Ti6Al4V是典型的α+β双相钛合金,具有出色的比强度,耐蚀性和生物相容性。然而,通过常规加工技术制造的钛合金可加工性较差。因此钛合金的非传统加工技术—激光选区熔化技术（SLM）引起了研究人员的关注,该技术可以制造几何构型高度复杂的成形件。采用SLM工艺技术制造的Ti6Al4V构件目前已广泛应用于注塑模具,医疗设备和航空航天中等各领域中。为满足航天复杂构件对成形质量和精度的严格要求,需要进一步探明SLM构件的优化工艺和各向异性转变原理。因此,本文采用RSM法确定最佳工艺参数,分析表面质量和工艺参数之间的关系,提升构件的表面质量,减少缺陷;设计典型构件进行梯度实验,对尺寸误差进行补偿和校正;研究了热处理前后Ti6Al4V试样中微观组织的各向异性转变与亚结构的关系,主要研究成果如下:（1）通过RSM优化粗糙度和硬度,与机器默认参数相比,材料内部缺陷和气孔明显减少,最后得到维氏硬度为340.1 HV,粗糙度Ra2.98的成形件,对应的工艺参数为激光功率325w,扫描速度1000mm/s和扫描间距120μm。（2）对扫描线长、光斑直径、材料收缩造成的尺寸误差进行校正,得出尺寸和尺寸误差的拟合函数。采用轮廓-实体、实体-轮廓和边缘重熔三种控制方法,配合低功率（150w）、大扫描速度（5m/s）和适当边框厚度（100～150μm）的工艺参数组合提高试样顶面的平整度,有效控制边缘堆积,三种方法中,边缘重熔可以实现Ra6.3以下的表面粗糙度。（3）SLM沉积态试样力学性能表现出明显的各向异性,这是由初生β柱晶粒的定向凝固造成的。在沉积的SLM试样的马氏体晶粒中观察到高密度位错和层状孪晶,在应力集中区域形成了大量孪生位错;热处理后,材料中的精细结构区域的连续片层孪晶区域和位错消失,即在各向异性转变过程中,高密度位错分离到孪晶边界形成亚晶界、转变为网状位错,从而加速了孪晶界处亚晶界的形成,这是初生马氏体转变为精细（α+β）结构的重要机制。（4）通过EBSD发现精细结构的晶体取向关系呈现随机性,马氏体分解时,α板条可穿过初始β晶界,且发生晶粒碎裂和球化。精细（α+β）（长轴长/短轴长:<1μm,<20nm）均匀分布在初生层状α相（>20μm,3～5nm）的间隙中。精细（α+β）区域无法重构为初始β柱状晶粒,表现出随机的晶体取向,减弱了晶体学分布的各向异性。结合力学性能结果可得到结论,热处理调控了组织形貌和种类,生成的精细结构可减弱各向异性使之不影响工业应用。