【技术实现步骤摘要】
一种3D打印材料属性转换与复杂扫描策略实现方法
[0001]本专利技术涉及金属增材制造计算机数值模拟
，尤其涉及一种3D打印材料属性转换与复杂扫描策略实现方法。
技术介绍
[0002]选区激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)技术综合应用了粉末冶金技术、激光技术、计算机辅助设计与制造技术等前沿技术，是增材制造技术的重要分支，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。SLM技术基于分层叠加的思想，即利用高能激光束选择性熔化粉末，从单一熔道逐渐填充成单层截面，再层层粘结堆积，使熔化层固化叠加生成复杂零件。当高能激光束作用于粉末时，粉末迅速熔化形成熔池，而随着激光束的快速远离，熔池快速凝固形成，这种快热和快冷的工艺特性致使介观尺度熔池内形成超高温度梯度，在随后凝固过程中极易产生高残余应力，从而导致零件产生翘曲变形甚至开裂等缺陷。通过调整工艺参数，优化温度分布能有效改善成形质量，但SLM实际打印过程涉及多种复杂的物理化学冶金变化，且加工过程中的三维瞬态温度分布和应力演变很难直接通过实验进行监测，这使得研究...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种3D打印材料属性转换与复杂扫描策略实现方法，其特征在于，包括以下步骤：根据非线性材料的热物性参数，定义非线性材料属性，建立三维模型并进行网格单元划分；根据SLM工艺参数，设置非线性求解选项，对模型边界条件进行稳态初值分析；基于坐标的载荷步求解模块，粉床成形区域冷却至室温，温度场求解结束；导入温度场求解所得数据进行应力分析，应力场求解结束，实现任意复杂扫描路径的快速加载行走。2.如权利要求1所述的3D打印材料属性转换与复杂扫描策略实现方法，其特征在于：所述SLM工艺参数，包括铺粉层厚l、扫描间距h、扫描速度v、激光功率P、层间冷却时间t
in
。3.如权利要求1或2所述的3D打印材料属性转换与复杂扫描策略实现方法，其特征在于：所述设置非线性求解选项，包括完全瞬态积分法、完全牛顿
‑
拉普森法、打开预测校正、自动步长、向后积分、连续性载荷、子步最大迭代次数以及求解器类型。4.如权利要求3所述的3D打印材料属性转换与复杂扫描策略实现方法，其特征在于：所述模型边界条件，包括定义初始环境温度和初始粉末层与基板温度，施加粉末层及基板与气氛之间的复合对流换热载荷。5.如权利要求4所述的3D打印材料属性转换与复杂扫描策略实现方法，其特征在于：所述基于坐标的载荷步求解模块，建立关于扫描路径坐标的三维数组AP:[a,b,c]，其中P表示第P层，a表示在P层扫描轨迹的道数，b＝1或2，分别表示每道扫描轨迹的起点和终点坐标，c＝1或2，分别表示每个坐标点在该层平面位置的横坐标(x)和纵坐标(y)。6.如权利要求5所述的3D打印材料属性转换与复杂扫描策略实现方法，其特征在于：所述建立关于坐标的三维数组AP的基础上，利用循环控制命令，定义最外层循环控制Q1，实现单层多道扫描轨迹成形控制；在循环Q1内定义子循环Q2，子循环Q2将每道扫描轨迹分成若干载荷...
【专利技术属性】
技术研发人员：马成龙，卓焯，骆伟航，武美萍，王全龙，缪小进，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。