Details

Выпускная квалификационная работа посвящена численному моделированию процесса аддитивного производства методом селективного лазерного плавления для стали 316L и исследованию влияния технологических параметров на характеристики изделий. Объектом исследования является процесс селективного лазерного плавления (СЛП), предметом исследования - влияние параметров сканирования и режимов обработки на температурные поля, остаточные напряжения и деформации изделий. Цель работы заключается в разработке и исследовании численной модели процесса СЛП с использованием конечно-элементного метода. В работе применялись методы термомеханического моделирования, многомасштабный подход, модель теплового источника Голдака и анализ стратегий сканирования. Проведено моделирование локальной ванны расплава, исследовано влияние скорости сканирования и различных стратегий обработки на напряжённо-деформированное состояние изделий. Получены зависимости, связывающие параметры процесса и формирование остаточных напряжений, коробление. Научная новизна работы связана с учётом реальных параметров установки Eplus3D EP-M250 и с анализом влияния стратегий сканирования на термомеханическое состояние изделий. Результаты работы будут использованы при оптимизации режимов СЛП и при выборе технологических параметров аддитивного производства металлических изделий.

This thesis is devoted to the numerical simulation of the additive manufacturing process using the Selective Laser Melting (SLM) method for 316L stainless steel and to the investigation of the influence of technological parameters on the characteristics of manufactured parts. The object of the study is the Selective Laser Melting (SLM) process, while the subject of the study is the influence of scanning strategies and processing parameters on temperature fields, residual stresses, and deformations of the parts. The aim of the work is to develop and investigate a numerical model of the SLM process using the finite element method (FEM). The study employed thermomechanical simulation methods, a multiscale approach, the Goldak heat source model, and the analysis of scanning strategies. Local melt pool simulations were carried out, and the influence of scanning speed and various processing strategies on the stress–strain state of the parts was investigated. Relationships linking process parameters with the formation of residual stresses and warping were obtained. The scientific novelty of the work is associated with the consideration of the real operating parameters of the Eplus3D EP-M250 system and with the analysis of the influence of scanning strategies on the thermomechanical state of manufactured parts. The results of the work can be used for the optimization of SLM processing conditions and for the selection of technological parameters for the additive manufacturing of metallic components.