激光增材制造技术(又称“3D打印”)采用材料逐层堆积的方法制造实体零件,具有在单台设备上制造出任意复杂形状同质或异质功能结构的潜力,在航空航天、生物工程以及军事等领域具有广泛应用前景。由此,本文提出了以丝材为材料的激光熔丝增材制造技术,在真空环境下,对5356铝合金丝材及Ti-6Al-4V钛合金丝材激光熔丝增材制造的工艺特性进行研究,并使用红外热像仪对其熔丝过程进行实时在线监测。分析各工艺参数对熔覆道表面成形质量、组织、性能的影响,并对其温度场特征进行研究。此外,基于单层单道工艺试验,对钛合金进行薄壁件激光熔丝增材制造试验,研究不同搭接率η条件下,薄壁件成形质量、组织、微区成分及性能;并对薄壁件成形过程中温度累积效应进行分析,为薄壁件成形工艺参数的优化提供技术及理论支持。对于铝合金单层单道激光熔丝而言,研究表明:低扫描速度和送丝速度条件下,熔覆道成形效果较好;基于红外热像数据发现:熔覆道冷却速率随扫描速度的增加而增加,随送丝速度的增加而变小;并对熔覆道宽度及晶粒尺寸进行预测,发现与试验结果一致,进而证明红外热像反馈数据的可靠性。对于钛合金单层单道激光熔丝而言,对比分析发现:钛合金丝材的成形质量明显优于铝合金丝材;由激光功率、扫描速度、送丝速度等工艺参数的正交试验可得:P=180W,Vs=6mm/s,Vf=6mm/s为较优工艺参数组合。基于钛合金单层单道试验,进行钛合金薄壁件试验,结果表明:当搭接率η=36%时,其成形较好。组织分析可得:薄壁件顶部为细而长的针状马氏体?’;中部为的短棒状α相、β相等,其尺寸细小,组织细密排布,且为典型的网篮组织;底部为短而粗的α相及原始β相。性能分析可得:薄壁件顶部和边缘,其显微硬度值较大;扫描方向的抗拉强度高于成形方向的抗拉强度,而塑性低于成形方向。此外,由红外热像数据可以更直观的得到薄壁件温度的热累积效应,研究表明:随着堆积层数的增加,其冷却速率下降。因此,本文的工艺试验为真空环境下激光熔丝增材制造奠定了基础;红外热像实时在线监测可以实现对激光熔丝加热冷却全过程的温度进行监测,为工艺参数的优化提供依据;此外,利用红外热像通过监测冷却速率反馈控制工艺进而实现对显微组织的调控,对激光熔丝增材制造工艺参数实时优化具有重要指导意义。