在激光线沉积中对Ti-6Al-4V合金的流体热力学模拟
Xiang Wang1, Lin-Jie Zhang1, Jie Ning1
1State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, China.
3D printing and additive manufacturing
|August 23, 2023
概括
这项研究使用计算流体动力学来模拟激光线沉积,准确模拟化池的行为和沉积形态. 考虑了反弹压力效应,揭示了液体桥移动过程中形过渡区的形成.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 计算流体动力学的流体动力学.
背景情况:
- 激光线沉积 (LWD) 是一种增材制造工艺,需要精确控制化池动态.
- 了解热传递和流体流动对于优化沉积形态和质量至关重要.
研究的目的:
- 开发和验证激光线沉积中的热传递和流体流动的3D数值模型.
- 调查反弹压力对沉积形态的影响,特别是在液体桥转移模式下.
主要方法:
- 使用3D计算流体动力学 (CFD) 模型来模拟化池.
- 模拟结果通过使用高速成像和沉积形态分析进行实验验证.
主要成果:
- 该CFD模型准确预测了沉积形态,与实验数据有很好的一致性.
- 倒退压被确定为影响化金属流量和沉积形状的关键因素.
- 在液体桥移动期间,在钥匙孔后面观察到一个过渡区域,其特点是沉积高度逐渐下降.
结论:
- 开发的3D数值模型有效地捕捉了激光线沉积中的复杂现象.
- 反弹压力在沉积物形成中发挥着重要作用,导致特定的形态特征,如过渡区.
- 这些发现为控制和改进LWD过程提供了洞察力,特别是关于沉积层中尾部的形成.


