WAAM 工艺中的冷金属转移 (CMT)

1。简介：最冷点焊接

在极其快速且廉价地打印大型金属零件（例如 10 米长的桥梁大梁或船舶螺旋桨）方面，线弧增材制造 (WAAM) 是无可争议的大师。普通 MIG/MAG 焊接机器人逐层熔化焊丝。问题是：传统的电弧焊会给部件带来大量不受控制的热量。金属熔化，极度扭曲（翘曲）并溅得到处都是（飞溅）。

Fronius 公司开发了使用电弧进行精确 3D 打印的解决方案：冷金属转印 (CMT)。

2。收线动作的秘密

在传统焊接中，送丝机顽固地将焊丝向前推入熔池。电弧不断燃烧并大量加热工件。

另一方面，CMT 过程受到严格监管（每秒最多 90 次！）：

• 电线前进。电弧点燃并熔化电线末端。
• 一旦液滴接触到熔池（短路），机器就会彻底切断电源。不再有电弧，因此没有热效应（冷阶段）。
• 同时，送丝电机将焊丝物理地向后拉一点！由于这种回缩，液滴以机械方式“沉积”到熔池中（而不是像 MAG 那样通过电磁力）。

3。 WAAM 3D打印的优势

这种前后振荡运动使 CMT 成为终极 WAAM 工具。

• 几乎无飞溅：由于液滴沉积得很轻，并且不会被燃烧的电弧甩掉，因此周围区域保持清洁。这对于 3D 打印非常重要，因为飞溅会毁掉后面的层。
• 壁厚控制：由于极冷阶段（快速凝固），熔池会立即再次变硬，因此您可以直接在彼此的顶部打印精确的薄壁，而不会像蜡一样使金属从侧面流下。

4。多种材料和铝

铝的散热性能非常好，并且在传统电弧焊中难以控制（经常失败）。 CMT 工艺的热量输入极少，使得使用 WAAM 打印铝结构（例如航空结构）变得经济可行。

此外，CMT 技术允许在铝熔化时连接极其不同的金属（例如镀锌钢上的铝），但下面的钢仅润湿（钎焊效果）而不会熔化。

5。结论：大幅面AM的标准

如今，当初创企业用钢板“打印”火箭坦克时，他们几乎总是使用 CMT 工艺的变体。他将狂野、不精确的焊接机器人转变为精确的手术刀，以受控方式逐层沉积，从而释放了重工业 WAAM 工艺的巨大经济潜力。