【摘要】：建立了激光選區(qū)熔化(SLM)加工的多層瞬態(tài)熱有限元模型,該模型考慮了隨溫度變化的材料屬性,并通過(guò)將粉末材料的熱物理屬性轉(zhuǎn)換為實(shí)體材料的熱物理屬性來(lái)模擬粉末-實(shí)體的轉(zhuǎn)換過(guò)程,有限元分析結(jié)果與單熔道實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合,驗(yàn)證了該模型的有效性。研究了掃描速度(0.2 m/s,0.4 m/s,0.6 m/s)和激光功率(80 W,100 W,120 W)對(duì)溫度場(chǎng)的影響,并研究了相鄰層之間的鋪粉過(guò)程的冷卻效應(yīng)。結(jié)果顯示,當(dāng)掃描速度越大時(shí),溫度峰值點(diǎn)相較激光光斑中心越偏后,溫度峰值和溫度梯度隨著激光功率的增大或者掃描速度的減小而增大,該研究為SLM加工工藝參數(shù)的選擇提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:A multilayer transient thermal finite element model for laser selective melting (SLM) machining is established. The model takes into account the material properties with temperature variation. The thermal physical properties of powder materials are converted to those of solid materials to simulate the conversion process of powder and solid materials. The results of finite element analysis are in agreement with the experimental results of single melting channel, and the validity of the model is verified. The effects of scanning velocity (0.2 m / s) and laser power (80 W / 100 W ~ (120 W) on the temperature field were studied, and the cooling effect of the powder laying process between adjacent layers was studied. The results show that when the scanning speed increases, the temperature peak value and temperature gradient increase with the increase of laser power or the decrease of scanning speed. The research provides a theoretical basis for the selection of processing parameters of SLM.
【作者單位】： 湖南科技大學(xué)先進(jìn)礦山裝備教育部工程研究中心;華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51405156) 湖南省科技計(jì)劃(2014FJ4265) 湖南省教育廳科研項(xiàng)目(14C0432)
【分類號(hào)】：TG665

【共引文獻(xiàn)】

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3 Bo SONG;Xiao ZHAO;Shuai LI;Changjun HAN;Qingsong WEI;Shifeng WEN;Jie LIU;Yusheng SHI;;Differences in microstructure and properties between selective laser melting and traditional manufacturing for fabrication of metal parts: A review[J];Frontiers of Mechanical Engineering;2015年02期

4 Shuai Li;Qingsong Wei;Yusheng Shi;Zicheng Zhu;Danqing Zhang;;Microstructure Characteristics of Inconel 625 Superalloy Manufactured by Selective Laser Melting[J];Journal of Materials Science & Technology;2015年09期

5 楊永強(qiáng);劉洋;宋長(zhǎng)輝;;金屬零件3D打印技術(shù)現(xiàn)狀及研究進(jìn)展[J];機(jī)電工程技術(shù);2013年04期

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本文編號(hào)：2281412