Eng
Ukr
Rus
Печать
2016 №06 (19) DOI of Article
10.15407/as2016.06.20
2016 №06 (21)

Автоматическая сварка 2016 #06
Журнал «Автоматическая сварка», №5-6, 2016, с. 127-134
 
Трехмерная печать металлических объемных изделий сложной формы на основе сварочных плазменно-дуговых технологий (Обзор)
 
Авторы
В. Н. Коржик1, В. Ю. Хаскин1, А. А. Гринюк1,2, В. И. Ткачук1, С. И. Пелешенко3, В. В. Коротенко1,2, А. А. Бабич1
1ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
2НТУУ «Киевский политехнический институт». 03056, г. Киев-56, пр-т Победы, 37. E-mail: mail@KPI.ua
3Южно-Китайский технологический университет. 510641, г. Гуанжоу, КНР. E-mail: sviatoslav@qq.com
 
Реферат
В современной промышленности все более актуальным становится изготовление металлических изделий сложной формы при помощи трехмерной печати. Для этого чаще всего применяют лазерные технологии (SLS- и SLM-процессы), реже — электронно-лучевые (EBF3). И те и другие отличаются достаточно высокой себестоимостью и невысокой производительностью. В данной работе рассмотрены новые тенденции применения сварочных технологий для трехмерной печати сложных металлических изделий, в том числе, дополняемых сопутствующей или последующей механической обработкой. Показано, что использование сварочных технологий для получения металлических объемных изделий значительно снижает себестоимость их изготовления при одновременном повышении производительности по сравнению с SLS- и SLM-процессами. Наиболее перспективной сварочной технологией трехмерной печати является плазменно-дуговая с применением проволок или порошков. Она позволяет при сравнительно малом тепловложении создавать качественные объемные изделия с толщиной стенки 3,0…50,0 мм из сплавов на основе Fe, Ni, Co, Cu, Ti, Al, а также композитных материалов, содержащих тугоплавкие компоненты. Применение сварочных технологий позволяет получать как сравнительно небольшие, так и длинномерные изделия, не нуждающиеся в финишной механической обработке (например, выращивать ребра жесткости на крупногабаритных панелях, создавать сотовые панели, строительные конструкции и т.д.). Сочетание сварочных технологий трехмерной печати с сопутствующей или финишной механической обработкой (чаще всего ЧП У-фрезерованием) позволяет изготавливать готовые к применению сложнопрофильные металлические изделия. Библиогр.19, табл. 2, рис. 8.
 
Ключевые слова: трехмерная печать, металлические изделия, сварочные технологии, механическая обработка, материалы, оборудование
 
Поступила в редакцию 22.03.2016
Подписано в печать 19.05.2006
 
  1. Kruth J. P. Progress in additive manufacturing and rapid prototyping / J. P. Kruth, M. C. Leu, T. Nakagawa // CIRP Annals-Manufacturing Technology. – 1998. – № 47(2). – P. 525–540.
  2. Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных исследований и прикладных разработок: монография; под ред. В. Я. Панченко: разд. Лазерные технологии быстрого прототипирования и прямой фабрикации трехмерных объектов. – М.: Физматлит, 2009. – 664 с.
  3. Слюсар В. И. Фаббер-технологии. Новое средство трехмерного моделирования / В. И. Слюсар // Электроника: наука, технология, бизнес. – 2003. – № 5. – C. 54–60.
  4. Deckard C. R. Recent advances in selective laser sintering / C. R. Deckard, J. J. Beaman // Proceedings of the 14-th Conference on Production Research and Technology, Michigan, 1987. – P. 447–451.
  5. Каблов Е. Н. Аддитивные технологии – доминанта национальной технологической инициативы / Е. Н. Каблов // Интеллект&Технологии. – №2 (11) . – 2015. – C. 52–55.
  6. Madigan R. Bruce. Measurement and simulation of titanium alloy deposit temperature in electron beam additive manufacturing / Madigan R. Bruce, Sean F. Riley, Mark J. Cola [et al.] // Trends in Welding Research 2012: Proceedings of the 9th International Conference, Chicago, Illinois, USA, June 4–8, 2012. – P. 963–969.
  7. Kruth J. P. Selective laser melting of iron-based powder / J. P. Kruth // J. Mater. Process. Technol . – 2004. – V. 149. – P. 616–622.
  8. Karunakaran K. P. Low cost integration of additive and subtractive processes for hybrid layered manufacturing / K. P. Karunakaran, S. Suryakumar, Vishal Pushpa, Sreenathbabu Akula // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. – October 2010. – V. 26(5). – P. 490–499.
  9. Colegrove P. High deposition rate high quality metal additive manufacture using wire + arc technology [Электронный ресурс] / P. Colegrove, S. Williams // Cranfield University, 2013. – Режим доступа: https://xyzist.com/wp-content/uploads/2013/12/Paul-Colegrove-Cranfield-Additivemanufacturing.pdf
  10. Venuvinod P. K. Rapid prototyping: laser-based and other technologies / Patri K. Venuvinod, Weiyin Ma // Springer Science+Buisness Media, LLC, New York, 2004. – 389 p.
  11. Pat. № EP0340939A1 (US4857694): Cooling workpieces being manufactured by shape melting / T. E. Doyle, P. M. Ryan // The Babcock & Wilcox Company. – B 23 K 9/04, B 23 K 37/003, B 23 K 37/00F; 8.11.1989.
  12. Martina F. Investigation of methods to manipulate geometry, microstructure and mechanical properties in titanium large scale wire+arc additive manufacturing / F. Martina // School of Aerospace, Transport and Manufacturing, Cranfield University, UK, 2014. – 178 р.
  13. Kovacevic R. Development of machine for rapid manufacturing/repair [Электронный ресурс] / R. Kovacevic // The 2003 CTMA Symposium, March 31–April 3, Salt Lake City, USA, 2003. – Режим доступа: www.engr.smu.edu/rcam
  14. Abdullah F. Alhuzaim. Investigation in the use of plasma arc welding and alternative feedstock delivery method in additive manufacture / Abdullah F. Alhuzaim // A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science General Engineering, Montana Tech of the University of Motana, 2014. – 228 р.
  15. Baufeld B. Additive manufacturing of Ti–6Al–4V components by shaped metal deposition: microstructure and mechanical properties / Bernd Baufeld, Omer Van der Biest, Rosemary S. Gault // Materials & Design. – 2010. – V. 31. – P. 106–111.
  16. Clark D. Shaped metal deposition of a nickel alloy for aeroengine applications / D. Clark, M. R. Bache, M. T. Whittaker // Journal of Materials Processing Technology. – 2008. – V. 203. – P. 439–448.
  17. Chad H. Metallic additive manufacturing: Comprehensive Overview and Findings on 3D Printing for Construction, CMIC 2014, Sept. 2014. – [Электронный ресурс]. – / Henry Chad: Режим доступа: https://www2.iceaustralia.com/ei/images/cmic14/cmicpresentations/plenary/henry.pdf.
  18. Искусство Григория Дочкина // CWELD – оборудование и материалы для сварки и резки: новости, 1.08.2015. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// adiosgroup.ru/?p=242.
  19. 3D-сварка от MX3D распечатает мост над водой: новости, 17/06/2015. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://weldworld.ru/news/razrabotki/5583-3d-svarka-otmx3draspechataet-most-nad-vodoy.html.

>