同轴送粉式激光增材制造作为金属增材制造的主流技术之一,主要由同轴送粉喷头、激光发生器、多轴数控机床或机器人、控制系统四部分组成。该技术利用高能激光束与金属粉末相互作用时产生的微小熔池,在三维空间无限堆积,从而成形出复杂结构的高性能金属零部件。在成形过程中,为避免熔池氧化,现有技术通常利用喷头内的有限惰性气流对熔池进行保护,或者在密闭成形空间内充装惰性气体。前者不仅保护效果不佳,且易在熔池上方形成烟尘,熔池内产生的飞溅以及气流吹散的多余金属粉末往往也无法有效去除;后者尽管可以有效保护熔池免受氧化,但仍存在烟尘和飞溅无法去除且成本较高的问题。在成形过程中,这些烟尘和飞溅会不断地落在成形层表面,极易影响成形件表面质量,甚至污染激光光路系统,严重时还会使成形件内部产生未熔合、孔隙和裂纹等缺陷,从而降低成形件的疲劳强度等力学性能。为解决上述问题,本文首先借助Siemens NX Unigraphics三维设计软件,设计出不同结构的同轴送粉式激光增材制造用除烟除尘罩,设计原理为向成形区域上方吹入横向惰性气束,从而根据惰性气束所呈现出的阶梯型负压状态,将成形过程中产生的烟尘和飞溅导入惰性气束中并排吸出成形空间。设计的除烟除尘罩主要由除烟除尘罩外壳、进气块、排气块三部分组成。根据伯努利原理,进气块、排气块内部为不同结构的分流片,根据分流片结构的不同,进气块内部为三种结构,分别为横向分流片、无分流片和纵向分流片,且根据流体流动状态的影响因素将进气块的出气口设为均匀分布的多行多列圆形出气孔;排气块内部同样为三种结构,分别为横向分流片、无分流片和纵向分流片,并根据正交实验设计出九种不同结构的进气块-排气块组合的除烟除尘罩方案。借助Ansys Fluent 17.0计算流体动力学（CFD）软件,利用Realizable K-ε湍流模型对上述九种不同结构除烟除尘罩内的气体流动状态进行了模拟,研究了入口压力值为1000 Pa、出口压力值为-3000 Pa的情况下,进气块、排气块内不同的分流片结构对除烟除尘罩内部流场参数的影响规律。主要从除烟除尘罩内不同截面流体的速度云图、速度矢量图和速度大小曲线三方面,对比分析了上述九种结构的除烟除尘罩内流场中横向气流的不同气体流动状态。综合速度云图、速度矢量图和速度分布曲线结果,提出了表征除烟除尘罩内流场的四个关键指标,分别是核心区域气体流速、排气块吸气口前方气体流速、排气块吸气口下方是否出现溢出矢量、A面和B面在核心区域至排气块吸气口前方区域矢量密集程度。根据设计出的九种不同结构的除烟除尘罩所具有的复杂内流道、薄壁、悬臂梁等结构特点,以Al Si10Mg铝合金粉末为原材料,采用选区激光熔化3D打印工艺成形出上述九种不同结构的除烟除尘罩。文中以酒精灯焰为模拟实验对象,针对进气块为横向分流片、无分流片和纵向分流片的除烟除尘罩进行灯焰模拟实验,验证了模拟结果的可靠性。