扫描策略对金属粉末选区激光熔化温度场的影响

针对岛式扫描策略进行三维有限元仿真,并采用蛇形扫描方式进行对比。综合考虑热传导、热辐射和热对流效应,合金材料热物理性能参数与温度的非线性关系及相变潜热的影响,建立了三维瞬态金属选区激光熔化(SLM)有限元模型。分析结果表明,SLM 成形过程中,熔池呈水滴状,前端温度等值线比后端细密。与蛇形扫描方式相比,岛式扫描方式下岛屿边缘会出现温度二次升高现象,试件整体温度场分布均匀,有利于减小应力集中。温度场特点直接影响β相柱状晶的大小,岛式扫描方式更易形成较粗的β相柱状晶。分区扫描对岛屿边界影响较为明显,与岛屿内部相比,相邻的岛屿间搭接质量较差。