لماذا تُستخدم سبائك إنكونيل وهاستيلوي والتيتانيوم في WAAM؟
اختيار المواد لـ WAAM
في التصنيع الإضافي بالقوس السلكي (WAAM)، يتم تحديد اختيار المواد بناءً على الأداء الميكانيكي، وقابلية اللحام، والاستقرار في درجات الحرارة العالية. تجمع سبائك مثل إنكونيل 718، و هاستيلوي X، ودرجات التيتانيوم مثل Ti-6Al-4V بين استقرار القوس الجيد ومقاومة التشوه والأكسدة. هذا يجعلها مناسبة للترسيب طبقة تلو الأخرى دون المساس بالسلامة الهيكلية.
تحافظ سبائك النيكل مثل إنكونيل وهاستيلوي على قوة شد عالية في درجات حرارة تتجاوز 800 °م. تسمح قابلية لحامها وسلوك تصلبها المتحكم به لـ WAAM بتحقيق تراكيب كثيفة بالكامل مع حد أدنى من التشققات. تُستخدم هذه السبائك على نطاق واسع في علب التوربينات وبطانات غرف الاحتراق وقنوات الضغط العالي، وغالبًا ما تُتبع بـ معالجات ما بعد التشغيل لتعزيز مقاومة التعب.
سبائك التيتانيوم للهياكل خفيفة الوزن
توفر سبائك التيتانيوم أفضل نسبة قوة إلى وزن لتطبيقات WAAM حيث يكون تقليل الوزن أمرًا بالغ الأهمية - خاصة في تطبيقات الفضاء والطيران. تُظهر سبائك مثل Ti-6Al-4V التصاقًا ممتازًا بين الطبقات وإجهادًا متبقيًا منخفضًا، مما يتيح إنتاج هياكل كبيرة وشبه نهائية الشكل دون تشوه مفرط. يمكن تشطيبها بكفاءة من خلال التشغيل الآلي CNC لتحقيق متطلبات التسامح.
للبيئات المتطلبة التي تتضمن التحكم في الزحف والأكسدة، يمكن تحسين كل من سبائك النيكل والتيتانيوم بشكل أكبر باستخدام الطلاءات الحرارية العازلة لإطالة عمر الخدمة.
التطبيق والأداء
يُمكّن الجمع بين WAAM وهذه المواد من الإنتاج الاقتصادي للمكونات الكبيرة التي سيكون تحديًا أو غير اقتصادي تشكيلها أو صبها. تستفيد صناعات مثل توليد الطاقة و النفط والغاز من هياكل هاستيلوي المقاومة للتآكل، بينما تعتمد قطاعات الفضاء على التيتانيوم وإنكونيل للتجميعات خفيفة الوزن وعالية الحرارة. توفر هذه السبائك نافذة عملية مستقرة لـ WAAM، مما يدعم الترابط المعدني القوي والمسامية الدنيا.
