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| 品牌Flow 3D | 有效期至長期有效 | 最后更新2022-10-27 11:04 |
| 軟件類型CFD軟件 | 適用范圍流體液面模擬 | 系統windows/ios |
| 瀏覽次數768 |
可模擬端到端激光粉末床融合過程
激光功率和速度、掃描路徑、孵化間距、粉末尺寸分布和粉末床填充等工藝參數會影響 AM 構建過程和構建部件的機械性能。通過 CFD 建模，研究人員可以了解這些工藝參數對熔池動力學、孔隙形成、凝固和微觀結構演變等基本物理現象的影響。這種數值模型提供了對熔池中流體對流、小孔形成、溫度梯度和凝固速率的深入了解。然后，這些見解可以推動合金工藝窗口的開發，充分利用增材制造的優勢。
基于激光的工藝：LPBF
通過 CFD 模擬可以更好地理解和優化 LPBF 過程的許多方面。
粒子散布
LPBF 工藝的第 一步是沉積具有規定層高和所需粉末床密度的某種材料的粉末床。FLOW-3D DEM使研究人員能夠了解粉末擴散和壓實，因為它與粉末尺寸分布、材料特性、凝聚力效應以及幾何效應（如輥子或葉片運動和相互作用）有關。這些模擬可以準確理解工藝參數如何影響粉末床特性，例如填充密度，這將直接影響后續打印過程中的熔池動力學。
在FLOW-3D DEM模擬中生成粉末床后，將其提取為 STL 文件。下一步是使用 CFD 模擬激光熔化過程。在這里，我們模擬了激光束和粉末床的相互作用。為了準確捕捉這一過程，物理包括粘性流動、熔池內的激光反射（通過射線追蹤）、熱傳遞、凝固、相變和汽化、反沖壓力、保護氣體壓力和表面張力。所有這些物理都建立在TruVOF方法之上，以準確模擬這一復雜過程。
一旦熔池軌道凝固，FLOW-3D DEM可用于模擬新粉末層在先前凝固層上的擴散。類似地，然后可以對新的粉末層進行激光熔化，以分析后續層之間的熔合情況。
當用 LPBF 沉積和熔化后續層時，溫度梯度、冷卻速率和凝固將對層之間的熔合、微觀結構和最終零件質量產生重大影響。FLOW-3D AM使研究人員能夠在粉末物理和激光-材料相互作用的熔池規模上運行高保真模擬，以了解由此產生的熔合、熱分布和沉積附加層的固化。此外，研究人員可以查看掃描策略對后續層的影響，以優化激光參數，從而在不影響零件質量的情況下提高產量。
鎖孔過程中如何形成孔隙？這是來自 TU Denmark 的研究人員使用FLOW-3D AM回答的問題。當基材在激光束的作用下熔化時，由于汽化和相變產生的反沖壓力會壓低熔池。由于反沖壓力導致的向下流動和由于激光反射導致的額外激光能量吸收的共存導致失控效應，將熔池轉變為小孔。最終，由于沿鎖孔壁的溫度變化，表面張力導致壁夾斷并導致空隙，這些空隙可能被前進的凝固前沿捕獲，從而產生孔隙。FLOW-3D AM擁有所有必要的物理模型來模擬激光粉末床融合過程中的小孔和孔隙形成。
掃描策略
由于其對溫度梯度和冷卻速率的影響，掃描策略對微觀結構有直接影響。研究人員正在使用FLOW-3D AM探索最 佳掃描策略，以了解軌道之間發生的可能影響缺陷形成和凝固金屬微觀結構的重熔。FLOW-3D AM在為一個或多個激光器實現與時間相關的方向速度方面提供了充分的靈活性。
當用 LPBF 沉積和熔化后續層時，溫度梯度、冷卻速率和凝固將對層之間的熔合、微觀結構和最終零件質量產生重大影響。FLOW-3D AM使研究人員能夠在粉末物理和激光-材料相互作用的熔池規模上運行高保真模擬，以了解由此產生的熔合、熱分布和沉積附加層的固化。此外，研究人員可以查看掃描策略對后續層的影響，以優化激光參數，從而在不影響零件質量的情況下提高產量。
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