ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 4 2024 76 ТЕХНОЛОГИЯ применяется в различных отраслях народного хозяйства [3–5]. Одним из способов АМ является технология проволочно-дугового выращивания (Wire and Arc Additive Manufacturing, WAAM). Среди всех существующих методов AM аддитивное производство с использованием проволоки и дуги (WAAM) известно как относительно недорогой метод, который обеспечивает самые высокие скорости осаждения [1–5]. По этой технологии процесс осаждения осуществляется на открытом воздухе с использованием роботизированного манипулятора с закрепленной сварочной горелкой и локализованной экранированной зоной [5–15]. Важной задачей в обеспечении структурной целостности компонентов WAAM является оценка влияния процессов сварки, встроенных в технологию WAAM, на механические свойства и свойства разрушения по сравнению с данными, полученными из деформированного материала. Технология WAAM позволяет создавать детали со сложной топологически оптимизированной геометрией, с внутренними полостями, которые невозможно изготовить с помощью традиционных производственных процессов. Однако в большинстве случаев жесткие допуски и строгие требования к целостности поверхности не могут быть достигнуты путем использования автономных технологий AM. Поэтому детали WAAM обычно требуют некоторой постобработки для соответствия требованиям, связанным с отделкой поверхности, размерными допусками и механическими свойствами. В большинстве работ, посвященных аддитивному производству, описана интеграция AM с технологиями постобработки в одно- или многоустановочные решения по обработке, обычно называемые гибридными AM. Гибридные АМ стали очень привлекательным предложением для промышленности, что увеличило количество работ НИОКР [5–15] с целью развития этого направления. Комбинация аддитивных и субтрактивных методов предлагает возможный метод преодоления этой присущей процессу проблемы. Важно еще понимать, и это показано в многочисленных работах [10–18], что детали АМ могут содержать пустоты или поры из-за захваченного газа или неполного сплавления во время процесса печати и это может ослабить структурную целостность компонента. В работах [4–9] указывают на пример, который был реализован в процессе Shape Deposition Manufacturing (SDM) в Стэнфордском университете и в процессе Controlled Material Buildup (CMB), разработанном в IPTAachen. В этих процессах каждый слой наносится в виде почти чистой формы с использованием термического напыления, в основном лазерной наплавки. Затем слой дополнительно формируется фрезерованием с ЧПУ до чистой формы перед добавлением следующего слоя. В процессах SDM верхняя и боковые поверхности каждого слоя обрабатываются, а затем защищаются путем добавления медной опорной структуры. Эта опорная структура затем удаляется с помощью процесса травления, когда деталь готова. В работе [4] авторы разработали аналогичный подход, 3D-сварку и фрезерование, используя WAAM вместо лазерной наплавки для более быстрого и экономичного нанесения отдельных валиков. В процессе 3D-сварки и фрезерования обычная газовая дуговая сварка металлическим электродом применяется для нанесения отдельных валиков рядом друг с другом. В зависимости от параметров сварки, таких как скорость и мощность, толщина валика варьируется от 0,5 до 1,5 мм. При нанесении слоя его верхняя поверхность обрабатывается для получения гладкой поверхности с определенной толщиной для дальнейшего нанесения. Сочетание этого процесса с торцевым фрезерованием дает явное преимущество в установке толщины слоя от 0,1 до 1 мм. Когда последовательность осаждения и торцевого фрезерования завершена, в той же установке применяется финишная обработка поверхности для удаления оставшихся ступенек на поверхности и повышения точности, близкой к чистой форме металлической детали. До настоящего времени механические свойства и микроструктура углеродистых сталей WAAM не были всесторонне охарактеризованы. Для устранения этого пробела в знаниях авторами работ [19–22] была проведена комплексн ая серия испытаний на растяжение на пластинах из стали WAAM нормальной и высокой прочности, а также исследована микроструктура обеих марок стали. В работах [23, 24] были исследованы наплавленные стенки из малоуглеродистой стали на вязкость разрушения и показано преимущество метода WAAM.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1