粉末粒径分布对SLM-GH3536合金熔池形态的影响

激光粉末床增材制造过程通常采用离散元法和计算流体力学相结合的方式对熔融过程进行仿真分析。离散元生成粉末床的质量一定程度上依赖于试验测量的粒度分布数据，通常采用离散的试验测量结果来建立粉末床，不利于对粉末分布形式进行推广。本文针对GH3536合金粉末的激光选区熔化（selective laser melting,SLM）成形过程进行热流耦合仿真，建立了单层单道扫描的三维热流耦合模型。以均匀分布的粉末床为基准，对比了试验测量的离散分布以及近似的对数正态分布粉末床对应的熔池形态差异以及成形效果。结果表明虽然近似的对数正态分布粉末床整体的熔池形貌不如试验分布，但是从外观上看过渡更加均匀，而且仅需要均值和方差信息就可以确定粉末分布形式，这说明近似的概率分布形式虽然与实际情况存在一定差异，但是便于建模和参数分析。此外，本文通过调整激光功率和扫描速度的组合，分析了不同参数组合下熔池轨迹的变化规律。结果表明在能量输入接近的条件下，较低的激光功率和扫描速度具有更好的成形效果。本研究对激光选区熔化成形GH3536合金的仿真建模以及制粉过程有一定的指导作用。