金屬粉末選區(qū)激光熔化成型過(guò)程溫度場(chǎng)數(shù)值模擬.pdf

1、選區(qū)激光熔化(Selective laser melting，SLM)技術(shù)是選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的一個(gè)重要分支，由于無(wú)需任何工模具、不受零件幾何形狀限制、材料利用率高、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)極大地提高了生產(chǎn)柔性，日益成為先進(jìn)制造技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向.在SLM成形過(guò)程中，激光束在極短時(shí)間（0.5ms-25ms）內(nèi)熔化金屬粉末，金屬熔點(diǎn)高，使得溫度動(dòng)態(tài)變化較大。這些實(shí)時(shí)變化的溫度給直接測(cè)量帶來(lái)了困難。因此，用理論的方法借助有限差分的數(shù)值模擬方法來(lái)

2、研究SLM成形過(guò)程，揭示溫度場(chǎng)的分布情況，為優(yōu)化工藝參數(shù)提供了重要的技術(shù)手段，為SLM技術(shù)提供理論支持。
　　本文探討了選區(qū)激光熔化的成型機(jī)理，介紹了金屬粉末熱物性參數(shù)的計(jì)算方法，并對(duì)熔化潛熱和結(jié)晶潛熱進(jìn)行了細(xì)致的分析，使模擬結(jié)果更加準(zhǔn)確，對(duì)工藝參數(shù)的制定有更好的參考價(jià)值。
　　采用有限差分法進(jìn)行溫度場(chǎng)的模擬，基本思想是：將求解區(qū)域進(jìn)行離散，同時(shí)將求解區(qū)域用網(wǎng)格線的交點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）所組成的點(diǎn)集合來(lái)代替，對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的熱傳導(dǎo)方程

3、的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)用相應(yīng)的差分和差商來(lái)代替，從而在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上形成一個(gè)代數(shù)方程，該方程中包括該節(jié)點(diǎn)和其附近節(jié)點(diǎn)的溫度未知量，求解這些代數(shù)方程組成的方程組就可以得到各節(jié)點(diǎn)的溫度值。使用函數(shù)功能，采用移動(dòng)坐標(biāo)的形式實(shí)現(xiàn)高斯熱源的移動(dòng)，與實(shí)際的激光熔化熱源更接近
　　通過(guò)對(duì)316不銹鋼金屬粉末選區(qū)激光熔化的溫度場(chǎng)的模擬與實(shí)驗(yàn)的比較，得出了制定工藝參數(shù)的幾個(gè)重要依據(jù)：峰值溫度、燒結(jié)深度，燒結(jié)線寬以及在此基礎(chǔ)上計(jì)算產(chǎn)生的重熔程度和搭接率。這些影響因素結(jié)