本发明属于钛基复合材料增材制造技术领域，具体涉及一种超声同步辅助激光熔化沉积钛基复合材料的均匀细化方法。本发明将超声装置与激光熔化沉积装置耦合在一起，超声工具头工作时与沉积样品表面接触，接触点与激光束光斑位置之间保持一定距离，超声工具头与基板平面之间保持一定夹角，激光熔化沉积装置与超声装置同处于激光扫描方向上，并保持同步运动；在激光熔化沉积过程中同步开启超声装置，对沉积层进行逐层同步超声处理，直至样品制备完成；利用传递到熔池中的超声波产生声流和空化效应；利用声流效应促进熔池流动搅拌，改善未溶增强相分布均匀性；利用空化效应产生激波破碎枝晶，促进原位增强相细化，最终提高钛基复合材料的力学性能。