LPBF选区激光熔融增材制造中的介观尺度建模与仿真研究 l Formnext深圳展3D打印发现之旅

| 3DScienceValley · 2022/07/30

数字化、网络化和可持续发展等主题在亚琛增材制造中心的研发工作中发挥着重要作用。3D打印带来的数字化让人类第一次真正能够产生真正的经济净收益的门槛：通过将客户行为与生产者行为同步。以需求为导向，从生产过剩转向需求驱动的生产。

ACAM亚琛增材制造中心看到了3D打印带来的通过个性化、功能为导向的产品、灵活的流程来减少当前人类浪费资源的方式。推动3D打印相关的精益研发与制造，2022年9月14-16日深圳Formnext+PM South China展会期间的discover3Dprinting 3D打印发现之旅论坛，ACAM将携手ACAM U-LINK在中国的合作伙伴：上海交通大学特种材料研究所，上海科技大学智造系统工程中心，为复杂的增材制造导航!

2022年9月15日即将开启发现3D打印之旅-Discover 3D Printing之3D打印中的精益研发与制造，您准备好了吗？

选区激光熔化增材制造中的介观尺度建模与仿真研究

演讲人介绍

翟梓融，上海科技大学 l 创艺学院智造系统工程中心 l 研究员
2009年博士毕业于英国约克大学物理专业。加入上海科技大学前，曾就职于ANSYS中国（担任资深工程师）和GE中央研究院（担任高级科学家）。长期致力于金属增材制造工艺开发，工艺仿真，结构优化等领域的研究与开发。

I 演讲内容简介

选区激光熔化增材制造是一个复杂的物理冶金过程，期间金属粉末随着激光光束的快速移动经历了快速的熔化和凝固过程，并形成具有超高冷却速率(~106K/s)和温度梯度(~105K/m) 这一独特的温度场。由于传热、传质、流动、相变等复杂的物理化学冶金行为发生在极短时间尺度内（~10us），这就导致必须使用昂贵的原位同步辐射实验手段，才能进行高分辨率的熔池流动行为、传热行为以及微观凝固组织形貌的原位观测。即便如此，仅根据获取到的有限的当前片段信息也难以理解不同工艺组合下诱发熔池动力学特征演变的温度历史演化数据。为了解决这一难题，可通过对选区激光熔化制造中的介观尺度建模与仿真的深入研究，解释整个成形过程中的介观动态物理模型作用下的材料行为，为探究选区激光熔化成形过程的物理机理和构件性能预测提供新的研究思路和手段。

翟梓融老师的演讲中涵盖了上海科技大学创艺学院智造系统工程中心选取镍基沉淀强化型高温合金IN738和近α型钛合金TA15为研究对象，基于Flow3D-FVM的有限体积法，实现了对选区激光熔化增材制造熔池演变的多相流-多场过程的高保真仿真。结合实验结果，探索了不同工艺组合下的单/多层连续扫描单/多道的熔池几何形状、凝固行为、冷却速率和温度梯度，进一步通过Abaqus热固耦合模型，解释了熔池熔化-凝固过程中的热应力演变过程。

I 单位简介

上海科技大学创艺学院智造系统工程中心（Center for Adaptive System Engineering）在材料、物理、自动化控制、计算机科学、电子工程、机械工程等多学科交叉基础上开展研究，聚焦自适应3D打印材料、打印结构设计、打印工艺与系统集成、表面工程、自适应修复、精准检测与自动化、数字装配等领域。通过前瞻性、变革性的基础研究与集成应用创新，打造基于数据、物联网、全制造流程闭环反馈的自适应制造系统，形成可输出的示范性高端智造通用技术平台，致力于于高端制造与设计、创意艺术领域的突破创新。

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