影响3D打印零件疲劳性能的因素可归纳为残余应力、表面粗糙度、内部缺陷、各向异性和微观结构不均匀性。这些因素可以通过工艺参数和/或后处理进行改变。大多数研究表明，表面粗糙度对打印态零件的影响为重要。根据零件中缺陷的分布情况，机械加工对疲劳寿命可能有积极影响也可能无影响。对于退火和机械加工的试样，通常内部或表面缺陷在疲劳寿命中起主要作用，这取决于其寿命范围和载荷条件。当通过优化工艺和后处理手段减少缺陷时，微观组织的不均匀性可能会更多地参与疲劳裂纹的萌生。

SLM制造的Ti6Al4V在几种应力水平下，疲劳寿命与测得的Ra的平方根之间的相关性：（a）R=-1载荷，（b）R = 0.1载荷

表面缺陷是造成表面粗糙度的重要原因，其对3D打印零件的疲劳性能非常不利。与内部缺陷相比，表面缺陷会导致更高的应力集中。因为应力梯度的存在，表面上的剪切应力较高，表面缺陷在扭转或多轴疲劳中的作用可能更为关键。几乎所有的研究都显示，粗糙度是几个对打印态试样疲劳性能有主要影响的重要参数。打印态表面的Ti6Al4V试样的疲劳寿命比机械加工后的试样要短4倍，裂纹多起源于表面，而非典型的3D打印缺陷。

金属3D打印零件表面处理后的疲劳性能主要受内部缺陷含量的影响，而内部缺陷含量又取决于加工和后处理条件。通常，由于缺陷的存在，3D打印零件的疲劳强度通常低于锻造材料产品。然而，与锻造材料相比，经过热等静压处理具有Z小化缺陷的3D打印试样具有同等甚至更好的疲劳强度；与铸造材料相比，经优化工艺和去应力的3D打印试样也具有同等甚至更好的疲劳强度。

锻造和经热等静压处理的SLM制造TC4合金的全反向轴向疲劳试验的叠加结果

3D打印零件经表面加工处理后，裂纹萌生点会转移到亚表面缺陷，而内部缺陷是高周疲劳的主要失效机制。对于裂纹萌生发生在极短寿命内的内部孔隙的情况，可观察到过早失效。通过总结在各种研究中观察到的影响3D打印金属疲劳性能的缺陷特征发现，气孔、未熔合缺陷和未熔化颗粒的尺寸、位置、形状、密度、相互作用和取向都会影响疲劳性能。

3D打印零件在微观结构和缺陷方面都表现出各向异性。缺陷取向对疲劳性能的影响对于包含大的未熔合缺陷的试样更为显著，这与诸如由于夹带气体导致的孔之类的更大球形缺陷相反。大的缺陷通常形成在层之间，并且会根据加载方向发生不同的相互作用。各向异性甚至可能导致具有复杂几何形状的大型组件的各个位置处的特性发生变化，因此在打印过程中还需关注零件的摆放方向。

孔径对EBM Ti-6Al-4V疲劳寿命的影响。SN曲线仅显示那些因孔隙而失效的样品

对于气孔和不规则形状的未熔合缺陷（可能含有部分熔融颗粒），后者边缘的高应力集中通常也比前者大，并且在层间拉长，这使得它们对疲劳性能更不利，并导致更高程度的各向异性。与未熔合缺陷不同的是，气孔在不同方向上的分布大致相似，因此不会影响性能的方向性。

激光小孔法应力分析仪可以有效检测3D打印材料表面缺陷的应力集中情况，从而优化工艺参数，减少缺陷，为后处理提供可靠的依据，以改善3D打印零件的疲劳性能，延长零件的使用寿命。

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