选区激光熔化气氛保护风场仿真及优化

Wind field simulation and optimization of shielding gas atmosphere for SLM process

选区激光熔化(SLM)增材制造装备中,气氛保护系统可以降低打印过程中的氧化反应,同时起到去除焊接羽流和带走飞溅物等工艺副产物的作用,是影响打印件成形质量的关键因素之一。针对某型号SLM设备气氛保护风场存在的风速不均匀和烟尘聚集等问题,基于ANSYS Fluent软件建立了其成形仓内气氛保护风场的仿真分析模型,通过改进上下进风口流道结构、优化上下进风风速比及调整上进风口整流角度,研究结果表明改善了成型仓内风场的风速均匀性,减少了烟尘聚集现象,并且实验验证了风场仿真分析及优化的有效性。基于优化后的流道结构及进风设置实现了新设备开发及样件制造试验,所制造零件的孔隙率显著降低。最终,基于该方法实现了多个型号SLM设备的风场仿真及优化。