金屬粉末選區(qū)激光熔化成型過程溫度場數(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)的一個重要分支，由于無需任何工模具、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)點極大地提高了生產(chǎn)柔性，日益成為先進制造技術(shù)的一個重要發(fā)展方向.在SLM成形過程中，激光束在極短時間（0.5ms-25ms）內(nèi)熔化金屬粉末，金屬熔點高，使得溫度動態(tài)變化較大。這些實時變化的溫度給直接測量帶來了困難。因此，用理論的方法借助有限差分的數(shù)值模擬方法來

2、研究SLM成形過程，揭示溫度場的分布情況，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)激光熔化的成型機理，介紹了金屬粉末熱物性參數(shù)的計算方法，并對熔化潛熱和結(jié)晶潛熱進行了細致的分析，使模擬結(jié)果更加準確，對工藝參數(shù)的制定有更好的參考價值。
　　采用有限差分法進行溫度場的模擬，基本思想是：將求解區(qū)域進行離散，同時將求解區(qū)域用網(wǎng)格線的交點（節(jié)點）所組成的點集合來代替，對于每個節(jié)點上的熱傳導(dǎo)方程

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