ينتمي التصنيع الإضافي بالقوس الخطي إلى فئة الطباعة ثلاثية الأبعاد لترسيب الطاقة الموجهة. تقنية DED هي تقنية طباعة معدنية ثلاثية الأبعاد تتضمن ترسيب المواد المعدنية في شكل مسحوق أو خطي عبر فوهة مثبتة على ذراع متعدد المحاور. يتم استخدام مصدر طاقة مركز، أي الليزر أو شعاع الإلكترون أو البلازما، لصهر المادة حيث يتم استخدامه لبناء الجزء طبقة بعد طبقة. في حالة WAAM، يتم استخدام القوس كمصدر للحرارة، مستوحى من اللحام القوسي.
تعتمد تقنية WAAM على مبدأ تقنيات اللحام الأوتوماتيكية المختلفة التي تستخدم الأنظمة الآلية: الغاز الخامل المعدني أو الغاز المعدني النشط أو غاز التنغستن الخامل أو سلك اللحام بقوس البلازما. هناك أيضًا عملية لحام نقل المعدن البارد، المستمدة من MIG، والتي ابتكرتها شركة Vonens في عام 2004. جميع أنواع المعادن متوافقة مع WAAM. وتشمل هذه سبائك التيتانيوم والألومنيوم والنيكل والصلب.
كما هو الحال مع عمليات DED الأخرى، غالبًا ما يتم استخدام التصنيع الإضافي لقوس الأسلاك لإصلاح المعدات ونسخ الأجزاء التي لم تعد تنتج من أجل صيانة الآلات القديمة. ومع ذلك، يمكن أيضًا استخدام هذه التكنولوجيا لتصنيع أجزاء كاملة. يعد تصنيع إضافات القوس السلكي مناسبًا بشكل خاص لقطاعات الطيران والفضاء والسيارات والطاقة والدفاع. يتم استخدامه لتصنيع النماذج الأولية والقوالب والأجزاء الفردية وإنتاج السلسلة الصغيرة. ومع ذلك، فإن تطبيقه في الإنتاج الضخم لا يزال قيد المراجعة، على الرغم من أنه مناسب بشكل خاص لتصنيع الأجزاء المعدنية الكبيرة.
في قطاع الطيران، على سبيل المثال، تستخدم Naval Group تكنولوجيا التصنيع المضافة للقوس الخطي لتصنيع المراوح لسفينة صيد الألغام. وفي قطاع الطاقة، أنتجت شركة Vallourec أول حلقة مانعة للتسرب باستخدام التصنيع الإضافي لقوس الأسلاك لضمان سلامة محطة الطاقة الكهرومائية EDF، بقطر 1 متر ووزن 100 كجم. وفي مجال الروبوتات، استخدمت MX3D أيضًا هذه التقنية لإنتاج موصلات فولاذية هيكلية. تستخدم MX3D أيضًا مادة مضافة لقوس الأسلاك لتصنيع موصلات الأنابيب لصناعة النفط والغاز، بالإضافة إلى التروس والمكونات المخصصة للآلات الكبيرة. حتى أن MX3D قامت ببناء جسر في أمستردام باستخدام عملية تصنيع إضافات القوس السلكي! بالإضافة إلى ذلك، استخدمت شركة Relativity Space هذه التقنية لبناء قاذفة Terran 1 خفيفة الوزن. يعد إنتاج القوالب الصناعية البلاستيكية تطبيقًا شائعًا آخر.
تتمتع الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع المواد المضافة بالقوس الخطي بالعديد من المزايا. أولاً، سرعة الطباعة سريعة، مما له تأثير إيجابي على وقت الإنتاج. التكلفة أيضًا أقل من الآلات التي تستخدم تقنية الصهر بطبقة المسحوق، وخاصة الصهر بالليزر الانتقائي. تتميز تقنية تصنيع إضافات القوس السلكي أيضًا بقدرتها على إنتاج أجزاء كبيرة جدًا. كما ذكرنا سابقًا، تتوفر أيضًا مجموعة متنوعة من المعادن المتوافقة.
إن عملية تصنيع الإضافات ذات القوس السلكي لها أيضًا حدودها. نظرًا لأنه يسمح بسرعات طباعة أسرع، فإن التفاصيل ودقة الأبعاد للجزء تكون أقل تكرارًا مقارنة بتقنية ذوبان طبقة المسحوق. قد تحتوي الأجزاء المصنعة باستخدام تقنيات التصنيع المضافة بالقوس الخطي على عيوب مثل المسام الداخلية التي تقلل من الخواص الميكانيكية للجزء، سواء الساكنة أو التعب. هذا ينطبق بشكل خاص على أجزاء الألومنيوم.
يعد الإجهاد المتبقي أمرًا شاذًا آخر قد يحدث في تقنية WAAM. يمكن أن تتسبب في تشوه حجم الجزء و/أو شكله، خاصة من خلال العقص أو التزييف أو الطبقات. وتتميز كل هذه الظواهر بطبقات الأجزاء المطبوعة سواء العلوية أو السفلية أو في حالة الطبقات تشوه جميع الطبقات. تنتج هذه التشوهات عن درجات حرارة التشغيل المرتفعة جدًا والخصائص التقنية للمادة. عندما يتم تطبيق القوى على جزء ما، فإنها ستتسبب في تماسك الجزء بشكل سيئ.
من أجل الحد من حدوث هذه العيوب، من الضروري فهم جميع معلمات تصنيع المواد المضافة لقوس الأسلاك من أجل ضبطها بأكبر قدر ممكن من الدقة. سيضمن ذلك ترسبًا ثابتًا للمعدن المنصهر بالإضافة إلى حرارة ثابتة. سرعة الفك، سرعة التغذية، التيار، الجهد الكهربي، سماكة الطبقة، معدل تدفق غاز التدريع وتباعد الأقطاب الكهربائية كلها عوامل رئيسية لضمان التشغيل السلس.
ومع ذلك، هناك أيضًا حلول تقنية يمكنها التخفيف من هذه الحالات الشاذة. وتشمل هذه تصلب العمل أو المتداول. تتضمن هذه الطريقة الضغط على حبة اللحام باستخدام الأسطوانة أثناء مرحلة التبريد. هذا يقلل من المسامية. من أجل تقليل الإجهاد المتبقي، يمكن تسخين المادة مسبقًا. لاحظ أن بعض المواد والسبائك أكثر عرضة للتشقق أو التشقق من غيرها، مثل سبائك الألومنيوم والنحاس والألمنيوم والتيتانيوم وسبائك الألومنيوم والحديد.
كما هو الحال مع تقنيات التصنيع المضافة الأخرى، هناك حاجة إلى قدر كبير من مرحلة ما بعد التشطيب. تتم المعالجة اللاحقة باستخدام تقنيات المعالجة التقليدية. في بعض تطبيقات تصنيع المواد المضافة ذات القوس السلكي، يمكن استخدام روبوت ثانٍ للمعالجة في مرحلة الطباعة.
تشمل الشركات المصنعة للطابعات ثلاثية الأبعاد التي تستخدم تقنية تصنيع المواد المضافة للقوس الخطي شركة Prodways، التي تستخدم طابعاتها ثلاثية الأبعاد تصنيع المواد المضافة للقوس الخطي - عملية TIG، وNorsk Titanium وعملية ترسيب البلازما الداخلية السريعة، وGEFERTEC، وMX3D، وWAAM3D، وLincoln Electric، وغيرها.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. هي مؤسسة ذات تقنية عالية متخصصة في البحث والتطوير وتصنيع وبيع آلة الكسوة بالليزر الأوتوماتيكية وآلة الكسوة بالليزر عالية السرعة وآلة التبريد بالليزر وآلة اللحام بالليزر ومعدات الطباعة بالليزر ثلاثية الأبعاد. منتجاتنا فعالة من حيث التكلفة وتباع محليًا وخارجيًا. إذا كنت مهتمًا بمنتجاتنا، فيرجى الاتصال بنا على bob@gshenglaser.com.