Роль поверхностного натяжения и смачивания при выращивании металлоизделий в прямых лазерных технологиях 3D-печати

Рассматривается трехмерный конвективный тепломассоперенос возникающий в ванне расплава металла при наращивании слоя в лазерных технологиях 3D-печати (L-DED-технология). В основу математической модели рассматриваемого неизотермического гидродинамического процесса с фазовым переходом положены уравнения Навье – Стокса, неразрывности и энергии с учетом диффузионных, конвективных и радиационных тепловых потерь. Динамическая модель свободной поверхности расплава металла включает скачок давления Лапласа, силы Марангони и условия смачивания. Численное решение задачи производится методом смешанных конечных элементов с дивергентно устойчивой аппроксимацией основных переменных. Показано влияние поверхностного натяжения и динамики смачивания на эволюцию геометрических параметров ванны с расплавом при выращивании тонкой стенки.