氧化铝激光选区熔化温度场模拟

基于ANSYS模拟分析了激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)Al_2O_3陶瓷过程中的温度场,研究了激光功率和扫描速率对熔池热行为的影响,并结合实验验证了模型的可靠性。结果表明:当激光功率由100 W增加到200 W时,熔池的最高温从1 619.02 K增加到3 276.79 K,升温速率极值从2.05×106 K/s增加到4.90×106 K/s;当扫描速率由60 mm/s增加到120 mm/s时,熔池的最高温由2 754.45 K减少到1 980.59 K,而升温速率极值由2.65×106 K/s增加到3.57×106 K/s,降温速率极值由2.15×106 K/s增加到2.63×106 K/s;当扫描速率固定为90 mm/s时,熔池的最高温度是影响降温速率值的直接因素,熔池最高温度越高(激光功率越大),降温速率越大。随着激光功率的增加或者扫描速率的减少,熔池的尺寸逐渐增大。对比实验与模拟数据,发现模拟结果能够说明试样的表面质量和粉末的熔化状态随激光工艺参数而变化的趋势。