激光熔化沉积增材制造构件空间晶粒形态预测方法技术

本发明专利技术提出了一种基于三维绘图模拟的激光熔化沉积增材制造构件空间晶粒形态预测方法，包括以下步骤：步骤一，提取激光熔化沉积增材制造晶粒形态模拟仿真的基本单元；步骤二，根据所提取的基本单元来模拟沉积第1层，按照实际扫描路径进行扫描；步骤三，根据所提取的基本单元来模拟沉积第2至n层，按照实际扫描路径进行扫描。所述方法可提供宏观晶粒形态的预测结果，为构件凝固晶粒形态的主动控制提供基础，进而实现对激光熔化沉积增材制造构件凝固组织和力学性能的主动控制。

Prediction method for spatial grain morphology of laser melting deposition additive manufacturing component

The invention provides a method for predicting the spatial grain shape of a laser melted deposition building material based on 3D drawing simulation, including the following steps: Step 1, the basic unit of the simulation of grain shape simulation of the laser melting deposition material is extracted. Step two, the first layers are simulated on the basis of the basic units extracted. Scanning according to the actual scanning path; step three, simulating the deposition of second to N layers according to the extracted basic units, and scanning according to the actual scanning path. This method can provide the prediction result of the macroscopic grain shape, and provide the basis for the active control of the solidification grain shape of the component, and then realize the active control of the solidification structure and the mechanical properties of the laser melting and depositing materials.

【技术实现步骤摘要】
激光熔化沉积增材制造构件空间晶粒形态预测方法
本专利技术涉及三维仿真模拟
，具体而言，涉及一种基于三维绘图模拟的激光熔化沉积增材制造构件空间晶粒形态预测方法。
技术介绍
现代工业的快速发展致使对金属构件尺寸、结构及性能的要求日益提高，对制造技术要求越来越高；激光熔化沉积增材制造技术突破了“铸造+锻造+机械加工+焊接”传统制造技术成本高、周期长、材料浪费大等限制，在航空、航天、核电、石化、船舶等制造领域拥有广阔的发展前景，近20年来成为研究热点之一，在世界范围内受到高度关注。激光熔化沉积增材制造技术以合金粉末为原料，通过高功率激光原位冶金熔化/快速凝固逐层堆积，直接从零件数字模型一步完成全致密、高性能大型复杂金属结构件的直接近净成形制造。激光熔化沉积增材制造实际上是“逐点扫描-逐线搭接-逐层堆积”的长期循环往复过程，导致其金属构件具有独特的凝固组织，许多报道发现激光熔化沉积增材制造样品中存在上下贯穿的大柱晶，并与由等轴晶和小柱晶上下交替组成的“竹节形”组织在纵向呈周期排列，如图1中所示。激光熔化沉积增材制造构件的凝固组织表现出对工艺参数和工艺过程状态变化的敏感性及复杂多变性，这给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光熔化沉积增材制造构件空间晶粒形态预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，提取激光熔化沉积增材制造晶粒形态模拟仿真的基本单元；步骤二，根据所提取的基本单元来模拟沉积第1层，按照实际扫描路径进行扫描；步骤三，根据所提取的基本单元来模拟沉积第2至n层，按照实际扫描路径进行扫描。

【技术特征摘要】
1.一种激光熔化沉积增材制造构件空间晶粒形态预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，提取激光熔化沉积增材制造晶粒形态模拟仿真的基本单元；步骤二，根据所提取的基本单元来模拟沉积第1层，按照实际扫描路径进行扫描；步骤三，根据所提取的基本单元来模拟沉积第2至n层，按照实际扫描路径进行扫描。2.根据权利要求1所述的激光熔化沉积增材制造构件空间晶粒形态预测方法，其特征在于，所述基本单元是移动熔池的二维形貌特征的熔池纵截面轮廓。3.根据权利要求2所述的激光熔化沉积增材制造构件空间晶粒形态预测方法，其特征在于，所述基本单元是利用金相法获得的激光熔化沉积增材制造构件移动熔池的二维形貌特征，其中所述金相法依据的是在实际工艺过程中的各项工艺参数下得到的真实的第一层第二道垂直于扫描方向的熔池截面金相照片。4.根据权利要求2所述的激光熔化沉积增材制造构件空间晶粒形态预测方法，其特征在于，所述熔池纵截面轮廓包括等轴晶区和短柱晶区的分界线。5.根据权利要求1-4任一项所述的激光熔化沉积增材制造构件空间晶粒形态预测方法，其特征在于，步骤二中，所述根据所提取的基本单元来模拟沉积第1层的过程为：令基本单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤海波，王薇茜，王华明，刘栋，张正钰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11