选择性激光熔化成形作为一种增材制造工艺,具有成形复杂零件能力强、材料利用率高、成形尺寸精度好、以及制件力学性能优异等特点,随着不断深入地了解成形过程,有研究者发现伴随着激光扫描会有烟尘产生,并且这会对成形质量造成直接的影响,但关于选择性激光熔化成形设备除尘系统的优化设计及除尘气流对加工的影响,相关研究国内外鲜有。本文旨在系统性地进行与除尘系统相关问题的研究,为除尘系统的设计提供直接的数据支持与思路参考,并通过除尘气流与扫描过程的相关作用研究,为扫描路径的生成策略提供参考。论文主要研究内容及结论如下:(1)探究了不同横截面形状、弯曲形式、弯曲长度、过渡形式、以及分支形式除尘管道的压力损失与气体传输均匀性,发现圆形截面较矩形截面出口气流更均匀压力损失也更小,弯曲长度越长且距离弯曲后截面更远的出口气流更优,应用时选择弯曲长度和弯曲后距离为管路弯曲边长度2倍即可,截面过渡长度应不应该小于管路截面直径或较长边。(2)测定了用于选择性激光熔化成形的常见金属粉允许的除尘气流临界流速,其中密度具有代表性的模具钢18Ni300粉末材料临界流速约为3.0m/s,钛合金TC4粉末材料临界流速约为2.4m/s,铝合金AlSi10Mg粉末材料临界流速约为1.6m/s。(3)结合已有研究提出的除尘流场理想条件,针对不同成形幅面的选择性激光熔化设备,分别验证或提出了适用于中小型、大型、超大型成形尺寸设备的除尘装置——对置吹吸式除尘系统、中间分流式除尘系统、以及移动式除尘系统。(4)通过单道成形形貌观察和制件拉伸实验,研究了不同激光扫描方向与除尘气流方向夹角对成形质量的影响,对比了12组不同夹角时单道成形质量、制件力学性能和拉伸件断口形貌。分析发现,当激光扫描方向与除尘气流方向一致且气流流速接近扫描速度时由于烟尘累计而使成形质量变差,生成扫描路径时应该尽可能避免此种情况。