液浮粉末床激光增材制造过程温度研究

作     者：孙一卓 张磊 林峰 梁啸宇 SUN Yizhuo;ZHANG Lei;LIN Feng;LIANG Xiaoyu

作者机构：清华大学机械工程系生物制造中心生物制造与快速成形技术北京市重点实验室清洁高效透平动力装备全国重点实验室先进成形制造教育部重点实验室北京100084 

出 版 物：《电加工与模具》 (Electromachining & Mould)

年 卷 期：2024年第4期

页      面：55-60页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金原创探索计划项目(52250009) 

主　　题：液浮粉末床 温度梯度 冷却速度 数值模拟 

摘      要：在激光粉末床增材制造技术中,由于激光的高功率密度和粉末床的低导热性,生产的成形件内存在由快速交变的温度梯度导致的残余应力。使用液浮技术,即用熔融的金属锡代替下层粉末,可实现降低成形件应力和细化晶粒的效果。在考虑温度相关物性参数,对熔池进行简化的条件下,对有液浮情况建立瞬态介观模型,与粉末床情况下进行对比。结果表明:液浮情况下降低温度梯度,可使冷却速度加快约10%。在液浮成形件组织中发现平均尺寸5μm的晶粒,明显小于传统LPBF技术获得组织,验证了冷却速度计算结果。