粉末基 LDED 的技术机理如图9所示。

 图9 激光定向能量沉积技术机理 

LDED 将三维模型离散化为二维层类似于 SLM，但 LDED 有可能使用线材或粉末（或两者）作为原料。添加剂材料被输送到熔池中，而不是散布到粉末床上。与LPBF技术相比，LDED技术利用更高的激光功率和更大的激光束尺寸来实现更高的构建效率。此外，LDED非常适用于使用多种材料同步进给的梯度结构制造，以及高性能和高价值部件的修复。然而，使用LDED技术难以制造几何形状极其复杂的零件，这在一定程度上限制了其应用。

由于成形的零件虽力学性能好，但形状精度不高，所以LDED主要用于制造中大尺寸的复杂承重零件。相应地，LDED零件的承载属性大于其功能属性。为了提高航空发动机中复杂结构的效率和功能，例如外壳、压气机或涡轮叶盘，应采用异种或功能梯度材料的结构。飞机上的部件，如关节、起落架、承重框架、超高速飞行器机翼或风舵的单元结构的承重框架，应在减轻重量的同时增加承重能力。通过拓扑优化设计，制造这些结构的复杂性和难度产生了对 LDED 技术的明确需求。此外，对于飞机或航空发动机中具有特殊形状的承重部件，如局部凸台或凸片，采用锻造工艺在制造过程中不仅难以保证局部配置和性能，而且目前的锻造设备无法生产出专为大型飞机设计的超大尺寸钛承重框架。因此，对混合锻造/增材制造和混合锻造/增材连接技术的发展提出了明确要求。

4    金属激光增材制造设备

经济且高效的激光增材制造（LAM）设备是其技术广泛应用的基础。国际上，LPBF设备主要集中在德国、法国、英国、日本和比利时，而LDED设备主要集中在美国和德国。德国比任何其他国家都更早地开始开发 LPBF设备, 其中EOS GmbH公司开发的LPBF设备具有一定的技术优势，部分已用于GE设计的LEAP航空发动机燃油喷嘴的制造上。通过在制造过程中增加监控功能，可以进一步提高产品质量。德国Realizer GmbH 公司开发了一种独特的解决方案，具有全方位的设计和组件堆叠。德国Concept Laser GmbH 公司开发的设备在制造大型部件方面具有显着优势。SLM Solutions Group AG 公司在激光应用和气流控制方面处于领先地位。专业的粉末沉积系统已成为美国3D Systems掌握的技术壁垒，该技术可以制造具有精确细节的组件。英国雷尼绍PLC公司在材料应用的灵活性和更换的方便性等技术特性方面处于领先地位。美国EFESTO公司的LDED设备具有制造大型LAM金属部件的技术优势。它的打印尺寸可达2100mm×1500mm×1500mm。美国Optomec公司开发的LDED设备，配备5轴移动工作台和1500mm×900mm×900mm工作室，最高成形速度可达1.5kg/h。德国企业提供的一体化激光加工系统也是主流的LDED设备。