激光选区熔化增材制造低压降过滤器:设计、制造与仿真分析

分析了激光选区熔化(SLM)技术对制造低阻力、低能耗、高过滤性能过滤器的优势.探索了基于SLM工艺梯度多孔结构过滤器的设计方法,并以此设计规则设计了cross、star和vintiles 3种不同单元体下不同孔隙率(60％、70％、80％和90％)的过滤器.通过XFlow软件对过滤器进行压降–流量模拟仿真分析,同时分析了SLM制造过滤器的成形效果,最后进行压降测试并讨论流体经过不同结构过滤器的压降变化.结果表明,梯度多孔结构设计方法可以通过调节每层的节点数量实现过滤器孔隙大小在径向方向上梯度程度的变化.CFD模拟仿真和压降测试得出cross结构和star结构具有类似的压降表现,压降最低的为vintiles结构.经过喷砂处理后,过滤器压降的实测值与仿真值误差范围为10％～20％,表明CFD仿真技术对过滤器压降情况的预估效果很好,可为过滤器创新结构设计提供优化的方向.