در این پژوهش، مشخصه های حوضچه مذاب و ریزساختار انجمادی تشکیل شده در حین فرایند ذوب بستر پودر با لیزر با کمک شبیه سازی عددی و آزمایشات تجربی بررسی شدند. بدین منظور، ابتدا شبیه سازی حرارتی فرایند به روش المان محدود انجام شد. شکل و ابعاد حوضچه مذاب و بیشینه دمای آن، شیب دمایی، سرعت انجماد و تاریخچه حرارتی از جمله خروجی های این شبیه سازی هستند. به منظور اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی المان محدود، نمونه های تجربی تک باریکه با متغیرهای مختلف ساخته شده و مشخصه یابی شدند. نتایج آزمایشات تجربی نشان داد که گرچه شبیه سازی عددی مقادیر ابعاد و شکل حوضچه مذاب را برای حوضچه های رسانشی (که در مقادیر دانسیته انرژی کمتر ایجاد می شوند) به درستی پیش بینی می-کند، اما نتایج آن برای نمونه های دارای حوضچه مذاب سوراخ کلیدی قابل اعتماد نیست. دلیل این موضوع ماهیت ناپایدار حوضچه های سوراخ کلیدی و شرایط متفاوت انتقال حرارت در این حوضچه ها می باشد. هم چنین با محاسبه بیشینه دمای حوضچه مذاب با کمک مدل المان محدود، امکان تشکیل حوضچه مذاب سوراخ کلیدی پیش بینی گردید. لازم به ذکر است که از مدل المان محدود برای پیش بینی عیب ذوب ناقص بین دو خط لیزر نیز استفاده شد. هم‌چنین اثر متغیرهای فرایند ذوب بستر پودر با لیزر بر بیشینه دما، شکل و ابعاد حوضچه مذاب و نوع آن با کمک شبیه سازی المان محدود و آزمایشات تجربی بررسی شد. در ادامه و به منظور پیش بینی ریزساختار انجمادی، یک مدل میدان فازی برای شبیه سازی مشخصه های ریزساختاری توسعه داده شد. شیب دمایی و سرعت رشد انجمادی با کمک مدل المان محدود محاسبه شده و به عنوان ورودی مدل میدان فازی استفاده گردید. نتایج خروجی شبیه سازی میدان فازی شامل فاصله بازوهای اولیه و ثانویه دندریتی، اندازه سلول ها و ریزجدایش های ایجادشده حین فرایند می باشد. به منظور صحت سنجی نتایج شبیه سازی میدان فازی، از نمونه های تک باریکه ساخته شده به روش ذوب بستر پودر با لیزر استفاده شد. نتایج شبیه سازی میدان فازی با نتایج تجربی برای نمونه های دارای حوضچه مذاب رسانشی تطابق خوبی داشتند، اما در نمونه های دارای حوضچه مذاب سوراخ کلیدی تطابق کمتری وجود داشت. مقادیر جدایش عنصر آلیاژی نایوبیم در ریزساختار انجمادی توسط مدل میدان فازی پیش بینی شد و نتایج نیز با یافته های تجربی مطابقت خوبی داشت. هم چنین باتوجه به مقادیر شیب دمایی و سرعت انجمادی، امکان ایجاد سه نوع ریزساختار شامل سلولی، سلولی-دندریتی و صفحه ای در حین فرایند وجود دارد، اما ریزساختار انجمادی غالب در حوضچه مذاب، سلولی و در بعضی نواحی سلولی-دندریتی بود. این موضوع اهمیت پیش بینی ریزساختار انجمادی در نواحی مختلف یک حوضچه مذاب و نیز حوضچه های مذاب ایجادشده توسط متغیرهای فرایند مختلف را نشان می دهد. درنهایت، اثر متغیرهای فرایند ذوب بستر پودر با لیزر بر مشخصه های ریزساختاری شامل فاصله سلولی، اندازه سلول ها و نیز جدایش عنصر آلیاژی نایوبیم با کمک شبیه سازی میدان فازی و آزمایشات تجربی بررسی شد.