在使用激光选区熔化技术成形悬垂结构区域时极易产生表面质量差,边缘翘曲变形等严重缺陷。本文针对激光选区熔化成形悬垂结构特征进行仿真分析及工艺研究,通过理论分析,有限元数值模拟与实验验证相结合的方法探寻激光功率、扫描速度等工艺参数对悬垂结构成形特征的影响。对激光在半无限大平面上运动的温度分布函数关系式进行必要的拟合,得出关键加工参数与熔池中心温度的关系式,经计算后得出以下推论:扫描速度大小在2.1a√6)附近时,熔池中心温度对扫描速度与激光功率的敏感性适中,且具有更优的能量利用率,线能量密度可以很好的反映熔池中心温度变化规律。而当扫描速度大小与2.1a√6)相差较大时线能量密度与熔池中心温度变化规律差异较大,在使用线能量密度衡量试验件成形质量时有一定局限性;加工不同材料所需激光功率大小与材料熔点和导热系数成正比,与材料对能量的吸收率成反比。对激光选区熔化成形悬垂结构过程进行有限元数值模拟,观察加工过程中温度场与应力场分布情况及变化规律。研究发现:在激光选区熔化成形悬垂结构过程中,激光扫描悬垂位置时熔池温度值明显高于激光扫描打印件中心位置时熔池温度,成形件与基板接触的边角位置具有最大的残余应力,在竖直方向上,成形件底部边缘位置为拉应力,成形件底部中心位置为压应力,成形件顶部应力分布不明显。悬垂结构位置出现明显变形,在线能量密度不变情况下,激光功率越大,悬垂结构位置变形越大。通过激光选区熔化成形悬垂结构的试验研究,可以得出以下结论:激光选区熔化成形悬垂结构位置时出现明显翘曲变形,并有逐层累积趋势,悬垂区域表面质量较差,侧面粘粉较为严重。打印件晶粒大小在1μm以下,在熔道内部晶粒细小,熔道边缘位置晶粒较大,直径为10μm左右的气孔多分布在熔池边缘附近。悬垂位置气孔数量明显多于内部位置气孔数量。翘曲变形大小与熔池中心温度变化规律类似,当激光功率增大或扫描速度降低时,翘曲变形呈现增大趋势。在线能量密度一定时,激光功率越大,翘曲变形越严重。激光选区熔化成形零件摆放方式对零件成形质量也有一定影响,零件在水平方向力学性能较为稳定,在竖直方向力学性能不稳定,悬垂结构翘曲方向与刮刀运动方向一致时,往往能够得到更好的成形质量。