Activity Modelling of Additive Manufacturing
Internally funded project
Start date : 01.06.2000
Project details
Short description
A predictive software relies on exact physical and numerical models. The most important aspect is the correct modelling of the thermal conditions. Almost all modifications of process parameters have a direct influence on heat conduction, the coupling of the energy source or heat sinks by e.g. heat radiation or evaporation. Furthermore, many material parameters are temperature dependent and sensitive to a correct model. During melting a melt pool evolves, whose dynamics are mainly covered by capillarity, wetting, Marangoni convection and gravity. The temperature gradient and the solidification velocity mainly influence the final microstructure while solidification.
Scientific Abstract
Um eine prädiktive Software erstellen zu können sind möglichst exakte physikalische und numerische Modelle notwendig. Der wichtigste Aspekt hierbei ist die korrekte Modellierung des thermischen Haushalts des Prozesses. Nahezu alle Modifikationen der Prozessparameter haben einen Einfluss auf die Wärmeleitung, den Energieeintrag oder den Wärmeverlust durch beispielsweise Wärmestrahlung oder Verdampfung. Weiterhin sind viele Werkstoffparameter temperaturabhängig und somit sensitiv gegenüber einer korrekten Modellierung. Beim Aufschmelzen des Werkstoffs entsteht ein Schmelzbad, dessen Dynamik im Wesentlichen durch Kapillarität, Verdampfungsdrücke, Benetzungseffekte, Marangoni-Strömungen und Gravitation bestimmt wird. Bei der Erstarrung haben der Temperaturgradient und die Erstarrungsgeschwindigkeit einen maßgeblichen Einfluss auf die entstehende Mikrostruktur.
