1、激光成形及修复

激光成形及修复（Laser Forming and Repair）是一种利用激光技术来进行材料成形和修复的过程。它可以通过激光加热和熔化材料，利用材料表面张力和毛细作用使其流动，从而实现对材料形态的改变或修复。

在激光成形过程中，激光束被聚焦在材料表面或者接触的区域上，材料被加热到足够高的温度，超过其熔点或软化温度。激光束的能量使材料迅速熔化或软化，并在激光束移动时控制材料的流动，从而达到所需的形状。

激光修复是一种用于修复受损材料的技术。它可以用于修复金属零件、陶瓷、复合材料等各种材料的缺陷或损伤。在修复过程中，激光被用来局部加热和熔化受损区域，并在冷却后实现对材料的修复。这种修复方式比传统的切割和焊接方法更加精确和非接触，可以最大限度地减少对材料的进一步损伤。

激光成形及修复技术具有高精度、高效率、非接触等特点，在航空航天、汽车制造、电子器件等领域具有广泛的应用前景。它可以用于制造复杂形状的零件和修复受损零件，提高生产效率和降低成本。激光成形及修复还可以用于材料表面处理和纳米制造等方面，为创新材料和新型器件的研发提供支持。

2、选择性激光小梁成形

选择性激光小梁成形（Selective Laser Beam Melting, SLBM）是一种先进的增材制造技术，也被称为3D打印、激光熔化、快速成型等。它利用激光能量将金属粉末逐层熔化和熔实，从而制造出复杂的金属零部件。

SLBM的工作原理是先将金属粉末均匀散布在一个工作台上，然后通过计算机控制激光束的位置和能量，将指定区域的金属粉末瞬间加热至熔点，形成一层凝固金属。工作台下降一定距离，再重新散布一层金属粉末，重复上述步骤，直到最后形成一个完整的三维零件。

SLBM具有以下优势：

1. 可以制造出非常复杂的结构，如内部空腔、细节和微型结构等，难以通过传统制造方法实现的零件。

2. 可以使用多种金属粉末，如不锈钢、钛合金、铝合金等，以满足不同应用的需求。

3. 生产速度快，能够在几个小时内制造出一个完整的零件，节省了制造过程中的时间和成本。

4. 可以减少材料浪费，原理上只会消耗所需的材料，无需额外的切割或加工。

SLBM仍然面临一些挑战，如凝固过程中可能出现的内部应力、气孔和细小裂纹等问题，需要进一步研究和改进。设备成本和材料选择也可能限制该技术在一些行业中的应用范围。但随着技术的不断发展和成熟，SLBM有望在工业制造、航空航天、医疗器械等领域中得到广泛应用。

3、激光冲击成形的原理

激光冲击成形（Laser shock forming）是一种利用激光脉冲的冲击力来改变材料形状的加工方法。其原理如下：

1. 激光脉冲引起材料表面的瞬时加热：当激光脉冲照射到材料表面时，其能量会被吸收并转化为热能，使材料表面快速升温。

2. 材料表面形成蒸汽层：由于激光脉冲的高能量密度，材料表面上的部分液体会迅速蒸发成气态，在表面形成一个高压、高温的蒸汽层。

3. 蒸汽层形成冲击波：当蒸汽层达到足够厚度和压力时，由于蒸汽层内部的高温和压力差，会形成一个高速冲击波。冲击波的压力可以达到几千兆帕（1兆帕=1百万帕斯卡）的水平。

4. 冲击波改变材料形状：冲击波对材料的表面施加了一个巨大的压力，这个压力会引起材料的塑性变形。通过调控激光脉冲的能量和冲击波产生的位置，可以在材料上形成所需的凸台或凹槽形状。

激光冲击成形具有非接触加工、快速加工速度、适用于各种复杂形状的材料等优点，因此在航空航天、汽车制造和石油化工等领域得到了广泛的应用。