بررسي تأثير ماهيت لايه‌اي روش ساخت افزايشي بر خواص كششي تيتانيم خالص با استفاده از شبيه سازي المان محدود

Investigation on the effect of the layered nature of the additive manufacturing on the tensile properties of pure titanium using finite element simulation

روش ساخت ذوب ليزر انتخابي شباهتي با روش ريخته‌گري از نقطه نظر ذوب شدن فلز دارد و تفاوت اين دو، در ماهيت لايه‌اي روش ساخت ذوب ليزر انتخابي مي‌باشد. هدف از اين تحقيق، پيش‌بيني مقادير خواص كششي نمونه‌ي تيتانيم خالص پرينت شده با استفاده از شبيه سازي المان محدود است. بدين منظور در ابتدا داده‌هاي مربوط به خواص كششي تيتانيم ريخته‌گري شده گزارش شده در مراجع استفاده شده و نتايج شبيه‌سازي براي نمونه‌ي يكپارچه كششي با ضخامت mm 3 با عنوان مايزز آورده شد. سپس با استفاده از همان داده‌ها براي نمونه كششي كه از 120 لايه هر يك به ضخامت µm 25 تشكيل شده باشد (شرايط نمونه‌ي پرينت شده)، شبيه‌سازي انجام شد و نتيجه ماكس پرينسيپل ناميده شده است. نتايج عددي ماكس پرينسيپل مطابقت خوبي با مقادير آزمون كشش نمونه پرينت شده دارد كه نشان دهنده‌ي درستي ادعاي نسبت دادن ساختار لايه‌اي به نمونه‌ي پرينت شده است.

The selective laser melting manufacturing method is similar to the casting method from the point of view of metal melting, and the difference between the two is in the layered nature of the selective laser melting. The aim of this research is to predict the values of tensile properties of printed pure Titanium sample using finite element simulation. For this purpose, at first, the data related to the tensile properties of the cast Titanium reported in the references were used and the simulation results for the 3 mm thickness tensile integrated sample named Mises . Then, using the same data for the tensile sample consisting of 120 layers with a layer thickness of 25 µm (printed sample conditions), the simulation was performed and the result is called max principle . The numerical results of Max Principal are in good agreement with the tensile test values of the printed sample, which shows the validity of the claim of attributing the layered structure to the printed sample.