Прорыв в серийном производстве! Технология дуговой печати серии TC4000 нашей компании нашла широкое применение при изготовлении высокопрочных деталей из алюминиевого сплава для крупного предприятия 

На днях с производственного объекта клиента поступила радостная новость: производство крупных высокопрочных ключевых деталей из алюминиевого сплава, изготовленных с использованием технологии дуговой аддитивной обработки (WAAM) серии TC4000 компании «Сычуань Инвей Си Технологиз», после нескольких раундов технологической проверки и строгих испытаний официально перешло в стадию серийного производства. Этот результат знаменует собой существенный прорыв в сотрудничестве обеих сторон в области аддитивного производства, а также открывает новые возможности для экономичного и высокоэффективного производства крупных сложных алюминиевых деталей.
Решение сложных задач: проблемы высококачественного производства крупногабаритных алюминиевых конструкций
Эта крупногабаритная деталь из алюминиевого сплава представляет собой ключевой несущий элемент важнейшего оборудования и отличается большими размерами, значительными перепадами толщины стенок и высокими требованиями к механическим свойствам. Традиционные методы литья не только сопряжены с длительным циклом изготовления пресс-форм и высокими затратами на их разработку, но и не позволяют полностью избежать таких дефектов, как внутренние поры и рыхлость; в то же время процесс ковки ограничен грузоподъемностью оборудования и размерами пресс-форм, что значительно затрудняет формовку крупных деталей сложной формы.
Основной задачей, стоящей перед командой разработчиков, стало обеспечение гибкого и быстрого производства крупногабаритных деталей при одновременном сохранении высокого качества металлургии алюминиевых сплавов.
Технологический прорыв: основные преимущества дуговой печати серии TC4000
Для решения указанных проблем проектная группа внедрила разработанную нашей компанией систему аддитивного производства с использованием дуговой сварки серии TC4000. Эта технология использует газовую сварку в качестве источника тепла и, благодаря гибким движениям манипулятора, послойно наносит металлическую проволоку, обеспечивая производство с «почти чистым формованием». По сравнению с традиционными технологиями серия TC4000 обладает следующими явными преимуществами:
1. Отсутствие ограничений по размерам изделий: благодаря подъемному механизму робота и расширяемой рабочей платформе теоретически возможно изготавливать на месте крупные детали размером в метры, что позволяет полностью преодолеть ограничения, связанные с размерами печатной камеры.
2. Высокая степень использования материала: благодаря использованию алюминиевой сварной проволоки в качестве сырья степень использования материала достигает более 90 %, что позволяет значительно снизить производственные затраты.
3. Превосходные механические свойства: благодаря точному контролю тепловой нагрузки и регулированию температуры между слоями структура осажденного алюминиевого сплава получается плотной, а его механические свойства сопоставимы с показателями кованых изделий.
4. Высокая эффективность серийного производства: не требуется изготовление пресс-форм, производство осуществляется непосредственно на основе проектных данных, а срок изготовления одной детали сокращается более чем на 60 % по сравнению с традиционным литьем.

Совместная разработка: от проверки технологического процесса до запуска серийного производства
В ходе разработки данного проекта мы сформировали совместную техническую команду, которая, опираясь на обширный опыт заказчика в области проектирования конструкций для аддитивного производства и базы данных технологических процессов, а также на инженерные возможности нашей компании в сфере интеграции робототехники и оборудования для дуговой печати, провела обширную системную работу:

1. Оптимизация технологического диапазона: с учетом свойств данного алюминиевого сплава в системе были проведены ортогональные испытания таких параметров, как скорость подачи проволоки, сварочный ток, скорость перемещения и охлаждение между слоями, что позволило определить оптимальный технологический диапазон.
2. Стратегия контроля деформации: для решения проблемы напряжений и деформаций в крупных тонкостенных конструкциях были разработаны специальные алгоритмы планирования траектории и схемы зажима приспособления, что позволяет обеспечить соответствие габаритных размеров готового изделия требованиям чертежей.
3. Внутренний контроль качества: все серийные детали проходят ультразвуковой (UT) и капиллярный (PT) контроль; их качество соответствует требованиям авиационных стандартов; дефекты, такие как поры и неполное сплавление, не обнаружены.

После нескольких циклов мелкосерийного испытательного производства и доработки технологического процесса эта крупногабаритная высокопрочная деталь из алюминиевого сплава недавно официально прошла экспертизу конечного заказчика и получила разрешение на переход к серийным поставкам. В настоящее время первая партия продукции уже успешно поставлена, все эксплуатационные показатели соответствуют проектным требованиям, что стало важным шагом в переходе от «изготовления единичных изделий на заказ» к «серийному производству» деталей данного типа.

Взгляд в будущее: широкие перспективы аддитивного производства с использованием дуговой сварки
Успешное запуск серийного производства с использованием технологии дуговой печати серии TC4000 для изготовления крупногабаритных высокопрочных деталей из алюминиевого сплава не только подтвердил техническую осуществимость применения аддитивного производства с использованием дуговой технологии в сфере изготовления крупногабаритных высокопроизводительных металлических конструкций, но и предоставил новые технологические возможности для таких высокотехнологичных отраслей, как аэрокосмическая промышленность, экономика низковысотных полетов и производство энергетического оборудования.
В будущем обе стороны будут продолжать углублять сотрудничество, расширять сферу применения серии TC4000 в аддитивном производстве таких материалов, как титановые сплавы и высокопрочная сталь, а также способствовать тому, чтобы технология дуговой печати перешла от устранения слабых сторон к развитию сильных сторон, внося тем самым еще больший вклад в облегчение конструкции и интеллектуализацию производства высокотехнологичного оборудования в нашей стране.