[et_pb_section fb_built=”1″ admin_label=”section” _builder_version=”4.16″ global_colors_info=”{}”][et_pb_row admin_label=”row” _builder_version=”4.16″ background_size=”initial” background_position=”top_left” background_repeat=”repeat” global_colors_info=”{}”][et_pb_column type=”4_4″ _builder_version=”4.16″ custom_padding=”|||” global_colors_info=”{}” custom_padding__hover=”|||”][et_pb_text _builder_version=”4.27.5″ _module_preset=”default” hover_enabled=”0″ global_colors_info=”{}” sticky_enabled=”0″]<\/p>\n
La qualificaci\u00f3 dels processos de fabricaci\u00f3 additiva met\u00e0l\u00b7lica (MAM) continua sent un repte a causa dels complexos fen\u00f2mens termo-mec\u00e0nics implicats. El proc\u00e9s est\u00e0 governat per una petita font de calor m\u00f2bil que genera gradients t\u00e8rmics altament localitzats i transitoris, i indueix deformacions t\u00e8rmiques.Com que aquestes deformacions estan restringides pel material circumdant, es desenvolupen tensions residuals que provoquen la distorsi\u00f3 de la pe\u00e7a o fins i tot el frac\u00e0s de la seva fabricaci\u00f3. El modelatge prec\u00eds \u00e9s essencial per comprendre la f\u00edsica subjacent i assolir una qualificaci\u00f3 fiable del proc\u00e9s i una optimitzaci\u00f3 dels par\u00e0metres. Tanmateix, aquestes simulacions s\u00f3n computacionalment costoses per la petita mida de la font de calor, que introdueix escales espacials molt dispars, i pel seu moviment continu, que genera escales temporals igualment heterog\u00e8nies.<\/p>\n
La necessitat de resoldre simult\u00e0niament aquestes escales fa que les simulacions d\u2019alta fidelitat a escala de pe\u00e7a siguin prohibit\u00f2riament costoses. Aquesta tesi contribueix al modelatge MAM des dels \u00e0mbits aplicat i metodol\u00f2gic. En l\u2019\u00e0mbit aplicat, s\u2019investiguen m\u00e8todes per mitigar les tensions residuals en processos DED (Directed Energy Deposition) i LPBF (Laser Powder Bed Fusion), incloent-hi una estrat\u00e8gia innovadora de disseny de substrat per a DED que redueix significativament les tensions, aix\u00ed com un marc de modelatge capa\u00e7 de capturar els errors de construcci\u00f3 indu\u00efts pel recoater (corr\u00f3) en LPBF. En l\u2019\u00e0mbit metodol\u00f2gic, la tesi desenvolupa estrat\u00e8gies eficients per a simulacions d\u2019alta fidelitat a escala de pe\u00e7a en LPBF, amb especial \u00e8mfasi en superar la disparitat d\u2019escales temporals.<\/p>\n Es proposen dos m\u00e8todes per abordar la disparitat d\u2019escales temporals sense eliminar les petites escales subjacents: el subdomini advectat (advected subdomain) i un esquema de substepping Robin-Robin, dissenyats per preservar la fidelitat del model i reduir dr\u00e0sticament el cost computacional. El subdomini advectat acobla una malla m\u00f2bil al l\u00e0ser. En resoldre el problema t\u00e8rmic en el sistema de refer\u00e8ncia de la font de calor, la din\u00e0mica transit\u00f2ria prop del bany de fusi\u00f3 (melt pool) esdev\u00e9 gaireb\u00e9 estacion\u00e0ria, cosa que permet utilitzar passos de temps molt m\u00e9s grans. El substepping divideix el domini en regions que evolucionen amb diferents passos de temps: s\u2019apliquen passos m\u00e9s fins al voltant de la font de calor m\u00f2bil, i m\u00e9s grans a les zones allunyades.<\/p>\n L\u2019esquema d\u2019acoblament Robin-Robin desenvolupat \u00e9s robust i garanteix la converg\u00e8ncia del substepping independentment de la malla. Aquests m\u00e8todes i components s\u2019han avaluat sistem\u00e0ticament mitjan\u00e7ant an\u00e0lisi num\u00e8rica, comparats amb enfocaments est\u00e0ndard i validats amb dades experimentals. A m\u00e9s, el subdomini advectat i el substepping s\u2019han combinat per potenciar-ne els beneficis respectius. En conjunt, aquestes contribucions fan avan\u00e7ar el modelatge num\u00e8ric de la MAM, millorant l\u2019efici\u00e8ncia computacional de les simulacions d\u2019alta fidelitat i permetent una qualificaci\u00f3 i optimitzaci\u00f3 fiables del proc\u00e9s.<\/p>\n