激光沉积制造的表面成形精度与多种因素有关,不仅与主要的工艺参数有关,还会受到成形过程中制件的热分布影响,除此之外,成形过程中还会出现较为普遍的制件表面发生内凹及塌边的现象,均会影响制件的表面成形精度。工艺参数的合理筛选是保证表面成形精度的基础,研究成形过程的热分布规律及表面出现内凹、塌边的现象机理可以为优化成形工艺建立理论基础,进而可以起到表面成形精度控制的作用。介于此,本文做了如下研究工作:首先,采用PSO算法与BP神经网络相结合的方式建立激光沉积制造沉积层形貌尺寸的预测模型,完成了多组单道单层实验,将采集到的数据进行网络训练及验证。验证结果表明,该预测模型具有较高的预测精度,可以方便筛选工艺参数。然后,建立了T型梁的有限元模型,对采用不同扫描策略成形的T型梁进行温度场模拟,完成了激光沉积实验,采用红外热像仪对温度场模型进行了验证,同时使用CCD相机结合专用图像处理软件采集了制件层面熔池宽度,对比分析了不同扫描策略对T型梁热分布及表面成形质量的影响。分析结果表明,采用异侧扫描、变间距扫描及分层冷却扫描策略均可以改善制件层面热分布,进而提高制件的表面成形质量。最后,采用理论分析和实验相结合的方式对矩形块表面发生内凹、塌边的现象做了研究,并给出了解决办法。研究结果表明,激光沉积制造成形过程中随着层数的增加,制件的实际离焦量会变大,制件表面发生内凹、塌边的现象会加剧,严重影响表面成形精度。