3D打?。ㄔ霾闹圃欤┌凑蛰斔头勰┓绞降牟煌煞譃殇伔坌秃退头坌?。

鋪粉指把金屬粉末鋪到基板上，形成一個(gè)薄層，然后通過激光熔化薄層上的特定區(qū)域進(jìn)而熔結(jié)在一起。

由于單邊送粉方式的起始位置堆積的打印粉末比較厚，打印粉末受到鋪粉輥或者刮刀的推力作用向前鋪開，在鋪平過程中鋪粉輥或者刮刀下方的打印粉末逐步變薄，打印粉末接受到的壓力不同導(dǎo)致分布狀況不同，整個(gè)打印區(qū)域的打印粉末存在分布不均，甚至留有空隙，導(dǎo)致初步固化的打印件的受力強(qiáng)度不均，取放時(shí)容易崩塌產(chǎn)生廢品。

EDEM離散元仿真模擬增材制造鋪粉工藝過程

大規(guī)模的粉末流動(dòng)難以用精準(zhǔn)的連續(xù)性方程求解，離散元DEM法通過模擬感興趣的系統(tǒng)中的每一個(gè)固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，來(lái)模擬整個(gè)顆粒物料的流動(dòng)行為。

EDEM離散元求解法的主要優(yōu)勢(shì)在粒子尺度上獲取信息，通過模擬仿真不同粉末顆粒特性、不同鋪粉工藝、不同鋪粉設(shè)備下的鋪粉過程，不僅能夠深入了解粉末材料與粉末材料、鋪粉設(shè)備與粉末材料的相互作用情況，還能夠預(yù)測(cè)粉末鋪設(shè)均勻性和粉床壓實(shí)度，并導(dǎo)出粉床微觀結(jié)構(gòu)模型，用于后續(xù)熔融分析。

研究影響鋪粉質(zhì)量的因素

鋪粉質(zhì)量包括鋪粉均勻度和粉床密實(shí)度。

影響鋪粉質(zhì)量的因素包括：1. 粉末材料參數(shù)：粉末粒度、硬度、剛度，彈性模量等；2. 鋪粉工藝參數(shù)：粉末堆積高度，刮刀移動(dòng)速度，輥輪轉(zhuǎn)速，振動(dòng)頻率等；3. 設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)：鋪粉輥直徑等。

例如，粉床密實(shí)特性隨鋪粉輥筒直徑的增大而增大；鋪粉輥筒豎直方向振動(dòng)的施加有利于提高成形區(qū)粉床的密實(shí)性；鋪粉高度過高，會(huì)導(dǎo)致材料浪費(fèi)，降低打印效率。

因此，要結(jié)合粉末的性質(zhì)和工藝參數(shù)對(duì)鋪粉過程進(jìn)行調(diào)節(jié)，以確保打印出來(lái)的零件質(zhì)量合格。

• 研究不同粉末顆粒特性對(duì)鋪粉質(zhì)量的影響

鋪粉過程作為中間工序，對(duì)成形件的質(zhì)量具有重要的影響。在鋪粉工藝階段，鋪覆出平整均勻和高密度的粉末層是燒結(jié)出合格零件的前提條件之一。鋪粉質(zhì)量跟粉體流動(dòng)特性相關(guān)，粉體流動(dòng)性越好，其鋪展特性越好。

EDEM軟件中的粉末材料數(shù)據(jù)庫(kù)包含9個(gè)示例材料模型，主要側(cè)重于小顆粒尺寸?；诎蚕⒔堑任锪蠘?biāo)定試驗(yàn)，表征自由流動(dòng)、均勻流動(dòng)和流動(dòng)性差等不同的粉末材料。

• 研究不同鋪粉方式對(duì)鋪粉質(zhì)量的影響

選擇合適的鋪粉方式能夠增加粉床密實(shí)度，有效提高打印效率和打印質(zhì)量。

平動(dòng)速度太大會(huì)導(dǎo)致鋪粉時(shí)間過短，從而使得零件表面不光滑，甚至出現(xiàn)空洞；平動(dòng)速度太小會(huì)導(dǎo)致鋪粉時(shí)間過長(zhǎng)，從而使得零件變形或損壞。

在一定輥輪直徑下，使輥輪平動(dòng)速度與刮刀速度相同，改變輥輪轉(zhuǎn)速，研究不同鋪粉方式下對(duì)粉床壓實(shí)度的影響。

在EDEM中能夠通過計(jì)算顆粒間的壓縮力，評(píng)估粉床密實(shí)度。

EDEM與Inspire Print3D聯(lián)合仿真分析成形件質(zhì)量

將在EDEM中生成的粉床模型導(dǎo)出，利用Inspire Print3D軟件能夠模擬粉末床熔融（SLM）工藝的打印，冷卻，切割和回彈過程。

在機(jī)械制造中，各種工藝過程往往都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。其中，在3D打?。ㄔ霾闹圃欤╀伔酃に囘^程中殘余應(yīng)力的產(chǎn)生主要是由于不均勻的溫度變化。

通過Inspire Print3D工藝模擬仿真得到一個(gè)精確的預(yù)期數(shù)據(jù)，從而準(zhǔn)確掌握零件開裂的規(guī)律，通過采取熱處理等方法來(lái)消除內(nèi)應(yīng)力，有效預(yù)防零件開裂等問題的發(fā)生。

聯(lián)合EDEM離散元技術(shù)和Inspire Print3D，深入了解3D打印技術(shù)（增材制造）的原理和過程，并能在此基礎(chǔ)上改善產(chǎn)品的質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力，從而有效提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，并使客戶享受到更多的價(jià)值。