选择性激光熔融技术(Selective laser melting,SLM)是3D打印技术中金属零部件直接成形的关键技术。SLM技术可以实现形状复杂、尺寸精度高、力学性能优异零部件的直接成形,特别适合航空航天难加工部件以及生物医学领域个性化、定制化结构的快速制造。SLM成形过程涉及复杂的材料物理及化学行为,成形机理与铸造等传统工艺存在较大差别,工艺参数复杂,且难以控制。本文面向一款新型SLM成形设备的市场应用需要,开发出一套适合Ti6Al4V合金的SLM成形工艺。针对零件的致密度、力学性能以及表面成形效果等要求,对相关工艺参数进行了优化;针对SLM成形复杂零部件支撑难以设计问题,对支撑的设计原则与方法进行了研究;针对SLM成形工件尺寸精度问题,提出了合理的尺寸补偿模型与配套的补偿方法。主要研究内容为如下几个方面:(1)SLM成形工艺研究。通过单轨道扫描、单层和多层扫描,优化SLM成型Ti6Al4V合金的成形工艺,研究激光功率、扫描速度和搭接量对零件成形性能的影响,获得了较好的填充工艺参数;研究激光功率、扫描速度以及轮廓线条数对零件侧面成形效果的影响,获得了较好的轮廓工艺参数;研究激光功率、扫描速度对工件上下表面成形效果的影响,获得了较好的上下表面工艺参数。(2)SLM支撑工艺与设计方法研究。通过研究激光功率与扫描速度对支撑成形稳定性与强度影响,获得了较好的支撑工艺参数;通过研究SLM成形中支撑处理的位置,获得了支撑添加的原则,再通过研究支撑确保工件成形且去除方便,获得了支撑设计的一般方法。(3)尺寸精度补偿。根据零部件的形状特点,设计出合理的尺寸补偿模型,并给出了配套的补偿方法。用机器烧结尺寸补偿模型,对工件进行后处理再进行测量,验证了尺寸补偿方法满足使用要求。论文通过一系列SLM实验,获得了Ti6Al4V合金优化的填充工艺参数、轮廓工艺参数、上下表面工艺参数以及支撑工艺参数;通过对支撑结构研究,给出支撑添加的意义与设计的原则;通过尺寸精度补偿,确保了工件成形的尺寸精度,成形了具有代表性的生物医疗件和航空航天件。