پديد آورنده :
مجدراصيل، محمد
عنوان :
بررسي عددي انتقال حرارت بستر پودر در فرآيند ساخت افزودني تف جوشي انتخابي به كمك ليزر
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
شانزده، ۱۰۶ص.: مصور، جدول، عكس(رنگي)، نمودار
استاد راهنما :
محمدرضا توكلي
استاد مشاور :
محسن بدرسماي
توصيفگر ها :
ساخت افزودني تف جوشي انتخابي به كمك ليزر(SLS) , فرآيند پيشگرم , شبيه سازي عددي , انتقال حرارت در پودر , توزيع دما در پودر
استاد داور :
احمد صابونچي، احسان فروزمهر
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/05/14
چكيده فارسي :
چكيده در اين پاياننامه به شبيهسازي عددي انتقال حرارت در دستگاه ساخت افزودني تف جوشي انتخابي به كمك ليزر SLS به منظور بررسي توزيع دما در پودر مورد استفاده در دستگاه و پارامترهاي مؤثر بر بهبود يكنواختي اين توزيع پرداخته شده است در اين راستا ابتدا براي يافتن ديدگاه مناسب شبيهسازي پودر انتقال حرارت در آن در هندسهي سادهتر با استفاده از دو ديدگاه محيط متخلخل و محيط غير متخلخل نسبت به پودر شبيهسازي شده و با مقايسهي نتايج شبيهسازي با نتايج حاصل از تست آزمايشگاهي ديدگاه محيط غير متخلخل به عنوان ديدگاه مناسب براي شبيهسازي پودر انتخاب گرديده است پس از آن با استفاده از اين ديدگاه به شبيهسازي عددي انتقال حرارت در دستگاه SLS به صورت سه بعدي پرداخته شد كل محفظه شامل پودر و هواي داخل محفظه با در نظر گرفتن اجزاي داخل آن شبكه بندي شده و با انتخاب شرايط مرزي مناسب فرآيند پيشگرم با در نظر گرفتن انتقال حرارتهاي رسانش جابه جايي و تشعشع براي رسيدن دماي پودر از دماي محيط تا نزديكي دماي ذوب آن با حل عددي پايا در نرم افزار فلوئنت شبيهسازي شده و توزيع دما بر روي سطح و در داخل بستر پودر در شرايط پاياي نهايي محاسبه شده است نتايج حاصل از شبيهسازي با نتايج با عكسهاي حرارتي گرفته شده از سطح پودر توسط تست آزمايشگاهي فرآيند پيشگرم دستگاه SLS مقايسه و اعتبارسنجي شده است در نهايت پس از اطمينان از صحت شبيهسازي انجام شده مطالعات پارامتري بر روي آن جهت يافتن عوامل مؤثر بر بهبود يكنواختي توزيع دما در پودر در فرآيند پيشگرم انجام گرفته شد به طور خاص در اين پايان نامه تأثير سه پارامتر ظرفيت گرمايي فشار و نوع گاز داخل محفظه بر توزيع دماي نهايي پودر مطالعه گرديده و بر اساس آن پيشنهاداتي همچون اضافه كردن گرمكنهايي در قسمتهاي مشخص افزايش فشار گاز داخل محفظه و استفاده از گاز هليوم به جاي هوا در محفظه براي بهبود يكنواختي توزيع دما در پودر بستر ساخت ارائه گرديده است كلمات كليدي ساخت افزودني تف جوشي انتخابي به كمك ليزر SLS فرآيند پيشگرم شبيهسازي عددي انتقال حرارت در پودر توزيع دما در پودر
چكيده انگليسي :
Numerical Analysis of Powder Bed Heat Transfer in Selective Laser Sintering SLS Process Mohammad Mojaddarasil mohammad mojaddarasil@me iut ac ir Date of Submission 2018 06 21 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohammadreza Tavakoli mrtavakoli@cc iut ac irAbstract In this thesis we numerically analyze heat transfer in selective laser sintering SLS process to studythe temperature distribution in the powder bed and its effective parameters To do so we first analyze heattransfer in powder within a rather simple geometry to find the most appropriate approach for the simulationof heat transfer in powder Specifically the powder is heated in an aluminum platform inside an oven andthen cooled under air free convection We then simulate this process by modeling the powder from twoperspectives porous media and non porous media The simulations are carried out under specific boundaryconditions with transient solutions The results of both models are then compared with the test results tochoose the perspective that is more consistent with the reality When the choice is made we start analyzingheat transfer in the SLS process by a 3 dimensional approach We mesh the whole encasement includingthe powder and the air inside the encasement while taking into account some details of the encasementcomponents Under specific boundary conditions we simulate the SLS preheat process from ambienttemperature to near melting temperature of the powder by considering all types of heat transfer i e conduction convection and radiation This leads to the calculation of the distribution on the surface andinside the powder bed We further verify the simulation results with the experimental results and thethermal images of the powder surface Based on the verified simulations we carry out a parametric study tofind the effective parameters that can lead to better temperature distribution in the powder bed Specifically we look into the effect of encasement s gas type the change in gas pressure and the change in the gasspecific heat on the final powder bed temperature distribution Keywords selective laser sintering SLS preheat process numerical simulation heat transfer inpowder powder temperature distribution
استاد راهنما :
محمدرضا توكلي
استاد مشاور :
محسن بدرسماي
استاد داور :
احمد صابونچي، احسان فروزمهر
