以計算流體力學分析直接式能量沉積及粉床燒熔之積層製程

Project: Research project

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Description

"雷射積層製造技為近來新興之製造技術,尤其對於複雜結構之客製化產品,更能展 現其相對於傳統製造技術之優勢。本計畫將針對選擇性雷射積層製造中之直接金屬 沉積以及粉床燒熔技術,建立數值模型,以計算流體力學,配合VOF (Volume of Fluid model)的方式捕捉金屬粉末與空氣的交界面,隨時更新熔融粉末與空氣的交 界面,並將界面資訊回饋給雷射熱源,確保模擬上雷射只加熱於金屬粉末與氣體交 界面上。模擬考量了雷射作用於固態金屬粉床,在升溫之下所產生之熔化以及後續 之蒸發,以及液態金屬熔池在降溫過程中之凝固等熱傳導,對流,以及輻射機制。 另外,模型中亦考慮了熔池自由液面的表面張力,馬倫格尼力,以及蒸發所造成之 反衝壓力,用以研究表面作用力及熱傳對缺陷以及熔池成型之影響。

數值模型建立完成並驗證後,將可透過微觀以及巨觀模擬之開發,對相關雷射加工 製程進行更深入之探討,並可將透過大量模擬數據建立參數矩陣,分析參數矩陣與 燒融過程,獲得加工過程中之最佳化參數,同時預測實際加工結果,進行加工前成 本評估,藉此降低製造及研發成本,並可針對燒熔過程進行分析,從中找出缺陷成 因,提升成品良率。"
StatusFinished
Effective start/end date20-08-0121-07-31