杨秀芝,华文林,董春法,杨春杰,王向杰

(湖北理工学院 机电工程学院,湖北 黄石 435003)



金属丝材的电弧3D打印成形研究

杨秀芝,华文林,董春法,杨春杰,王向杰

(湖北理工学院 机电工程学院,湖北 黄石 435003)

摘要：金属丝材的电弧3D打印成形工艺因具有制造高效率、高柔性、低能耗、易于实现大尺寸等优点成为研究热点。研究了打印速度、电压和电流对成形零件打印层高和层宽的影响；开发出与打印工艺参数、CAD切面算法、零件成形匹配且界面友好的3D打印软件系统；利用自行开发的在线打印系统打印出典型的结构零件。打印件具有成形良好、精度较高、致密性高等优点，验证了打印软件算法的正确性、弧焊金属丝打印和修复结构件的可行性。

关键词：金属丝材；弧焊3D成形；打印软件

3D打印成型技术是上世纪80年代后期发展起来的一项崭新技术,其以增材制造为思想，综合数控、计算机、机械工程及材料科学技术等先进技术于一体，以降维制造为手段，是实现三维原件成形的先进技术。电弧成形增材制造技术采用电弧作为热源，将金属丝材熔化逐层沉积，从而制造出接近产品设计尺寸要求的三维金属胚件，再辅以少量机械加工，最终达到产品尺寸设计要求。与基于激光做热源的激光选区熔化(SLM)、激光近成形(LENS)等技术相比，具有制造效率高(几公斤/小时，为SLM技术的10～100倍)、高柔性(可以多维度曲面自由成形)、节能降耗(电-电弧转换率85%以上、激光电-光转换率小于10%)、易于实现大尺寸制造等优点[1-7]。……