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申请/专利权人：湘潭大学

摘要：本发明提供了一种考虑已烧结粉末层性质的选择性激光烧结铺粉过程离散元建模方法，通过识别封闭计算区域内待烧结区域的颗粒，给颗粒赋具有已烧结层性质的接触模型与热系数，形成已烧结粉末层的仿真模型，对烧结区域再铺粉，以研究粉末材料在选择性激光烧结中的铺粉均匀性。具体步骤为：明确粉末颗粒材料物理参数，在一个三维封闭计算区域内生成颗粒并赋予颗粒基本属性参数；按需求设计三维待烧结模型并将其导入封闭计算域内；逐层铺粉并逐层识别待烧结模型内的颗粒；对识别的颗粒选择合适接触模型及设置相关热系数，获得已烧结粉末层的仿真模型；对烧结区域再铺粉，研究粉末颗粒在已烧结粉末层区域上方的铺粉均匀性。

主权项：1.一种考虑已烧结粉末层性质的选择性激光烧结铺粉过程离散元建模方法，其特征在于，建模步骤如下：1构建坐标系X0Y0Z0，并建立一个三维的封闭计算区域；2在步骤1所构建的封闭计算区域内的一侧生成2～3倍铺粉层体积的颗粒堆积，并设置颗粒材料的基本物理属性参数及颗粒间接触模型，再导入铺粉辊与封闭计算区域的Y轴平行，并设置其平移速度及转动速度沿X轴正向运动，将粉末颗粒铺设成层，每次铺粉高度为ΔZ；3建立待烧结零件的三维模型；4将待烧结零件的三维模型导入已建立的封闭计算区域内，导入后的模型此时为非实体的待识别区，调整待烧结零件的三维模型相对封闭计算区域的位置，使其整体完全处于封闭计算区域内，且位于已铺粉层粉末颗粒的正上方，待烧结三维模型的最低点与该粉末层顶部颗粒相切，待烧结零件的三维模型X、Y坐标分别与封闭计算域的X0、Y0坐标方向平行；5再次在已铺的粉层上一侧生成2～3倍铺粉层体积的颗粒堆积，设置铺粉辊平移速度和转动速度将粉末颗粒铺设成层，铺粉高度为ΔZ；6完成第二次铺粉后，取待烧结零件的三维模型在最后一次铺粉高度上的截面，并识别在该截面中三维模型于XY平面上的投影的边界极值点Xmin和Xmax，对该截面区域X方向进行N等分，得到每个等分点的坐标Xi所对应的边界值fu，kXi和fd，kXi，fu，k为第k点Xi所对应的上边界值，fd，k为第k点Xi所对应的下边界值，获得该截面层内烧结区域的边界；7对颗粒进行判别，若颗粒的中心坐标位于步骤6所述的烧结区域的边界以内，则将该颗粒定义为烧结区域颗粒，并赋予颗粒烧结层性质的接触模型、物理材料属性以及相关热系数；不断循环，直至所有颗粒判别完成，即获得待烧结零件三维模型铺粉截面层内具有烧结性质的离散元模型；8重复进行步骤5-7，完成后，对颗粒在已烧结粉末层离散元模型上的铺粉均匀性进行分析，进一步调整铺粉层高或者铺粉辊平移与转动速度，研究其对粉末颗粒在选择性激光烧结中铺粉均匀性的影响。

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