近等原子比的镍钛(NiTi50)形状记忆合金拥有卓越的形状记忆效应和超弹性,研究发现运用铜原子取代镍原子得到全新原子比例的镍钛铜（Ni-Ti-Cu）形状记忆合金亦具有优越的形状记忆效应且不错的力学性能,是一种具备全面良好性能的智能材料。凭借其优异的功能特性,镍钛铜合金在航空航天、交通运输、生物医学等众多领域中是最有前途的功能性材料之一。然而,镍钛铜合金的成形往往受限于其化学活性高、高强度以及机加工能力差,以至于采用传统工艺制备的镍钛铜合金基本为机构简单的小型零件,这无疑十分限制镍钛铜合金的应用范围以及性能的探索改善。增材制造技术作为一种可以制备几何形状复杂、大尺寸器件的新型加工工艺,给镍钛铜合金的应用带来了更多的可能性。激光同轴送粉增材制造凭借其高沉积效率、零件尺寸自由而被广泛应用,选择激光同轴送粉增材制造可为镍钛铜合金的尺寸提供更多的想象。参考以往关于镍钛基合金的研究,使用激光增材制造制备的镍钛基合金金相中往往会出现柱状晶粗大等问题,同时,制备出的器件力学性能与传统的镍钛基样品相差不大,另外,激光增材制造加工的零件常常存在成形缺陷,这对后期的合金拉伸性能的研究影响巨大。因此,采用激光同轴送粉增材制造制备出成形好、力学性能优异的镍钛铜形状记忆合金具有重要的意义。针对种种可能出现加工缺陷,拟添加微量的亚微米级陶瓷颗粒从控制镍钛铜形状记忆合金形核的角度,在激光增材制造大温度梯度条件下得到等轴晶,抑制粗大柱状晶和热裂纹的出现。在本研究中,我们发现激光同轴送粉增材制造技术不仅可以实现Ni-Ti-Cu合金超大尺寸件的制备,同时也为调控Ni-Ti-Cu合金的Ni/Cu比例、陶瓷孕育剂的选择提供了有效的方法。制备过程中通过单道熔覆成形的观测缩小工艺参数范围,确定激光功率为1000w变化至1500w,扫描速度为300mm/min、400mm/min。多道熔覆的薄壁件显示,部分参数配方样品内部仍存在一些缺陷（如细孔、微裂纹等）,但是整体样品仍然可保持良好的力学性能,同时,能够清晰地测到相变温度,且由于铜元素的加入相变温度有所降低。通过第一性原理计算,用Cu原子替代NiTi50中的Ni原子计算其相关力学性能的变化,得到Cu原子的加入有利于提高Ni-Ti-Cu合金的力学性能,且能清晰地观察到Cu原子比例不同力学性能的变化趋势,这为往后Ni-Ti-Cu合金的比例调制提供了丰富的经验。通过错配度计算选择合适的陶瓷颗粒加入,利用激光同轴送粉增材制造,在单道熔覆调控工艺参数的情况下,成功制备出力学性能良好且尺寸超大的镍钛铜合金,这为制备几何尺寸、力学性能可调控的镍钛铜合金提供了理论和技术基础。