与传统的锻造、铸造或机加工相比,电弧增材制造(WAAM)能显著缩短生产时间。大型部件,如涡轮机匣、航空航天结构框架和压力壳体,若通过真空熔模铸造或锻造生产,通常需要很长的生产周期,这归因于工装准备、模具制造和材料加工周期。WAAM完全省去了工装,并以高沉积速率堆积材料,将生产周期从数月缩短至数周——即使是米级高温合金部件也是如此。
从坯料或锻件进行传统机加工会产生大量废料,尤其是在生产复杂或空心结构时。WAAM构建出近净成形几何体,后续只需进行最少的材料去除。使用经济高效的线材原料,WAAM最大限度地减少了废料——这对于在高温合金增材制造中常用的昂贵高温合金(如Inconel、Hastelloy和钛合金)来说是一个重要优势。这为依赖大型、高价值部件的行业带来了显著的成本节约。
WAAM不受粉末床3D打印系统成型腔尺寸的限制。它可以制造米级部件,并集成复杂的设计特征,而无需焊接组件或连接多个部分。传统的锻造或铸造可能需要分段生产和后续连接,这会引入结构不连续性。WAAM能够实现具有连续微观结构的整体结构,提高了用于航空航天、船舶和能源应用的大型部件的强度和耐久性。
虽然锻造仍能提供优异的机械性能,但WAAM部件在配合热等静压、热处理以及通过CNC加工精加工等后处理步骤后,可以达到相当的性能。WAAM还允许进行局部强化或修复——这些能力是传统方法在不返工或更换整个部件的情况下无法比拟的。
WAAM通过消除对锻模、铸模、长周期机加工和材料库存积压的需求,显著降低了大规模生产的成本。发电、石油和天然气以及重型船舶制造等行业受益于能够快速、经济且具有优异冶金性能地制造或修复大型部件的能力。