探究一种新型热源模型与自适应重划分网格技术以模拟激光粉末床熔融过程并进行实验验证

摘要： 提出了一种基于有限元方法、具有自适应网格重划功能的三维传热模型，用于模拟金属粉末激光粉末床熔融过程中多轨道多层结构的构建，该模型具有更强的计算能力。通过量纲分析确定了热源尺寸与激光参数及合金粉末特性的函数关系。该计算模型用于计算SS316L粉末在多轨道多层构建时不同激光功率与扫描速度组合下的熔池截面。计算结果与相应实验测量值进行了广泛验证。进一步利用该模型评估其预测缺陷（如熔道不连续和相邻轨道/层间未完全熔合）的能力。总体而言，自适应网格重划和提出的热源表达式能在保持模拟多轨道多层激光粉末床熔融结果精度的同时，通过减少计算时间和内存需求显著提升模型性能。