Есть такая аддитивная технология – WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) – дословно «проволочно-дуговое аддитивное производство», или по литературному – «аддитивное производство наплавкой проволоки элекродуговой сваркой». При этом может применяться сварка как плавящимся электродом, так и неплавящимся (аргонодуговая сварка).
Принцип действия технологии прост – берем полуавтомат для дуговой сварки и наплавляем проволоку. Для ремонта резервуаров, ферм, аналогичных изделий данная аддитивная технология применяется давно – каверны, дыры, трещины завариваются во время ремонта. А вот для производства деталей стала применятся сравнительно недавно, хотя отдельные умельцы умудрялись небольшие детали вручную «варганить» с нуля еще, как минимум, с 80-х годов XX века.
Рисунки, поясняющие принцип дуговой сварки:
В чем же главное достоинство этой технологии? Возможность аддитивного производства без специализированного 3D-принтера!
Просто берется стандартная робо-рука со сварочной автоматической головкой – из тех, что применяется на производстве для роботизированной сварки, меняется управляющая программа – и вместо сварки деталей у нас аддитивное производство каких-либо деталей. Единственное – необходимо сделать стол, на котором будем выращивать деталь, и, при необходимости – сделать поворотный стол.
Правда робо-рука – довольно дорогое удовольствие.
Но есть решения и попроще – берется недорогой FDM-принтер бытового класса и оснащается сварочной головкой от полуавтомата.
Тем, кому недостаточно жесткости и поля обработки бытового принтера – есть вариант оснащения ЧПУ-станков портального или консольного типа специализированной головкой.
Но есть предприятия, которые разрабатывают и строят по этой технологии 3D-притеры сами для себя. Как правило это достаточно крупногабаритные станки с область печати не менее 1х1х1 метр
Вот такой парадокс – технология есть, применяется широко, а ни 3D-принтеров, ни каких-либо иных специализированных аддитивных установок по этой технологии практически нет.
Примечание – строго говоря это не совсем так – есть одна фирма, выпускающая специализированные принтеры по этой технологии, правда фирменное название технологии у них другое, но суть – та же. Речь идет о немецкой компании GEFERTEC GmbH, выпускающие принтеры серии Gefertec arc, а «свою» технологию они именуют 3DMP – 3D Metal Printing – 3D-печать металлом.
Для лучшего понимания – диаграмма:
Основные достоинства это технологии:
- высокая скорость наращивания – до 9 куб.дм в час
- возможность создания крупногабаритных деталей – вплоть до мостов через реки или гребных винтов
- большой выбор материалов и низкая стоимость расходных материалов – используется стандартная сварочная проволока, массово выпускаемая
- возможность многоматериальной печати (например часть детали выращивается из простой углеродистой стали, а часть – из низколегированной)
Недостатки:
- низкая точность печати
- низкое качество поверхности
- наличие внутренних напряжений, характерных для сварки из-за неравномерного нагрева и остывания
- невозможность выращивания тонких или малоразмерных деталей.
Первые два недостатка компенсируют механической обработкой, причем часто применяется гибридное производство – когда на одном станке производится и наплавка, и фрезерование лишнего металла. Например одновременно (или по очереди) используется две роборуки – со сварочной головкой и со шпинделем с фрезой, или на одном фрезерном станке установлены одновременно и сварочная головка для наплавки и шпиндель с фрезой.
Третий недостаток компенсируется термообработкой готовой детали.
Ну, а что касается четвертого – то у каждой технологии – свои сферы применения.
Подробнее о том, что может данная технология – в следующих статьях: