激光熔池
關注創建者：C乘風破浪 創建時間：2022-03-20
激光熔池的實例教程
圖4：激光功率對熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對圖4所分析工況可以看出：
（1）隨激光功率的增加，打印熔池變寬且加長；
（2）隨激光功率增加，熔池的熔深也增加，熔深的增加增大了上一層打印層（或基板）的重熔區，最終使得兩層之間孔隙減少。
激光掃描速度的影響分析
本文在其他制備參數一致的條件下對比了不同激光掃描速度下熔池及單道熔覆層的形態，某工況下的對比結果見圖5。
圖5：激光掃描速度對熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對圖5所分析工況可以看出：
（1）隨激光掃描速度的增加，打印熔池變窄且加長；
（2）相應工況下隨激光掃描速度的增加，熔池由連續逐漸變得不連續且出現明顯的球化，球化的出現使得熔覆層表面變得不平整；
（3）隨激光掃描速度的增加，熔池的熔深減小，熔深的減小使得上一層打印層（或基板）的重熔區變薄，最終使得兩層之間孔隙增加。
鋪粉層厚的影響分析
本文在其他制備參數一致的條件下對比了不同鋪粉層厚下熔池及單道熔覆層的形態，某工況下的對比結果見圖6。
圖6：鋪粉層厚對熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對圖6所分析工況可以看出：
（1）隨鋪粉層厚的增加，打印熔池稍有變窄及加長；
（2）在相應工況下，隨鋪粉層厚的增加，熔池由連續逐漸變得不連續出現明顯的球化，球化的出現使得熔覆層表面變得不平整；
（3）隨鋪粉層厚的增加，使得上一層打印層（或基板）的重熔區變薄，最終使得兩層之間孔隙增加。
展開 圖4：激光功率對熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對圖4所分析工況可以看出：
（1）隨激光功率的增加，打印熔池變寬且加長；
（2）隨激光功率增加，熔池的熔深也增加，熔深的增加增大了上一層打印層（或基板）的重熔區，最終使得兩層之間孔隙減少。
激光掃描速度的影響分析
本文在其他制備參數一致的條件下對比了不同激光掃描速度下熔池及單道熔覆層的形態，某工況下的對比結果見圖5。
圖5：激光掃描速度對熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對圖5所分析工況可以看出：
（1）隨激光掃描速度的增加，打印熔池變窄且加長；
（2）相應工況下隨激光掃描速度的增加，熔池由連續逐漸變得不連續且出現明顯的球化，球化的出現使得熔覆層表面變得不平整；
（3）隨激光掃描速度的增加，熔池的熔深減小，熔深的減小使得上一層打印層（或基板）的重熔區變薄，最終使得兩層之間孔隙增加。
鋪粉層厚的影響分析
本文在其他制備參數一致的條件下對比了不同鋪粉層厚下熔池及單道熔覆層的形態，某工況下的對比結果見圖6。
圖6：鋪粉層厚對熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對圖6所分析工況可以看出：
（1）隨鋪粉層厚的增加，打印熔池稍有變窄及加長；
（2）在相應工況下，隨鋪粉層厚的增加，熔池由連續逐漸變得不連續出現明顯的球化，球化的出現使得熔覆層表面變得不平整；
（3）隨鋪粉層厚的增加，使得上一層打印層（或基板）的重熔區變薄，最終使得兩層之間孔隙增加。
展開 圖4：激光功率對熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對圖4所分析工況可以看出：
（1）隨激光功率的增加，打印熔池變寬且加長；
（2）隨激光功率增加，熔池的熔深也增加，熔深的增加增大了上一層打印層（或基板）的重熔區，最終使得兩層之間孔隙減少。
激光掃描速度的影響分析
本文在其他制備參數一致的條件下對比了不同激光掃描速度下熔池及單道熔覆層的形態，某工況下的對比結果見圖5。
圖5：激光掃描速度對熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對圖5所分析工況可以看出：
（1）隨激光掃描速度的增加，打印熔池變窄且加長；
（2）相應工況下隨激光掃描速度的增加，熔池由連續逐漸變得不連續且出現明顯的球化，球化的出現使得熔覆層表面變得不平整；
（3）隨激光掃描速度的增加，熔池的熔深減小，熔深的減小使得上一層打印層（或基板）的重熔區變薄，最終使得兩層之間孔隙增加。
鋪粉層厚的影響分析
本文在其他制備參數一致的條件下對比了不同鋪粉層厚下熔池及單道熔覆層的形態，某工況下的對比結果見圖6。
圖6：鋪粉層厚對熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對圖6所分析工況可以看出：
（1）隨鋪粉層厚的增加，打印熔池稍有變窄及加長；
（2）在相應工況下，隨鋪粉層厚的增加，熔池由連續逐漸變得不連續出現明顯的球化，球化的出現使得熔覆層表面變得不平整；
（3）隨鋪粉層厚的增加，使得上一層打印層（或基板）的重熔區變薄，最終使得兩層之間孔隙增加。
展開 激光加工熔池模擬模型和詳細教學視頻 ￥550
模型名稱：Comsol激光加工熔池模擬
物理場：水平集、流體傳熱、層流
其他：模型、詳細視頻教程、一對一答疑
要在COMSOL中進行激光加工熔池的模擬，您可以使用COMSOL Multiphysics軟件，并結合Level Set方法來建模液體/固體相變。以下是一般步驟：
準備模型： 打開COMSOL Multiphysics軟件，創建一個新模型。
選擇物理場： 在模型創建界面中，選擇適當的物理場。對于激光加工熔池的模擬，您可能需要選擇熱傳導、流體流動和相變等物理場。
幾何建模： 創建幾何模型，表示您要模擬的激光加工熔池的幾何形狀。確保包括激光的輸入位置和方向。
網格劃分： 生成適當的網格，確保在激光照射區域和熔池周圍有足夠的網格分辨率。COMSOL提供了自動網格劃分工具。
材料屬性： 定義材料的熱物性、流體性質和相變參數。對于熔融池，您需要考慮液體相和固體相之間的相變參數。
邊界條件： 設置邊界條件，包括激光輸入條件、傳熱表面條件等。確保模型反映實際物理過程。
初始條件： 定義模擬的初始條件，例如開始時的溫度場和流場。
方程和耦合： 編寫和配置適當的方程組，考慮熱傳導、流體流動和相變。確保這些方程相互耦合，以模擬實際的物理過程。
Level Set 方法： 選擇Level Set方法來描述液體/固體相變的界面。您需要配置Level Set方程并設置相應的參數。
求解： 運行模擬并查看結果。通過監視激光加工熔池的溫度、流場和相變等參數，以獲得有關過程的詳細信息。
后處理： 分析和后處理模擬結果，例如查看溫度分布、液體/固體相變的界面等。
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激光熔池的最新內容
模型名稱：Comsol激光加工熔池模擬
物理場：水平集、流體傳熱、層流
其他：模型、詳細視頻教程、一對一答疑
COMSOL激光熔覆熔池演化模型2個月前
<p>COMSOL熔池形態演化仿真模型。考慮了相變、反沖壓力、表面張力和馬蘭格尼效應。</p><p>物理場：動網格+層流+流體傳熱。</p><p>僅提供模型（不包含結果文件）與參考文獻！</p><p>COMSOL版本：6.4</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center
然后進行了金相學研究，揭示了橫向熔池剖面，并觀察了沿激光掃描方向的熔池形狀變化。另外，以熱流數值模型(FLOW-3D)進行分析，以了解樣品不同區域熔池差異的機理。
研究結果表明，掃描長度和掃描間距對熔池行為具有顯著影響。此外，第一層的表面輪廓會影響第二層的實際粉層厚度，并影響第二層的形貌。
Wire Based Laser Metal Deposition (LMD)
基于激光熔覆技術的焊接加工技術
零件是通過使用激光束熔化金屬絲而制成，是一種近凈成形方法
通過優化激光功率、送絲速度和送絲方向，可以實現工藝穩定性
金屬板激光匙孔焊接中鈕扣孔缺陷的熔池分析
Won-ik Cho, Peer Woizeschke
Weihao Wang, et al. Mesoscopic evolution of molten pool during selective laser melting of superalloy Inconel 738 at elevating preheating temperature
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.110355
要在COMSOL中進行激光加工熔池的模擬，您可以使用COMSOL Multiphysics軟件，并結合Level Set方法來建模液體/固體相變。以下是一般步驟：
準備模型： 打開COMSOL Multiphysics軟件，創建一個新模型。
選擇物理場： 在模型創建界面中，選擇適當的物理場。對于激光加工熔池的模擬，您可能需要選擇熱傳導、流體流動和相變等物理場。
Rottwinkel等[101]采用高溫計對DED-L單晶修復實施在線監控，通過監控熔池溫度并反饋調控激光功率，維持熔池溫度穩定在1 400 ℃左右，保證成形過程具有較低的熱輸入。Huarte-Mendicoa等[102]使用CMOS相機實時采集熔池的幾何形貌，認為維持穩定的熔池短軸長度有利于單晶生長。
該公司表示，通過改造用戶現有的 CNC 機器，用戶將擁有一種新的能力來進行具有成本效益的組件創建、維修、零件擴充和功能添加Meltio 系統是一種定向能量沉積 (DED) 工藝，當焊珠被引入激光生成的熔池時，焊珠以粉末或線材的形式精確堆疊在一起。Meltio 的技術封裝在一個緊湊的沉積頭中，該沉積頭帶有多個激光器，能夠同時處理金屬線和粉末。
15.
本案例基于COMSOL軟件模擬了激光掃描結構表層并產生熔池的整個過程，仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友可下載模型，歡迎交流
如圖2所示，作者團隊發現了高能激光特有的加熱方式、能量特點及冶金機制可使納米/原位陶瓷增強相具有新穎的微觀生長及分布結構，揭示了激光高度非平衡熔池內的溫度場、速度場、溶質場等冶金熱力學和動力學行為對納米/原位陶瓷增強相形成、晶體生長和空間分布、陶瓷/金屬梯度界面形成與演化的作用規律，分析了納米/原位陶瓷增強相作用下基體金屬的等軸晶化及晶粒細化機制，提出了基于增強相、基體相及梯度界面的顯微組織調控使激光成形件強度和韌性協同提升的原理及方法
