激光选区熔化316L不锈钢成型过程的模拟分析

作者:马海彬; 马行驰; 刘畅; 吴懋亮; 解瑞雯
来源:热加工工艺, 2022, 51(14): 64-69.
DOI:10.14158/j.cnki.1001-3814.20202792

摘要

激光选区熔化成型技术(SLM)在增材制造领域中有重要的价值。不同参数对其热过程的影响还需进一步研究。本研究在综合了成型过程中一系列复杂的物理化学现象的基础上,建立了SLM成型316L不锈钢的温度场数值模拟模型,研究了激光功率、扫描速率和扫描间距对SLM温度场以及熔池尺寸等的影响,并通过实验验证了模拟结果的可靠性。结果表明:激光功率和扫描间距对于温度场以及熔池尺寸的影响较大,而扫描速度对其影响相对较小;激光功率较小、扫描速率较大或扫描间距较大时,温度场内温度降低,熔池尺寸较小,易形成孔穴类缺陷;通过实验得到,上述条件下试样表面出现未熔融的球化粉末颗粒和孔洞,熔池稳定性降低,成型质量下降;相反条件下,熔池相对稳定,其表面质量改善,但出现少量飞溅物。实验结果与数值模拟结果基本一致,保证了数值模拟结果的准确性。

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