PTA增材制造設(shè)備與工藝研究.pdf

1、增材制造零件成型工藝是把三維建模軟件得到的待成型零件三維模型，導(dǎo)入專用的分層軟件對(duì)上述模型分層處理，通過零件每層截面的輪廓信息生成成型路徑，層層累積，得到成型的零件。等離子電弧的弧柱溫度是普通電弧焊的兩倍，其電弧發(fā)散角度小，采用等離子弧作為熱源進(jìn)行成型制造時(shí)的HAZ區(qū)域較窄，零件制造的精確度高于其他電弧增材制造方法，而且還不存在激光、電子束設(shè)備造價(jià)和使用費(fèi)用高的缺陷，因此利用等離子弧做加熱能源進(jìn)行增材制造成為研究的熱點(diǎn)。本文將等離子焊槍

2、固定在三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑臺(tái)上，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通過滑臺(tái)內(nèi)的絲桿驅(qū)動(dòng)滑塊，完成焊槍對(duì)成型路徑的掃描，掃描時(shí)通過等離子弧熔化金屬絲材料和基板。本文主要以三維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的搭建與控制、等離子弧焊熱源控制系統(tǒng)、等離子弧焊增材制造成型工藝為研究主線，在理論分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。分別從運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算選型搭建與調(diào)試、等離子弧焊熱源控制系統(tǒng)的搭建與調(diào)試、影響成型的因素分析、PTA增材制造工藝試驗(yàn)等四個(gè)方面進(jìn)行研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴搭建增材制

3、造運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其主要組成部分有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制卡、滾珠絲桿滑臺(tái)。運(yùn)動(dòng)控制卡是根據(jù)PC總線，利用高性能的微型處理器和允許編程的器件來完成幾個(gè)電動(dòng)機(jī)軸的協(xié)同運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制卡。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器是用來把脈沖信號(hào)放大的設(shè)備，能夠把控制卡輸送的方向和速度信號(hào)變?yōu)椴竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)的角度位移，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。⑵搭建等離子弧焊熱源控制系統(tǒng)，此控制系統(tǒng)利用歐姆龍可編程控制器（PLC-CP1H-XA40DT-D），配備人機(jī)界面觸摸屏M

4、T6070iH3、通信模塊CP1W-CIF11及RS-485通信接口，運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)，采用 CX-Programmer軟件技術(shù)對(duì)等離子弧焊接系統(tǒng)實(shí)施優(yōu)化、精確控制。⑶利用搭建的PTA增材制造成型設(shè)備進(jìn)行工藝試驗(yàn)，采用直徑為0.8mm的AWS A5.18 ER70S-6的焊絲，在100mm×100mm×6mm的Q235鋼板上進(jìn)行成型試驗(yàn)。根據(jù)成型試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析影響PTA增材制造成型效果的影響因素，并在此基礎(chǔ)上尋找合適的成型工藝參數(shù)，利