隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)飛行器的性能提出了越來越高的要求。采用高性能的鋁合金結(jié)構(gòu)件尤其是大型整體鋁合金主承力結(jié)構(gòu)件仍然是減輕飛行器結(jié)構(gòu)重量，提高運(yùn)載能力和飛行速度的重要技術(shù)途徑之一。因此高性能鋁合金的材料制備和零件制造新工藝、新方法始終是研究的熱點(diǎn)。激光直接沉積（LMD）具有材料利用率高、產(chǎn)品開發(fā)周期短、適合個(gè)性化零件生產(chǎn)等技術(shù)優(yōu)勢，該技術(shù)為大型整體高性能鋁合金關(guān)鍵金屬零件的低成本、短周期、近凈成形制造提供新的技術(shù)途徑。國內(nèi)外曾開展了激光快速成形鋁合金的工藝、組織演變、力學(xué)性能等研究，但主要集中在激光選區(qū)熔化（SLM）成形工藝研究，對(duì)激光直接沉積（同軸送粉激光熔化沉積）鮮有報(bào)道。
究其原因，主要有以下幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)難題未能有效解決：
（1） 與鋼和鈦合金相比，鋁合金的導(dǎo)熱率更高，而鋁本身激光吸收率低、反射激光率高，在鋁合金激光直接沉積過程中，會(huì)有更多的激光能量通過基體的熱傳導(dǎo)損失掉，降低鋁合金零件成形效率；
（2） 鋼的熱膨脹系數(shù)是鋁合金的一半，鋁合金激光直接沉積過程中的變形和應(yīng)力都較大，需要采取零件變形開裂預(yù)防措施；
（3） 鋁合金在激光直接沉積過程中極易與氧發(fā)生反應(yīng)生成熔點(diǎn)高（2050℃）、相組織穩(wěn)定、密度相對(duì)較高、難以去除的Al2O3。Al2O3氧化層會(huì)在后續(xù)沉積過程中形成夾渣、未熔合等缺陷；
（4） 鋁合金密度低，激光沉積過程中易受到激光轟擊產(chǎn)生粉塵飛濺，一方面使制品產(chǎn)生缺陷，另一方面造成成形腔室粉塵飛揚(yáng)，影響打印環(huán)境；
（5） 鋁合金在熔融的狀態(tài)下，氫在鋁合金的溶解量會(huì)大幅度增加，同時(shí)由于良好的導(dǎo)熱性，在熔池快速凝固的情況下，氫難以逸出，滯留在熔池中形成氣孔；
（6） 鋁合金在激光直接沉積過程中可能造成低沸點(diǎn)合金元素（如Zn、Si等元素）燒損，造成合金成分的變化，影響零件的組織和性能。

頂立科技通過自有技術(shù)，重點(diǎn)解決了旋轉(zhuǎn)霧化制備鋁合金粉體材料微量氧元素控制，低熔點(diǎn)元素?zé)龘p機(jī)理、鋁合金激光直接沉積增材制造過程控形控性機(jī)制、激光直接沉積鋁合金構(gòu)件熱處理組織調(diào)控機(jī)理、零件性能表征及考核驗(yàn)證方法等關(guān)鍵科學(xué)問題；突破超純潔凈專用鋁合金材料制備、自適應(yīng)激光直接沉積增材制造技術(shù)、高性能熱處理等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)大型整體高性能鋁合金構(gòu)件在航空領(lǐng)域的應(yīng)用。