- Научно-исследовательский институт производственных технологий Южной Кореи разработал «трехмерную аддитивную технологию с использованием дуговой проволочной сварки (Wire Arc 3D Additive Technology)».
- Гребной винт, который при существующих техпроцессах требует около 2 месяца для изготовления, завершен за 3 недели
Система трехмерного послойного наращивания с использованием дуговой проволочной сварки изготавливает пресс-форму [предоставлено Корейским институтом производственных технологий]
В обрабатывающей промышленности, где большинство деталей состоит из металла, «металлическая 3D-печать» привлекает внимание как ключевая технология, ведущая к инновациям в производстве.
Металлические 3D-принтеры способны изготавливать любые пресс-формы сложной формы с высокой точностью, что значительно сокращает затраты на жизненный цикл продукта - от разработки прототипа до массового производства.
В частности, они воспринимаются как наиболее эффективная альтернатива для продукций, чьи добавленная стоимость высока, но требует мелкое производство различных изделий – например компоненты для средних и крупных транспортных средств, таких как морские судна и самолеты.
Корейский институт производства и технологий объявил 15-го апреля, что он разработал технологию, позволяющую быстрее и дешевле изготавливать детали среднего и большого размера или формы для литья под давлением, применяя новейшие технологии сварки для 3D-печати металла.
Существующая технология 3D-печати методом «синтеза на подложке (Powder Bed Fusion или PBF)» должна быть наложена один слой за слоем в течение длительного времени с использованием мощного лазерного оборудования и дорогих порошковых материалов, поэтому чем больше форма, тем выше стоимость производства и ниже продуктивность.
Кроме того, стоимость большого металлического 3D-принтера составляет более 1 миллиарда южнокорейских вон, что для малых и средних компаний является значительным финансовым бременем.
Чтобы преодолеть эти недостатки, исследовательская команда во главе с доктором Джи Чан Ука из исследовательской группы по передовым формовочным техпроцессам при Корейском институте производственных технологий, разработала метод трехмерного аддитивного производства с использованием проволочной дуговой сварки.
В этом методе вместо лазера используется «дуга» - высокотемпературная электрическая пламя, в качестве источника тепла, а послойное наращивание происходит путем плавления «проволоки», а не металлического порошка.
Исследовательская команда интегрировала сварочные аппараты, роботов и программное обеспечение для настройки траектории в одну систему и сформировала базу данных по различным параметрам процесса, таким как материалы проволоки, скорость потока газа и рабочая температура, чтобы оптимизировать их для 3D-печати.
Разработанная технология представляет собой метод автоматизации, при котором при вводе в систему CAD-чертежей деталей и изделий, которые должны быть изготовлены, программа настройки траектории выбирает оптимальную траекторию наращивания, а сварочная горелка, прикрепленная к манипулятору робота, плавит проволоку вдоль этой траектории.
Этот метод более чем в два раза быстрее, чем обычные методы литья, а с точки зрения производства литейных форм, стоимость единицы продукции и степени потери материала на 20% и 80% ниже соответственно по сравнению с методами обработки на станках с ЧПУ. Стоимость оборудования составляет всего одну десятую от стоимости больших 3D-принтеров.
Двухметровый гребной винт, изготовленный с помощью новоразработанной системы [Предоставлено Корейским институтом производственных технологий]
Используя эту технологию, исследовательская группа произвела судовой гребной винт размером 2 метра за три недели, что обычно занимает около двух месяцев, и даже получила сертификат от классификационного общества в знак признания его превосходных физических характеристик, таких как прочность и долговечность.
Доктор Джи Чан Ук сказал, что «новоразработанная технология представляет собой высокоскоростную и недорогую технологию 3D-печати, которую малые и средние производители смогут легко внедрить при наличии системы автоматизированной сварки и CAD-чертежей». «На данный момент в печати можно использовать только сталь и алюминий, но мы планируем расширить этот перечень до магниевых сплавов, чтобы систему можно было использовать в производстве авиационных компонентов»
Comments