蔡令令，丁浩亮，孟 娟，温 馨，严 波*

(1. 上海交通大学 材料科学与工程学院，上海 200030；2. 航天材料及工艺研究所，北京 100076)

0 引言

选区激光烧结(SLS)的优点有： 制造加工时间短、速度快；理论上可以加工任意复杂形状的零件；对原材料的利用率较高等[1]。但是SLS仍需在烧结精度、产品力学性能等方面实现突破，因此更加深入地研究选区激光烧结机理尤为重要。ZHOU等[2]使用序贯式堆积法来实现具有相同或不同尺寸的不透明、扩散或镜面反射的球形粒子的三维随机堆积。ZHOU等[3]采用序贯加法堆积算法研究了球形颗粒在有/无振动作用下的随机堆积问题。ARGENTO等[4]基于蒙特卡罗算法和射线跟踪程序提出了一种确定多孔介质辐射特性的常规射线跟踪方法。MA等[5]系统地研究了3种不同折射率情况下，球粒子在吸收介质中的辐射传输问题。COQUARD等[6]基于蒙特卡罗方法提出了一种预测不透明球形粒子床辐射特性的新方法。

选区激光烧结时激光加热粉末的好坏将直接影响成型件的质量，粉末的温度高低和分布均匀性至关重要。本文作者建立了SLS过程中的粉末堆积和激光加热粉末的数值模型，采用C++自主开发了数值模拟软件，模拟了粉末颗粒堆积和激光加热粉末，通过数值模型研究了粉末温度分布和熔池尺寸的影响因素及规律，如激光功率、扫描速度对粉末温度的影响等。

1 粉末堆积模拟

选区激光烧结过程首先需要完成粉末材料在床体上的铺粉过程，并根据实际铺粉过程中的几何特点来用数值模拟的方法来实现铺粉过程。……