增材制造(AM)技术在构建具有几何和材料复杂性的零件过程中起到了非常巨大的作用,但是几乎所有的AM技术,精度和表面质量都不理想。传统的数控加工(CNC)技术具有精度高、表面质量好等特点,能够有效地弥补上述问题,因此由AM和CNC方法结合而成的增减材复合制造(HASM)技术具有广阔的应用前景。本文以覆膜砂作为成型材料,主要开展了如下内容的研究:(1)进行了HASM装备的机械结构设计,包括工业机器人及工具快换装置、增材、减材及物料模块;利用商业化控制器自主开发了控制系统及软件,并完成了姿态调整、坐标变换和加工校准。(2)通过激光单线条扫描实验,确定了光斑直径0.6mm时覆膜砂成型效果较佳;随着激光能量密度的增大,树脂反应的主导地位先为固化后为碳化,成型初强度先升高后降低,在0.090J/mm~2时达到0.33MPa,在0.157J/mm~2时达到峰值0.75MPa;(3)当激光能量密度由0.090J/mm~2提高至0.157J/mm~2时,扫描线宽由0.73mm降低至0.47mm;利用HASM方法可以将覆膜砂表面热影响区厚度控制在±0.1mm以内,表面粗糙度控制在Rz125~160μm之间,且可以明显提高表面强度及微观组织状态。因此,通过合适的HASM工艺可以有效解决由激光能量密度的提高而带来的成型精度及表面质量变差等问题,同时提高了成型强度,打破了强度与精度的矛盾关系。