采用激光粉末床熔融技术制备不同截面与截面尺寸的长直流道试样以及复杂流道产品。研究结果表明，当流道截面尺寸小于2 mm时，激光粉末床熔融成形后流道的收缩而对残余粉末进行挤压，这将导致流道内残余粉末难以完全清除。此外，随着流道截面的增大，圆形流道上表面结合处呈现出表面质量变差的现象，而屋脊形截面流道由于倾斜角度保持不变而呈现较好的成形质量及尺寸精度。激光深穿透至非成形区粉末是造成流道上部区域粘附粉末颗粒的重要原因，而通过磨粒流、高压气流及水流等方式可以对其去除。结果表明，基于激光粉末床熔融技术设计与成形的复杂流道散热元件经X射线检测和计算机断层成像检测均无裂纹及残余粉末，并通过了2 MPa压力、保压5 min的耐压检测。最后，初步构建了复杂流道类构件的“设计—成形—检测”一体化流程。

钛合金具有优异的综合性能而被广泛应用于航天、航空、化工、海洋等领域。采用激光熔化沉积技术制备TC4钛合金，研究了成形设备最优光粉匹配，建立了基于熔覆层宏观形貌、稀释率、形状系数等约束条件的成形工艺参数优选方法，通过建立熔覆层临界搭接率模型并通过单因素试验，获得了熔覆层搭接率优选范围。采用优选的工艺参数组合进行TC4钛合金成形，并对其组织和性能进行评价。结果表明：TC4钛合金沉积态低倍组织主要由外延生长的粗大β柱状晶和连续晶间α相组成，其晶内组织主要为针状马氏体α′相，扫描电镜下微观组织内部弥散分布颗粒状次生α相。沉积态纵向显微硬度略大于横向显微硬度，横向抗拉强度和屈服强度均高于纵向而延伸率略低于纵向。横向拉伸断口表现为沿晶断裂特征，纵向拉伸断口表现为塑性断裂特征。采用优选的工艺参数成形得到的TC4钛合金沉积态力学性能优于SAE AMS 4999A标准规定的性能。

对2Cr13不锈钢粉末进行激光选区熔化成形研究, 开发成形工艺参数, 研究不同工艺参数下熔池凝固行为, 制备显微组织观察试块及力学性能测试试块, 观察成形件显微组织特征并测试成形件布氏硬度、弯曲强度、室温拉伸性能。结果显示, 当成形工艺参数为激光功率200 W、层厚30 μm、光点间距75 μm、曝光时间110 μs、线间距115 μm时, 成形件致密度达99.75%; 显微组织无孔洞, 成形件纵截面熔池搭接形成鱼鳞状形貌; 成形件强度高、塑性差且力学性能表现出各项异性, 横向性能与锻件相近, 纵向性能较弱。

采用激光增材制造技术制备了05Cr15Ni5Cu4Nb沉淀硬化不锈钢板件, 分析了沉积态、调整态、固溶态组织经时效热处理后的显微组织、析出相及力学性能, 并优化了热处理工艺。结果表明: 沉积态组织主要由外延生长的柱状晶组成, 柱状晶内包含多个胞状枝晶, 枝晶间存在残余铁素体, 沉积态组织抗拉强度为1128.5 MPa。经时效热处理后, 残余铁素体消除, 马氏体板条中弥散分布NbC颗粒和大量纳米级ε-Cu相。与沉积态组织相比, 时效态组织的显微硬度和拉伸强度均有大幅提高, 直接时效态和固溶时效态组织的塑性稍有降低, 但抗拉强度分别达1440 MPa和1367 MPa; 调整时效态组织可获得良好的强韧性配比, 延伸率与抗拉强度分别为16%和1164.5 MPa。