鈦合金激光增材制造技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展*

符成學(xué)，雷小偉，賈曉飛，張文豪，范金偉，王偉超，崔永杰

（中國(guó)船舶集團(tuán)公司第七二五研究所，河南 洛陽(yáng) 471023）

0 前 言

增材制造（additive manufacturing）又稱3D打印技術(shù)，是基于“離散/堆積成型”的思想，采用分層堆積成型的方法加工實(shí)體零件的快速成型技術(shù)。由于增材制造是采用原材料逐層熔化和堆積的方式進(jìn)行零件加工，因此可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造技術(shù)無(wú)法完成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的制造，同時(shí)具有消耗原材料少、制造效率高等優(yōu)點(diǎn)[1-2]。激光增材制造技術(shù)，是一種利用激光作為熱源，熔化原材料進(jìn)行增材制造的先進(jìn)制造技術(shù)。由于激光的能量密度高，可以精確控制加熱面積，因此激光增材制造適用于難熔金屬及復(fù)雜、精密且力學(xué)性能要求較高零件的制造[3]。

鈦及鈦合金比強(qiáng)度高，耐腐蝕性好，具有良好的綜合力學(xué)性能，但熔點(diǎn)較高，易氧化，對(duì)加工過(guò)程提出了更高的要求。采用激光增材制造技術(shù)，可以制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精度高、力學(xué)性能好的鈦合金零件，在航空航天、醫(yī)療、模具、電力電子、汽車、船舶領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，是國(guó)內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的焦點(diǎn)[4-5]。本研究介紹了最具代表性的三種鈦合金激光增材制造技術(shù)的原理、特點(diǎn)和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并對(duì)其發(fā)展進(jìn)行了展望，以期推動(dòng)鈦合金激光增材制造技術(shù)的發(fā)展。

1 鈦合金激光增材制造技術(shù)原理及特點(diǎn)

按照熱源類型、原材料類型以及冶金過(guò)程的差異，鈦合金激光增材制造可分為激光粉末選區(qū)成型和激光同步材料送進(jìn)成型兩大類，按照具體成型機(jī)理又細(xì)分為多種類型。本研究結(jié)合鈦合金增材過(guò)程的特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹鈦合金激光選區(qū)熔化、鈦合金激光熔粉沉積和鈦合金激光熔絲沉積三種增材技術(shù)的原理及特點(diǎn)。其中，選區(qū)激光熔化和激光熔粉沉積發(fā)展較早，相關(guān)研究較多，屬于較為成熟的鈦合金增材制造工藝，而激光熔絲沉積屬于較先進(jìn)的增材工藝，其工程化應(yīng)用還有待工藝的進(jìn)一步優(yōu)化和完善。

1.1 鈦合金粉末激光選區(qū)熔化技術(shù)

鈦合金粉末激光選區(qū)熔化（SLM）技術(shù)，是目前主流且最為成熟的鈦合金激光增材制造技術(shù)，其基本原理及典型產(chǎn)品（TRUMPF 公司生產(chǎn)）如圖1[6]所示。其工作原理為：①根據(jù)設(shè)計(jì)要求，利用計(jì)算機(jī)構(gòu)造所需零件的三維模型；②根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，選擇合適的方向，將三維模型分割成若干薄層；③在成型室內(nèi)預(yù)制一定厚度的鈦合金粉末，并用刮板刮平；④一定功率激光束以一定的速度沿薄層的輪廓線照射，使金屬粉末熔化后重新凝固；⑤在熔化后的金屬上重新鋪粉，重復(fù)步驟3和步驟4直至零件加工完成。

由于鈦合金高溫時(shí)易氧化，而SLM增材制造過(guò)程中有真空室或氣氛倉(cāng)的保護(hù)，保護(hù)效果較好，同時(shí)可采用精密的振鏡鏡頭配合三維機(jī)床，成型精度較高。鈦合金粉末SLM技術(shù)是最早研究的鈦合金增材制造技術(shù)，也是目前最成熟的增材制造技術(shù)，其制造精度和復(fù)雜性是所有鈦合金增材制造技術(shù)中最高的，能夠輕松打印鏤空型的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。鈦合金粉末SLM增材制造技術(shù)可以直接獲得零件所需尺寸，凝固冷卻速度極快，組織細(xì)小，力學(xué)性能優(yōu)異，可以實(shí)現(xiàn)任何傳統(tǒng)工藝都無(wú)法實(shí)現(xiàn)的超復(fù)雜結(jié)構(gòu)。但由于采用先鋪粉再熔化的沉積方式，打印工件受設(shè)備（尤其是粉床）尺寸影響，目前只能生產(chǎn)尺寸約500 mm 級(jí)別的產(chǎn)品。此外，受打印粉末造價(jià)的限制，打印成本較高，僅適用于小尺寸、高精度、超復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的整體打印或完成現(xiàn)有零件的輕量化設(shè)計(jì)。

1.2 鈦合金激光熔粉沉積技術(shù)

鈦合金激光熔粉沉積（LMD）技術(shù)，是利用激光束的能量將同步送進(jìn)的鈦合金粉末熔化沉積的增材制造工藝。其工作原理圖和典型產(chǎn)品（TRUMPF 公司生產(chǎn)）如圖2[7]所示。與SLM 技術(shù)類似，也需要先對(duì)零件進(jìn)行建模和切片，將每層的截面信息轉(zhuǎn)化為掃描路徑，激光束沿生成的路徑照射并形成熔池的同時(shí)，將金屬粉末送入熔池內(nèi)熔化后快速冷卻凝固。逐層重復(fù)上述動(dòng)作，直至完成零件的制造。

圖2 LMD技術(shù)原理及典型產(chǎn)品

LMD技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其突破了SLM技術(shù)制造尺寸的限制，理論上大型機(jī)床能夠加工的尺寸，均可實(shí)現(xiàn)該尺寸的LMD技術(shù)制造。對(duì)于氧化性不敏感的材質(zhì)，可不用氬氣倉(cāng)保護(hù)，但對(duì)于鈦合金等易氧化的金屬需要?dú)鍤鈧}(cāng)進(jìn)行保護(hù)。LMD技術(shù)成形精度相對(duì)模鍛較高，凝固冷卻速度快，組織細(xì)小，力學(xué)性能優(yōu)異，成形尺寸理論上沒(méi)有限制。相比傳統(tǒng)加工技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)需大型鍛造裝備和大型鍛壓模具，便可柔性、快速加工大型復(fù)雜整體構(gòu)件；可以在原有鍛鑄件上成形耳片、接頭等異形結(jié)構(gòu)，通過(guò)混合制造方法降低成本，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造。但與SLM技術(shù)類似，由于金屬粉末價(jià)格昂貴和增材效率較低，影響了其推廣和應(yīng)用。再者，目前市場(chǎng)上尚沒(méi)有完善的鈦合金各型牌號(hào)粉末，定制粉末成本極高，尚不能開展成體系的相關(guān)應(yīng)用。

1.2 鈦合金激光熔絲沉積技術(shù)

鈦合金激光熔絲沉積技術(shù)的工作原理和LMD技術(shù)類似，主要是將送入熔池的材料由粉末材料換成絲材，同時(shí)激光熔絲沉積技術(shù)按絲材送進(jìn)的方式又可分為同軸和旁軸兩種。其中，旁軸熔絲增材制造的平臺(tái)易于搭建，但熔敷過(guò)程受送絲方向性的限制，因此旁軸熔絲增材制造的試件不能滿足熔敷層尺寸和性能各方向的一致性，且對(duì)光絲的相對(duì)位置要求嚴(yán)格，成形過(guò)程控制更為復(fù)雜，其工作原理和激光熔絲焊接相似，如圖3[8-9]所示。

圖3 旁軸激光熔絲沉積技術(shù)原理及設(shè)備

激光同軸熔絲沉積技術(shù)由于絲材由激光中心送入，克服了旁軸熔絲的上述問(wèn)題，其難點(diǎn)在于激光焊槍的設(shè)計(jì)和制造涵蓋光路、氣路、送絲、冷卻等多種集成耦合，制造難度大。因此，該技術(shù)正處于實(shí)驗(yàn)室階段到市場(chǎng)化的拓展階段，屬于較先進(jìn)的增材制造技術(shù)。圖4[10]顯示了激光同軸熔絲沉積技術(shù)的工作原理和設(shè)備實(shí)物。

圖4 同軸激光熔絲沉積技術(shù)原理及設(shè)備

與SLM和LMD技術(shù)相比，鈦合金激光熔絲沉積技術(shù)送料過(guò)程易于控制，且精度較高，適用于自動(dòng)化生產(chǎn)；不受粉末牌號(hào)的限制，且成本較低，對(duì)熔敷位置的適應(yīng)性更高；絲材熔敷效率遠(yuǎn)高于粉末，且對(duì)環(huán)境的影響較小。鈦合金激光熔絲沉積技術(shù)制造的零件質(zhì)量比SLM技術(shù)稍低，與LMD技術(shù)相當(dāng)，特別適合船舶、車輛、能源等行業(yè)的產(chǎn)品尺寸較大、增材品質(zhì)較高、精度適中、且生產(chǎn)周期較短的產(chǎn)品制造。鈦合金激光熔絲沉積技術(shù)尤其適合首件產(chǎn)品驗(yàn)證、局部修復(fù)、帶筋產(chǎn)品減重等方向的應(yīng)用，同時(shí)可代替疲勞性能要求較高的焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，使用場(chǎng)合廣泛，效益可觀。

2 鈦合金激光增材制造技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

鈦合金SLM技術(shù)、LMD技術(shù)和激光熔絲沉積技術(shù)，是目前金屬增材制造技術(shù)中最具有代表性且應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。除了激光熔絲沉積技術(shù)起步較晚，其他兩種技術(shù)均經(jīng)歷了萌芽期、發(fā)展期和成熟期，很多典型產(chǎn)品已經(jīng)獲得商業(yè)應(yīng)用，而激光熔絲沉積技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室向工程化應(yīng)用過(guò)渡的階段，一些典型的結(jié)構(gòu)件已被制造出來(lái)。

2.1 鈦合金SLM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在SLM設(shè)備的研發(fā)及商業(yè)化進(jìn)程上處于領(lǐng)先地位。1995年，德國(guó)研究機(jī)構(gòu)Fraunhofer提出SLM技術(shù)，并于2002年研制成功。德國(guó)MCPHEK公司于2003年底生產(chǎn)出第一臺(tái)SLM 機(jī)器，利用該機(jī)器加工的工件致密度達(dá)100%，可直接應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。德國(guó)EOS公司是目前全球最大、技術(shù)最為領(lǐng)先的激光粉末熔化增材制造成形系統(tǒng)的制造商，2016 年EOS 推出了EOS M400—4型大尺寸多光束選區(qū)熔化增材設(shè)備。該設(shè)備安裝了四激光系統(tǒng)，激光器功率為400 W，有獨(dú)立的250 mm×250 mm 構(gòu)建區(qū)域，區(qū)域之間有50 mm×50 mm 重疊，將成形效率提升了4 倍。2014年，德國(guó)Concept Laser公司推出X系列機(jī)型1000R，成形尺寸為630 mm×400 mm×500 mm；2015 年該公司又推出了X line 2000R 型多光束3D打印設(shè)備，最大打印尺寸為800 mm×400 mm×500 mm，采用雙激光系統(tǒng)，每個(gè)激光器的功率高達(dá)1 000 W。GE收購(gòu)的Concept Laser和Arcam、進(jìn)入到PBF領(lǐng)域的德國(guó)通快、德馬吉森精機(jī)等公司均推出了商業(yè)版的SLM設(shè)備。圖5是典型商業(yè)應(yīng)用級(jí)別的SLM打印產(chǎn)品（EOS公司產(chǎn)品）。

圖5 SLM技術(shù)制造的典型產(chǎn)品

SLM 技術(shù)打印的產(chǎn)品，組織性能比鍛件差，但比鑄件好，在航空航天（GE發(fā)動(dòng)機(jī)部件）、生物醫(yī)學(xué)（人造關(guān)節(jié)、牙齒等）領(lǐng)域已獲得廣泛應(yīng)用，更典型的產(chǎn)品是美國(guó)空軍利用該技術(shù)制造F-22 戰(zhàn)機(jī)鈦合金支架。該技術(shù)已經(jīng)克服了組織性能、復(fù)雜結(jié)構(gòu)打印等技術(shù)難題，未來(lái)發(fā)展方向是大型化和高效化[11]。

2.2 鈦合金LMD技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

LMD 技術(shù)起步較SLM 技術(shù)晚，美國(guó)率先進(jìn)行該技術(shù)實(shí)用化研究，有關(guān)大型LMD 增材制造技術(shù)研究也主要集中在美國(guó)。1995 年至2005 年間，在美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)研究計(jì)劃署及海軍研究辦公室等部門的資助下，美國(guó)約翰哈普金斯大學(xué)、賓夕法尼亞州立大學(xué)及MTS公司等對(duì)飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件LMD 技術(shù)進(jìn)行大量研究并取得重大進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，1998年MTS 公司獨(dú)資成立從事飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件LMD 技術(shù)研發(fā)和工程化應(yīng)用的AeroMet 公司，與波音、洛克希德·馬丁以及諾斯羅普·格魯曼美國(guó)三大軍用飛機(jī)制造商合作，在美國(guó)空軍“鍛造計(jì)劃”（Air Force’s Forging Initiative）、陸軍制造技術(shù)計(jì)劃（Army’s Mantech Program）、國(guó)防部“軍民兩用科技計(jì)劃”（Dual Use Science and Technology Program）等資助下，致力于飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成形技術(shù)研究及其在飛機(jī)上應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)研究。2000 年9 月，在波音和洛克希德·馬丁公司完成了LMD 制造鈦合金全尺寸飛機(jī)機(jī)翼次承力結(jié)構(gòu)件的研究，構(gòu)件靜強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度達(dá)到飛機(jī)設(shè)計(jì)要求；2001 年為波音公司F/A-18E/F 艦載聯(lián)合殲擊/攻擊機(jī)驗(yàn)證機(jī)小批量試制了發(fā)動(dòng)機(jī)艙推力拉梁、機(jī)翼轉(zhuǎn)動(dòng)折疊接頭、翼梁、帶筋壁板等飛機(jī)鈦合金次承力結(jié)構(gòu)件，其中F/A-l8E/F翼根吊環(huán)滿足疲勞壽命譜4 倍要求，隨后靜力加載到225%也未破壞；2002 年實(shí)現(xiàn)LMD 制造的鈦合金次承力結(jié)構(gòu)件在F/A-18 驗(yàn)證機(jī)上的裝機(jī)應(yīng)用。此外，美國(guó)還其將應(yīng)用于F-22鈦合金接頭的制造，試驗(yàn)結(jié)果表明，其疲勞壽命高出原接頭壽命的兩倍。該技術(shù)還可廣泛用于損傷零件的修復(fù)，包括飛機(jī)腐蝕零部件、航空發(fā)動(dòng)機(jī)磨損等零件的修復(fù)。比如，美國(guó)AeroMet 公司完成了F15 戰(zhàn)斗機(jī)中機(jī)翼梁的檢修，美國(guó)Optomec Design 公司進(jìn)行了T700美國(guó)海軍飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件的磨損修復(fù)，瑞士洛桑理工學(xué)院對(duì)單晶渦輪葉片進(jìn)行了修復(fù)。然而，LMD 技術(shù)制造的鈦合金主承力結(jié)構(gòu)件的疲勞性能不及鍛件，最終未能實(shí)現(xiàn)該技術(shù)在飛機(jī)大型構(gòu)件上的應(yīng)用。但是，具有低成本、短周期、高性能特點(diǎn)的LMD 增材制造技術(shù)仍在美國(guó)航空航天、國(guó)防工業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。另外，德國(guó)通快等公司也相繼推出了LMD 增材制造商業(yè)化裝備。

我國(guó)LMD 增材制造領(lǐng)域研究起步較早，技術(shù)研究及應(yīng)用方面具有良好的基礎(chǔ)，特別是在國(guó)家自然科學(xué)基金“重點(diǎn)項(xiàng)目”、國(guó)家“973”項(xiàng)目、國(guó)家“863”等重要研究計(jì)劃重點(diǎn)支持下，增材制造技術(shù)得以快速發(fā)展。整個(gè)研究工作主要集中于北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、北京有色金屬研究總院、華中科技大學(xué)、清華大學(xué)等單位。國(guó)內(nèi)LMD裝備發(fā)展也比較迅速，以南京煜辰、北京隆源、鉑力特、鑫精合等公司為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)將裝備產(chǎn)品制造尺寸擴(kuò)大至3～5 m。圖6為L(zhǎng)MD技術(shù)在國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)和某戰(zhàn)斗機(jī)鈦合金零部件上的應(yīng)用[12]。

圖6 LMD技術(shù)制造的典型產(chǎn)品

2.3 鈦合金激光熔絲沉積技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，對(duì)鈦合金激光熔絲沉積技術(shù)的研究主要集中在成形工藝探索和典型結(jié)構(gòu)件性能驗(yàn)證方面，還沒(méi)有實(shí)際工程化的應(yīng)用。

2.3.1 鈦合金激光旁軸熔絲沉積技術(shù)

鈦合金激光旁軸送絲沉積技術(shù)由于平臺(tái)搭建相對(duì)容易，國(guó)內(nèi)外多個(gè)機(jī)構(gòu)均對(duì)其有所研究。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的Syed和華南理工大學(xué)孫進(jìn)等研究了送絲方向和位置對(duì)成形質(zhì)量、成形精度、沉積效率以及成形過(guò)程穩(wěn)定性的影響，探索出較為穩(wěn)定的熔絲沉積工藝，獲得了成形良好的增材制造試樣[13-14]。另外，德國(guó)EADS的Baufeld E和英國(guó)諾丁漢大學(xué)的Mok等研究了Ti-6Al-4V 合金激光熔絲增材制造試樣的顯微組織和力學(xué)性能，圖7給出了其單壁墻的成形和截面形貌，可以看出單壁墻成形均勻光滑，由于傳熱方向等的影響，其沉積試件截面組織多為柱狀晶，下層靠近底板部位組織在多次焊接熱循環(huán)作用下呈等軸晶狀態(tài)[15-16]。

圖7 Ti-6Al-4V激光旁軸熔絲增材制造單壁墻成形和顯微組織

哈爾濱工業(yè)大學(xué)的Fu Yunlong 等[17]首次在水下實(shí)現(xiàn)了Ti-6Al-4V 合金激光旁軸熔絲沉積，研究了水下增材制造過(guò)程激光束、水和底板相互作用的機(jī)理，探索了氣流量變化對(duì)沉積層的外觀成形、幾何尺寸、顯微組織和硬度的影響。研究表明，氣體流量為20 L/min時(shí)，沉積過(guò)程穩(wěn)定，成形均勻美觀，綜合力學(xué)性能較好。Ti-6Al-4V 合金水下增材制造原理如圖8所示。

圖8 水下激光旁軸熔絲制造技術(shù)原理

2.3.2 鈦合金激光同軸熔絲沉積技術(shù)

激光同軸熔絲沉積設(shè)備較為復(fù)雜，發(fā)展起步較晚，但由于較好的應(yīng)用前景，逐步成為各研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的焦點(diǎn)。由于分光的原理不同，激光同軸熔絲沉積技術(shù)主要分為三種，即分三光束激光同軸熔絲技術(shù)、多光束集成激光同軸熔絲技術(shù)和分環(huán)形激光同軸熔絲技術(shù)，其原理和熱源分布如圖9[18]所示。德國(guó)的弗朗霍夫研究所(Fraunhofer ILT)在激光同軸熔絲技術(shù)領(lǐng)域基本處于壟斷地位，先后利用分三光束激光同軸熔絲技術(shù)和分環(huán)形同軸熔絲技術(shù)制造了激光同軸熔絲熔敷設(shè)備，并聯(lián)合Precitec 公司推出了商用版的分環(huán)形激光同軸熔絲熔敷設(shè)備。2022年9月，F(xiàn)raunhofer ILT在激光同軸熔絲熔敷技術(shù)方面再獲突破，在分環(huán)形激光同軸熔絲沉積技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出分環(huán)型激光-電弧復(fù)合同軸熔絲沉積技術(shù)——CollarHybrid，其原理和設(shè)備實(shí)物如圖10 所示。在國(guó)內(nèi)，蘇州大學(xué)利用分三光束激光同軸熔絲沉積原理、重慶大學(xué)利用多光束集成激光同軸熔絲沉積原理、華中科技大學(xué)利用分環(huán)形激光同軸熔絲沉積原理分別制造出用于實(shí)驗(yàn)室研究的激光同軸熔絲熔敷設(shè)備[19-21]。

圖9 激光同軸熔絲原理和熱源分布圖

圖10 同軸激光-電弧復(fù)合熔絲沉積技術(shù)原理及設(shè)備

對(duì)于鈦合金同軸熔絲激光打印工藝的研究，德國(guó)弗朗霍夫研究所（Fraunhofer ILT）和勞西茨應(yīng)用技術(shù)大學(xué)、西班牙工業(yè)研究中心（Tekniker）以及法國(guó)波爾多大學(xué)先后開展了TC4鈦合金各規(guī)格焊絲的激光同軸熔絲沉積工藝探索。法國(guó)BeAM Machine公司和德國(guó)Irepa Laser公司利用激光同軸熔絲沉積技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)圓盤形零件和腔體零件的增材制造，如圖11所示[22-25]。重慶大學(xué)利用自主研制的多光束集成激光同軸熔絲沉積設(shè)備，對(duì)TC4合金增材成形工藝和熱循環(huán)過(guò)程進(jìn)行研究；上海產(chǎn)研院利用Precitec分環(huán)形激光同軸熔絲沉積設(shè)備對(duì)直徑1.0～1.6 mm鈦合金絲材進(jìn)行探索，激光器功率3 000 W，熔敷效率可達(dá)5～30 g/min，并已打印直徑60 mm、高度250 mm 的試樣，試樣由600層組成，粗糙度15 μm。此外，西安交通大學(xué)和中國(guó)船舶七二五所均利用Precitec的分環(huán)形激光同軸熔絲沉積設(shè)備進(jìn)行了鈦合金零部件增材制造工藝的探索[26]。

圖11 同軸激光熔絲增材制造典型產(chǎn)品

3 總結(jié)與展望

（1）與傳統(tǒng)鈦合金加工手段相比，鈦合金激光增材制造技術(shù)在節(jié)約原材料、提高生產(chǎn)效率、降低成本以及滿足零部件復(fù)雜性要求方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)代制造技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

（2）鈦合金SLM和LMD增材制造技術(shù)發(fā)展較早，同時(shí)由于其巨大的應(yīng)用情景，得到了各研究機(jī)構(gòu)的重視，技術(shù)發(fā)展已相對(duì)較為成熟，產(chǎn)品已有一定的工程化應(yīng)用。但由于設(shè)備尺寸和粉末原料成本，以及制造零件尺寸的限制，沉積效率較低且成本較高。鈦合金熔絲增材制造技術(shù)有效克服了粉末材料增材制造成本高、效率低的問(wèn)題，隨著激光同軸熔絲增材制造技術(shù)的不斷完善，鈦合金激光同軸熔絲增材制造技術(shù)逐步由實(shí)驗(yàn)室向工程化應(yīng)用，這也是增材制造技術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

（3）目前，鈦合金熔絲增材制造過(guò)程多使用現(xiàn)有的焊絲作為絲材，由于增材過(guò)程的傳熱、導(dǎo)熱和焊接過(guò)程有著明顯的差別，因此開發(fā)針對(duì)增材制造的絲材以調(diào)節(jié)零件的組織和性能，是鈦合熔絲增材制造的又一重要方向。