Ti-6Al-4V金属粉末による選択的 レーザー 溶融法の数値解析


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Ti-6Al-4V金属粉末による選択的 レーザー 溶融法の数値解析

研究概要

選択的 レーザー 溶融法(SLM: Selective Laser Melting)は3Dプリンティング技術の一つであり、長年に渡って開発されている。しかし、 レーザー 走査中の高い温度勾配が溶融と再凝固現象を引き起こす可能性がある。その場合、 流体の流れの挙動が重要な役割を担っており、構成要素の最終的な形態を決定する。この研究の主な目的はTi-6Al-4VのSLMの際、一層のパウダーベッドでの流体の流れの挙動を組み合わせた温度発展と熱伝達のシミュレーションを行うための数式モデルを確立することである。

理論 &シミュレーションモデル

SLMプリンター

SLMプリンター

SLM工程

SLM工程

SLM熱伝達モデル

SLM熱伝達モデル

FLOW-3DによるSLMモデル

FLOW-3DによるSLMモデル

シミュレーション結果

100μs

100μs

200μs

200μs

300μs

300μs

400μs

400μs

500μs

500μs

weld3-10

マランゴニ効果

マランゴニ効果あり

マランゴニ効果あり

マランゴニ効果なし

マランゴニ効果なし

結言

  1. 比較から表面の勾配は溶融池と温度分布の形態の決定に支配的である。
  2. 溶融池の最大深さはSLM中の形態変化に依存しており、平均の深さは42μmであった。

  ※資料提供 : 国立成功大学 材料科学技工学学科 台湾 Y.C. Wu, W.S. Hwang 様

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