M4 Steel; Additive Manufacturing; DED; FE Model; Sensitivity analysis
Abstract :
[en] Varying boundary conditions, such as convection, radiation, and contact thermal exchange parameters in Directed Energy Deposition (DED) process modeling, can significantly impact the predicted thermal fields [1] and final properties of a product. The current numerical study analyzes the effect of different boundary conditions on the temperature distribution during DED thanks to a 3D model of AISI M4 tool steel validated by an experimental campaign. It also confirms that a 2D FE model can already provide valuable trends about sensitivity of numerical results to boundary conditions. The accuracy and robustness of the 2D and 3D model predictions are analyzed. The
temperature histories of a set of points at different heights in the clad and the melt pool dimensions provide experimental validation.
Gallo, Calogero ; Université de Liège - ULiège > Urban and Environmental Engineering
Van Hulle, Samuel ; Université de Liège - ULiège > Aérospatiale et Mécanique (A&M) ; Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > LTAS-Mécanique numérique non linéaire ; Université de Liège - ULiège > Faculté des Sciences Appliquées > Doct. sc. ingé. tech. (aérospat. méca.) ; Université de Liège - ULiège > Faculté des Sciences Appliquées > Form. doct. sc. ingé. & techno. (aéro. & mécan. - Paysage)
Tchuindjang, Jérôme Tchoufack ; Université de Liège - ULiège > Aérospatiale et Mécanique (A&M) ; Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Metallic materials for additive manufacturing
Mertens, Anne ; Université de Liège - ULiège > Aérospatiale et Mécanique (A&M) ; Université de Liège - ULiège > Département d'aérospatiale et mécanique > Metallic materials for additive manufacturing
Duchene, Laurent ; Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo > Analyse multi-échelles dans le domaine des matériaux et structures du génie civil ; Université de Liège - ULiège > Urban and Environmental Engineering
Habraken, Anne ; Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo > Département Argenco : Secteur MS2F ; Université de Liège - ULiège > Département ArGEnCo ; Université de Liège - ULiège > Urban and Environmental Engineering
Language :
English
Title :
Comparison between 2D and 3D Thermal Finite Element Models of Directed Energy Deposition
Publication date :
13 April 2026
Event name :
ESAFORM2026
Event organizer :
Aristotle University of Thessaloniki National Technical University of Athens
Event place :
Thessalonique, Greece
Event date :
27-29 April 2026
Event number :
29th Edition
Audience :
International
Journal title :
Key Engineering Materials
ISSN :
1013-9826
eISSN :
1662-9795
Publisher :
Trans Tech Publications, Aedermannsdorf, Switzerland
