粉末床溶融における熱–融解–微構造連成プロセスの非等温フェーズフィールドモデル

概要 粉末床溶融（PBF）のモデリングとシミュレーションは、基盤となる物理の複雑で相互作用的な性質のため、大きな課題となっています。熱伝導、融流動ダイナミクス、そして微構造の進化（「熱–融解–微構造連成プロセス」として記載）の相互作用を考慮した統一されたシナリオは、熱力学的に一貫した記述と信頼できる微構造予測のために不可欠です。最先端技術とは対照的に、個々の側面が考慮されるか、熱履歴が別の数値スキームからの入力として扱われる状態において、本研究ではPBF中の熱–融解–微構造連成プロセスに対する統一された非等温フェーズフィールドモデルを提案します。316Lステンレス鋼粉末床でのシミュレーションは、モデルが観察された特徴を良好に再現できるだけでなく、新たなプロセス内現象を発見し、欠陥形成のメカニズムを明らかにするのにも役立つことを示しています。大量のシミュレーション結果に基づき、ビームパワーとスキャン速度に関する高密度化マップを提示し、異なる結果形態によってパラメータ組み合わせの領域を分類しました。