选区激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)作为增材制造(Additive manufacturing,AM)典型的技术之一,被引进生物医疗领域,但目前该技术仍缺乏相对完整的工艺与性能之间的研究。本论文以医疗应用为研究背景,采用医用钛合金(Ti6Al4V)为成型材料,通过调整工艺参数(扫描速度和激光功率)实现显微组织结构的调控,进而对制件的性能进行调控,得到满足要求的SLM成型的Ti6Al4V制件。主要内容及研究成果如下:(1)力学性能。a.拉伸性能:制件的抗拉强度及屈服强度随着扫描速度的增加而大幅提高,随着激光功率的增加先增大后减小。断后延伸率随着扫描速度和激光功率的增加先增加后大幅度减小。随着扫描速度的增加或激光功率的减小,晶粒细化,制件的抗拉强度及屈服强度增加,断后延伸率降低。在扫描速度和激光功率过低或过高时,制件内部出现孔洞,降低了制件的拉伸性能。通过改变扫描速度和激光功率,对制件的晶粒大小及孔洞缺陷的影响和调节,进而影响和调控制件的拉伸性能。b.硬度:随着扫描速度和激光功率的增加,制件的硬度值先增大后减小。扫描速度过小或激光功率过大时,针状马氏体的分布杂乱无章;扫描速度过大或激光功率过小时,针状马氏体的区域减小。研究表明通过改变扫描速度和激光功率,对制件的晶粒大小、针状马氏体分布及孔洞缺陷的影响和调节,进而影响和调控制件的硬度。c.表面粗糙度:较低和较高的扫描速度及激光功率都会使成型件的粗糙度增大。在扫描速度过低和激光功率过高时,激光能量密度过大,熔道间的搭接率过大,出现过熔的现象;扫描速度过高和激光功率过低时,激光能量密度过小,粉末部分未熔,呈现条虫状。通过改变扫描速度和激光功率,对制件的熔道的宽度及质量的影响和调节,进而影响和调控制件的表面粗糙度。d.疲劳性能:随着扫描速度和激光功率的增加,制件的疲劳寿命先增加后减小。通过改变扫描速度和激光功率对制件的针状马氏体分布、孔洞的缺陷以及表面粗糙度的影响和调节,进而影响和调控制件的疲劳性能。(2)耐腐蚀性。随着扫描速度和激光功率的增加,制件的耐腐蚀性先增大后减小。随着扫描速度的增加和激光功率的减小,晶粒细化,晶间腐蚀加剧,制件的耐腐蚀性降低。在扫描速度和激光功率过低或过高时,制件内部出现孔洞,增加了腐蚀速率,降低了制件的耐腐蚀性。研究表明可通过改变扫描速度和激光功率对制件的晶粒大小及孔洞缺陷进行影响和调控,进而实现对制件的耐腐蚀性能调控。(3)生物性能。随着扫描速度的增加,细胞增殖率先增大后减小,当扫描速度为1200mm/s和1300mm/s时,细胞增殖率较大。与扫描速度相比,激光功率对制件的生物性能影响较小。随着扫描速度的增加和激光功率的减小,晶粒细化,晶间腐蚀加剧,有毒离子的析出增加,生物性能降低。在扫描速度和激光功率过低或过高时,制件内部出现孔洞,增加了腐蚀速率,降低了制件的生物性能。因此,通过改变扫描速度和激光功率,对制件的晶粒大小及孔洞缺陷的影响和调节,进而影响和调控制件的生物性能。