本文在传统的激光选区熔化设备初步设计方案的基础上,针对传统气氛保护系统的能耗大,效率低的问题,从节约实验资源的角度出发,对激光选区熔化气氛保护系统的低效率高能耗,气流均匀性分布不均以及飞溅物等杂质难以排出的问题进行了研究。首先介绍了气氛保护系统的主要部件和基本原理。分析传统的正压式气氛保护系统和负压式气氛保护系统的优缺点。相比较而言,后者不仅进气效率提升很多外,所消耗的惰性气体更少,更能满足设计要求。传统的除氧装置需要定期更换滤芯,利用变压吸附原理,设计了一种除氧净化装置。其能够实现加压吸附氧分子,降压解析氧分子,从而能重复使用。为了缩短进气时间,提高工艺的生产效率,基于汉邦的HBD-280激光选区熔化设备作为实验的优化对象,利用ANSYS FLUENT对其初始流场进行仿真分析,借助速度矢量云图和Ar含量分布云图,发现速度均匀性低,涡旋较大以及近壁面的强烈湍流是导致杂质气体难以排出的主要原因。为解决填充氩气的低效率,设计了水平垂直,单双侧,交错对冲这三组不同进气方向的对比组来研究上进气口的最佳进气方案。结果表明:采用十字对冲方式进气优于其他几种方案,相较于原厂方案,其进气效率提高了54.6%,均匀性提高了8.3%。原厂设备的进气角度无法改变（水平方向,0°）,为研究以不同角度入射的氩气流会对流场产生什么影响,设计了无急回特性的曲柄摇杆机构来控制惰性气流的入射角度。利用步进电机控制其导风叶片,从而控制进气角度。通过对不同角度下的进气效率,涡旋大小和数量,传输飞溅物的能力进行比较。发现以15度的角度进气,氩气流平稳,无较大的湍流发生,气流传输副产物的效率高,轨迹合理。激光打印过程中不可避免的会产生飞溅物,为了避免其影响成型零件的质量。利用ANSYS FLUENT的DPM模型对影响飞溅颗粒传输的三个关键因素进行研究,即飞溅物的初始速度,飞溅物的初始喷射角度和氩气流的流速。研究发现,相较于飞溅物的初始速度和初始喷射角度,氩气流的速度对飞溅传输的影响最大。当氩气流速度从1m/s提高到2m/s时,出口处的飞溅颗粒收集率从56.5%提高到了93%。对下进气口和排气口的宽度及其与粉层平面的距离进行研究,在不影响粉层的稳定性的情况下,提高飞溅传输的效率。将上述优化设计的方案应用到新一代的设备中去,通过打印实验证明了优化方案的可行性。优化后的设备虽然单位时间用气量提高了10.8%,但进气效率实际提升了53.8%,由于缩短了进气时间,实际总用气量反而减少了48.2%。氩气流不但没有对粉床的稳定性造成影响,还能够很好地将飞溅颗粒传输到排气口,打印过程中粉床平面无任何飞溅物等副产物残留。