NiTi形状记忆合金激光选区熔化成形温度场的数值模拟与试验研究

作     者：贺庆 闫俊霞 区炳显 孟祥伟 He Qing;Yan Junxia;Ou Bingxian;Meng Xiangwei

作者机构：江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 江苏省特种设备安全监督检验研究院国家石墨烯产品质量监督检验中心(江苏)江苏无锡214174 

出 版 物：《应用激光》 (Applied Laser)

年 卷 期：2024年第44卷第1期

页      面：1-10页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：江苏省市场监督管理局科技项目(KJ21125038) 江苏省特种设备安全监督检验研究院科技项目(KJ(Y)2020038) 

主　　题：激光选区熔化 NiTi形状记忆合金 数值模拟 工艺参数 温度场 

摘      要：激光选区熔化(selective laser melting,SLM)成形过程涉及复杂的热量变化与能量传输,使熔池的温度分布与形貌结构发生变化,从而导致成形件性能受到影响。通过有限元ANSYS软件建立三维瞬态模型,研究激光功率与扫描速度对SLM成形NiTi单层多道热行为的影响。结果表明,由于扫描过的区域会对未扫描区域预热,导致前后两条扫描轨迹的峰值温度存在差异,且熔池的峰值温度与尺寸会随激光功率的增大或扫描速度的减小而增大;当激光沿不同路径移动时,激光功率相较于扫描速度对熔池的温度梯度影响更大;结合试验可知,随着功率与扫描速度的增大,显微组织更加均匀,但功率过小或者扫描速度过大,会使NiTi合金成形件组织内产生孔隙、杂质相以及裂纹等缺陷。