增材制造金属粉末流动性离散元模拟分析研究文献综述

 2021-11-02 20:43:10

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毕业设计(论文)开题报告摘要增材制造技术被广泛应用于金属零件加工等制造领域,其生产过程中铺粉粉层质量尤为关键。

粉末的流动性直接影响了粉层质量的好坏。

通过测量并研究粉末颗粒的尺度以及接触时的休止角以及内摩擦角等数据分析粉末颗粒在流动时的受力状况,并分析不同应变率下金属粉末的动态响应行为。

本实验研究采用转鼓法采用离散单元法模拟和分析金属粉末流动性能,确定金属粉末流动性的影响机制。

关键词:增材制造、粉末流动性、休止角、转鼓法、离散元法Additive manufacturing technology is widely used in metal parts processing and other manufacturing fields, and the quality of powder coating is particularly critical in the production process. The fluidity of powder directly affects the quality of powder layer. By measuring and studying the size of powder particles, the angle of repose and the angle of internal friction, the stress state of powder particles in the flow is analyzed, and the dynamic response behavior of metal powder under different strain rates is analyzed. In this experiment, the drum method is used to simulate and analyze the fluidity of metal powder, and the influence mechanism of the fluidity of metal powder is determined.Key words: additive manufacturing, powder fluidity, angle of repose, drum method, discrete element method1.课题背景及研究意义增材制造技术由于具有快速成型、不受产品结构限制等一序列优势,被广泛应用于航空航天、汽车、生物医药等行业,成为了一种推动传统制造业转型升级的重要力量。

由于金属材料在工业生产中应用最为广泛,使用增材制造技术制造各种传统制造手段难以加工的金属零部件是增材制造技术的一个重要发展方向。

在金属增材制造过程中,一般首先采用铺粉装置将金属粉末置于加工区并形成薄层,进而采用激光/电子束对该薄层进行融化成型,然后,循环铺粉和融化直至形成所需毛胚。

由此可见,铺粉过程中粉层质量(均匀性和粗糙度)对加工的稳定性和最终产品的性能具有决定性的作用。

一般来讲,粉层质量和金属粉末的流动特性密切相关:流动性越好,粉层越均匀,反之,则否。

2.研究方法本设计利用转鼓法,采用离散单元法模拟和分析金属粉末流动性能,确定金属粉末流动性的影响机制。

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