Аддитивное производство методом дуговой наплавки проволокой: возможности и проблемы управления качеством и точностью изготавливаемых деталей

Аддитивное производство методом дуговой наплавки проволокой (WAAM) продемонстрировало способность изготавливать компоненты среднего и крупного размера благодаря высокой скорости наплавки и потенциально неограниченным размерам формируемого изделия. Однако, как и для всех технологий аддитивного производства (AM), оптимизированное планирование процесса, обеспечивающее равномерное формирование слоев без дефектов, имеет ключевое значение для изготовления деталей. Кроме того, аддитивное производство, особенно WAAM, уже не является исключительно технологией прототипирования; основное внимание сегодня уделяется его преобразованию в жизнеспособный и экономически эффективный производственный процесс. Для этого необходимо решить ряд вопросов, включая точность и эксплуатационные характеристики изготавливаемых компонентов. Поэтому в WAAM особое внимание следует уделять размерной точности и качеству поверхности. В статье рассматриваются концепции подвода и управления теплом, а также их связь с возникающими усадкой, деформацией и остаточными напряжениями, что имеет особенно критическое значение. Кроме того, основное внимание уделяется планированию процесса, включая ориентацию построения, послойное разбиение и планирование траектории, а также выбору параметров процесса — от формирования одиночного валика до многоваликовой и многослойной наплавки — и, наконец, геометрическим особенностям: от тонкостенных элементов до решетчатых структур; приведено несколько тематических исследований. Для решения вопросов качества и точности компонентов в статье обобщаются рекомендации по проектированию и перспективные направления, связанные с многочисленными специфическими для WAAM проблемами, которые необходимо решить для изготовления сложных компонентов.