电弧熔丝增材制造传热传质数值模拟研究现状与展望

来源：机械工程学报杂志2024年第8期北京时间：

作者：张云舒, 吴斌涛, 赵昀, 丁东红, 潘增喜, 李会军

单位：1. 宁夏大学材料与新能源学院 银川 750021;2. 江苏自动化研究所 连云港 222006;3. 南京工业大学机械与动力工程学院 南京 211816;4. 伍伦贡大学机械、材料、机电与生物工程学院 伍伦贡 2522 澳大利亚

摘要：电弧熔丝增材制造具有设备成本低、制造效率高等特点，在航空航天、舰船、武器装备等领域具备广阔的应用前景。在复杂热循环的条件下，电弧行为、熔滴过渡、熔池流动与凝固以及沉积内部热积累效应等因素的耦合作用是决定结构成形与质量的关键，也是实现控形控性的理论基础。基于电弧熔丝增材制造的物理过程数值模拟研究现状，综述了不同热源类型电弧增材制造工艺过程中的物理机制，揭示了不同沉积过程传热传质行为的内在关联与区别。在此基础上，概述了常见形貌缺陷的形成机理、影响因素与其抑制策略，总结了不同主动控热控形控性方法的机制与特点，探讨了当前电弧熔丝增材制造传热传质数值模拟过程中存在的主要问题，并对其未来发展应用提出了思考与建议。

关键词：电弧熔丝增材制造,数值模型,传热传质,形貌缺陷,控热控形控性；

基金资助：宁夏自然科学基金(重点)资助项目(2021AAC02001)。