有效的螺旋激光路径,以最大限度地减少局部加热和无otropic微结构在粉末床融合添加剂制造.
Jeongho Yang1,2, Seong Je Park3, Sang Hoon Kim4
1Additive Manufacturing Innovation Agency, Korea Institute of Industrial Technology, Siheung-si, Korea.
3D printing and additive manufacturing
|December 30, 2024
概括
一个新的螺旋激光路径显著减少了粉末床融合 (PBF) 添加剂制造中的热积累和热变形. 这种优化的路径导致3D打印零件的精度更高,残余应力更少.
科学领域:
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 计算流体动力学的流体动力学.
背景情况:
- 在粉床聚变 (PBF) 中重复激光处理期间的热积累导致高残余应力和热变形.
- 优化激光路径对于管理热分散和减轻这些问题至关重要.
研究的目的:
- 开发和验证PBF增材制造的新型激光路径战略.
- 为了最大限度地减少局部加热,减少3D打印结构中的热变形和残余应力.
主要方法:
- 计算流体动力学 (CFD) 分析使用体积分数方法来模拟热积累.
- 建议和比较一个新的螺旋激光路径与传统的扫描路径.
- 在使用优化螺旋路径制造的悬臂结构上对热变形的实验评估.
主要成果:
- 与一般的重复路径相比,最优的螺旋激光路径将累积温度降低了200.9K.
- 实验测试显示,螺旋路径与单向路径相比,螺旋路径的热变形减少了52.3%.
- 螺旋路径导致了较少的残余应力和更均的微观结构.
结论:
- 拟议的螺旋激光路径有效地减少了PBF中的热积累和热变形.
- 这种优化的激光路径策略提高了增材制造中的精度和材料质量.
- 数字模拟和实验验证证证了螺旋激光路径在PBF过程中的好处.
