3D打印不锈钢模具成型零件开裂的模拟分析研究

摘要

针对3D打印420不锈钢模具零件发生的开裂现象,通过建立激光选区熔化(SLM)3D打印过程的热-结构耦合有限元模型,模拟了打印过程的温度场和应力场,对打印开裂进行了分析.结果 表明,随打印层数增加和热量在零件内积累,激光扫描区域的温度峰值增加,熔池尺寸变大,冷却收缩产生的应力增加.层厚方向的热应力随着打印层数的增加而增大,应力超过材料强度极限时,裂纹萌生,并在循环应力作用下扩展.降低激光功率和提高基板预热温度使热应力明显减小,有助于抑制打印零件的开裂.