Sản xuất bồi đắp hồ quang tuyến tính thuộc danh mục in 3D lắng đọng năng lượng định hướng. Công nghệ DED là công nghệ in 3D kim loại bao gồm việc lắng đọng vật liệu kim loại thành dạng bột hoặc dạng tuyến tính thông qua một vòi phun gắn trên cánh tay nhiều trục. Một nguồn năng lượng tập trung, tức là tia laser, chùm tia điện tử hoặc plasma, được sử dụng để làm tan chảy vật liệu vì nó được sử dụng để chế tạo từng lớp bộ phận. Trong trường hợp của WAAM, hồ quang được sử dụng làm nguồn nhiệt, lấy cảm hứng từ hàn hồ quang.
Công nghệ WAAM dựa trên nguyên lý của nhiều công nghệ hàn tự động sử dụng hệ thống robot: khí trơ kim loại hoặc khí hoạt tính kim loại, khí trơ vonfram hoặc dây hàn hồ quang plasma. Ngoài ra còn có quy trình hàn chuyển kim loại nguội, bắt nguồn từ MIG, được Vonens tạo ra vào năm 2004. Tất cả các loại kim loại đều tương thích với WAAM. Chúng bao gồm hợp kim titan, nhôm, niken và thép.
Cũng như các quy trình DED khác, sản xuất bồi đắp hồ quang dây thường được sử dụng để sửa chữa thiết bị và sao chép các bộ phận không còn được sản xuất nhằm bảo trì máy móc cũ. Tuy nhiên, công nghệ này cũng có thể được sử dụng để tạo ra các bộ phận hoàn chỉnh. Sản xuất bồi đắp hồ quang dây đặc biệt thích hợp cho các lĩnh vực hàng không vũ trụ, hàng không vũ trụ, ô tô, năng lượng và quốc phòng. Nó được sử dụng để sản xuất nguyên mẫu, khuôn mẫu, các bộ phận riêng lẻ và sản xuất hàng loạt nhỏ. Tuy nhiên, ứng dụng của nó trong sản xuất hàng loạt vẫn đang được xem xét, mặc dù nó đặc biệt thích hợp để sản xuất các bộ phận kim loại lớn.
Ví dụ, trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, Tập đoàn Hải quân sử dụng công nghệ sản xuất bồi đắp hồ quang tuyến tính để chế tạo cánh quạt cho tàu săn mìn. Trong lĩnh vực năng lượng, Vallourec đã sản xuất vòng đệm đầu tiên sử dụng phương pháp sản xuất bồi đắp hồ quang dây để đảm bảo an toàn cho nhà máy thủy điện EDF Hydro, có đường kính 1 mét và trọng lượng 100 kg. Trong lĩnh vực robot, MX3D cũng đã ứng dụng công nghệ này để sản xuất các đầu nối kết cấu thép. MX3D cũng sử dụng phụ gia hồ quang dây để sản xuất đầu nối ống cho ngành dầu khí, cũng như bánh răng và các bộ phận tùy chỉnh cho các máy lớn. MX3D thậm chí còn xây dựng một cây cầu ở Amsterdam bằng quy trình sản xuất bồi đắp hồ quang dây! Ngoài ra, Relativity Space còn sử dụng công nghệ này để chế tạo bệ phóng hạng nhẹ Terran 1. Sản xuất khuôn nhựa công nghiệp là một ứng dụng phổ biến khác.
In 3D sản xuất bồi đắp hồ quang tuyến tính có nhiều ưu điểm. Đầu tiên, tốc độ in nhanh, điều này có tác động tích cực đến thời gian sản xuất. Giá thành cũng thấp hơn so với các loại máy sử dụng công nghệ nấu chảy bột, đặc biệt là nấu chảy bằng laser có chọn lọc. Công nghệ sản xuất bồi đắp hồ quang dây còn nổi bật nhờ khả năng sản xuất các chi tiết rất lớn. Như đã đề cập trước đó, nhiều loại kim loại tương thích cũng có sẵn.
Quá trình sản xuất bồi đắp hồ quang dây cũng có những hạn chế. Bởi vì nó cho phép tốc độ in nhanh hơn nên độ chính xác về chi tiết và kích thước của bộ phận ít được tái tạo hơn so với công nghệ nấu chảy bột. Các bộ phận được sản xuất bằng kỹ thuật sản xuất bồi đắp hồ quang tuyến tính có thể có các khuyết tật như lỗ rỗng bên trong làm giảm tính chất cơ học của bộ phận, cả tĩnh và mỏi. Điều này đặc biệt đúng đối với các bộ phận bằng nhôm.
Ứng suất dư là một hiện tượng bất thường khác có thể xảy ra trong công nghệ WAAM. Chúng có thể làm cho kích thước và/hoặc hình dạng của các bộ phận bị biến dạng, đặc biệt là do bị uốn, cong hoặc phân lớp. Tất cả những hiện tượng này được đặc trưng bởi các lớp của bộ phận in, dù là trên, dưới hay trong trường hợp xếp lớp, biến dạng của tất cả các lớp. Những biến dạng này là do nhiệt độ vận hành rất cao và đặc tính kỹ thuật của vật liệu. Khi lực tác dụng lên một bộ phận, chúng sẽ khiến bộ phận đó bị giữ kém.
Để hạn chế xảy ra các khuyết tật này, cần phải hiểu rõ tất cả các thông số sản xuất phụ gia hồ quang dây để thiết lập chúng một cách chính xác nhất có thể. Điều này sẽ đảm bảo sự lắng đọng ổn định của kim loại nóng chảy cũng như nhiệt độ không đổi. Tốc độ tháo cuộn, tốc độ cấp liệu, dòng điện, điện áp, độ dày lớp, tốc độ dòng khí bảo vệ và khoảng cách điện cực đều là những yếu tố chính để đảm bảo hoạt động trơn tru.
Tuy nhiên, cũng có những giải pháp kỹ thuật có thể giảm thiểu những bất thường này. Chúng bao gồm việc làm cứng hoặc lăn. Phương pháp này liên quan đến việc tạo áp lực lên hạt hàn bằng một con lăn trong giai đoạn làm mát. Điều này làm giảm độ xốp. Để giảm ứng suất dư, vật liệu có thể được làm nóng trước. Lưu ý rằng một số vật liệu và hợp kim dễ bị nứt hoặc tách lớp hơn những vật liệu và hợp kim khác, chẳng hạn như hợp kim nhôm-đồng, nhôm-titan và hợp kim nhôm-sắt.
Cũng như các công nghệ sản xuất bồi đắp khác, cần phải thực hiện một lượng đáng kể công đoạn hoàn thiện sau. Quá trình xử lý sau được thực hiện bằng cách sử dụng các kỹ thuật xử lý truyền thống. Trong một số ứng dụng sản xuất bồi đắp hồ quang dây, robot thứ hai có thể được sử dụng để xử lý ở giai đoạn in.
Các nhà sản xuất máy in 3D sử dụng công nghệ sản xuất bồi đắp hồ quang tuyến tính bao gồm Prodways, có máy in 3D sử dụng quy trình sản xuất bồi đắp hồ quang tuyến tính -TIG, Norsk Titanium và quy trình lắng đọng plasma nhanh bên trong, GEFERTEC, MX3D, WAAM3D và Lincoln Electric, cùng nhiều hãng khác.
Công ty TNHH Công nghệ Laser Tây An Guosheng là một doanh nghiệp công nghệ cao chuyên về R&D, sản xuất và kinh doanh máy ốp laser tự động, máy ốp laser tốc độ cao, máy dập tắt laser, máy hàn laser và thiết bị in laser 3D. Sản phẩm của chúng tôi có hiệu quả về chi phí và được bán trong và ngoài nước. Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo số bob@gshenglaser.com.