激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）技术是一种成形精度高、零件细节表达完整的金属增材制造技术,相比其他金属增材制造技术SLM技术成形效率较低。而变光斑扫描方法可以使用大光斑扫描填充提高效率,小光斑扫描轮廓提高精度,能有效提高SLM成形效率并保证精度,但大光斑填充存在热积累严重的问题。依据成形层上热集中情况实时规划扫描路径的动态扫描方法有助于控制成形过程中的温度时空分布,优化大光斑扫描的温度场均匀性,提高成形质量。因此,提出了基于热成像检测的变光斑动态扫描方法,分别从红外热像仪的自动标定、变光斑动态扫描策略、系统软硬件设计和实验验证四个方面对该方法展开研究:为解决红外热像仪安装后由于SLM设备的机械振动、环境温度变化等因素引起光学系统内部相对位置（结构）发生改变（位移和形变）,导致成像位置误差不可控的问题,提出了一种基于多点拟合的动态隐式标定方法,采用激光束照射作为标定热源形成标定网格,修正离焦光束的质心偏移,采用误差检测的方法对初始网格内误差不合格的区域进行细分直至所有区域通过误差检测。与传统标定方法相比,该方法无需标定板,不依赖热像仪与振镜扫描系统的相对位置关系,可实时检测位置偏差并自动完成标定过程,从而在长时间连续加工过程中提供精确的温度场信息用于反馈控制。为解决变光斑扫描策略中常规三维扫描无法保证离焦平面上成形零件尺寸偏差以及光斑尺寸偏差的问题,提出了新型变光斑扫描策略,通过可变焦光斑控制、成形平面出光点坐标修正以及小光斑轮廓偏置等方法,提高了变光斑成形的尺寸精度及表面质量。为解决动态扫描带来的效率损失问题,提出了面向效率优化的动态扫描策略,通过连通区域判断热量集中位置动态优化分区扫描顺序,在损失较少的扫描效率情况下,优化变光斑扫描中大光斑扫描带来的热应力,提高成形质量。在此基础上开发了全新的动态隐式标定模块、变光斑动态路径模块以及实时控制模块,构成新型SLM工艺及控制软件,开展了变光斑动态扫描成形316L不锈钢零件的工艺测试。得到如下结论:提出的变光斑动态扫描方法较常规小光斑体成形效率提高21%,成形面表面粗糙度降低22%,堆积面粗糙度提高18%,极限抗拉强度降低64.2MPa,延伸率提高22%和硬度提高8%;相比无优化的大光斑扫描方法,成形面表面粗糙度降低54%,堆积面粗糙度降低47%,温度场的时空分布更均匀,有效解决热量输入集中问题,残余应力幅值下降约35%,极限抗拉强度提高20.9MPa,延伸率提高4.3%和硬度提高9.5%,验证了所提出扫描方法的有效性和可靠性。上述研究结果表明,使用基于热成像检测的变光斑动态扫描方法可以在有效提高SLM的成形效率的同时保证成形质量。