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作者:孙一卓;张磊;林峰;梁啸宇;
单位: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;
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。
关键词:液浮粉末床;;温度梯度;;冷却速度;;数值模拟
基金资助:国家自然科学基金原创探索计划项目(52250009)