中科煜宸工艺新突破，国产电弧3D打印机打印高强铝合金

2020-08-19 09:56

随着武器装备减重需求的日益增长，铝合金零件增材制造需求也越发迫切。目前常用的增材制造铝合金粉末材料有AlSi10Mg、AlSi7Mg等，但3D打印后室温拉伸强度远低于400MPa，无法满足航空、航天装备的高性能需求。2319铝合金是一种优异的高强铝合金，中科煜宸凭借深厚的工艺、装备积淀，采用自研的电弧增材制造装备，攻克了2319高强铝合金大型结构电弧打印关键技术，成形材料室温拉伸强度430MPa，屈服强度310MPa，断后伸长率10％。

目前，能实现铝合金零件制造的增材制造技术主要有：选择性激光熔化技术、电子束熔丝沉积技术和电弧增材制造技术。其中，选择性激光熔化技术最为主流，但是该技术成形尺寸小、制造效率低，并且铝合金粉末受到激光的反射作用会发生球化结晶现象，进而造成铝合金表面成形质量和冶金结合欠佳。电子束熔丝沉积技术效率高、质量好，但电子束加工必需在真空环境下进行，金属成分的不均匀蒸发、设备昂贵、真空室对结构尺寸的限制等均不利于该技术的广泛推广。电弧增材制造技术采用成本更低的电弧作为热源；随焊（增材制造）过程氩气保护，无须昂贵的密闭舱室，对零件尺寸约束较小；电弧增材沉积效率高，可有效降低制造成本；同时避免了激光加工铝合金的高反射率以及电子束真空下的不均匀蒸发问题。因此，电弧增材制造技术在铝合金制造领域具有广泛的发展前景和应用价值。

中科煜宸打印高强铝样件

2016年中科煜宸首次推出了WAAM1500型大型电弧增材制造装备。该设备有效成形尺寸为1500mm×1500mm×1000mm，具备先进的自动化控制系统和气氛控制技术，可打印钛合金、铝合金、不锈钢、铜合金、低合金钢等多种材料；能够实现大尺寸零件的高效率、长期稳定性成形加工。

近期，中科煜宸采用WAAM1500电弧增材制造装备，打印制造了直径约2000mm的大型铝合金贮箱，有力支撑了国家科研型号的开展。大型复杂空心铝合金结构，采用传统“等材制造”与“减材制造”工艺，制造工序复杂、材料浪费严重且制造成本高。而采用了电弧增材制造技术，则可以显著简化制造流程，缩短制造周期，节约制造成本。目前电弧增材制造已应用于金属桥梁、大型压力容器、工程车辆、石化管道、导弹发射器架、起落架和坦克装甲等各个领域，具有广阔的应用前景。