Как защитить DED-детали от кислорода или у тебя кишка тонка?
Слоедел, конечно же, в курсе: кислород – штука для жизни незаменимая, но вот когда речь заходит о рождении деталей в металлической аддитивке, он норовит внести свои, мягко говоря, некорректные коррективы. В L-PBF вопрос решают кардинально – запирают процесс в герметичную камеру, накачивают аргоном или азотом (смотря по металлу), и нет проблем. E-PBF с электронным лучом и вовсе не церемонится: выкачивает воздух до вакуума – кислороду там просто неоткуда взяться.
А вот как быть с технологиями наплавки под общим знаменем DED?
В порошковых вариациях головка – сложный зверь: три потока – инертный газ, порошок, энергия. Газ, вроде как, вытесняет воздух из зоны плавки, не давая кислороду шанса испортить металл. Логично? Логично.
А теперь – проволочная наплавка (Wire DED).
Если она идет в вакууме – опять же, изолированная камера (только размеры уже не кубические, а ого-го). Но если источник энергии – дуга, плазма или лазер на открытом воздухе? Как тут деталь от зловредного O₂ уберечь?
Казалось бы, решение напрашивается само – поставить камеру с инертным газом, как в L-PBF. Ан нет! Экономика тут встает поперек горла. Подавать газ на куб 500 мм – одно дело, а вот заполнить объем в три, а то и больше раза – это уже совсем другие деньги. Невыгодно!
И тут на сцену выходит инженерная смекалка: а зачем гнать газ на весь цех? Надо натянуть "кишку" (тент) прямо на голову! Замкнутое пространство вокруг точки наплавки, контролируемая атмосфера внутри – и вуаля! Так и добиваются уровня кислорода менее 100 ppm O₂, а то и вовсе 20-50 ppm. Элегантно? Безусловно. Логично? Абсолютно.
А что на практике? Смотрим на авангард:
1. Gefertec (WAAM): Тут ставка на высокопрочный двухслойный брезент со смотровыми окошками. Работали с таким – честно? Все время грызло ощущение, что это какая-то полумера. Смотровые окна – слабое место, да и брезент – не фонтан по прозрачности.
2. Procada (L-DED (W) / LWC): А вот тут подход иной – полностью прозрачный тент. И знаете что? Свободы – несоизмеримо больше! Видимость отличная, контроль процесса – на порядок выше.
Коллеги, задумавшим свой DED? Готовьтесь к квестy! Готовых "кишок" на прилавке нет. Придется самому колдовать над формой, раскроем и, главное, подбирать материал. Это не тривиально.
И финальный аккорд – предупреждение:
Не думайте, что "кишка" – вечная. Она деградирует. На нее налипает сажа, порошковая пыль, брызги. Прозрачность падает, материал начинает поглощать излучение (особенно лазер!), нагревается... А дальше – потеря функциональности, а в худшем сценарии – и возгорание не за горами. Ресурс – ключевой параметр.
На фото:
— (a) Gefertec Arc 605 WAAM – гордый одиночка (без тента)
— (b) Gefertec Arc 605 WAAM – в брезентовой "кишке"
— Procada L-DED (W) / LWC – робот в прозрачном "коконе"
Логика 👂 слоя
