Селективное лазерное плавление

В CAE Fidesys 9.0 добавлена опция СЛП на основе интеграции с расчётным ядром ИАП РАН.

Селективное лазерное плавление (СЛП, или SLM от англ. Selective Laser Melting) - это передовая технология аддитивного производства (3D-печати), которая позволяет создавать монолитные металлические детали высокой прочности и сложности путем послойного расплавления порошкового материала с помощью мощного лазера. Этот метод часто называют «выращиванием» металлов, так как он позволяет воплощать в жизнь геометрию, которую невозможно получить традиционными методами (фрезеровкой или литьем).

Классическая формулировка задачи Стефана о фазовом переходе с подвижной границей:

Уравнение теплопроводности для жидкой и твердой фаз:

Смешанные граничные условия на внешних границах. Специальное условие на подвижной границе Г раздела фаз (условие Стефана) с учетом удельной теплоты фазового перехода (плавления):

λ - удельная теплота плавления.

При численном решении задачи Стефана в ее классической формулировке необходимо явно отслеживать границу раздела фаз. Формы областей каждой фазы меняются со временем, их расчет представляет собой отдельную нетривиальную задачу.

Энтальпийная формулировка:

Уравнение для энтальпии E(x,y,z,t):

Граничные условия:

Верхняя грань z = 0:

На остальных гранях x = 0, x = a:

Начальные условия:

H(x) – функция Хэвисайда, β - коэффициент теплопередачи, T_m - температура плавления, c_L, k_L - параметры жидкой фазы.

От энтальпии

Пошаговый пример