OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 4 2024 77 TECHNOLOGY В работах [22, 23] обобщаются некоторые применения процесса WAAM, касающиеся источника сварочного тепла, используемого исследователями. Некоторые исследователи пробовали применять для WAAM способ дуговой сварки металлическим электродом в газовой среде (GMAW) [23, 24] в качестве основного инструмента для наплавки из-за его преимуществ, таких как относительно низкое разбрызгивание металла, независимое управление источником тепла и системой подачи проволоки в сочетании с дополнительной механической обработкой [25]. Другие родственные процессы, в которых плазменная горелка используется вместо GTAW, – это гибридное плазменное напыление и фрезерование (HPDM) и быстрое прототипирование на основе микроплазменной дуговой сварки (MPAW) [26, 27]. Во всех рассмотренных выше процессах осаждения металла точный контроль высоты слоя остается проблемой из-за волнообразной природы многопроходного наплавления. Чтобы получить компоненты с точной толщиной слоя, некоторые исследователи объединили фрезерование и наплавление [4–6, 25]. Эти гибридные процессы выполняют операцию фрезерования поверхности после каждого слоя, чтобы обеспечить z-точность. 3D-сварка и фрезерование, разработанные в [4, 5], объединяют наплавление GMAW с обычным процессом фрезерования для производства вставок для литья под давлением [7–12]. В работах [28–30] предлагают дополнительно использовать ультразвуковую обработку изделий, полученных по технологии WAAM. По мнению авторов, это позволит повысить механические свойства выращенных изделий. Многие параметры ультразвуковой дополнительной обработки в процессе WAAM пока еще не оптимизированы и зависят от типа оборудования, частоты, амплитуды и др. В то же время интеграция традиционных субтрактивных технологий с WAAM может обеспечить улучшенную экономию материалов и энергии по сравнению с чистыми субтрактивными подходами. Фактически компоненты WAAM, как правило, демонстрируют высокую структурную целостность, когда параметры процесса оптимизированы, поэтому необходимо выполнять только операции механической обработки. Кроме того, ожидается, что при гибридной технологии будет очень небольшая глубина деформации поверхности. Синергетическая интеграция блока наплавки с ЧПУ-станком независимо от его марки и возраста является ключевым аспектом в гибридной технологии. Интеграция должна быть выполнена таким образом, чтобы наплавка могла действовать как дополнительная функция, не нарушая другие возможности ЧПУ-станка. Во время интеграции изменения в механических и электрических системах производятся без необходимости какой-либо фирменной информации от производителя станка или разработчика системы управления. Однако имеются механические проблемы: первая – это монтаж сварочной горелки сбоку головки шпинделя, чтобы управление наплавкой осуществлялось через тот же контроллер ЧПУ; вторая – необходимость подобрать подходящий механизм для отвода избыточного тепла, выделяемого во время сварки; третья – нужно принять соответствующие меры предосторожности для защиты элементов машины от случайного попадания брызг. Отдельно возникают проблемы с электрикой и управлением: 1) включение/выключение сварочно-наплавочного агрегата через программу ЧПУ; 2) простое и быстрое переключение между режимом наплавки и обычным режимом ЧПУ; 3) исключение любого прямого электрического контакта между контроллером ЧПУ и сварочным агрегатом. Важно понимать, что серийного оборудования для осуществления комплексной (гибридной аддитивной технологии) пока не выпускается, а все работы, выполненные в этой области, связаны с модернизацией станков с ЧПУ, что не всегда оправдано с экономической точки зрения. Относительно простым с методологической точки зрения и требующим минимальных финансовых затрат на оборудование является подход, основанный на использовании раздельно технологии WAAM с другими методами обработки, которые доступны для более широкого круга исследований, с целью изучения свойств полученных материалов. В этой работе представлено исследование характеристик обработки металла, нанесенного методом WAAM с дополнительной механической и ультразвуковой обработкой.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1