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Ti6Al4V合金因其优异的力学性能和较高的比强度已被广泛用于航空航天、医疗和汽车等领域。激光选区熔化加工钛合金,其近净成形、小批量生产成本优势以及支持复杂几何结构加工等优势,加快了零件功能结构一体化的设计与应用,同时一定程度上降低了加工成本。加工过程中激光与钛合金粉末的作用过程,由于作用时间短、物理过程复杂,采用数值模拟的方法能够定量分析作用过程中的温度和流场变化情况,从而为加工参数设计提供参考,且具有时间成本和资金成本方面的优势。格子Boltzmann方法作为近年来迅速发展的介观流体力学方法,因物理意义清晰、边界处理简洁和处理多相流边界高效等优点,成为为流体计算的有力工具,但是在激光选区熔化过程仿真领域鲜有运用。本文基于格子Boltzmann方法建立了三维D3Q15双分布函数模型用于对激光粉末床熔化（LPBF）作用过程进行数值模拟,同时选择Python作为编程语言,借助其Numpy、math、Matplotlib和Mayavi等扩展包将迭代过程转换为数组运算,计算效率提高大约90倍,同时在Python平台上实现了建模、计算和数据可视化的整个仿真过程。模型由150×150×50格点组成,不采用并行运算的情况下,在Intel Core i3-4160四核计算机上CPU运算时间为22h,计算效率较传统方法有明显提升。模型中能量传输的计算引入焓的概念,解决固液相变过程中温度过渡不平滑的问题;同时引入液体体积分数1)7)作为焓的函数,保证区分固液界面的同时使温度、界面力等物理量过渡平滑,模型中考虑了固液界面力、Marangoni效应和表面张力等物理现象。效率提升则可以增加扫描道数同时兼顾熔池演化细节,因此该LPBF过程仿真结合实际加工过程中轮廓扫描和实体扫描两部分进行建模仿真,完成了正方形边框的扫描和三道实体扫描扫描路径总长6.28mm的模型仿真,从而进一步探轮廓扫描对实体扫描的影响。由于轮廓和实体扫描激光参数差异,轮廓熔池最高温度在液相线（1930K）附近,实体扫描熔池最高温度接近沸点（3300K）;在熔池转角处由于热累积效应出现熔池宽度增大,流体流动不稳定,熔池温度升高（近3550K）和前一道熔池熔深变深等现象,随着扫描过程进行逐渐趋于平稳;轮廓扫描熔池散热以热扩散为主,熔池深宽尺寸接近,约428),形状近似球形,实体熔池散热则有明显的热对流特征,深宽分别为528)和798),熔池形貌呈“彗星”状;轮廓扫描对实体扫描热影响有限,仅使实体扫描熔道相对无轮廓熔道升高100K左右。轮廓第四道熔池末端由于与实体扫描起始端相近,因此实体扫描处起始温度约1600K,未出现无轮廓扫描起始端熔池温度急剧升高,熔池流动剧烈的现象;已扫描熔道对相邻熔道的热影响随着光斑从起始端移动至终点逐渐减小,中点处在前一道熔池扫描时仅升高200K左右,原因主要是Ti6Al4V热导率仅为常见金属1/10左右,热传输效率低,另一方面,熔道长度为0.84mm,光斑移动至熔道中点时,中点处有足够时间冷却。