电弧3D打印太粗糙？国内团队工艺优化重大突破！

电弧增材工艺优化：英尼格玛实现铝合金薄壁交叉结构精细打印

最新推荐文章于 2024-05-23 09:18:39 发布

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未经打磨、加工等后处理的电弧增材打印毛坯件

提到电弧增材，大部分人的印象仍停留在该工艺效率高但制造的零件表面非常粗糙，只能打印大尺寸零件。长时间以来，市场上电弧增材的实际应用大多如此——成型尺寸大、需要后续机加改善表面质量。

实际上，经过多年工艺探索，电弧增材技术的发展可能已经远远超出了人们的期待。从2019年打印的第一个舱段，到2022年的第N个，英尼格玛已实现大尺寸零部件精细化打印，表面质量进步之大令行业为之惊叹。表面质量的优化是我们最直观看到的现象，其背后的本质是工艺的优化。

工艺优化并不是一件简单的事情，需要考虑工艺流程、设备性能、软件功能、材料特性、应用场景等多方面的因素。从成立至今，英尼格玛在探索中不断打破工艺极限，呈现出了一个个高质量成形件，展现了日益成熟的工艺水平。

2023年，英尼格玛工艺团队在铝合金薄壁交叉结构成形工艺上实现突破性进展。本文开头的图片是该公司为国外客户打印的工件。

工件信息

工件名称：支撑短柱

工件规格：壁厚6mm

打印材料：ER5356铝合金焊丝，直径1.2mm

打印设备：ArcMan S1 Adv

应用行业：建筑行业

用途：建筑行业承重件的应用研究

工艺优化过程

英尼格玛研究了影响电弧增材交叉结构成形缺陷的机理和控制方法，并通过工艺选择、参数调控、路径优化等方法调节成形过程热输入量，从而对交叉结构零件成形精度进行调控。

工艺选择

设备ArcMan S1 Adv中的熔丝电源为CMT Advance，选择其提供的CMT adv工艺，可灵活调整热输入量，有效降低热积累问题。

参数调控

建立电弧增材熔池模型，通过数值模拟研究送丝速度、增材速度、层高等工艺参数对交叉结构成形的影响机制。最终通过降低送丝速度，提高增材速度来调整端面处的热输入量，减少塌陷的产生。

路径优化

通过IungoPNT软件规划的连续增材层间螺旋路径，减少层间起收弧次数，保证增材过程熔池处于稳定平衡的状态，减少了交叉点“凸起”和表面平整度差的问题，有效提高成形质量和成形效率。

设备、软件、工艺，相互促进

本次工艺优化采用的ArcMan S1 Adv是教育版一体式轻量级智能化电弧增材制造系统，在电弧增材专用CAM软件IungoPNT V3.0的引导下，通过灵活的六轴机器人配置超高稳定性的熔丝电源实现高性能、高效率、高性价比的中小型金属构件的智能增材制造，应用于教学培训、材料开发、结构开发、设计研发、试制生产等多种场景。

IungoPNT是一种金属熔覆增材工业软件，通过功能模块化组合，适于多种增材设备和增材工艺应用。IungoPNT不但整合了分层切片、填充路径规划、工艺匹配、机器人运动规划、增材制造和视觉检测等关键功能模块，形成了数据的闭环处理，以便后续进行分析和优化，而且可以实现多种外部轴协同组合，既扩大了增材范围，也实现了垂悬区域的无支撑增材。