选区激光熔化金属增材制造中的热物理现象：基础、建模、模拟与实验
应用物理
2019-05-08 v1 计算工程、金融与科学
摘要
在金属材料的众多增材制造(AM)工艺中，就其实现复杂几何形状以及定制微观结构的潜力而言，选区激光熔化(SLM)可以说是最通用的。然而，SLM 工艺的复杂性，以及将粉末和工艺参数与零件性质进行预测性关联的需求，要求进一步发展计算和实验方法。本综述探讨了 SLM 的基本物理现象，并特别强调相关的热行为。模拟和实验方法按照三个主要类别进行讨论。首先，宏观方法旨在回答组件层面的问题，例如考虑 SLM 中普遍存在的残余应力或尺寸畸变效应的确定。其次，介观方法侧重于检测在单个粉末颗粒的介观长度尺度上出现的缺陷，如过大的表面粗糙度、残余孔隙或夹杂物。第三，微观方法研究由 SLM 工艺引起的高温度梯度和极端加热及冷却速率导致的冶金微观结构演变。在所有这三个长度尺度上对物理现象进行考量是必须的，以建立许多应用中实现高零件质量所需的理解，并充分发挥 SLM 及相关金属增材制造工艺的潜力。
引用
@article{arxiv.1709.09510,
title = {Thermophysical Phenomena in Metal Additive Manufacturing by Selective Laser Melting: Fundamentals, Modeling, Simulation and Experimentation},
author = {Christoph Meier and Ryan W. Penny and Yu Zou and Jonathan S. Gibbs and A. John Hart},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.09510},
year = {2019}
}