Моделирование формирования дорожки сканирования в процессе селективного лазерного сплавления стали 316L

Селективное лазерное сплавление (СЛС) – это один из процессов аддитивного производства, который позволяет изготавливать сложные детали с высокой точностью путем плавления порошка слой за слоем с использованием лазерного излучения (ЛИ). Целью данного исследования является изучение влияния различных параметров ЛИ на размеры ванны расплава в образце. Для этого изменяются такие параметры ЛИ, как мощность, скорость сканирования и диаметр фокусного пятна. Исследования проводятся с использованием, как численных методов, так и эксперимента. Программное обеспечение COMSOL Multiphysics применяется для моделирования и прогнозирования свойств материалов и поведения системы. По результатам моделирования построены графики зависимостей размеров ванны расплава от изменяемых параметров. При увеличении мощности размеры ванны расплава увеличивались, при увеличении скорости сканирования увеличивалась только длина ванны расплава, а ширина и глубина уменьшались, при увеличении диаметра фокусного пятна размеры ванны расплава сначала увеличивались, а затем начинали уменьшаться. Экспериментальные данные, полученные путём измерения размеров ванны расплава при различных настройках расширения луча, соответствуют результатам, полученным с помощью моделирования. Это исследование помогает лучше понять процесс СЛС и может быть использовано для оптимизации параметров обработки с целью достижения желаемых свойств образцов.