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摘要:
激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)单道扫描的数值模拟,在数值建模时多采用规则实体模拟铺设的粉末层,通过等效定义材料热物理属性模拟铺设粉末层中粉末与气体共存的情况,难以模拟粉末颗粒的随机性而带来的扫描结果的随机性,且难以分析熔池形貌、内部缺陷的微观衍变过程.针对SLM成形过程中激光功率和单道搭接率对扫描单道和单道搭接质量的影响,以316L不锈钢材料为例,建立SLM首层单道扫描与单道搭接数值模拟模型.SLM的铺粉过程在基于离散单元法的EDEM中建立,并得到数值化的粉床几何模型.SLM的单道扫描与搭接的模拟基于有限体积法,在FLUENT中实现,采用两相流模型与熔化/凝固模型捕捉熔池形貌变化过程,得到不同激光功率和扫描搭接率下成形单道与单道搭接的数值模型.最后结合试验表明了在100?300 W激光功率下成形单道表面形貌与缺陷的形成,当激光功率为100?150W时,单道形貌不规则,且容易形成局部缺陷;在200?300 W功率下,激光功率越大,保证搭接质量的最低搭接率越小,当激光功率为250 W时,应保证单道填充间距不大于0.1 mm.研究成果对SLM工艺参数的调整与优化具有重要的参考价值.
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文献信息
篇名 激光选区熔化单道扫描与搭接数值模拟及试验
来源期刊 机械工程学报 学科
关键词 激光选区融化 数值模拟 单道扫描 搭接
年,卷(期) 2020,(22) 所属期刊栏目 材料科学与工程
研究方向 页码范围 56-67
页数 12页 分类号 TG665
字数 语种 中文
DOI 10.3901/JME.2020.22.056
五维指标
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研究主题发展历程
节点文献
激光选区融化
数值模拟
单道扫描
搭接
研究起点
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引文网络交叉学科
相关学者/机构
期刊影响力
机械工程学报
半月刊
0577-6686
11-2187/TH
大16开
北京百万庄大街22号
2-362
1953
chi
出版文献量(篇)
12176
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相关基金
国家自然科学基金
英文译名:the National Natural Science Foundation of China
官方网址:http://www.nsfc.gov.cn/
项目类型:青年科学基金项目(面上项目)
学科类型:数理科学
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