选区激光熔化Al-Mg-Sc-Zr铝合金成形过程数值模拟

基于Al-Mg-Sc-Zr合金粉末,建立了选区激光熔化(SLM)三维有限元模型,分析了Al-Mg-Sc-Zr合金的SLM成形过程,并进行了试验验证。结果表明:AM Modeler插件能够极大地缩短计算时间,效率提升57%。温度场中,基于AM Modeler插件模拟得到的最高温度比DFLUX用户子程序低365℃,比DFLUX用户子程序模拟结果低;应力场中,AM Modeler插件模拟的残余应力偏高,成形区域的最大残余应力比DFLUX用户子程序模拟结果高45 MPa。AM Modeler插件和DFLUX用户子程序模拟的熔池平均宽度分别为117.06和128.31μm,道次间平均搭接率分别为36.39%和45.15%。相同工艺参数下SLM试样的熔池平均宽度和熔池平均搭接率分别为136.11μm和40.75%。AM Modeler插件和DFLUX用户子程序模拟的熔池宽度与试验结果的偏差为14.0%和5.7%,搭接率与试验结果的分别偏差为10.7%和10.8%。通过DFLUX用户子程序进行Al-Mg-Sc-Zr高强铝合金SLM成形模拟能获得更高的精度,但与AM Modeler插件相比其效率偏低。