Med udviklingen af letvægts, stærk beskyttelse, høj skade, informatisering og intelligens af våben og udstyr, bliver strukturen og funktionen af deres dele og komponenter gradvist mere kompleks og diversificeret i struktur og funktion. Traditionelle støbe-, smednings- og svejseprocesser er vanskelige at opfylde kravene til fremstilling og reparationsbehov. Den hurtige udvikling af metaladditiv fremstillingsteknologi i de seneste år har givet nye metoder til fremstilling og reparation af komplekse komponenter af våben og udstyr. Sammenlignet med traditionelle fremstillingsprocesser, kræver metaladditiv fremstillingsteknologi ikke forme, kan reducere fremstillingsprocesser, forkorte fremstillingscyklusser og kan opnå letvægts, strukturelt integreret design og fremstilling af komplekse komponenter.
Hvad er Metal Additive Manufacturing Technology
Metal additiv fremstillingsteknologi er en avanceret fremstillingsteknologi, der bruger metaltråde, stænger eller pulvere som råmaterialer og stables lag for lag i henhold til den forudbestemte rute, efter at modellen er diskretiseret ved sintring, smeltning, sprøjtning osv. den overordnede dannelse af komponenter. På nuværende tidspunkt omfatter de metaladditive fremstillingsteknologier, der hovedsageligt anvendes til udvikling af våben og udstyr i ind- og udland, laser, lysbue, elektronstråle, kold spray, friktionsrørsadditiv fremstillingsteknologi osv.
1. Laser additiv fremstillingsteknologi
Laser additiv fremstillingsteknologi bruger en højenergilaser som varmekilde, smelter pulver eller tråd under beskyttelse af inert gas og akkumulerer det lag for lag for at realisere den direkte dannelse af dele. Laser-additiv fremstillingsteknologi omfatter laser-pulver-additiv fremstilling og lasersikringsadditiv fremstilling. Blandt dem er laser-pulver-additiv fremstillingsteknologi opdelt i laserselektiv smeltende additiv fremstilling og laserkoaksial pulverfodring af additiv fremstilling. Sammenlignet med andre additive fremstillingsteknologier har laseradditiv fremstillingsteknologi, især laserselektiv smeltende additiv fremstillingsteknologi, høj formningsnøjagtighed og er velegnet til den samlede fremstilling af komplekse og fine strukturelle dele af våben og udstyr. Den laserselektive smeltende additivfremstillingsteknologi er imidlertid begrænset af størrelsen af det inerte gaskammer og omkostningerne ved udstyr og pulver og er ikke egnet til hurtig og økonomisk fremstilling af komplekse komponenter i stor skala. På grund af den stærke termiske ledningsevne af materialer såsom aluminiumlegeringer og laserens høje reflektivitet er der desuden en tendens til at defekter såsom revner og porer opstår under den laserselektive smeltende additivfremstillingsproces. Sammenlignet med laser-pulver additiv fremstillingsteknologi har lasersmeltet additiv fremstillingsteknologi en hurtig aflejringshastighed, høj materialeudnyttelseshastighed, lave omkostninger, høj tæthed af additivkomponenter og nem opbevaring af ledninger, men den er ikke egnet til fin struktur. Metalmaterialer er vanskelige at forberede til dele og ledninger.
2. Elektronstråleadditiv fremstillingsteknologi
Teknologi til fremstilling af additiv til elektronstråler bruger en elektronstråle med høj energitæthed som varmekilde, smelter fyldmaterialer såsom metaltråde eller pulvere i et vakuummiljø og afsætter dem i henhold til en forud planlagt vej til fremstilling af metaldele eller emner. Sammenlignet med laseradditiv fremstillingsteknologi har elektronstråleadditiv fremstillingsteknologi en hurtig aflejringshastighed og kan producere ildfaste metaller. Fordi det udføres i et vakuummiljø, kan det ikke kun undgå forurening af materialer med oxygen, brint og nitrogen, men har også en vakuumsmeltende effekt på metaller. Derfor kan elektronstråleadditiv fremstillingsteknologi opfylde behovene for metaladditiv fremstilling, der er meget aktive ved høje temperaturer, såsom titanlegeringer. . Derudover kan elektronstrålen hurtigt scanne overfladen af det aflejrede metal for at forvarme det før efterfølgende metalaflejring, hvilket reducerer resterende spænding og deformation under additiv fremstilling. Sammenlignet med elektronstråleselektiv smeltepulveradditivfremstillingsteknologi har elektronstrålesikringsadditivfremstillingsteknologien hurtig afsætningseffektivitet, høj komponentdensitet, lave materialeomkostninger og høj udnyttelsesgrad og er velegnet til hurtig fremstilling af store komponenter. Men fordi elektronstrålepletten er lille, og energien er koncentreret, i processen med elektronstrålesikringsadditivfremstilling, når trådmaterialet afviger fra elektronstrålepletområdet på grund af termisk deformation eller dårlig diameterensartethed, er det let at forårsage den additive fremstillingsproces skal afbrydes.
3 lysbue sikring additiv fremstillingsteknologi
Lysbuesikringsadditiv fremstillingsteknologi (herefter benævnt "arc additiv fremstillingsteknologi") bruger metaltråd som fyldstof, smelter tråden gennem en bue og akkumulerer lag for lag i henhold til en fastlagt rute for at realisere den samlede dannelse af metalkomponenter. I lighed med buesvejsning kan lysbueadditiv fremstillingsteknologi opdeles i smelteelektroden og ikke-smeltende elektrode lysbueadditiv fremstillingsteknologi i henhold til elektrodetype. Blandt dem inkluderer den ikke-smeltende elektrodebueadditive fremstillingsteknologi to slags wolframargonbue og plasmabue. Sammenlignet med laser- og elektronstrålepulverbaserede additiv fremstillingsteknologier, er lysbueadditiv fremstillingsteknologi ikke let at producere defekter såsom usmeltet, har høj produktionseffektivitet, høj materialeudnyttelse og lave lednings- og udstyrsomkostninger og er velegnet til store og komplekse våben og udstyr. Integreret hurtig fremstilling af komponenter. Sammenlignet med laser- eller elektronstrålepulverbaseret additiv fremstilling har lysbueadditiv fremstillingsteknologi imidlertid lavere fremstillingspræcision, kræver efterfølgende mekanisk behandling og er vanskelig at realisere fremstillingen af komplekse og fine strukturelle dele. Derudover er lysbueadditiv fremstillingsteknologi ikke egnet til metalmaterialer med dårlig plastisk deformationsevne og er vanskelig at forberede til ledninger.
Anvendelser til fremstilling af metaladditiv
Efter årtier med hurtig udvikling er teknologi til fremstilling af metaladditiv blevet anvendt til udvikling, produktion og reparation af indenlandske og udenlandske våben og udstyr, hvilket i høj grad forkorter udviklings- og reparationscyklussen af komplekse dele, reducerer fremstillings- og vedligeholdelsesomkostninger og øger strukturelle design og effektivitet. Fremstillingsfriheden forbedrer våbens og udstyrs omfattende tekniske kampevne. På nuværende tidspunkt omfatter de typer materialer, der er involveret i fremstilling og reparation af våbenudstyrsdele ved metaladditiv fremstillingsteknologi, specialstål, titanlegering, aluminiumlegering, superlegering, magnesiumlegering og ildfast legering.
Sammenfatte
Metal additiv fremstillingsteknologi giver nye ideer og muligheder for udvikling af letvægts, stærk beskyttelse, høj skade, informatisering og intelligens af våben og udstyr. Det er blevet anvendt på specialstål, aluminiumlegering, titanlegering og superlegering. Den overordnede hurtige fremstilling og reparation af komplekse komponenter såsom magnesiumlegeringer og ildfaste metaller har i høj grad forbedret den omfattende ydeevne af våben og udstyr og forkortet udvikling, produktion og vedligeholdelsescyklus. Derudover har metaladditiv fremstillingsteknologi med succes realiseret design og fremstilling af højtydende metalmaterialer såsom højentropi legeringer, gradientmaterialer og kompositmaterialer og har brede anvendelsesmuligheder inden for højtemperaturbestandighed, slagfasthed , og letvægtsstruktur af våben og udstyr.