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Simulación Eficiente del Proceso de Fusión por Lecho de Polvo Basado en Láser Demostrada en la Fabricación de Materiales de Rejilla Abierta

Autores: Psihoyos, Harry; Lampeas, George

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Simulación Eficiente del Proceso de Fusión por Lecho de Polvo Basado en Láser Demostrada en la Fabricación de Materiales de Rejilla Abierta


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Materiales de celosía basados en estructuras
Fusión de lecho de polvo basada en láser
Fabricación aditiva
Modelado por elementos finitos
Refinamiento adaptativo de mallas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los materiales basados en estructuras o en rejilla abierta son una categoría de materiales avanzados utilizados en aplicaciones médicas y aeroespaciales debido a sus propiedades, como la alta relación resistencia-peso y la capacidad de absorción de energía. El método más destacado para la fabricación de materiales en rejilla es el proceso de fabricación aditiva (AM) de fusión de lecho de polvo basado en láser (L-PBF), debido a su capacidad para producir piezas de geometrías complejas. El trabajo actual presenta una metodología eficiente de modelado por elementos finitos (FE) a escala meso de el proceso L-PBF, demostrada en la fabricación de materiales en rejilla cúbica centrada en el cuerpo (BCC). La eficiencia del modelado se logra a través de una técnica de refinamiento de malla adaptativa, que resulta en una predicción precisa y eficiente del campo de temperatura durante la evolución del proceso. Para examinar la eficiencia del método de modelado, se compara el tiempo computacional con el de una simulación FE convencional, basada en la técnica de elemento y nacimiento. La diferencia en la historia de temperatura entre los dos enfoques es menor, pero el modelado de malla adaptativa requiere solo una pequeña parte del tiempo de simulación del modelo convencional. Además, los resultados computacionales presentan una buena correlación con las mediciones experimentales disponibles para varios parámetros del proceso, validando el método eficiente presentado.

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