课题来源为黑龙江省自然科学基金重点项目，发动机技术复杂、难度大，是制约飞机制造业发展的瓶颈问题。涡轮盘是航空发动机涡轮、燃烧室和压气机三大关键部件的核心零件，其性能直接决定发动机的整体性能。随着科学技术的进步，航空发动机的推重比越来越高，涡轮前温度越来越高，同时发动机要求高性能、长寿命、高可靠性、低成本，这些极大地推动了涡轮盘等关键零部件的研究、开发和生产必须在科学技术创新的基础上采用先进材料、先进制造技术和先进设计理念和规范。 激光成形制造是一种清洁绿色制造技术，激光作为一种非接触加工工具优势明显，因而能够完成复杂结构零部件的制造。迎合上述的发展要求，采用SLM技术成形制造发动机高温合金涡轮盘能够推动涡轮盘的结构设计向更加合理高效的方向发展，并且为更为复杂结构的发动机零部件的制造提供技术支持，因而具有SLM技术制造发动机涡轮盘具有良好的应用前景。 课题从高温合金IN718粉末材料到SLM成形机理与缺陷分析，以及成形微观组织分析，再到具体成形工艺的优化及工程零件（涡轮盘）的实际成形，将航空发动机涡轮盘重要应用材料IN718的SLM成形系统地进行了研究，并提供了最优化的成形工艺参数与对应的涡轮盘零件实物。项目研究使SLM成形IN718的实验与理论研究上升到具体的工程零部件的制造，进一步推动SLM技术在航空领域的应用。通过系统的研究，归纳出SLM技术成形基板的调试方案及成形工艺参数测试确定方法，并获发明专利授权，为SLM成形领域的工程化发展做出贡献；研究期间又将SLM成形的微观组织特点与IN718合金的元素成分的构成相结合，最大限度保持SLM成形细晶组织的优良性能，加之以热力学与固相相变理论，提出了SLM专有粉末材料的概念，将SLM制造独立与传统制造之外，建立其自有体系，扩大了其应用领域；自主研制了SLM成形原理样机，为后期的研究提供了硬件平台。 项目达到预期目标后，在项目研究成果的基础上，继续向两个方向发展，一是在不改变成形材料的条件下，将成形零件尺寸不断扩大，进行大尺寸零部件的成形制造，以满足业界对此类零部件的需要；再有就是不断尝试新的难加工材料的成形，解决难加工材料成形和利用难的问题，制造的高性能零部件用以替代原有材料的零部件，提升设备的整体性能。例如航空发动机动力部件采用金属陶瓷及金属间化合物替代原有的高温合金，能够提升其耐热温度，增加发动机的推重比。最终的发展即是不断扩大SLM技术在航空航天领域的应用范围。 项目的经济效益和社会效益产生在发动机关键零部件的快速制造以及SLM技术的大力推广两个方面，突破上述技术将引发高端制造的重大变革。

黑龙江科技大学

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