Ti alloy fabricated by selective laser melting[J].Journal of Mechanical Engineering，2020，56（15）：53-64.

[39]ZHANG W N，WANG L Z，FENG Z X，et al.Research progress on selective laser melting （SLM） of magnesium alloys：A review[J].Optik，2020，207：1-15.

[40]楊雄文，楊永強，劉洋，等.激光選區熔化成型典型幾何特征尺寸精度研究[J].中國激光，2015，42（3）：70-79.

YANG Xiongwen，YANG Yongqiang，LIU Yang，et al.Study on dimensional accuracy of typical geometric features manufactured by selective laser melting[J].Chinese Journal of Lasers，2015，42（3）：70-79.

[41]馬方正.AZ91D鎂合金粉末選區激光熔化成型工藝的研究[D].石家莊：河北科技大學，2017.

MA Fangzheng.Selective Laser Melting Forming of AZ91D Magnesium Alloy Powder Process Research [D].Shijiazhuang：Hebei Univer-sity of Science and Technology，2017.

[42]ZHANG L，ZHANG S S，ZHU H H.Effect of scanning strategy on geometric accuracy of the circle structure fabricated by selective laser melting[J].Journal of Manufacturing Processes，2021，64：907-915.

[43]潘露，劉麒慧，王亮，等.線能量密度對選區激光熔化制備316L不銹鋼缺陷的影響[J].應用激光，2019，39（1）：17-23.

PAN Lu，LIU Qihui，WANG Liang，et al.Effect of line energy density on defects of 316L stainless steel prepared by selective laser melting[J].Applied Laser，2019，39（1）：17-23.

[44]宗學文，高倩，周宏志，等.體激光能量密度對選區激光熔化316L不銹鋼各向異性的影響[J].中國激光，2019，46（5）：344-350.

ZONG Xuewen，GAO Qian，ZHOU Hongzhi，et al.Effects of bulk laser energy density on anisotropy of selective laser sintered 316L stainless steel[J].Chinese Journal of Lasers，2019，46（5）：344-350.

[45]李勇，許鶴君，李凱，等.體能量密度對選區激光熔化成形Hastelloy X合金組織及性能的影響[J].機械工程材料，2020，44（5）：38-43.

LI Yong，XU Hejun，LI Kai，et al.Effect of volumetric energy density on microstructure and properties of hastelloy X alloy manufactured by selective laser melting[J].Materials for Mechanical Engineering，2020，44（5）：38-43.

[46]朱云天，杜開平，沈婕，等.激光能量密度對選區激光熔化（SLM）制品性能的影響及其機理研究[J].熱噴涂技術，2017，9（2）：35-41.

ZHU Yuntian，DU Kaiping，SHEN Jie，et al.The study of the inlfuences of laser energy density to the properties of SLM products and its mechanism[J].Thermal Spray Technology，2017，9（2）：35-41.

[47]LIU S，GUO H J.Balling behavior of selective laser melting （SLM） magnesium alloy[J].Materials，2020，13（16）：3632.

[48]唐超蘭，溫竟青，張偉祥，等.鈦合金3D打印成形技術及缺陷[J].航空材料學報，2019，39（1）：38-47.

TANG Chaolan，WEN Jingqing，ZHANG Weixiang，et al.3D printing technology fortitanium alloy and its defect[J].Journal of Aeronautical Materials，2019，39（1）：38-47.

[49]劉暢，馬行馳，馬海彬.工藝參數對選區激光熔化成型316L不銹鋼組織結構的影響[J].科學技術與工程，2020，20（8）：3011-3016.

LIU Chang，MAXingchi，MA Haibin.Effect of technological parameters on microstructure of 316L stainless steel by selective laser melting[J].Science Technology and Engineering，2020，20（8）：3011-3016.

[50]LI Y L，GU D D.Parametric analysis of thermal behavior during selective laser melting additive manufacturing of aluminum alloy powder[J].Materials & Design，2014，63：856-867.

[51]李保強，李忠華，白培康，等.選區激光熔化AlSi10Mg應力場數值模擬研究[J].應用激光，2019，39（2）：211-216.

LI Baoqiang，LI Zhonghua，BAI Peikang，et al.Numerical simulation of stress field for AlSil0Mg fabricated by selective laser melting[J].Applied Laser，2019，39（2）：211-216.

[52]SALEHI M，MALEKSAEEDI S，FARNOUSH H，et al.An investigation into interaction between magnesium powder and Ar gas：Implications for selective laser melting of magnesium[J].Powder Technology，2018，333：252-261.

3927500338299