激光增材制造技术(LaserAdditive Manufacture,LAM)是一种离散分层-逐层叠加的增材制造技术。与常规的车、铣、铸、锻、焊等加工技术相比,激光增材制造技术具有从CAD模型到实物制造周期短、成形件力学性能好、成形精度高、材料利用率高、无需刀具、模具及工装等优势。并且LAM制造相对于产品的复杂性其边际成本为零,也就是说产品越复杂,通过LAM制造来加工就越具备性价比优势。由于LAM工艺在制造过程中几乎不受模具、刀具及工装的限制,使结构设计摆脱了制造工艺的束缚,为结构设计提供了更大的自由度,使构件的功能成为设计的主导,能在最大程度上去除冗余重量,实现功能优先的结构设计。对于航天领域而言,结构减重是永恒不变的主题,结构重量的减轻意味着有效载荷重量的增加、射程的提升、飞行成本的降低及飞行灵活度的改善。然而传统制造方法已将零件减重发挥到了极致,但随着激光增材制造技术与装备技术的发展与成熟,可使结构的优化摆脱制造工艺的束缚,实现最合理的结构分布,从而实现结构减重。同时,LSM技术通过优化零件结构,使零件的应力呈现出最合理化的分布,改善服役性能。本文对欧美在构件整体化、轻量化激光增材制造领域的应用现状的分析展示了该项技术在结构的整体化、轻量化制造中的巨大优势。激光增材制造使基于功能优先的结构优化设计成为可能,有助于充分挖掘结构优化设计所带来的轻量化潜力。研究结果还表明,激光增材流程能够或多或少地减少对制造能力的限制,只有在使用优化工具和特别适用于该制造方法的开发流程时,才能充分发挥激光增材制造的优势。另一方面,采用激光增材制造技术可以制造传统制造方法几乎无法进行生产的载荷特定的复杂结构。对于航天领域而言,采用LAM技术可实现传统制造工艺无法实现结构减重。在LAM轻量化设计领域,重点研究方向为基于LAM工艺自支撑结构拓扑优化设计与三维点阵结构设计。其中基于LAM工艺自支撑结构拓扑优化设计主要是针对现有结构的优化设计,其核心技术结构拓扑优化的理论体系与求解算法已经发展较为成熟,并且,前期LAM的工艺研究也积累了大量的性能数据与制造工艺特性数据,可较快地在航天领域实现工程化应用。而三维点阵结构的设计尚处于起步阶段,目前的研究还处于基础理论研究与原始数据积累阶段。