APPLICATION OF A DIGITAL TWIN FOR OPTIMIZING THE PERFORMANCE OF AN SLM 3D PRINTER

Bulletin of Shakarim University Technical Sciences, 2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.53360/2788-7995-2025-3(19)-9
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This paper presents the development and experimental validation of a digital twin for a selective laser melting (SLM) system designed for operation under constrained technical conditions. The proposed design includes a custom-built powder feeding and leveling mechanism, along with a telemetry module enabling realtime acquisition and analysis of thermal data. The digital twin is implemented as an integrated model that combines thermomechanical analysis, G-code execution, and corrective control of printing parameters. The mathematical foundation is based on the transient heat conduction equation with a volumetric heat source and a Gaussian distribution of laser power density.An experimental setup employing pyrometers and thermocouples in the melt zone was used to validate the model. The comparison of simulated and measured data showed a mean absolute error of less than 2.5 °C. The application of the digital twin resulted in a 12–15% reduction in residual stresses, as confirmed by X-ray diffraction analysis. The developed system demonstrates high efficiency in predictive quality control and can be integrated into adaptive control loops. The approach aligns with the Industry 4.0 concept, offering increased stability, repeatability, and reliability in SLM processes