研究人员开发出粘结剂喷射不锈钢零件烧结各向异性的多尺度模型

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美国加利福尼亚州圣地亚哥州立大学的研究人员在《npj Advanced Manufacturing》期刊上发表了一项研究，开发了一种多尺度建模框架，用于研究通过粘结剂喷射（BJT）技术生产的316L不锈钢零件在烧结过程中的各向异性。

该研究由美国南卡罗来纳州克莱姆森大学与荷兰埃因霍温理工大学合作开展，将动力学蒙特卡洛（kMC）模拟与有限元（FE）建模相结合，以研究烧结过程中材料行为的方向性差异是如何产生的。

研究人员首先使用X射线计算机断层扫描（CT）、离散元建模和光学显微镜对介观尺度kMC烧结模型进行了校准和验证。中断热循环使团队能够检查致密化不同阶段的微观结构变化。

验证后，利用介观尺度模型确定应变率和孔隙取向等特征。随后，基于Skorohod-Olevsky粘性烧结（SOVS）框架，将这些特征作为各向异性烧结应力输入到更大尺度的连续介质模型中。

该连续介质模型专为316L不锈钢开发，考虑了影响烧结行为的几个因素，包括初始相对密度、晶粒生长动力学、高温下δ-铁素体的形成、摩擦力和重力。

通过结合实验成像、基于张量的分析和数值模拟，研究人员能够将介观尺度的方向性变化与零件的整体烧结响应联系起来。

结果表明，各向异性在不同结构尺度上呈非线性演化，突显了在零件级建模中考虑微观结构行为的重要性。

该研究表明，跨尺度耦合模型有助于更全面地理解粘结剂喷射金属部件烧结过程中的各向异性收缩和变形。

论文《增材制造零件烧结过程中各向异性的连续介观-宏观多尺度建模》可在此处获取。

资讯来源

- PIM International（2026-10-26） - 原文：研究人员开发出粘结剂喷射不锈钢零件烧结各向异性的多尺度模型 - https://www.pim-international.com/researchers-develop-multi-scale-model-of-sintering-anisotropy-in-bjt-stainless-steel-parts/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=researchers-develop-multi-scale-model-of-sintering-anisotropy-in-bjt-stainless-steel-parts