研究目的
建立一个全面的数值模型来描述超细粉末激光烧结和熔化过程中的收缩动力学。
研究成果
在超细粉末脉冲SLM加工中，模拟单个激光脉冲是整个SLM加工轨迹的代表性测试问题。主要要求是脉冲之间要有足够的热弛豫时间。铁基超细粉末的烧结主要发生在激光脉冲持续期间。已发现并分析了金属粉末初始过热效应。
研究不足
该模型未考虑熔体中的对流传热以及体扩散率的温度依赖性。计算域会根据粉末致密化过程改变其几何形状，因此需要进行自适应网格细化。
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采用局部粉末收缩细化的有限元法对选择性激光熔化进行数值模拟
DOI：10.1140/epjst/e2019-900100-6
期刊：The European Physical Journal Special Topics
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
已建立脉冲激光退火条件下细晶金属粉末选择性激光熔化（SLM）的数学模型。该模型将加工粉床视为连续介质，其有效热物理性质取决于局部孔隙率。该模型可模拟温度、比焓、局部孔隙率、加工轨迹形貌及厚度的非稳态分布。论文阐述了问题分析的全过程，包括数学建模与数值实现。为考虑烧结与重熔过程中粉末层的收缩，数值模型采用任意拉格朗日-欧拉（ALE）方法，通过自适应网格细化实现有限元网格的质量稳健控制与动态重划分。利用该数值模型研究了脉冲激光加工铁基粉末层时的非稳态热场与局部孔隙率。
作者：
Georgiy A. Gordeev，Vladimir Ankudinov，Evgeny V. Kharanzhevskiy，Mikhail D. Krivilyov
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