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电子束选区熔化(EBSM)工艺的多尺度多物理场模拟技术

演讲课题:电子束选区熔化(EBSM)工艺的多尺度多物理场模拟技术

演讲人:林峰

演讲摘要:

电子束选区熔化(EBSM)技术因其具有能量利用率高、成形效率高、粉床温度高、制件内应力小、材料适应性广等特点,已经成为一种重要的金属及高性能材料的增材制造技术。近年来对该工艺的研究逐步深入,新技术和新应用不断涌现。利用多尺度、多物理场计算模型,对电子束与材料相互作用以及电子束扫描粉末床过程进行的数值模拟,已经可以展现粉末及其熔化后的熔体流动、铺展、浸润等行为,将有助于揭示EBSM过程中丰富的细节变化和多种工艺参数的作用机理与规律。报告将介绍我们在这方面的研究进展,包括:(1)微观尺度电子束与材料相互作用的能量吸收模型;(2)细观尺度从铺粉到粉末加热、熔化、流动、沉积成形全过程的模型;(3)宏观尺度零件成形过程模型。

林峰

清华大学机械工程系教授

清华大学机械工程系教授,博导,副系主任,国家CIMS工程技术研究中心快速成形技术分中心主任,先进成形制造教育部重点实验室副主任,生物制造与快速成形技术北京市重点实验室副主任。中国机械工程学会增材制造分会副主任委员,生物制造分会常务委员。

自1990年代初即开始从事快速原型制造技术的研发,在增材制造、生物制造技术领域有多年的研究和开发经验。自2004 年起在国内率先开展电子束选区熔化(EBSM)技术的研究,自主研发的EBSM技术,打破国外公司垄断,为多家国内科研单位提供了EBSM科研装备,并在国际上首次实现了电子束选区双金属(钛合金-钛铝合金)梯度结构的制备。展现了电子束增材制造技术在新材料、新结构制备方面的潜力。近年来,着重开展了EBSM工艺过程的多尺度、多物理场建模和计算模拟技术研究。

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