Simulatie van smeltbadgedrag tijdens additieve fabricageproces voor laserpoederbedfusie

Laserpoederbedfusie (L-PBF) is een van de meest veelbelovende technologie voor additive manufacturing (AM) die de fabricage van metalen componenten met complexe vormen mogelijk maakt. Tijdens het L-PBF-proces wordt een hoogenergetische laser gebruikt als warmtebron om het metaalpoederbed te smelten, waardoor een dunne gesmolten pool van metaal ontstaat, gevolgd door snelle stolling. De kwaliteit en prestaties van de gebouwde onderdelen zijn sterk afhankelijk van de procesparameters. Om een beter begrip te krijgen van de complexe fysische verschijnselen en de relatie tussen procesparameters en kwaliteit van de uiteindelijke onderdelen, is het essentieel om een numeriek model te ontwikkelen om het smeltbadgedrag tijdens het L-PBF-proces te onderzoeken. Deze studie heeft tot doel een CFD-model te ontwikkelen om de warmteoverdracht en vloeistofstroom van het smeltbad tijdens het L-PBF-proces te simuleren, rekening houdend met het vrije oppervlak van het gesmolten zwembad, de terugslagdruk veroorzaakt door verdamping en het Marangoni-effect veroorzaakt door de oppervlaktespanningsgradiënt. . Het model zal verder worden gebruikt om het effect van procesparameters (gekoppeld aan een poederbedverspreidend DEM-model) en oppervlakte-actieve elementen op het smeltbadgedrag en de vorming en beweging van oxide-insluitsels in het gesmolten zwembad te onderzoeken.