1.体积收缩率过大

由于金属粉末的密度即使在高温压实的状态下仍然比较低，而烧结后将增大，从而造成在相同质量条件下体积的收缩。这种体积收缩现象在选择性激光烧结中并不明显，因为烧结后的零件仍然是强度和密度均较低的多孔金属零件，其密度一般只能达到该金属密度的50%。但是在LENS系统中，体积收缩是一个十分明显且不容忽视的问题，因为在高功率激光熔覆作用下，加工后金属件的密度将与其冶金密度相近，从而造成较大的体积收缩现象。

在LENS中，由于体积收缩过大，要求铺粉厚度必须远大于分层厚度才能保证加工后实体高度误差在较小的范围之内。然而过大的铺粉厚度会引起金属粉末严重迸飞流失，使下一条扫描线上粉末厚度骤减，无法实现连续扫描。

2.粉末爆炸迸飞

粉末爆炸迸飞是指在高功率脉冲激光的作用下，粉末温度由常温骤增至其熔点之上而引起其急剧热膨胀致使周围粉末飞溅流失的现象。发生粉末爆炸迸飞时常常伴有“啪啪”声，在扫描熔覆时会形成犁沟现象，使粉末上表面的宽度常常大于熔覆面宽度两倍以上，从而使相邻扫描线上没有足够厚度的粉末参与扫描熔覆，无法实现连续扫描熔覆加工。

这种粉末爆炸迸飞现象是在高功率脉冲激光熔覆加工中所特有的现象，原因有两个：其一是该激光器一般运行在500 W的平均功率上，但脉冲峰值功率可高达10 kW，大于平均功率15倍之多；其二是脉冲激光使加工呈不连续状态，在铺粉层上形成热的周期性剧烈变化。

3.加工表面质量

在激光扫描熔覆过程中，每一层的表面质量都至关重要，上层加工面总是下一层的基础，所以单层表面的粗糙度以及缺陷直接影响后续加工质量，而其积累结果将决定金属零件的最终生成质量。影响加工表面质量的因素很多。

4.光斑重合率

脉冲激光光斑重合率是指相邻两个脉冲光斑或相邻两条扫描线间的重合程度。当两个相邻光斑完全重合时，重合率为100%；相切时重合率为0；相交时重合率则在0～100%，如图9-30所示。

图9-30　LENS系统结构组成(www.daowen.com)

（a）重合；（b）相交；（c）相切

光斑重合率计算公式如下：

式中，l的长度决定于光斑半径r、脉冲频率f和扫描速度v，当激光脉冲频率f取1 Hz时：

式（9-1）可整理得：

由式（9-2）可以看出，光斑重合率随扫描速度增加而减小、随光斑半径增加而增加。由于光斑重合率的取值范围在0～1，所以要满足下面的关系式：

由上式可以得v＜2r，即扫描速度值必须小于激光光斑的直径。相反，若v＞2r，相邻光斑则完全分离，无法实现连续的熔覆烧结，显然无法生成实体零件。

理论上讲，重合率越大，加工后的表面越均匀，然而过大的重合率会严重影响加工的效率。采用50%的重合率，即相邻光斑以及相邻扫描线之间的距离均取光斑半径长度，既可以保证一定的表面质量，又可以提高加工效率。

5.扫描轮廓线

在LENS中，每一层都要先扫描轮廓线，然后再对轮廓线内部进行扫描填充，这样可保证轮廓清晰，并获得较好的侧表面质量。铺粉后先扫描的轮廓线没有受到粉末爆炸迸飞的影响，但会导致十分明显的边缘凸起现象。解决轮廓线凸起的方法就是不对轮廓线进行扫描，或者先扫描填充线后扫描轮廓线。