Finite Element Thermal Analysis of Melt Pool in Selective Laser Melting Process
Notice bibliographique
Résumé
Selective laser melting is one of the powder bed fusion processes which fabricates a part through layer-wised method. Due to the ability to build a customized and complex part, selective laser melting process has been broadly studied in academic and applied in industry. However, rapidly changed thermal cycles and extremely high-temperature gradients among the melt pool induce a periodically changed thermal stress in solidified layers and finally result in a distorted part. Therefore, the temperature distribution in the melt pool and the size and shape of the melt pool directly determine the mechanical and geometrical property of final part. As experimental trial-and-error method takes a huge amount of cost, different numerical methods have been adopted to estimate the transient temperature and thermal stress distribution in the melt pool and powder bed. The most existing research utilizes the moving Gaussian point heat source to model the profile of the melt pool, which consumes a significant amount of computational cost and cannot be used to implement the part-level simulation. This research proposes a new line heat source to replace the moving point heat source. Some efforts are applied to reduce the computational cost. Specifically, a relatively large step size is used for the line heat source to reduce the number of time steps. In addition, a mesh refinement scheme is adopted to reduce the number of cells in each time step by refining the mesh close to the heat source and coarsening the mesh far away from it. On the other hand, efforts are implemented to increase the accuracy of the simulation result. Temperature-dependent material properties are considered in this FE framework. In addition, material transition among powder, liquid, and solid are incorporated in the developed FE framework. In this study, temperature simulation of one scanning track based on self-developed FE code is applied for Stainless Steel 316L. The simulation results show that the temperature distribution and history of melt pool within line heat source are comparable to that of the moving Gaussian point heat source. While the simulation time is reduced by more than two times depending on the length of line heat input. Therefore, this FE model can be used to numerically investigate the process parameters and help to control the quality of the final part.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».