OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 4 2023 75 TECHNOLOGY тивные технологии имеют не слишком высокую производительность, стоимость изготовления деталей в этом случае также достаточно велика. Одним из направлений развития аддитивных технологий стала печать образцов с помощью наплавки металла. Такая технология существенно снижает время и стоимость изготовления заготовки. Это обусловлено тем, что для печати используется не порошок, а наплавочная проволока, которая в разы дешевле. Однако недостатком такого способа являлется то, что формируемая поверхность имет плохое качество, и требуется последующая механическая обработка. Из-за особенности этой технологии, связанной с охлаждением напечатанных деталей, их твердость получается выше, чем при ковке или литье. Особенно это проявляется при изготовлении деталей из мартенситных нержавеющих сталей, которые достаточно недорогие и широко используются в том числе и для наплавки. При формировании детали методом послойной наплавки на предыдущий слой наносится новый слой. Предыдущий слой повторно нагревается и снова быстро охлаждается. Поскольку критическая скорость охлаждения мартенситных сталей невелика, то формируется мартенситная структура, обладающая высокой твердостью. Исследования, проведенные авторами работ [2, 3], подтверждают это. Послойная наплавка порошка лазером дает различные механические свойства по сечению печатаемых заготовок. Величина зерна, пористость и соответственно механические свойства зависят от направления, в котором производится их измерение. В работе [4] показано, что свойства напечатанных с помощью аддитивных технологий изделий различны в разных направлениях. Авторы также отметили, что это можно частично исправить с помощью термообработки, но потребуются затраты на дополнительную операцию. Аналогичные результаты приведены в [5]. Показывается, что в результате термоциклирования отдельных областей при печати могут возникать внутренние напряжения в печатаемой заготовке. В работе [5] также говорится, что на поверхности образцов 40Х13 при SLM образовалась труднообрабатываемая корка (750 HV). При печати проволокой (WAAM) идет рекристаллизация нижнего слоя во время нанесения на него следующего слоя. При этом формируется структура, состоящая из вытянутых зерен феррита и мелкозернистого игольчатого мартенсита в матрице в верхнем слое. Эта структура образуется вместо пространственной периодичности мартенситных реек внутри равноосных зерен феррита во внутренних слоях. Содержание мартенсита постепенно увеличивалось по мере удаления от основного металла [6]. Условия работы оборудования во многом определяют процесс формирования заготовки с помощью наплавки проволокой. На него влияют такие параметры, как температура подложки, траектория движения [7] и др. Однако даже при оптимальных режимах все равно получаются различные дефекты структуры материала (упрочнение поверхности, неоднородности и др.). Одной из аддитивных технологий является технология WAAM. При печати заготовок по технологии WAAM также получаются заготовки с неоднородными механическими свойствами и структурой. Еще один недостаток WAAMтехнологии – плохое качество поверхности. После изготовления заготовки требуется последующая механическая обработка для получения желаемых геометрических допусков и свойств поверхности [8]. При механической обработке таких заготовок следует учитывать эти особенности. Обработка на фрезерном станке заготовок, полученных из нержавеющих сталей методом WAAM, возможна с достаточно высокой производительностью [9], но при этом наблюдается значительный износ инструмента при фрезеровании детали WAAM. Это происходит несмотря на то, что инструмент и параметры фрезерования выбраны на основе рекомендаций производителя по обработке данного материала. Неоднородная микроструктура, образующаяся в образце, получаемом по технологии WAAM, дает существенное ухудшение его обрабатываемости. Это происходит из-за сложных термических циклов при печати. В работе [10] продемонстрированы сложности, возникающие при фрезеровании концевой фрезой из Al2O3/ Si3N4 (сиалон) сплава Ti6Al4V. Авторы работы отметили более значительный износ инструмента при обработке WAAM-образцов в сравнении с коваными и литыми образцами. Снизить износ и повысить стойкость инструмента можно за счет изменения скорости реза-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1