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龙图腾网获悉清华大学申请的专利高能量利用率激光增材制造方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121624452B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610159360.9，技术领域涉及：B22F10/28；该发明授权高能量利用率激光增材制造方法及系统是由赵沧;陈帅雷;师博设计研发完成，并于2026-02-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本高能量利用率激光增材制造方法及系统在说明书摘要公布了：本发明属于激光增材制造技术领域，公开了一种高能量利用率激光增材制造方法及系统。该方法适用于激光粉末床熔融和定向能量沉积过程，包括如下步骤：通过在一段时间内调整主激光的能量密度功率分布波长范围、引入辅助热源或和改变打印环境，在成形平台上当前沉积层的熔池中促进第一稳态匙孔的形成；对熔池中匙孔的状态进行实时监测，基于监测到的匙孔状态信息对主激光、辅助热源或和打印环境进行动态调整，以切换至并维持第二稳态匙孔，第二稳态匙孔与第一稳态匙孔相同或不同且可根据制造需求在不同的稳态匙孔之间切换；通过逐道、逐层沉积完成增材制造过程。本发明能有效提高激光能量利用率，降低经济成本，改善成形质量。

本发明授权高能量利用率激光增材制造方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种高能量利用率激光增材制造方法，其特征在于，适用于激光粉末床熔融和定向能量沉积过程，包括如下步骤： S1：通过在一段时间内调整主激光的能量密度功率分布波长范围、引入辅助热源或和改变打印环境，在成形平台上当前沉积层的熔池中促进第一稳态匙孔的形成； S2：对熔池中匙孔的状态进行实时监测，基于监测到的匙孔状态信息对主激光、辅助热源或和打印环境进行动态调整，以切换至并维持第二稳态匙孔，所述第二稳态匙孔与所述第一稳态匙孔相同或不同，所述第二稳态匙孔可根据制造需求在不同的稳态匙孔之间切换； S3：重复步骤S1和步骤S2，通过逐道、逐层沉积完成增材制造过程； 步骤S1中，促进所述第一稳态匙孔形成的调节方式包含以下方式中的至少一种，或为以下方式的任意组合：调整主激光器的输出功率、调整主激光的扫描速率、调整主激光的功率分布特性、调整主激光的摆动路径、调整主激光的入射角与偏振、采用波长可调谐的主激光器、引入辅助热源及改变打印环境；且促进过程分为形成所述第一稳态匙孔的第一阶段和第二阶段； 其中，调整所述主激光器的输出功率，包括：在第一阶段时所述主激光器使用较大的输出功率，在第二阶段时所述主激光器逐渐减小输出功率至合适值； 调整所述主激光的扫描速率，包括：在第一阶段时所述主激光使用较低的扫描速率，在第二阶段时所述主激光逐渐增大扫描速率至合适值； 调整所述主激光的功率分布特性，包括：在第一阶段时所述主激光使用高能量集中度的光束分布，在第二阶段时所述主激光逐渐降低光束分布的能量集中度至合适值；所述功率分布特性包括光斑形状、光斑尺寸、峰值功率及其空间分布、功率密度分布、脉冲宽度、脉冲频率、脉冲波形、占空比以及在所述主激光的扫描过程中形成的时空耦合功率分布； 调整所述主激光的摆动路径，包括：在第一阶段时，所述主激光调整摆动路径，以延长激光与材料的作用时间，或和，以提高激光的能量集中度；在第二阶段时，所述主激光调整摆动路径，以逐渐减小激光与材料的作用时间直至合适的值，或和，以逐渐降低激光的能量集中度直至合适的值；所述摆动路径包括直线摆动、锯齿形摆动、三角波摆动、阶梯形摆动、折线摆动、正弦摆动、余弦摆动、圆形摆动、椭圆形摆动、八字形摆动、螺旋形摆动、花瓣形摆动、随机摆动、准随机摆动、自适应摆动、多频叠加摆动、幅度或频率渐变摆动及非对称摆动中的至少一种，或为上述摆动路径的任意组合； 调整所述主激光的入射角与偏振，包括：在第一阶段时所述主激光使用与高激光吸收率相匹配的入射角偏振，在第二阶段时所述主激光逐渐将入射角偏振调整至与低激光吸收率相匹配的合适值； 采用所述波长可调谐的主激光器，包括：在第一阶段时，所述主激光器输出短波长激光，或输出与高激光吸收率相匹配的波长激光；在第二阶段时，所述主激光器逐渐增大激光波长至合适值，或将激光波长逐渐调整至与低激光吸收率相匹配的合适值； 引入所述辅助热源，包括：在第一阶段时所述辅助热源以较大功率开启，在第二阶段时所述辅助热源逐渐减小功率至合适值；所述辅助热源用于增加进入到熔池中的能量输入，所述辅助热源包括同轴激光、旁轴激光、电子束、等离子束、电弧、热灯、热气流加热器、电阻加热器、感应加热器、红外加热器、微波加热器、超声加热器中的至少一种，或为上述辅助热源的任意组合； 改变打印环境，包括：在第一阶段时所述打印环境使用与高激光吸收率相匹配的条件，在第二阶段时所述打印环境逐渐调整至与低激光吸收率相匹配的合适条件；所述打印环境包括气体类型、气体组成、气体温度、气体流速、氧含量、氧分压、腔室压力、腔室温度及材料表面处理与改性中的至少一项，或为所述打印环境的任意组合； 采用在形成所述第一稳态匙孔的第一阶段中使用的一项或多项方式，以在一段时间内增加进入到熔池中的能量输入，或和，以在一段时间内提高进入到熔池中的能量集中度； 采用在形成所述第一稳态匙孔的第二阶段中使用的一项或多项方式，以逐渐减小进入到熔池中的能量输入直至合适的值，或和，以逐渐降低进入到熔池中的能量集中度直至合适的值。

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