精密成形工程

作者：张恒, 余小鲁

单位：安徽工程大学 a.材料科学与工程学院 b.高性能有色金属材料安徽省重点实验室,安徽 芜湖 241000

关键词：316L不锈钢,选择性激光熔化,工艺参数,数值模拟,温度场

基金：安徽省科技计划重点实验室基金（1106C0805011）; 安徽省高校自然科学研究重点基金（KJ2015A239）

目的 解决传统依靠经验获取316L不锈钢选区激光熔化制件最优打印参数耗时久、成本高、精确度低的问题。方法 运用有限元分析方法,构建包含传热方程、边界条件、相变潜热处理等要素的模型,对不同工艺参数下316L不锈钢选区激光熔化过程中的温度场展开研究。研究涵盖单层单道、单层多道及单道多层粉床模型,深入分析激光功率、扫描速度和扫描间距对熔池温度的影响。结果 当激光功率过高或扫描速度较低时,熔池最高温度超过材料沸点,冷却速率绝对值随激光功率和扫描速度的升高而增加。熔池预热范围随激光扫描的进行而扩大,当扫描间距为100 μm时较理想。层数的增加使最高温度上升。模拟结果显示,激光功率200 W、扫描速度900 mm/s是选区激光熔化30 μm层厚316L不锈钢的最优参数组合,与企业现行打印参数基本保持一致。结论 通过有限元分析明晰了工艺参数对316L不锈钢选区激光熔化成形温度场的影响规律,模拟结果与企业实际参数相近,验证了模型的有效性和研究方法的可行性,实现了研究目标,为打印参数优化提供了理论支撑。

来源：2025年第8期

《精密成形工程》期刊编辑部

查看精密成形工程杂志2025年第8期