SLM成形工艺具有热影响区小、工艺灵活、表面质量高以及可成形复杂结构等优点,应用越来越广泛。GH4169作为一种高温合金材料,近几年来关于其SLM成形件的研究越来越多,且有研究表明SLM成形的GH4169合金零件性能已接近锻造件的水平。目前采用实验方法研究不同工艺参数取值对成形件的力学性能、组织结构及孔隙率等的影响已取得了较大的进展,但是对于该领域采用数值模拟进行研究的较少,而且按常用的计算方法计算的SLM成形件尺寸也偏小,基本尺寸都是在几毫米的范围。本文采用固有应变法计算方法,利用专门针对SLM工艺开发的Simufact Additive软件,对100mm×2mm×100mm与100mm×2mm×300mm两种尺寸的结构件成形件的应力场进行了计算与分析。采用正交法设计了不同工艺参数的组合方案,根据SLM成形过程中熔池的特点选用高斯面热源模型,对尺寸10mm×10mm×5mm成形件进行计算,对比分析了激光功率、扫描速度、扫描间距及热处理保温时间四个工艺参数对成形件应力场及变形的影响。结果分析表明,对成形件的变形影响大小依次是扫描速度、扫描速度、热处理保温时间、扫描间距。激光功率越大、扫描速度越小,成形件的变形越大;扫描间距越大、热处理保温时间越长则成形件的变形越小。由此确定获得最小变形及最低应力峰值的最佳工艺组合方案。利用最佳工艺组合方案进一步对100mm×2mm×100mm与100mm×2mm×300mm两种尺寸的成形件进行计算,分析增大成形尺寸后的变形及应力场分布规律。分析了不同的支撑高度取值对成形件的变形及应力场的影响规律。计算结果表明,应力集中分布于支撑中,应力峰值随着打印高度的增加而逐渐增大,但应力场的分布没有明显变化。当打印高度达到30mm达到最大值1060MPa。直至打印高度达到120mm时应力峰值保持不变,打印高度超过120mm但小于200mm时,应力峰值开始随打印高度的增大而下降,当打印超过200mm时,应力峰值保持在约1040MPa不变。因此为了使成形件中的应力场分布均匀,降低生产成本,支撑高度取30mm即可。成形结束后要进行热处理工艺,以降低结构件内部的应力,防止成形结束后随着应力的释放而出现严重的残余变形。Simufact Additive软件也可以实现对热处理工艺过程的数值计算及工艺优化。本文设计了无热处理工艺、切除后热处理及先热处理后切除三种工艺方案,研究了薄壁结构的变形及应力场的变化规律。计算结果分析表明切除后无热处理方案产生的应力水平较高,变形相对于打印结束时较大;切除后进行热处理的工艺方案产生的应力水平较低,但变形更大;先热处理后切除工艺方案产生的变形比无热处理工艺方案小,且应力水平与切除后进行热处理方案时相当。因此若要获得应力与变形均较小的SLM成形件,应当在其打印结束后进行热处理工艺,然后切除基板及支撑获得成品件。