การผลิตสารเติมแต่งอาร์คเชิงเส้นอยู่ในหมวดหมู่ของการพิมพ์ 3 มิติด้วยการสะสมพลังงานโดยตรง เทคโนโลยี DED เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะที่เกี่ยวข้องกับการสะสมของวัสดุโลหะให้เป็นผงหรือรูปแบบเชิงเส้นผ่านหัวฉีดที่ติดตั้งบนแขนหลายแกน แหล่งพลังงานที่มุ่งเน้น เช่น เลเซอร์ ลำแสงอิเล็กตรอน หรือพลาสมา จะถูกใช้ในการหลอมวัสดุในขณะที่ใช้ในการสร้างชิ้นส่วนทีละชั้น ในกรณีของ WAAM ส่วนโค้งจะใช้เป็นแหล่งความร้อนซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากการเชื่อมอาร์ก
เทคโนโลยี WAAM ขึ้นอยู่กับหลักการของเทคโนโลยีการเชื่อมอัตโนมัติต่างๆ โดยใช้ระบบหุ่นยนต์: ก๊าซเฉื่อยของโลหะหรือก๊าซแอคทีฟของโลหะ ก๊าซเฉื่อยทังสเตน หรือลวดเชื่อมอาร์กพลาสมา นอกจากนี้ยังมีกระบวนการเชื่อมด้วยการถ่ายโอนโลหะเย็น ซึ่งได้มาจาก MIG ซึ่งก่อตั้งโดย Vonens ในปี 2004 โลหะทุกชนิดเข้ากันได้กับ WAAM ซึ่งรวมถึงโลหะผสมไทเทเนียม อลูมิเนียม นิกเกิล และเหล็กกล้า
เช่นเดียวกับกระบวนการ DED อื่นๆ การผลิตแบบเติมเนื้อด้วยลวดอาร์คมักใช้เพื่อซ่อมแซมอุปกรณ์และคัดลอกชิ้นส่วนที่ไม่ได้ผลิตอีกต่อไปเพื่อรักษาเครื่องจักรเก่า อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีนี้ยังสามารถนำมาใช้สร้างชิ้นส่วนที่สมบูรณ์ได้อีกด้วย การผลิตสารเติมแต่งส่วนโค้งลวดเหมาะอย่างยิ่งสำหรับภาคการบินและอวกาศ ยานยนต์ พลังงาน และการป้องกันประเทศ ใช้สำหรับการผลิตต้นแบบ แม่พิมพ์ ชิ้นส่วนแต่ละชิ้น และการผลิตซีรีส์ขนาดเล็ก อย่างไรก็ตาม การใช้งานในการผลิตจำนวนมากยังอยู่ระหว่างการพิจารณา แม้ว่าจะมีความเหมาะสมเป็นพิเศษสำหรับการผลิตชิ้นส่วนโลหะขนาดใหญ่ก็ตาม
ตัวอย่างเช่น ในภาคการบินและอวกาศ Naval Group ใช้เทคโนโลยีการผลิตสารเติมแต่งอาร์คเชิงเส้นเพื่อผลิตใบพัดสำหรับเรือล่าสัตว์ทุ่นระเบิด ในภาคพลังงาน Vallourec ผลิตวงแหวนปิดผนึกตัวแรกโดยใช้การผลิตสารเติมแต่งอาร์คลวด เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ EDF Hydro โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 เมตรและน้ำหนัก 100 กก. ในด้านวิทยาการหุ่นยนต์ MX3D ยังใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อผลิตตัวเชื่อมต่อเหล็กโครงสร้างอีกด้วย MX3D ยังใช้สารเติมแต่งส่วนโค้งลวดเพื่อผลิตตัวเชื่อมต่อท่อสำหรับอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ เช่นเดียวกับเกียร์และส่วนประกอบแบบกำหนดเองสำหรับเครื่องจักรขนาดใหญ่ MX3D ได้สร้างสะพานในอัมสเตอร์ดัมโดยใช้กระบวนการผลิตแบบเพิ่มเนื้อด้วยลวดอาร์ค! นอกจากนี้ Relativity Space ยังใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อสร้างเครื่องยิง Terran 1 น้ำหนักเบาอีกด้วย การผลิตแม่พิมพ์อุตสาหกรรมพลาสติกเป็นอีกหนึ่งการใช้งานทั่วไป
การพิมพ์ 3 มิติสำหรับการผลิตสารเติมแต่งอาร์คเชิงเส้นมีข้อดีหลายประการ ประการแรก ความเร็วในการพิมพ์จะเร็ว ซึ่งส่งผลดีต่อเวลาในการผลิต ต้นทุนยังต่ำกว่าเครื่องจักรที่ใช้เทคโนโลยีการหลอมแบบผงเบด โดยเฉพาะการหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือกสรร เทคโนโลยีการผลิตสารเติมแต่งอาร์คลวดยังโดดเด่นด้วยความสามารถในการผลิตชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่มาก ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ยังมีโลหะที่เข้ากันได้หลายประเภทให้เลือกอีกด้วย
กระบวนการผลิตสารเติมแต่งส่วนโค้งลวดก็มีข้อจำกัดเช่นกัน เนื่องจากช่วยให้พิมพ์ได้เร็วยิ่งขึ้น รายละเอียดและความแม่นยำของมิติของชิ้นส่วนจึงถูกสร้างขึ้นน้อยกว่าเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการหลอมด้วยผงเบด ชิ้นส่วนที่ผลิตโดยใช้เทคนิคการผลิตสารเติมแต่งอาร์คเชิงเส้นอาจมีข้อบกพร่อง เช่น รูพรุนภายใน ซึ่งลดคุณสมบัติทางกลของชิ้นส่วน ทั้งแบบคงที่และความล้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนอะลูมิเนียม
ความเค้นตกค้างเป็นอีกความผิดปกติที่อาจเกิดขึ้นในเทคโนโลยี WAAM สิ่งเหล่านี้อาจทำให้ขนาดชิ้นส่วนและ/หรือรูปร่างผิดรูปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากการจีบ การบิดงอ หรือการแบ่งชั้น ปรากฏการณ์ทั้งหมดนี้มีลักษณะเป็นชั้นของส่วนที่พิมพ์ออกมา ไม่ว่าจะเป็นบน ล่าง หรือในกรณีของชั้น การเสียรูปของชั้นทั้งหมด การเสียรูปเหล่านี้เกิดจากอุณหภูมิในการทำงานที่สูงมากและคุณสมบัติทางเทคนิคของวัสดุ เมื่อออกแรงกับชิ้นส่วน จะทำให้ชิ้นส่วนยึดเกาะได้ไม่ดี
เพื่อจำกัดการเกิดข้อบกพร่องเหล่านี้ จำเป็นต้องเข้าใจพารามิเตอร์การผลิตสารเติมแต่งอาร์คลวดทั้งหมดเพื่อตั้งค่าให้แม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งจะทำให้มั่นใจได้ถึงการสะสมตัวของโลหะหลอมเหลวตลอดจนความร้อนคงที่ ความเร็วการคลี่คลาย ความเร็วป้อน กระแส แรงดันไฟฟ้า ความหนาของชั้น อัตราการไหลของก๊าซที่ป้องกัน และระยะห่างของอิเล็กโทรด ล้วนเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้การทำงานราบรื่น
อย่างไรก็ตาม ยังมีวิธีแก้ปัญหาด้านเทคนิคที่สามารถบรรเทาความผิดปกติเหล่านี้ได้ ซึ่งรวมถึงการทำให้งานแข็งตัวหรือการกลิ้ง วิธีนี้เกี่ยวข้องกับการใช้ลูกกลิ้งกดไปที่ขอบเชื่อมระหว่างขั้นตอนการทำความเย็น ซึ่งจะช่วยลดความพรุน เพื่อลดความเค้นตกค้าง สามารถอุ่นวัสดุได้ โปรดทราบว่าวัสดุและโลหะผสมบางชนิดมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวหรือหลุดล่อนมากกว่าวัสดุอื่นๆ เช่น อะลูมิเนียม-ทองแดง อะลูมิเนียม-ไทเทเนียม และโลหะผสมอะลูมิเนียม-เหล็ก
เช่นเดียวกับเทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มเนื้ออื่นๆ จำเป็นต้องมีขั้นตอนหลังการตกแต่งจำนวนมาก หลังการรักษาดำเนินการโดยใช้เทคนิคการประมวลผลแบบดั้งเดิม ในการใช้งานการผลิตสารเติมแต่งแบบลวดอาร์คบางประเภท หุ่นยนต์ตัวที่สองสามารถใช้ในการประมวลผลในขั้นตอนการพิมพ์ได้
ผู้ผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อด้วยเส้นอาร์ค ได้แก่ Prodways ซึ่งเครื่องพิมพ์ 3 มิติใช้การผลิตแบบเติมเนื้อด้วยเส้นอาร์ค - กระบวนการ TIG, Norsk Titanium และกระบวนการสะสมพลาสมาภายในอย่างรวดเร็ว, GEFERTEC, MX3D, WAAM3D และ Lincoln Electric และอื่นๆ อีกมากมาย
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. เป็นองค์กรเทคโนโลยีขั้นสูงที่เชี่ยวชาญด้านการวิจัยและพัฒนา การผลิตและการขายเครื่องหุ้มด้วยเลเซอร์อัตโนมัติ เครื่องหุ้มด้วยเลเซอร์ความเร็วสูง เครื่องดับด้วยเลเซอร์ เครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์ และอุปกรณ์การพิมพ์ 3 มิติด้วยเลเซอร์ ผลิตภัณฑ์ของเรามีความคุ้มค่าและจำหน่ายในประเทศและต่างประเทศ หากคุณสนใจในผลิตภัณฑ์ของเรา โปรดติดต่อเราที่ bob@gshenglaser.com