A Numerical Study on the Powder Flowability, Spreadability, Packing Fraction in Powder Bed Additive Manufacturing
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The powder bed fusion (PBF) process is widely adopted in many manufacturing industries because of its capability to 3D print complex parts with micro-scale precision. In PBF process, a thermal energy source is used to selectively fuse powder particles layer by layer to build a part. The build quality in the PBF process primarily depends on the thermal energy deposition and properties of the powder bed. Powder flowability, powder spreading, and packing fraction are key factors that determine the properties of a powder bed. Therefore, the study of these process parameters is essential to better understand the PBF process. In our study, we developed a two-dimensional powder bed model using the granular package of the LAMMPS molecular dynamics simulator. Cloud-based deposition was adopted for pouring powder particles on the powder bed. The spreading of particles over the substrate was mimicked like a powder bed system. The powder flowability in the proposed study was analyzed by varying the particle size distribution. The simulation results showed that a greater number of larger particles in a power sample results in an increase in the Angle of Repose (AOR) which ultimately affects the flowability. Two different kinds of recoater geometry were considered in this study: circular and rectangular blades. Simulation results showed that depending on the recoater shape there is a change in the packing fraction in the powder bed. Cross-sectional analysis of the power bed showed a significant presence of voids when a greater number of larger particles existed in the powder batch. The packing fraction of the powder bed was found to be a strong function of particle size distribution. These analyses help understand the influence of particle size and recoater shape on the powder bed properties. Findings from this study help to provide a guideline for choosing particle size distribution if the spherical particles are considered. While the present study focuses on the spherical powder particles, the proposed system can also be adapted to the study of powder bed with aspherical particles.
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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 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».