شبیه سازی اجزاء محدود فرآیند ذوب انتخابی با لیزر برای ساخت یک قطعه نمونه تحت شرایط تکیه گاهی مختلف

روش های ساخت افزودنی و یا چاپ سه بعدی به صورت روزافزون در ساخت قطعات سه بعدی موردتوجه قرار گرفته اند و در سال های اخیر توجه ویژه ای به آن دسته از روش هایی شده است که با مواد فلزی کار می کنند. فرآیند ذوب انتخابی با لیزر یکی از روش های ساخت افزودنی در تولید قطعات فلزی محسوب می شود. این روش، به صورت خاص برای تولید قطعات فلزی که نیاز است بیش از ۹۹ درصد چگال باشند، توسعه داده شد. در این روش، سطح لایه ی پودر فلزی، توسط لیزر، مطابق یک الگوی مشخص اسکن شده و در محل تابش لیزر، یک حوضچه مذاب موضعی (انتخابی) شکل می گیرد که پس از انجماد، یک لایه چگال را نتیجه می دهد. در این پژوهش، شبیه سازی نیمه کوپل ترمومکانیکی فرآیند ذوب انتخابی با لیزر به روش اجزاء محدود در نرم افزار آباکوس انجام می شود. برای شبیه سازی شار متحرک لیزر و بروز رسانی خواص مادی، از پودر به جامد چگال، از قابلیت زیربرنامه نویسی در نرم افزار استفاده می شود. هدف اصلی از این شبیه سازی، بررسی توزیع تنش های پسماند و اعوجاج قطعه ساخته شده به روش ذوب انتخابی با لیزر است. نتایج که برای دو شرط مرزی مکانیکی مختلف ارائه شده است، نشان می دهد هنگامی که کف لایه گیردار است، سطح فوقانی لایه ساخته شده، به صورت مقعر تغییر شکل می دهد و برای حالتی که وجوه جانبی لایه، دارای تکیه گاه های ساده باشند و سطح زیرین آن آزاد باشد، قطعه تاب برمی دارد.

کلیدواژه ها:

Additive Manufacturing ، Selective laser melting process ، Finite element simulation ، Support conditions ، Thermal residual stresses ، ساخت افزودنی ، فرآیند ذوب انتخابی با لیزر ، شبیه سازی اجزاء محدود ، شرایط تکیه گاهی ، تنش های پسماند حرارتی