选区激光熔化(selective laser melting,SLM)增材制造铜锡合金具有优异综合力学性能,并广泛应用于高端制造行业。利用介观数值模拟对新材料CuSn10的SLM成形工艺进行开发优化,基于离散元法(discrete element method,DEM)构建CuSn10粉末...选区激光熔化(selective laser melting,SLM)增材制造铜锡合金具有优异综合力学性能,并广泛应用于高端制造行业。利用介观数值模拟对新材料CuSn10的SLM成形工艺进行开发优化,基于离散元法(discrete element method,DEM)构建CuSn10粉末随机分布的介观尺度模型,考虑粉末随温度变化的热物性参数;通过对CFD软件子程序二次开发,建立射线追踪热源模型,实现对熔池热传导、对流、辐射、蒸发等复杂物理过程的研究。结果表明,表面张力梯度引起的Marangoni对流以及蒸发形成的反冲压力对熔池形貌有很大影响。单道介观数值模拟结果与实验观测熔池、熔道形貌相吻合,线能量密度(line energy density,D_(LE))对SLM成形表面形貌至关重要,D_(LE)在307.7~400.0 J/m时,具有稳定的平直熔道,并在D_(LE)=345.5 J/m时,熔池传热传质稳定、熔道形貌良好,成功制备了高致密度样品。展开更多
文摘选区激光熔化(selective laser melting,SLM)增材制造铜锡合金具有优异综合力学性能,并广泛应用于高端制造行业。利用介观数值模拟对新材料CuSn10的SLM成形工艺进行开发优化,基于离散元法(discrete element method,DEM)构建CuSn10粉末随机分布的介观尺度模型,考虑粉末随温度变化的热物性参数;通过对CFD软件子程序二次开发,建立射线追踪热源模型,实现对熔池热传导、对流、辐射、蒸发等复杂物理过程的研究。结果表明,表面张力梯度引起的Marangoni对流以及蒸发形成的反冲压力对熔池形貌有很大影响。单道介观数值模拟结果与实验观测熔池、熔道形貌相吻合,线能量密度(line energy density,D_(LE))对SLM成形表面形貌至关重要,D_(LE)在307.7~400.0 J/m时,具有稳定的平直熔道,并在D_(LE)=345.5 J/m时,熔池传热传质稳定、熔道形貌良好,成功制备了高致密度样品。
