金屬絲材電弧焊3D打印工藝及應用研究.pdf

1、電弧絲材3D打印是使用電弧作為熱源，熔融金屬液滴作為填充材料的3D打印技術。其通過電弧熔化焊絲，將熔化金屬依據(jù)零件的三維模型層層堆砌形成金屬零件。但現(xiàn)在電弧絲材3D打印的研究熱點主要在打印成形的工藝、打印生成的組織和性能方面，對電弧絲材3D打印的使用材料研究較少。本文旨在研制出適宜電弧絲材3D打印的藥芯焊絲材料，探索相關工藝參數(shù)對成形過程的影響，并應用于實際產品的打印。因此，本文的研究有重要的理論意義與實際工程價值。
　　集成了以

2、KUKA機器人和福尼斯CMT焊機為核心的打印平臺；整個打印平臺可直接識別STL點云數(shù)據(jù)模型，根據(jù)點云數(shù)據(jù)模型切片，自動生成所需要的打印路徑，實現(xiàn)了從零件數(shù)據(jù)到直接打印的無縫連接。
　　研制出焊接飛濺率低于2％，成形良好的高合金藥芯焊絲材料。采用研制出的材料進行3D打印，其成形金屬的顯微組織主要為板條狀馬氏體，焊態(tài)下的硬度高于42HRC，經過500℃熱處理后硬度可達到45HRC，成形金屬的拉伸強度高于1000MPa；成形金屬與基材結

3、合面強度為600MPa，研制的藥芯焊絲材料能用于實際產品的3D打印。
　　采用正交試驗的方法，研究了電弧絲材3D打印過程中堆積速度、堆積電流與電弧電壓對3D打印成形工藝的影響。在多道直壁打印過程中，成形的寬度與打印層數(shù)基本無關，但與堆積速度有關，呈現(xiàn)很強的負相關性，且穩(wěn)定的堆積速度下，熔高的變化基本是線性增加的；堆積電流增大時，熔高和熔寬均增大，且熔敷效率也隨之增高；隨著電弧電壓的增大，堆積成形件的熔寬變大，每層的層高略有減小。<