钛合金是一种典型的轻质材料,具有比强度高、耐蚀性好、综合力学性能优良等特点。薄壁结构是轻量化零件中一种主要的结构特征,采用传统机加工方式成形困难。选区激光熔化（SLM,Selective Laser Melting）是一种基于粉末床的激光增材制造技术,通过高能束激光逐点逐层快速熔化凝固金属粉末直接成形金属零件,为具有薄壁结构的轻量化零件提供了一种有效成形方式。与块状实体结构相比,薄壁结构SLM成形在性能控制、缺陷产生机理方面更复杂。因此,本课题开展钛合金薄壁结构选区激光熔化成形机理及力学性能研究。主要研究内容如下:（1）开展钛合金SLM成形薄壁结构温度场及熔池研究。研究钛合金薄壁结构成形过程中温度场变化规律,建立薄壁结构有限元模型,通过模拟结果与相应工艺参数下的单道扫描实验结果对比,验证模型的准确性。对比不同厚度薄壁结构温度场的异同,分析不同扫描策略对SLM成形薄壁结构温度场的影响规律。研究发现,多道扫描时由于激光扫描当前熔道时对相邻熔道进行重复加热,且扫描下一层时也会对上一层进行加热,有利于热应力的释放,因此薄壁结构壁厚越大,越有利于成形。（2）开展基于SLM工艺的钛合金薄壁结构成形尺寸精度研究。研究不同壁厚、不同摆放位置薄壁结构的可成形性,探究SLM薄壁结构极限壁厚、极限成形高度与壁厚方向的尺寸精度,建立壁厚、摆放位置与薄壁结构极限成形高度的数学模型。研究发现,钛合金薄壁结构随着壁厚的增加,成形高度逐渐增加,壁厚方向的绝对误差逐渐降低。当壁厚达到1 mm及以上时,薄壁结构可成形至设计高度100 mm。壁厚、摆放位置与薄壁结构的极限成形高度是非线性关系。（3）开展基于SLM工艺的薄壁结构力学性能研究。研究壁厚、成形高度对薄壁结构力学性能的影响,探究薄壁结构在不同壁厚、不同成形高度条件下力学性能的各向异性,分析薄壁结构各向异性随壁厚、取样高度的变化规律。研究发现,随着壁厚的增加,薄壁结构的力学性能逐渐提高,相同壁厚下随着成形高度的增加,薄壁结构的力学性能逐渐下降,薄壁结构壁厚越小,取样高度方向的各向异性越大,当壁厚达到1.8 mm时,取样高度方向的各向异性趋于稳定。（4）开展基于SLM工艺的薄壁结构微观组织及缺陷研究。通过金相显微镜、扫描电镜、CT技术探究薄壁结构的缺陷,分析实体、薄壁结构缺陷的来源与差异,揭示实体与薄壁结构力学性能变化的原因。研究发现,实体与薄壁结构的微观组织主要是针状马氏体,微观组织对薄壁结构力学性能影响较小。薄壁结构的缺陷有夹杂粉末孔洞,实体的缺陷是小而球形的气孔,夹杂未熔粉末孔洞缺陷对薄壁结构的力学性能影响较大。