金属增材制造技术中铺粉过程的离散元数值模拟研究文献综述
2020-08-04 21:40:24
文 献 综 述 摘要:金属增材制造技术作为3D打印技术的一个重要分支,在20余年的发展中取得了显著的进展.文中简要回顾了金属增材制造技术的历史溯源,重点从制件组织结构、制件性能、制件微观缺陷、成形工艺等方面分析了针对钛合金、镍基高温合金等常用材料的增材制造技术研究新进展,探讨了增材制造技术发展所面临的技术问题以及需要重点考虑的发展方向.。
增材制造(Additive Manufacturing,AM)俗称3D打印,是融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础,通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料,按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积,制造出实体物品的制造技术。
相对于传统的、对原材料去除-切削、组装的加工模式不同,是一种"自下而上"通过材料累加的制造方法,从无到有。
这使得过去受到传统制造方式的约束,而无法实现的复杂结构件制造变为可能。
增材制造技术是指基于离散-堆积原理,由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系。
基于不同的分类原则和理解方式,增材制造技术还有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多种称谓,其内涵仍在不断深化,外延也不断扩展,这里所说的"增材制造"与"快速成形"、"快速制造"意义相同。
关键词:增材制造、、离散元法、粉床填充、模拟分析、性能 1.课题研究的意义 增材制造技术由于具有快速成型、不受产品结构限制等一序列优势,被广泛应用于航空航天、汽车、生物医药等行业,成为了一种推动传统制造业转型升级的重要力量。
由于金属材料在工业生产中应用最为广泛,使用增材制造技术制造各种传统制造手段难以加工的金属零部件是增材制造技术的一个重要发展方向。
在金属增材制造过程中,一般先采用铺粉装置将金属粉末置于加工区并形成薄层,进而采用激光/电子束对该薄层进行融化成型,然后,循环铺粉和融化直至形成所需毛胚。
由此可见,铺粉过程中粉层质量(均匀性和粗糙度)对加工的稳定性和最终产品的性能具有决定性的作用。