激光选区熔化气氛保护装置的流场分析及优化设计

作者：亢志颖; 刘杰^*; 郑泽锦; 陈敏生

来源：机械设计, 2022, 39(06): 100-107.

DOI：10.13841/j.cnki.jxsj.2022.06.022

• 激光选区熔化
• 气氛保护装置
• ANSYS Fluent
• 流场

气氛保护装置是激光选区熔化设备的一个重要功能单元，它能够为制造高性能的金属零件提供一个低水低氧的保护环境，避免打印过程中出现金属粉末氧化。为了提高气氛保护装置的性能，缩短进气时间，提高流场的均匀性，文中基于SLM280激光选区熔化设备，利用ANSYS Fluent对初始流场进行仿真模拟，通过Ar分布云图和速度矢量图分析得出，涡旋较大、速度分布不均和近壁面的强烈湍流是杂质气体难以排出的主要原因。针对这种情况，设计了不同进气方向，单侧和双侧进气、十字对冲和交错进气的试验方案进行对比。结果表明：采用十字对冲进气达到φ(Ar)100%的时间相比原厂方案缩短了54.6%,进气均匀性提高了8.3%。

• 单位
  机电工程学院; 佛山科学技术学院