Чем WAAM отличается от SLM или DMLS при производстве алюминиевых деталей?

Наплавка против плавления в порошковом слое

Аддитивное производство методом дуговой наплавки проволоки (WAAM) принципиально отличается от процессов плавления в порошковом слое, таких как SLM или DMLS, поскольку оно наносит материал с использованием непрерывной металлической проволоки, расплавляемой электрической дугой. Это обеспечивает чрезвычайно высокие скорости наплавки и делает WAAM идеальным для крупноформатных алюминиевых 3D-печатных конструкций. В отличие от этого, SLM/DMLS использует лазер для послойного селективного плавления мелкого металлического порошка, что делает его более подходящим для деталей малого и среднего размера, требующих исключительной точности и высокого разрешения мелких деталей.

Для алюминиевых сплавов, таких как AlSi10Mg, SLM/DMLS обеспечивает жесткие допуски и возможность создания тонких стенок, в то время как WAAM предлагает непревзойденную масштабируемость, более низкую стоимость за килограмм и высокую скорость построения для крупных монолитных компонентов.

Размер детали и пригодность для применения

WAAM превосходно подходит для производства алюминиевых деталей от средних до очень крупных — метровых структурных компонентов, сосудов давления, аэрокосмических ребер и корпусов для энергетического сектора — там, где SLM/DMLS ограничены размером камеры построения и медленной обработкой порошкового слоя. С помощью WAAM производители могут создавать алюминиевые структуры, близкие к конечной форме, заменяющие сварные узлы, что повышает усталостную прочность и уменьшает структурные слабые места.

С другой стороны, SLM/DMLS предпочтительнее для высокоточных аэрокосмических и автомобильных компонентов, требующих внутренних каналов, оптимизированного заполнения решеткой и отличной механической однородности. Плавление в порошковом слое позволяет создавать высоко сложные геометрии, которые WAAM не может достичь из-за большего объема расплава и более низкой геометрической точности.

Качество поверхности и постобработка

WAAM, как правило, дает более грубую поверхность и требует более обширной механической обработки для достижения окончательной размерной точности. Однако, поскольку WAAM строит быстрее и использует экономичное сырье в виде проволоки, общая стоимость крупных компонентов остается конкурентоспособной. Процессы на основе порошкового слоя обычно обеспечивают лучшую точность и качество поверхности в печатном виде, уменьшая объем требуемой финишной обработки.

Оба процесса могут быть интегрированы с последующей механической обработкой, термообработкой и испытаниями материалов для соответствия аэрокосмическим, энергетическим и промышленным стандартам.

Тепловложение и свойства материала

WAAM вносит более высокое тепловложение, что может привести к более крупнозернистой структуре, если не контролировать должным образом. Для стабилизации механических свойств алюминиевых деталей, изготовленных методом WAAM, используются передовое планирование траектории и стратегии активного охлаждения. В отличие от этого, SLM/DMLS достигает очень мелкой микроструктуры благодаря быстрому затвердеванию порошка, что приводит к высокому отношению прочности к весу и отличной однородности материала.