詳細：プラズマアーク積層造形技術の詳細な説明

出典：西安新京和

プラズマアーク溶接（PAW）は、プラズマアークを熱源として、部品の積層により得られた成形経路を走査し、金属基板上に移動する溶融池を形成します。外部に充填された金属線材を溶融して形成された金属液滴が溶融池に連続的に供給され、金属材料が成形経路上に層ごとに蓄積され、部品成形を実現します。

プラズマアークには、転移型プラズマアークと非転移型プラズマアークの 2 種類があります。伝達されなかったプラズマアーク電流はノズルを通ってノズル内のタングステン電極に流れ、その後電源に戻ります。伝達されたプラズマアーク電流は、ワークピースからノズルの小さな穴を通ってタングステン電極に伝わり、その後電源に戻ります。プラズマアーク積層造形装置は、転移型プラズマアークと非転移型プラズマアークのハイブリッド型を採用しています。

プラズマアーク積層造形の仕組み
プラズマアーク積層造形技術の利点<br /> プラズマアーク積層造形法で形成された部品は、均一な組成と高密度の全溶接金属で構成されており、鋳造プロセスで製造された部品と比較して、優れた微細構造と機械的特性を備えています。

プラズマアーク積層造形は、各種大型金属部品の積層造形や各種金属部品の修理・再生を実現します。従来の鍛造加工に比べ、より多くの材料を節約でき、低コストで高効率という利点があります。

レーザー積層造形法に対する利点<br /> プラズマアーク積層造形法では、フィラメントを印刷原料として使用します。レーザー粉末積層造形法と比較すると、材料利用率が高く、成形効率も高くなります。さらに、ワイヤの製造コストは粉末の製造コストよりもはるかに低くなります。 2 つのプロセスの熱源を比較すると、プラズマアーク電源は価格が低く、修理およびメンテナンスコストも低いのに対し、レーザーは価格とメンテナンスコストが非常に高く、作業環境の要件も厳しくなります。

プラズマアーク添加剤の材料選択はレーザー添加剤よりも広く、金属材料に敏感ではなく、アルミニウム合金や銅合金など、レーザー反射率の高い材料を印刷できます。

他のアーク積層造形法に対する利点<br /> プラズマアークは、従来のアークのアーク柱を外部拘束によって激しく圧縮することによって形成されるアークです。 MIG溶接やTIG溶接などの従来の溶接方法のアークは、自身の磁場と環境条件の冷却によってのみ制約され、アーク形状は比較的長く伸びます。プラズマアークは、アークの正極または負極を溶接ガンのノズル内に引き込むことによって形成されます。アークが溶接ガンのノズルを通過すると、そのアーク柱はノズルの拘束下で自由に拡張できず、アーク柱の直径方向に激しく圧迫されます。ガスメタルアーク溶接とタングステンイナートガスアーク溶接のアーク柱は発散が大きく、熱が集中せず、アーク剛性が低いため、成形不良と不安定な性能につながります。プラズマアークの熱が集中し、剛性が良好でアークが安定しており、成形体の性能が優れて安定しています。

プラズマアーク溶接はガスメタルアーク溶接に比べてスパッタが少なく、熱源とワイヤ供給システムを独立して制御できるため、プロセス調整がより便利です。

プラズマアーク積層造形に使用できる材料には、チタン合金、ステンレス鋼、アルミニウム、高温合金など、さまざまな種類があります。

プラズマアーク積層造形試験片
設備のメリット<br /> プラズマアーク添加装置は、サイドワイヤ供給プロセスを採用しており、成形プロセス中に、溶接電流とワイヤ供給速度を個別に制御できます。異なる材料を成形する場合、プロセスパラメータをより選択的にすることができます。

プラズマアーク積層造形装置はサイズをカスタマイズすることができ、各種大型金属部品の積層造形や各種金属部品の修理・再生を実現できます。設備コストが低い、改造が簡単、堆積速度が高い、原材料を節約できる、サイズ制限がない、リアルタイムの修理が簡単など、多くの利点があります。

プラズマアーク積層造形装置西安新景和が独自に開発したTSC-P-WAAMプラズマアーク積層造形装置は、主にガントリー3軸動作機構（X、Y、Z軸）、CNC制御システム、溶接電源、プラズマアーク溶接ガン、ユニバーサル回転ワイヤ供給装置（A軸）、アーク長さ追跡システム、ポジショナー（B、C軸）、密閉キャビンで構成されています。

プラズマアーク積層造形法では、アークの外側から横方向にワイヤを送給します。現在、市販されているプラズマアーク積層造形装置のワイヤ送給固定具は溶接ガンに固定されており、溶接ガンの移動方向が変わってもワイヤ送給方向を変えることはできません。西安新景河は、前面での横方向のワイヤ供給を実現し、ワイヤ供給方向と成形方向の差によって生じる成形欠陥を解決し、全方向で同じ印刷を保証します。

プラズマアーク積層造形のインテリジェント化を実現するために、西安新景河聯合公司のソフトウェア部門は、AMSlicerProプラズマアーク印刷およびセグメンテーションソフトウェアを独自に開発し、4軸プログラムの自動セグメンテーションを実現し、印刷プロセス中にワイヤの供給を常に前面に維持できるようにしました。ソフトウェアは、成形プロセスパラメータのカスタマイズをサポートしています。パーティション、層の厚さ、パスの軌跡、ワイヤ送り速度、溶接速度、溶接電流などのパラメータはすべて個別に設定できます。

AMSlicer++ ソフトウェアインターフェース
TSC-WP 装置は複数の材料の印刷をサポートしています。現在、西安新景河はプラズマアーク付加装置を使用してチタン合金、ステンレス鋼、高温合金などを印刷しており、技術が成熟しており、生産に投入されています。

機器パラメータ表
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詳細：プラズマアーク積層造形技術の詳細な説明

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