综述：通过激光定向能量沉积技术对金属零件进行高级修复：工业应用案例的实际综述

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Advanced Repairs of Metal Parts through Laser-Directed Energy Deposition: A Practical Review of Industrial Use Cases

本文系统综述了激光直接能量沉积（L-DED）在金属部件修复中的应用，涵盖工艺配置、材料性能及航空、汽车等多行业案例，提出材料结构分析、工艺对比框架和可持续性展望三大创新，为循环经济目标下的技术发展提供数据支撑。

　　

摘要

本文系统地概述了激光定向能量沉积（L-DED）作为一种修复金属部件的技术方法，该方法通过注入填充材料或涂覆涂层来实现修复。L-DED能够将磨损的部件恢复为可重复使用的部件，从而恢复其功能并延长使用寿命。为了实现未来五年内材料再利用率提高30%的目标，整合各种修复工艺至关重要，这有助于推动向循环经济的转型。本文深入探讨了增材制造在修复和恢复领域的基本原理和应用，介绍了工业中使用的各种L-DED配置，重点关注了修复过程中涉及的过程和材料，并分析了与材料使用相关的潜在问题。同时，文章还探讨了L-DED在航空航天、汽车、船舶、制造业以及石油和天然气等行业的应用实例，并指出了其中遇到的挑战。L-DED在增材制造中的灵活性体现在其能够处理复杂的几何形状，并且常与减材工艺结合使用（即混合制造），这需要额外的后处理步骤，如热处理和热等静压处理。基于这些研究基础，本文提出了三项重要进展：(i) 对L-DED修复性能的系统性分析，区分了实验室研究和实际工业应用中的差异，涵盖了钢材、钛、镍、钴和铝材料系统；(ii) 建立了一个比较框架，将丝材馈送和粉末馈送的L-DED技术与传统的修复技术（如钨极惰性气体焊接、等离子传输弧焊、高速氧燃料涂层和电子束修复）进行对比，指出了它们在速度、分辨率和缺陷控制方面的优缺点；(iii) 对后处理、质量验证和可持续性进行了综合评估，整合了近期案例研究的数据，以量化L-DED在能源效率、材料利用和环境效益方面的表现。这些见解共同为L-DED在可靠且资源高效的部件修复方面的技术成熟度和可持续性提供了数据驱动的视角。