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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.

激光烧结技术 (SLS) 与 Werkstücken aus z.B. Metall unter Verwendung eines fokussierten Laserstrahls mittels lokalen Aufschmelzens and anschließendem Erstarrens von Pulver eingesetzt. Dieser Vorgang wird dabei schichtweise durchgeführt。您可以直接使用 CAD 数据复杂的几何图形。 Der SLS-Prozess ist aufgrund der hochkomplexen Vorgänge（金属粉末吸收激光能量、粉末传输内部部件、气相中的施梅尔森、施梅尔兹斯特罗蒙、Erstarrung 和 Strömung）。 Das vorgeschlagene Projekt hat die Untersuchung der thermodynamics und Hydrodynamischen Prozesse, die SLS von Metallpulvern steuern und beeinflussen, zum Ziel。数字模型的最佳核心是战争运输、相位测量和水动力在 Pulverbett während des Sinterns 中的 CFD 模拟。激光照射和设备粉碎是一种单独的模型。粉末材料和粉末颗粒的内部结构、激光发射、激光脉冲频率以及振动测量的特征是量化的。通过 SLS 系统分析仪对电池质量进行平行实验。数字和实验的验证是有效的。