Amb el desenvolupament d'una protecció lleugera, forta, alt dany, informatització i intel·ligència d'armes i equips, l'estructura i la funció de les seves parts i components s'estan tornant gradualment més complexes i diversificades en estructura i funció. Els processos tradicionals de fosa, forja i soldadura són difícils de satisfer els requisits de fabricació i reparació. El ràpid desenvolupament de la tecnologia de fabricació d'additius metàl·lics en els últims anys ha proporcionat nous mètodes per a la fabricació i reparació de components complexos d'armes i equips. En comparació amb els processos de fabricació tradicionals, la tecnologia de fabricació d'additius metàl·lics no requereix motlles, pot reduir els processos de fabricació, escurçar els cicles de fabricació i pot aconseguir un disseny i fabricació de components complexos lleugers i estructurals integrats.
Què és la tecnologia de fabricació additiva metàl·lica
La tecnologia de fabricació additiva metàl·lica és una tecnologia de fabricació avançada que utilitza filferros metàl·lics, barres o pols com a matèries primeres, i s'apila capa per capa segons la ruta predeterminada després que el model sigui discretitzat mitjançant sinterització, fusió, polvorització, etc. la formació global dels components. Actualment, les tecnologies de fabricació d'additius metàl·lics que s'utilitzen principalment en el desenvolupament d'armes i equips a casa i a l'estranger inclouen làser, arc, feix d'electrons, esprai en fred, tecnologia de fabricació d'additius de fricció, etc.
1. Tecnologia de fabricació additiva làser
La tecnologia de fabricació additiva làser utilitza un làser d'alta energia com a font de calor, fon la pols o el filferro sota la protecció del gas inert i l'acumula capa per capa per realitzar la formació directa de peces. La tecnologia de fabricació d'additius làser inclou la fabricació d'additius de làser en pols i la fabricació d'additius de fusibles làser. Entre ells, la tecnologia de fabricació d'additius de pols làser es divideix en la fabricació d'additius de fusió selectiva per làser i la fabricació d'additius d'alimentació de pols coaxial làser. En comparació amb altres tecnologies de fabricació additiva, la tecnologia de fabricació d'additius làser, especialment la tecnologia de fabricació d'additius de fusió selectiva per làser, té una alta precisió de formació i és adequada per a la fabricació global de peces estructurals complexes i fines d'armes i equips. Tanmateix, la tecnologia de fabricació d'additius de fusió selectiva làser està limitada per la mida de la cambra de gas inert i el cost de l'equip i la pols i no és adequada per a la fabricació ràpida i econòmica de components complexos a gran escala. A més, a causa de la forta conductivitat tèrmica de materials com els aliatges d'alumini i l'alta reflectivitat del làser, els defectes com ara esquerdes i porus són propensos a produir-se durant el procés de fabricació d'additius de fusió selectiva per làser. En comparació amb la tecnologia de fabricació d'additius en pols làser, la tecnologia de fabricació d'additius fusionats per làser té una taxa de deposició ràpida, una alta taxa d'utilització del material, un baix cost, una alta densitat de components additius i un fàcil emmagatzematge de cables, però no és adequat per a una estructura fina. Els materials metàl·lics són difícils de preparar per a peces i cables.
2. Tecnologia de fabricació additiva de feix d'electrons
La tecnologia de fabricació additiva de feix d'electrons utilitza un feix d'electrons d'alta densitat d'energia com a font de calor, fon els materials d'ompliment com ara filferros metàl·lics o pols en un entorn al buit i els diposita segons un camí pre-planificat per fabricar peces metàl·liques o en blanc. En comparació amb la tecnologia de fabricació additiva làser, la tecnologia de fabricació additiva de feix d'electrons té una velocitat de deposició ràpida i pot produir metalls refractaris. Com que es realitza en un entorn de buit, no només pot evitar la contaminació dels materials per oxigen, hidrogen i nitrogen, sinó que també té un efecte de fusió al buit sobre els metalls. Per tant, la tecnologia de fabricació additiva de feix d'electrons pot satisfer les necessitats de la fabricació d'additius metàl·lics que són molt actives a altes temperatures, com ara els aliatges de titani. . A més, el feix d'electrons pot escanejar ràpidament la superfície del metall dipositat per preescalfar-lo abans de la deposició posterior del metall, reduint l'estrès residual i la deformació durant la fabricació additiva. En comparació amb la tecnologia de fabricació additiva de pols de fusió selectiva de feix d'electrons, la tecnologia de fabricació d'additius de fusible de feix d'electrons té una eficiència de deposició ràpida, una alta densitat de components, un baix cost de material i una alta taxa d'utilització, i és adequada per a la fabricació ràpida de components grans. Tanmateix, com que el punt del feix d'electrons és petit i l'energia es concentra, en el procés de fabricació d'additius de fusibles d'electrons, quan el material del filferro es desvia de l'àrea del punt del feix d'electrons a causa de la deformació tèrmica o la mala uniformitat del diàmetre, és fàcil provocar interrompre el procés de fabricació additiva.
3 Tecnologia de fabricació additiva de fusibles d'arc
La tecnologia de fabricació additiva de fusibles d'arc (d'ara endavant anomenada "tecnologia de fabricació d'additius d'arc") utilitza filferro metàl·lic com a farciment, fon el cable a través d'un arc i acumula capa per capa segons una ruta establerta per realitzar la formació global dels components metàl·lics. De manera similar a la soldadura per arc, la tecnologia de fabricació d'additius d'arc es pot dividir en tecnologia de fabricació d'additius d'arc d'elèctrode de fusió i tecnologia de fabricació d'additius d'arc d'elèctrode de fusió segons el tipus d'elèctrode. Entre ells, la tecnologia de fabricació d'additius d'arc d'elèctrodes sense fusió inclou dos tipus d'arc d'argó de tungstè i arc de plasma. En comparació amb les tecnologies de fabricació d'additius basats en pols de làser i feix d'electrons, la tecnologia de fabricació d'additius d'arc no és fàcil de produir defectes com ara no fusionats, té una alta eficiència de fabricació, una gran utilització de material i uns costos baixos de cables i equips, i és adequada per a grans i grans. armes i equipaments complexos. Fabricació ràpida integral de components. Tanmateix, en comparació amb la fabricació additiva a base de làser o feix d'electrons, la tecnologia de fabricació d'additius d'arc té una precisió de fabricació menor, requereix un processament mecànic posterior i és difícil realitzar la fabricació de peces estructurals complexes i fines. A més, la tecnologia de fabricació d'additius d'arc no és adequada per a materials metàl·lics amb poca capacitat de deformació plàstica i és difícil de preparar en cables.
Aplicacions de fabricació d'additius metàl·lics
Després de dècades de ràpid desenvolupament, la tecnologia de fabricació d'additius metàl·lics s'ha aplicat al desenvolupament, producció i reparació d'armes i equips nacionals i estrangers, la qual cosa escurça molt el cicle de desenvolupament i reparació de peces complexes, redueix els costos de fabricació i manteniment i augmenta l'estructura estructural. disseny i eficiència. La llibertat de fabricació millora la capacitat de combat tècnica integral de les armes i l'equip. Actualment, els tipus de materials implicats en la fabricació i reparació de peces d'equips d'armes mitjançant tecnologia de fabricació additiva metàl·lica inclouen acer especial, aliatge de titani, aliatge d'alumini, superaliatge, aliatge de magnesi i aliatge refractari.
Resumir
La tecnologia de fabricació additiva metàl·lica proporciona noves idees i oportunitats per al desenvolupament d'armes i equipaments lleugers, forts, alts danys, informatització i intel·ligència. S'ha aplicat a acers especials, aliatges d'alumini, aliatges de titani i superaliatges. La fabricació ràpida global i la reparació de components complexos com ara aliatges de magnesi i metalls refractaris han millorat molt el rendiment integral d'armes i equips i han escurçat el desenvolupament, la producció. i cicle de manteniment. A més, la tecnologia de fabricació d'additius metàl·lics ha realitzat amb èxit el disseny i la preparació de materials metàl·lics d'alt rendiment, com ara aliatges d'alta entropia, materials de gradient i materials compostos, i té àmplies perspectives d'aplicació en els camps de la resistència a altes temperatures i la resistència a l'impacte. , i estructura lleugera d'armes i equips.