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Investigation of thermodynamic and hydrodynamic processes governing laser sintering of metal powders

研究控制金属粉末激光烧结的热力学和流体力学过程

基本信息

批准号：
222171465
负责人：
Professorin Dr. Tatiana Gambaryan-Roisman
金额：
--
依托单位：
Institut für Technische Thermodynamik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2012
资助国家：
德国
起止时间：
2011-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/222171465?language=en
关键词：
Investigation thermodynamic hydrodynamic processes governing

项目摘要

Die Technologie des Selektiven Lasersinterns(SLS) wird für die Fertigung von Werkstücken aus z.B. Metall unter Verwendung eines fokussierten Laserstrahls mittels lokalen Aufschmelzens und anschließendem Erstarrens von Pulver eingesetzt. Dieser Vorgang wird dabei schichtweise durchgeführt. Hierdurch können direkt aus CAD-Daten komplexe Geometrien gefertigt werden. Der SLS-Prozess ist aufgrund der hochkomplexen Vorgänge (Absorption der Laserenergie durch das Metallpulver, Wärmetransport innerhalb des Pulverbettes, Schmelzen, Schmelzströmung,Erstarrung und Strömung in der Gasphase) noch nicht ausreichend erforscht. Das vorgeschlagene Projekt hat die Untersuchung der thermodynamischen und hydrodynamischen Prozesse, die SLS von Metallpulvern steuern und beeinflussen, zum Ziel. Der Kern des numerischen Berechnungsmodells besteht aus der CFD-Simulation des Wärmetransports, des Phasenwechsels und der Hydrodynamik im Pulverbett während des Sinterns. Die Wechselwirkung zwischen Laserstrahlung und Werkstoffpulver wird in einem separaten Berechnungsmodell behandelt. Die Einflüsse der Pulvermaterial und Pulverkorngröße innerhalb des Pulverbettes, der Laserleistung, der Laserpulsfrequenz sowie der Belichtungsgeschwindigkeit auf die Eigenschaften des erstellten Bauteils werden quantifiziert. Parallel dazu wird der Einfluss der Belichtungsparameter auf die Bauteilqualität experimentell auf einem kommerziellen SLS-System analysiert. Die erzielten numerischen und experimentellen Ergebnisse werden zwecks Validierung miteinander verglichen.

Die Technologie des Selektiven Lasersinterns（SLS）wird für die Fertigung von Werkstücken aus z.B.金属在聚焦激光辐射下被局部放大，并被放置在粉末上。这个女人会在你离开的时候被人发现的。从复杂的CAD数据中直接得到韦尔登。SLS过程是一个高复杂性的过程（通过金属粉末吸收激光能量，粉末内的能量传输，Schmelzen，Schmelzströmung，Erstarrung和Strömung在气相中），但还没有真正的研究。该项目旨在研究金属粉末的烧结和流体动力学过程，即SLS的烧结和冷却过程。本文的克恩数值模型最好是用CFD模拟的方法来模拟输运、相流和流体动力学。激光辐射和加工粉末的微波辐射将在一个单独的模型中进行处理。粉末材料和粉末颗粒对粉末的影响、激光的影响、激光频率对粉末韦尔登定量的影响。平行数据将对商品化SLS系统分析中的产品质量实验产生影响。这些数字和实验结果可以韦尔登正确。