近日，山东大学机械工程学院金属成形高端装备与先进技术全国重点实验室在国际期刊《Journal of Materials Research and Technology》上发表了一项突破性研究成果——采用环形光束实现了25°悬挑结构的无支撑激光粉末床熔融（LPBF）成形，为航空发动机燃烧室、涡轮叶片等低角度悬挑结构一体化无支撑制造提供了新方法。中航迈特环形光设备MT280及高品质IN718（GH4169）镍基高温合金粉末为该项研究提供关键设备与材料保障。

激光粉末床熔融（LPBF）技术通过逐层铺粉、激光选择性熔化，能够快速制造复杂部件，但45°以下的低角度悬垂部分，传统高斯光束LPBF工艺需要添加支撑结构，以防止热变形及翘曲。对于复杂内腔或批量生产结构而言，支撑拆除及后处理时间和成本大幅增加，严重制约了LPBF的设计自由度与工业应用广度。

该项研究通过环形光束LPBF实现了IN718合金的无支撑制造，并系统研究了高斯光与环形光两种光束形状对25°悬垂结构的微观组织、可加工性及悬垂质量的影响。

结果表明，环形光束具有优异的LPBF可加工性，能够在较宽的工艺窗口内制造全致密IN718零件，并在25°C和650°C条件下表现出相当的拉伸性能。在微观组织方面，环形光束制备的IN718合金晶粒更加细长，其织构指数也显著更高。采用环形光束成功制造了25°悬挑试样，无需添加支撑结构，顶面变形仅为0.18 mm，高斯光束因严重翘曲和变形未能成功制造，且部分试样角度偏差高达8°。

研究成果以《Laser powder bed fusion of a support-free overhang structure using adonut-shaped laser beam》为题，发表于《Journal of Materials Research and Technology》（JMR&T，国际知名期刊）2026年第41卷第148–162页，由山东大学机械工程学院金属成形高端装备与先进技术全国重点实验室团队完成。

研究项目采用中航迈特MT280 LPBF金属3D打印机，该设备成形尺寸为265×265×400 mm，搭载500W双激光系统及可调光束整形模块，光束整形后，其光束轮廓呈现出直径为167 μ m的明显环形能量分布，为本次研究提供了稳定的成形平台支持。

适配更多研究及工业应用场景，MT280持续迭代升级，在光束整形技术配套方面，可集成无级点环光斑能量智调系统，支持高斯光、环形光与点环光无级动态变换，成形一致性与零件质量进一步提升。

研究采用的IN718（GH4169）镍基高温合金粉末，成分均匀、粒径分布集中。在本项研究中，IN718粉末粒径D10、D50和D90分别为19.38、32.44和52.59 μm，化学成分配比精确可控，为获得高致密度、低缺陷、组织均匀的成形试样提供了坚实材料基础，材料试样在25℃和650℃条件下均展现出优良的力学性能，致密度达99%以上。

专注金属3D打印创新发展，中航迈特始终深化产业端与创新端的深度融合，已为山东大学、浙江大学等高校院所多项课题研究提供装备、材料支持，并开展多领域产教研协同创新合作，持续助力我国金属增材制造技术创新生态建设与发展。