激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)是一种精密金属增材制造技术,可以有效地制造高性能的多孔结构零件,多孔结构零件由于具有独特的物理特性与优越的机械性能,在工业领域中得到广泛的应用。对于传统的金属过滤器,具有高度设计自由度的SLM技术为其带来了结构优化创新的机会,SLM成型的多孔结构为过滤器提供一种新型的过滤介质。如何充分发挥多孔结构的性能优势是SLM技术在过滤器上应用所面临的重要问题。本课题将基于过滤器工作时的性能需求进行多孔结构的设计,并对多孔结构中的微细支柱进行工艺研究,探索出一套系统的多孔过滤器设计方法与制造工艺。本文主要的研究内容与成果如下:1)SLM成型多孔结构中微细支柱特征工艺研究。归纳SLM成型微细支柱特征的原理约束并对倾斜支柱进行数学参数化分析,为多孔结构的设计及成型提供理论基础。从扫描方式和能量输入等角度对SLM成型微细支柱进行工艺优化,以成型微细支柱的形貌和尺寸精度为指标,结合统计分析等方法,获得优化的扫描策略为螺旋30°扫描策略,以及合适的激光延时参数,并确定低激光功率、低扫描速度和小扫描间距为优选的工艺参数组合。2)网状过滤器的流体动力学仿真以及有限元分析。通过对网状过滤器进行流体动力学仿真,获得了过滤器在工作时流体的压强和流速变化情况,并根据压强数据对网状过滤器进行有限元分析,最终获得过滤器的受力情况以及应力分布,从而确定过滤器的性能需求,提出多孔过滤器的设计要求。3)基于过滤器性能需求的多孔过滤器设计。根据设计要求对多孔结构单元体进行拓扑优化,并对不同孔隙率的拓扑优化多孔结构进行拉伸试验,结果表明拓扑优化多孔结构的抗拉强度在37.5~87.5MPa之间,选择90%孔隙率的拓扑优化多孔结构作为多孔过滤器的过滤介质。4)多孔过滤器的SLM成型与压降-流量性能试验。采用优化的工艺参数和基于工艺参数的光斑补偿策略成型了具有较高尺寸精度的多孔过滤器。通过压降-流量性能试验,表明拓扑优化多孔过滤器具有较好的压降性能。