讓人「驚爆眼球」的電弧焊接3D列印技術

最新 01-25

電弧焊接3D列印技術

3D列印技術背景

隨著科技發展和社會的需求，一些產品的製造過程傾向於幾何形狀複雜、高精度、多元化和小批量的方向發展，在此背景下學名「增材製造」的3D列印，逐漸近年來最熱門的概念。[1]

這一概念，與傳統製造業的「減材製造」相對應，是通過堆疊材料，來直接形成最終產品的一種製造理念。2012英國經濟學人指出：3D列印技術市場潛力巨大，勢必成為引領未來製造業進入「第三次工業革命」[2]。

3D列印技術目前已經形成了多種先進的製造技術，各有特點和適用空間。金屬直接成型技術是快速3D列印製造的重要方法之一，國內外眾多公司和研究機構都在不斷的進行工藝和設備研發，比如激光、電子束、等離子等高能量密度的熱源來熔化金屬的方法，這種方法設備昂貴、工藝複雜，不利於技術推廣[1]。因此焊接電弧3D列印技術逐漸回歸到研發人員的視野，並迅速成為熱點。

電弧焊接3D列印技術原理

電弧焊接3D列印技術是一種利用逐層熔覆原理，採用熔化極惰性氣體保護焊接（MIG）、鎢極惰性氣體保護焊接（TIG）以及等離子體焊接電源（PA）等焊機產生的電弧為熱源，通過絲材的添加，在程序的控制下，根據三維數字模型由線-面-體逐漸成形出金屬零件的先進數字化製造技術[3]。

其實焊接電弧3D列印技術的思想很多年前就有應用，人們很早就利用這種方法來修復受損的金屬零件，或者利用表面堆焊金屬層的方法來賦予零件的特殊性能，如銅彈帶的堆焊方法[4]。

堆焊技術是

焊接電弧3D列印技術的思想源頭

電弧焊接3D列印技術特點

沉積效率高；絲材利用率高；整體製造周期短、成本低；對零件尺寸限制少；易於修復零件等優點，具備原位複合製造以及成形大尺寸零件的能力。同時還具有「只此一件」的個性化特點。

電弧焊接3D列印技術應用前景

因為電弧焊接3D列印技術的擁有很多無法替代的優勢，並隨著電弧焊接3D列印技術研究的不斷深入和成熟，該技術必將在航空航天、汽車、電子、甚至於常規裝備製造領域獲得廣泛的應用。

行業案例賞析[5,6]

荷蘭代爾夫特理工大學開發出的機器人電弧焊接3D列印技術，可以實現各種複雜構建的電弧列印，利用GMAW（氣保焊）電弧實現了藝術品製造、橋樑結構製造、自行車生產等工作，並且與MX3D公司開展一系列的合作，產業化十分順利。