Η κατασκευή προσθέτων γραμμικού τόξου ανήκει στην κατηγορία της τρισδιάστατης εκτύπωσης κατευθυνόμενης απόθεσης ενέργειας. Η τεχνολογία DED είναι μια μεταλλική τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης που περιλαμβάνει την εναπόθεση μεταλλικών υλικών σε σκόνη ή γραμμική μορφή μέσω ενός ακροφυσίου τοποθετημένου σε βραχίονα πολλαπλών αξόνων. Μια εστιασμένη πηγή ενέργειας, δηλαδή ένα λέιζερ, δέσμη ηλεκτρονίων ή πλάσμα, χρησιμοποιείται για την τήξη του υλικού καθώς χρησιμοποιείται για την κατασκευή του τμήματος στρώμα προς στρώμα. Στην περίπτωση του WAAM, το τόξο χρησιμοποιείται ως πηγή θερμότητας, εμπνευσμένο από τη συγκόλληση τόξου.
Η τεχνολογία WAAM βασίζεται στην αρχή διαφόρων τεχνολογιών αυτόματης συγκόλλησης που χρησιμοποιούν ρομποτικά συστήματα: μεταλλικό αδρανές αέριο ή μέταλλο ενεργό αέριο, αδρανές αέριο βολφραμίου ή σύρμα συγκόλλησης τόξου πλάσματος. Υπάρχει επίσης η διαδικασία συγκόλλησης με μεταφορά κρύου μετάλλου, που προέρχεται από τη MIG, η οποία δημιουργήθηκε από τη Vonens το 2004. Όλα τα είδη μετάλλων είναι συμβατά με το WAAM. Αυτά περιλαμβάνουν τιτάνιο, αλουμίνιο, νικέλιο και κράματα χάλυβα.
Όπως και με άλλες διεργασίες DED, η κατασκευή πρόσθετου συρμάτινου τόξου χρησιμοποιείται συχνά για την επισκευή εξοπλισμού και την αντιγραφή εξαρτημάτων που δεν παράγονται πλέον για τη συντήρηση παλαιών μηχανημάτων. Ωστόσο, η τεχνολογία μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ολοκληρωμένων ανταλλακτικών. Η κατασκευή πρόσθετων συρμάτινων τόξων είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για τους τομείς της αεροδιαστημικής, της αεροδιαστημικής, της αυτοκινητοβιομηχανίας, της ενέργειας και της άμυνας. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή πρωτοτύπων, καλουπιών, μεμονωμένων ανταλλακτικών και παραγωγής μικρών σειρών. Ωστόσο, η εφαρμογή του στη μαζική παραγωγή είναι ακόμη υπό εξέταση, αν και είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για την κατασκευή μεγάλων μεταλλικών εξαρτημάτων.
Στον αεροδιαστημικό τομέα, για παράδειγμα, η Naval Group χρησιμοποιεί τεχνολογία κατασκευής πρόσθετων γραμμικού τόξου για την κατασκευή ελίκων για το σκάφος κυνηγιού ορυχείων. Στον ενεργειακό τομέα, η Vallourec παρήγαγε τον πρώτο στεγανοποιητικό δακτύλιο χρησιμοποιώντας πρόσθετη κατασκευή συρμάτινου τόξου για να διασφαλίσει την ασφάλεια του υδροηλεκτρικού σταθμού EDF Hydro, με διάμετρο 1 μέτρο και βάρος 100 κιλά. Στον τομέα της ρομποτικής, η MX3D έχει επίσης χρησιμοποιήσει αυτήν την τεχνολογία για την παραγωγή δομικών συνδετήρων από χάλυβα. Το MX3D χρησιμοποιεί επίσης πρόσθετο συρμάτινου τόξου για την κατασκευή συνδέσμων σωλήνων για τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, καθώς και γρανάζια και προσαρμοσμένα εξαρτήματα για μεγάλα μηχανήματα. Η MX3D έχτισε ακόμη και μια γέφυρα στο Άμστερνταμ χρησιμοποιώντας μια διαδικασία κατασκευής πρόσθετου συρμάτινου τόξου! Επιπλέον, η Relativity Space χρησιμοποίησε αυτή την τεχνολογία για να κατασκευάσει τον ελαφρύ εκτοξευτή Terran 1. Η παραγωγή πλαστικών βιομηχανικών καλουπιών είναι μια άλλη κοινή εφαρμογή.
Η τρισδιάστατη εκτύπωση της κατασκευής προσθέτων γραμμικού τόξου έχει πολλά πλεονεκτήματα. Πρώτον, η ταχύτητα εκτύπωσης είναι γρήγορη, γεγονός που έχει θετικό αντίκτυπο στον χρόνο παραγωγής. Το κόστος είναι επίσης χαμηλότερο από τα μηχανήματα που χρησιμοποιούν τεχνολογία τήξης κλίνης σκόνης, ειδικά επιλεκτική τήξη με λέιζερ. Η τεχνολογία κατασκευής πρόσθετου τόξου σύρματος ξεχωρίζει επίσης για την ικανότητά της να παράγει πολύ μεγάλα εξαρτήματα. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, είναι επίσης διαθέσιμη μια ποικιλία συμβατών μετάλλων.
Η διαδικασία κατασκευής πρόσθετου συρμάτινου τόξου έχει επίσης τους περιορισμούς της. Επειδή επιτρέπει μεγαλύτερες ταχύτητες εκτύπωσης, η λεπτομέρεια και η ακρίβεια διαστάσεων του εξαρτήματος αναπαράγονται λιγότερο σε σύγκριση με την τεχνολογία τήξης στρώματος πούδρας. Τα εξαρτήματα που κατασκευάζονται με τεχνικές κατασκευής πρόσθετων γραμμικού τόξου ενδέχεται να έχουν ελαττώματα όπως εσωτερικούς πόρους που μειώνουν τις μηχανικές ιδιότητες του εξαρτήματος, τόσο στατικές όσο και σε κόπωση. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για εξαρτήματα αλουμινίου.
Το υπολειπόμενο στρες είναι μια άλλη ανωμαλία που μπορεί να εμφανιστεί στην τεχνολογία WAAM. Μπορούν να προκαλέσουν παραμόρφωση του μεγέθους και/ή του σχήματος του εξαρτήματος, ειδικά μέσω πτύχωσης, παραμόρφωσης ή στρώσης. Όλα αυτά τα φαινόμενα χαρακτηρίζονται από τις στρώσεις των τυπωμένων μερών, είτε πάνω, κάτω, είτε σε περίπτωση στρωματοποίησης, παραμόρφωση όλων των στρωμάτων. Αυτές οι παραμορφώσεις προκαλούνται από πολύ υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας και τις τεχνικές ιδιότητες του υλικού. Όταν ασκούνται δυνάμεις σε ένα εξάρτημα, θα προκαλέσουν κακή συγκράτηση του εξαρτήματος.
Προκειμένου να περιοριστεί η εμφάνιση αυτών των ελαττωμάτων, είναι απαραίτητο να κατανοήσετε όλες τις παραμέτρους κατασκευής πρόσθετου τόξου σύρματος προκειμένου να ρυθμιστούν όσο το δυνατόν ακριβέστερα. Αυτό θα εξασφαλίσει μια σταθερή εναπόθεση λιωμένου μετάλλου καθώς και σταθερή θερμότητα. Η ταχύτητα εκτύλιξης, η ταχύτητα τροφοδοσίας, το ρεύμα, η τάση, το πάχος του στρώματος, ο ρυθμός ροής του προστατευτικού αερίου και η απόσταση των ηλεκτροδίων είναι βασικοί παράγοντες για τη διασφάλιση της ομαλής λειτουργίας.
Ωστόσο, υπάρχουν και τεχνικές λύσεις που μπορούν να μετριάσουν αυτές τις ανωμαλίες. Αυτά περιλαμβάνουν τη σκλήρυνση ή την έλαση. Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει την εφαρμογή πίεσης στο σφαιρίδιο συγκόλλησης με έναν κύλινδρο κατά τη φάση ψύξης. Αυτό μειώνει το πορώδες. Προκειμένου να μειωθεί η υπολειπόμενη τάση, το υλικό μπορεί να προθερμανθεί. Σημειώστε ότι ορισμένα υλικά και κράματα είναι πιο επιρρεπή σε ρωγμές ή αποκόλληση από άλλα, όπως τα κράματα αλουμινίου-χαλκού, αλουμινίου-τιτανίου και αλουμινίου-σιδήρου.
Όπως και με άλλες τεχνολογίες κατασκευής προσθέτων, απαιτείται σημαντικός όγκος μετα-τελικής επεξεργασίας. Η μετεπεξεργασία πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας παραδοσιακές τεχνικές επεξεργασίας. Σε ορισμένες εφαρμογές κατασκευής πρόσθετων συρμάτινων τόξων, ένα δεύτερο ρομπότ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επεξεργασία στο στάδιο της εκτύπωσης.
Οι κατασκευαστές τρισδιάστατων εκτυπωτών που χρησιμοποιούν τεχνολογία κατασκευής πρόσθετων τόξου γραμμής περιλαμβάνουν την Prodways, της οποίας οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές χρησιμοποιούν τη διαδικασία παραγωγής πρόσθετου τόξου γραμμής -TIG, το Norsk Titanium και τη διαδικασία εσωτερικής γρήγορης εναπόθεσης πλάσματος, GEFERTEC, MX3D, WAAM3D και Lincoln Electric, μεταξύ άλλων.
Η Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. είναι μια επιχείρηση υψηλής τεχνολογίας που ειδικεύεται στην Ε&Α, την κατασκευή και τις πωλήσεις αυτόματης μηχανής επένδυσης λέιζερ, μηχανής επένδυσης λέιζερ υψηλής ταχύτητας, μηχανής απόσβεσης λέιζερ, μηχανής συγκόλλησης λέιζερ και εξοπλισμού τρισδιάστατης εκτύπωσης. Τα προϊόντα μας είναι οικονομικά και πωλούνται στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Εάν ενδιαφέρεστε για τα προϊόντα μας, επικοινωνήστε μαζί μας στο bob@gshenglaser.com.