选择性熔融金属3D打印仿真研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

选择性熔融金属3d打印作为一种先进的增材制造技术，近年来在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域展现出巨大潜力。

然而，该技术仍面临着成形精度、材料性能和工艺稳定性等方面的挑战，制约了其更广泛的应用。

其中，由于金属3d打印过程涉及复杂的热-力-冶金耦合作用，导致成形件易产生残余应力、变形等缺陷，影响最终产品的力学性能和使用寿命。

2. 本选题国内外研究状况综述

选择性熔融金属3d打印作为一种新兴的制造技术，近年来受到国内外学者越来越多的关注。

1. 国内研究现状

国内学者在选择性熔融金属3d打印仿真领域取得了一定的进展，主要集中在以下几个方面：
1.仿真模型的建立：清华大学、西安交通大学等高校开发了基于有限元法、离散元法等数值方法的仿真模型，用于模拟打印过程中的温度场、熔池形态等物理现象。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以选择性熔融金属3d打印技术为研究对象，利用数值仿真手段，系统研究其温度场演化规律、残余应力分布特征以及工艺参数对成形质量的影响。

主要研究内容包括：
1.选择性熔融金属3d打印工艺原理：阐述选择性熔融金属3d打印技术的原理、工艺流程以及主要工艺参数，为仿真模型的建立提供理论基础。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研：查阅国内外相关文献，了解选择性熔融金属3d打印技术的最新进展、仿真研究现状以及存在的问题，明确研究方向和目标。

2.理论分析：分析选择性熔融金属3d打印的成形机理，研究温度场、熔池动态演化、残余应力等关键因素对成形质量的影响规律。

3.仿真模型建立：选择合适的仿真软件，根据实际打印设备和工艺参数，建立准确可靠的数值模型，模拟打印过程中的温度场、熔池形态、残余应力等物理现象。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.建立高精度的仿真模型：针对现有仿真模型难以准确模拟选择性熔融金属3d打印过程复杂物理现象的问题，本研究将采用先进的数值算法和材料模型，建立高精度的仿真模型，更真实地反映实际打印过程。

2.揭示工艺参数对成形质量的影响机制：本研究将系统分析不同工艺参数（如激光功率、扫描速度、铺粉厚度等）对温度场、残余应力分布的影响规律，并深入探讨其作用机制，为工艺优化提供理论依据。

3.结合实验验证，提高仿真结果的可靠性：本研究将设计合理的实验方案，通过实验测量温度场、残余应力等参数，与仿真结果进行对比分析，验证仿真模型的准确性和可靠性，提高研究结果的可信度。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 黄卫东, 张华, 李涤尘, 等. 金属增材制造高残余应力形成机理及调控方法[j]. 机械工程学报, 2018, 54(14): 1-16.

[2] 史玉升, 刘振宇, 丁宁, 等. 基于slm的金属构件三维打印技术研究现状与发展趋势[j]. 中国机械工程, 2017, 28(14): 1729-1743.

[3] 杨金龙, 张海鸥, 郭瑞, 等. 选择性激光熔化成形工艺及组织性能控制研究进展[j]. 材料工程, 2015, 43(9): 1-11, 95.