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設計了同軸送粉激光3D打印制造實驗系統，對同軸送粉激光3D打印參數進行了優化，對制造過程中產生的激光等離子體的特征進行了分析。主要得出以下結論：
通過粉末流匯聚圖像特征法和沉積層成形特征法等兩種方法對氣體參數進行了優化，通過均勻實驗設計法和回歸分析法對激光參數進行了優化。得到的最佳參數組合為：內層載粉氣體流量4L·min-1，外層輔助氣體流量17L·min-1，激光峰值功率6kw，激光脈沖寬度4.5ms，離焦量8mm。對氣體參數優化方法的對比分析認為，沉積層成形特征法符合激光3D打印過程的實際加工條件，更適合氣體參數優化。
通過對激光等離子體電荷信號、圖像信息分析，可以將激光等離子體的噴發過程分為激發階段、維持階段、衰減階段等三個階段，噴發模式可以分為穩定噴發模式和非穩定模式，其中非穩定模式可以分為兩種類型，分別是主波-副波模式和非均勻主波模式。
通過對比有粉末流和無粉末流兩種情況下的激光等離子體的電荷信號和電子溫度信號，研究了粉末流對激光等離子體的電荷電壓、電子溫度和噴發持續時間的影響，提出粉末流的存在會提高激光等離子體的電荷電壓信號幅值，從而使激光等離子體的噴發強度增加，并縮短激光等離子體的噴發持續時間。
通過改變送粉參數和激光參數，研究了送粉參數和激光參數對激光等離子體的電子溫度、噴發持續時間的影響。研究發現激光等離子體的電子溫度和噴發持續時間隨著內層載粉氣體的增加而增加，隨著外層輔助氣體的增加而增加，隨著送粉量的增加而先增加后減少。激光等離子體的電子溫度隨著掃描速度的增加而先增加后減小、隨著激光脈沖頻率的增加而先減小后增加，隨著激光脈沖寬度的增加而先快速增加后趨于平穩。激光等離子體電子溫度越高、噴發持續時間越長，激光等離子體噴發強度越大，從而影響材料對激光能量的有效吸收，并影響激光3D打印的成形效率和成形質量。
