Die presiese voorspelling van die beklede geometrie as 'n funksie van die verwerkingsparameter wat gebruik word vir elke gebruikte materiaal is fundamenteel vir bykomende vervaardigingstoepassings soos 3D-drukwerk. Baie studies rapporteer die korrelasie tussen die bekleding en die verwerkingsparameters (Chan et al. 1999). In Narang et al. (2012), is die uitsette van die sweiswerk, soos die sweismakrostruktuurkenmerke, wiskundig gemodelleer met betrekking tot die insetprosesveranderlikes. Gebaseer op die sweiseienskappe, insluitend dié van die kraalkontakhoek, is 'n karteringstegniek ontwikkel vir die grafiese voorstelling van die makrostruktuursones se vormprofiele. Met inagneming van die kompleksiteit van die laserbekledingsproses wat beheer word deur die hitte-oordrag tussen die laserstraal, die substraat en poeier, en massa-oordrag tussen die poeiervloei en die gesmelte oppervlak, stel baie skrywers voor dat die beste benadering gebaseer moet word op "gekombineerde parameters” (Felde et al.  2002). Hierdie fenomenologiese benadering gebruik eenvoudige wiskundige formules, afgelei van 'n statistiese analise van gemete data, om die laserbekledingsparameters met die geometriese kenmerke van die beklede baan in verband te bring. Gegewe die vereiste bekledingshoogte en beskikbare laserstraalkrag, laat die voorgestelde metode 'n mens toe om waardes van die skandeerspoed en poeiertoevoertempo te bereken, wat gebruik word om lae verdunning, porievrye bedekkings te verkry, en smeltgebind aan die substraat. Verskillende stelle gekombineerde parameters word voorgestel om die spoorwydte en hoogte vir die koaksiale en laterale geometrie van die poeiervoerder te voorspel (De Hosson et al. 2009). In Toyserkani et al. (2003), kan die voorgestelde model beklede meetkunde voorspel as 'n funksie van tyd en prosesparameters, insluitend straalsnelheid, laserkrag, poeierstraalgeometrie, laserpulsvorming en materiaaleienskappe. Suryakumar et al. (2011) het die formasies van enkelkrale en oorvleuelende veelvuldige krale gemodelleer. Terwyl die individuele kraal se geometrie beïnvloed word deur die grootte van die vuldraad en die spoed van die draad en fakkel, kom die oorstap-inkrement tussen die opeenvolgende krale ook in die prentjie vir die veelvuldige kraalneerlegging. Dus, die meetkunde voorspelling is moontlik oor baie proses vensters vir beide poeiers en draad-gebaseerde laser bekleding tegnieke. In Hoadley en Rappaz (1992), word 'n tweedimensionele (2D) eindige elementmodel aangebied vir laserbekleding deur poeierinspuiting. Die model simuleer die kwasi-bestendige temperatuurveld vir die lengtesnit van 'n beklede baan. Dit neem die smelting van die poeier in die vloeistofpoel en die vloeistof/gasvrye oppervlakvorm en posisie in ag, wat aan die termiese veld moet voldoen om 'n selfkonsekwente oplossing te verkry. Die model toon die lineêre verwantskap tussen die laserkrag, die verwerkingsnelheid en die dikte van die gedeponeerde laag. Nog 'n vereenvoudigde model is voorgestel deur Picasso et al. (1994). Vir 'n gegewe laserkrag, straalradius, poeierstraalgeometrie en bekledingshoogte, evalueer hierdie model twee ander verwerkingsparameters, naamlik die laserstraalsnelheid en die poeiertoevoertempo. Dit neem die interaksies tussen die poeierdeeltjies, die laserstraal en die gesmelte poel in ag. In Naveed Ahsan en Pinkerton (2011) 'n gekoppelde analitiese-numeriese oplossing word aangebied. Submodelle van die poeierstroom, kwasi-stasionêre geleiding in die substraat en poeierassimilasie in die area van die substraat bokant die likwidustemperatuur word gekombineer. 'n Iteratiewe terugvoerlus word gebruik om te verseker dat massa- en energiebalanse by die smeltpoel gehandhaaf word. Die kennis van temperatuur, snelheid en samestelling verspreidingsgeskiedenis is noodsaaklik vir 'n beter begrip van die proses en daaropvolgende mikrostruktuur evolusie en eienskappe. Numeriese simulasie help nie net om die komplekse fisiese verskynsels en onderliggende beginsels betrokke by hierdie proses te verstaan ​​nie, maar dit kan ook gebruik word in die prosesvoorspelling en stelselbeheer. Die dubbelspoor koaksiale laserbekleding met H13 gereedskapstaalpoeierinspuiting word gesimuleer deur gebruik te maak van 'n omvattende driedimensionele model, gebaseer op die massa-, momentum-, energiebesparings- en opgeloste stofvervoervergelyking. Enkele belangrike fisiese verskynsels, soos hitte-oordrag, faseveranderings, massatoevoeging en vloeistofvloei, word in die berekening in ag geneem. Die fisiese eienskappe van 'n mengsel van vaste en vloeibare fases word gedefinieer deur dit as 'n kontinuum media te behandel. Die snelheid van die laserstraal tydens die oorgang tussen twee spore word in ag geneem. Die evolusie van temperatuur en samestelling van verskillende moniteringsliggings word gesimuleer (He et al. 2009). Bax et al. (2018) bied riglyne om prosesparameterkaarte vir enkelspore te evalueer, wat 'n vereiste is vir hoëgehaltebekledings en 3D-strukture. Die prosedure word uitgevoer deur 'n proseskaart te skep vir die parameters laserkrag, poeiertoevoertempo en skanderingspoed. Die verband tussen prosesparameters en uitsetreaksies en die interaksie tussen die prosesparameters word vir Ti6Al4V in detail ontleed en bespreek. Die ontledingsresultate dui aan dat poeiertoevoertempo die dominante faktor op die breedte en hoogte van bekledingslaag is, terwyl laserskanderingsspoed die sterkste effek het op die gesmelte diepte van die substraat (Sun en Hao) 2012). Die korrelasies wat bestaan ​​tussen sleutelparameters van die proses (dws laserkrag, skandeerspoed, poeiertoevoertempo) en geometriese kenmerke vir enkelbekleding (dws hoogte, breedte, verdunning en benattingshoek) is voorspel en ontleed deur regressiemetode ( RA). Die voorlopige meetkundige oorwegings het ons toegelaat om die verwerkingsparameters te kies wat gelei het tot hoë kwaliteit bekleding met minimum porositeit. Alle oorwegings het uiteindelik gelei tot die ontwikkeling van 'n verwerkingskaart wat die optimum parameters vir die laserbekledingsproses toon (Erfanmanesh et al. 2017). Die invloed van die laserkrag, skanderingspoed en laserstraalfokusposisie (fokus, positiewe en negatiewe defokus) op die vormfaktor, bekleding-kraal-geometrie, bekleding-kraal-mikrostruktuur (insluitend die teenwoordigheid van porieë en krake), en hardheid het geëvalueer is. Die korrelasie van hierdie prosesparameters en hul invloed op die eienskappe en, uiteindelik, op die uitvoerbaarheid van die bekledingsproses, word gedemonstreer. Die belangrikheid van fokusposisie word gedemonstreer. Die verskillende energieverspreiding van die laserstraal-dwarssnit in die fokusvlak of in die positiewe en negatiewe defokusvlak beïnvloed die bekleding-krale eienskappe (Riquelme et al.  2016). Ti–6Al–4 V-afsettings met veranderlike dikte word gemaak om die gebruik van laserbekleding as 'n hersteltegnologie te bepaal. Beide die effek van die boustrategie (BS) en die invallende energie (IE) op die metallurgiese eienskappe van die afsettings oor hul komplekse termiese geskiedenis is bestudeer. Daar word getoon dat vir die konfigurasie wat bestaan ​​uit 'n afnemende spoorlengte (DTL) onder hoë IE, 'n gradiënt van verkoelingstempo bestaan ​​wat lei tot die teenwoordigheid van verskillende fases binne die mikrostruktuur. Omgekeerd is homogene mikrostrukture aanwesig óf vir die konfigurasie met 'n konstante spoorlengte (CTL) onder hoë IE, óf vir die strategie verkry vanaf 'n DTL onder lae IE (Paydas et al. 2015). Francis (2017) het drie verskillende prosesparameters, drywing, snelheid en kolgrootte, op smeltpoel-geometrie vir die elektronstraaldraadtoevoer- en laserpoeiertoevoerprosesse van Ti6Al4V ontleed. Straalvlekgrootte is geïdentifiseer as 'n groot invloed op smeltpoel-geometrie. Daar is ook getoon dat eksperimentele smeltpoel-afmetings gebruik kan word om te skat hoe om grootteveranderinge met 'n fokusparameter in additiewe vervaardigingsprosesse raak te sien. Daar is getoon dat toenames in kolgrootte die teenwoordigheid van sleutelgat uitskakel, en 'n genormaliseerde kolgrootte drempelwaarde word voorgestel om sleutelgatvorming in gunsteling-legerings te voorkom.

Baie eksperimentele bewyse demonstreer hoe die bekledingseienskappe afhang van die substraatmateriaal. In Kumar en Roy (2009), word 'n driedimensionele geleiding-hitteoordragmodel ontwikkel om die bekledingsgeometrie (bv. hoogte, breedte en verdunning) en mikrostruktuur (skaal en morfologie) van die gestolde laag vir 'n laserbekledingsproses te voorspel. Die effek van beheerbare insetprosesparameters soos geabsorbeerde laserkrag, poeierafsettingtempo en verwerkingspoed op die bekledingseienskappe word krities beoordeel met behulp van dimensielose parameters. 'n Proseskaart word ontwikkel wat operateurs in staat stel om die regte prosesparameters vir 'n haalbare laserbekledingsproses met gewenste eienskappe op te tel. Li en Ma (1997) gevind dat die oppervlakruwheid (turbulensie) van 'n oorvleuelde bekledingslaag afgeneem het met die toename van die oorvleuelingsverhouding op 'n ossillerende wyse. By sommige oorvleuelende verhoudings was die turbulensie op 'n minimum, en by sommige ander verhoudings was dit op 'n maksimum. Onder verskeie enkelspoorseksies het oorvleueling met simmetriese paraboliese snit enkelbedekte spore die gladste bekledingslaag geproduseer, waarin die oppervlakturbulensie op 'n ossillerende wyse afgeneem het. Lalas et al. (2007) het die verwerkingspoed en toevoertempo van die poeier wat verskaf word in ag geneem vir die skatting van beklede geometrie. Die oppervlakspanning tussen die bygevoegde materiaal en die substraat word hoofsaaklik gebruik vir die berekening van die bekledingseienskappe.

Om die poeierverpakkingsinligting in die poeierbed te verkry, is dinamiese diskrete elementmodellering (DEM) gebruik (Lee 2015). Die resultate toon dat negatief skewe deeltjiegrootteverspreiding, vinniger skanderingsspoed, lae drywing en lae pakkingsdigtheid die oppervlakafwerkingskwaliteit vererger en die vorming van balvormingsdefekte bevorder.

In El Cheikh et al. (2012), word 'n wiskundige model geïmplementeer in die sagteware Mathematica 8© gebruik om die beklede deursnee-afmetings te voorspel en 'n analitiese beskrywing van die beklede geometrie te verkry. Daar is eksperimenteel opgemerk dat die dwarssnitvorm 'n skyf is as gevolg van die oppervlakspanningskragte. Analitiese verwantskappe word vasgestel tussen die radius en die middel van die skyf aan die een kant en die prosesparameters aan die ander kant.

Tydens die vervaardiging van lae byvoegings is die deursneeprofiel van 'n enkele sweiskraal sowel as oorvleuelende parameters van kritieke belang vir die verbetering van die oppervlakkwaliteit, dimensionele akkuraatheid en meganiese werkverrigting. Xiong et al. (2013) beklemtoon 'n eksperimentele studie wat uitgevoer is om die optimale model van die kraal-dwarssnitprofiel te bepaal wat toegerus is met sirkelboog-, parabool- en cosinusfunksie, deur die werklike area van die kraalgedeelte met die voorspelde oppervlaktes van die drie modelle te vergelyk. 'n Noodsaaklike voorwaarde vir die oorvleueling van aangrensende krale word voorgestel. Die resultate toon dat verskillende modelle vir die enkelkraalseksieprofiel verskillende middelafstande en oppervlakkwaliteite van aangrensende krale tot gevolg het. Die optimale model vir die kraalgedeelte-profiel het 'n belangrike invloed op die verhouding van draadtoevoertempo tot sweisspoed.

Laserbekleding met behulp van skandeeroptika is 'n relatief min bestudeerde saak. Skandeeroptika maak die aanpassing van laserstraalinteraksiesone numeries moontlik en dit is dus 'n meer buigsame optiese instrument as konvensionele statiese optika. 'n Reeks bekledingstoetse is uitgevoer met behulp van 'n 5 kW-vesellaser en 'n ossillerende lineêre skandeerder met dinamiese poeiervoeding om die proseseienskappe en hul moontlikhede en beperkings te bepaal (Pekkarinen et al. 2012). Daar is opgemerk dat deur die gebruik van skandeeroptika, dit moontlik is om die breedte en dikte van geklede krale op groot skaal te verander. Met skandeeroptika is dit moontlik om beklede kraalgeometrie te beïnvloed sodat slegs 'n 20% oorvleuelingsverhouding gebruik word. Sekere bekledingsparameterkombinasies stel egter die bekledingskraal bloot aan bekledingsdefekte. Ook veroorsaak 'n vinnigbewegende geskandeerde laserstraal 'n golfvorming in die smeltpoel wat verder roering in die smeltpoel veroorsaak. Die verdunning is verhoog met 'n toename in die bekledingspoed. Die toename van die verdunning was egter afhanklik van die skanderingsamplitude.

Verandering van die bekledingshoek tydens oorvleueling is eksperimenteel waargeneem en gekoppel aan die vorming van 'n tussenlope porositeit. Daar is nog 'n groep modelle van die laserbekledingsproses wat probeer om alle fisies betrokke prosesse te modelleer, wat 'n mate van benadering in vergelykings behels, en dit numeries op te los. Fisiese verskynsels, insluitend hitte-oordrag, smelt- en stolfaseveranderinge, massatoevoeging en vloeistofvloei in die smeltpoel, is op 'n selfkonsekwente wyse gemodelleer. Interaksies tussen die laserstraal en die koaksiale poeiervloei, insluitend die verswakking van straalintensiteit en temperatuurstyging van poeierdeeltjies voor die bereiking van die smeltpoel is gemodelleer met 'n eenvoudige hittebalansvergelyking. Die vlakstelmetode is geïmplementeer om die vrye oppervlakbeweging van die smeltpoel na te spoor, in 'n deurlopende laserbekledingsproses. Die beheervergelykings is gediskretiseer deur gebruik te maak van die eindige volume benadering. Temperatuur en vloeistofsnelheid is op 'n gekoppelde wyse opgelos (Qi et al. 2006). Laserstraalbekleding van metale deur enkelstap poeierlewering word ontleed met 'n prosesmodel wat gebaseer is op balansvergelykings van energie en massa. Effekte soos poeierverhitting, beklede laagvorming, substraatverdunning en oorvleueling van spore word bespreek in afhanklikheid van die prosesparameters. In die besonder kan die poeieropvangdoeltreffendheid en die bundelenergie-herverdeling in die materiaal geoptimaliseer word deur die poeiermassavloeitempo en deur die geometriese eienskappe van die balk en van die poeierstraal (Kaplan en Groboth) 2001). 'n Driedimensionele eindige elementmodel word aangebied vir die presiese simulering van die laserbekledingsproses met 'n fokus op verdunningsbeheer (Zhao et al. 2003). Daar word na verdunning verwys as 'n belangrike kwaliteitsindeks in die laserbekledingsproses, wat die kontaminasievlak van die eienskappe van die beklede laag deur substraatmetale aandui. Wat 'n goeie kwaliteit laserbeklede laag betref, is lae verdunning sowel as die metallurgiese binding van die koppelvlak voorvereistes, dus is verdunningsbeheer noodsaaklik in die proses.