基于Fluent的3D打印机成型腔内气固两相流动特性

蒲志新， 武志龙， 贾加亮， 张齐鲁

(辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000)

激光3D打印技术可以直接快速制造功能复杂零部件，在材料选择、设计自由度以及产品研发等方面的竞争优势明显，大大缩短加工周期，大幅减少制造准备和数据转换的时间，越来越受到大家的青睐。通过不断的生产实践，激光3D打印技术表现出传统数控加工不可替代的优势[1]。

目前，国内激光3D打印技术发展较快，但是整体性能较先进水平仍有较大差距。对3D激光打印研究，特别是控制成本、抢占技术制高点迫在眉睫[2]。

影响激光3D打印产品质量的因素有很多， 其中最主要的因素包括材料成分、 激光功率、 光斑直径,扫描的速度、 路径、 粉层厚度, 工作环境质量, 模型支撑的设置, 铺粉的平整性与稳定性、 举升机构的精度等[3]。

当采用选择性激光烧结(selective laser sintering，SLS)打印工艺时，主要运用的高分子材料包括金属和陶瓷。在打印这些材料时，它们并非是丝线状，而是聚合物粉末[4-6]，在打印过程会产生“烟雾”。为了优化打印区域气体氛围质量，减少烟雾量，提高产品质量，解决企业在生产过程中遇到的问题，本文中选取铝粉作为打印材料，对激光3D打印成型腔内进行气固单向耦合分析，主要研究吹扫气、吹吸气口位置以及尺寸对成型腔内气体、烟雾(金属烧结粉末)流动特性的影响，分析烟雾形成原因。

1— 吹气主管道； 2—气流分散盒； 3—气帘吹气管道； 4—成型腔； 5—出气口；6 —加工平台驱动室； 7—吸气口； 8 —吸气管道； 9—风机。……