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摘要
刮刀倾角对选区激光熔化过程粉末铺展行为有重要影响。本文基于离散元法建立铺粉数值模型，对不同刮刀倾角的铺粉过程及粉层质量进行模拟研究。针对不同的刮刀倾角，提出一个量化指标对粉层铺展的致密度和均匀性进行综合评估，获得刮刀倾角对粉层质量的影响规律。根据颗粒分布及运动特征将粉堆颗粒体系划分为底层区、斜坡区、刮刀影响区和内部区四个区域。针对各区域进行铺粉过程动力学机理的深入研究，包括颗粒运动轨迹和速度场、刮刀前方剪切带、颗粒间力链分布及演化等。研究发现：刮刀倾角小于零时，颗粒体系难以形成完整的环流运动，剪切带较小，流向沉积层的颗粒较少，颗粒间强力链较少，刮刀间隙前方易形成力拱导致颗粒堵塞，进而形成空斑使得沉积层的致密度和均匀性较低。刮刀倾角大于零时，颗粒体系的环流运动较充分，剪切带较大，流向沉积层的颗粒增多，随倾角增大强力链增多，刮刀压实作用增强，有利于沉积层致密度和均匀性的提高。本研究为优化工艺参数、提高粉层沉积质量提供了理论基础。
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