提高金屬 3D 打印質(zhì)量：金屬增材制造中的溫度控制
電弧增材制造 (WAAM) 是一種增材制造工藝，近年來在金屬 3D 打印中變得越來越重要。主要優(yōu)勢包括高構(gòu)建率、線材作為經(jīng)濟(jì)高效且易于獲得的起始材料以及高度可控的工藝。

在電弧增材制造中，材料以線材的形式通過電弧焊逐個焊道施加到基板上。與基于粉末的工藝相比，這有幾個優(yōu)勢：

線材是一種便宜得多的起始材料，大多數(shù)材料都是以線材形式提供的。此外，可以省去復(fù)雜的粉末處理和真空技術(shù)。然而，最大的優(yōu)勢是使用 WAAM 可以實(shí)現(xiàn)非常高的構(gòu)建率。根據(jù)所用材料的不同，這個速度可以高達(dá)每小時 650 cm^3。

總部位于柏林的 GEFERTEC 公司開發(fā)和制造使用 WAAM 工藝進(jìn)行金屬 3D 打印的機(jī)器。電弧機(jī)有不同尺寸的 3 軸和 5 軸型號，集成了復(fù)雜的電弧焊接技術(shù)、用戶友好的 CAM 軟件和機(jī)床，以創(chuàng)建即用型增材制造解決方案。

溫度在 WAAM 工藝中起著重要作用。這是因?yàn)楣ぜ械臏囟确植己屠鋮s行為對于確保成品部件的質(zhì)量至關(guān)重要。在機(jī)器運(yùn)行過程中，只有當(dāng)?shù)讓永鋮s到一定溫度時才開始焊接。如果中間層仍然太熱，則會導(dǎo)致不均勻的堆積行為 – 層厚度會變化太大，并且無法保持部件的幾何形狀。



電弧機(jī)的高溫測量控制：焊縫再現(xiàn)性的最佳層間溫度
GEFERTEC arc 機(jī)器采用 CT 系列 optris 測溫儀解決了相應(yīng)的溫度測量技術(shù)。在大多數(shù)應(yīng)用中，夾層溫度的設(shè)定值在 150 °C 和 200 °C 之間，這對于焊縫高度的再現(xiàn)性來說是最佳的。
完成一層后，焊頭移動到下一層起點(diǎn)，測溫儀在此測量組件的溫度。只有當(dāng)溫度降至預(yù)設(shè)值時，機(jī)器才會繼續(xù)工作。

使用的 CT 系列測溫儀有一個非常小的測量頭，可以輕松集成到應(yīng)用中。獨(dú)立的電子盒位于控制柜中，具有各種輸出，通過這些輸出將值傳輸?shù)綑C(jī)器的控制系統(tǒng)。這樣，在操作過程中，夾層溫度就可以設(shè)置為正確的值。必須準(zhǔn)確了解發(fā)射率才能用測溫儀準(zhǔn)確測定溫度。如果測量表面的視野受到干擾，測量結(jié)果可能會失真。 GEFERTEC 的弧形機(jī)也可用于打印鈦合金部件，盡管這會產(chǎn)生濃煙。

在這種情況下，建議使用比率測溫儀，例如 Optris 的 CTratio 系列。由于在此形成了兩個波長的強(qiáng)度比，因此即使視覺受到干擾，也可以可靠地進(jìn)行測量。CT 比率測溫儀計(jì)劃用于用戶計(jì)劃打印鈦合金部件的弧形機(jī)中。

電弧機(jī)中的熱成像：Optris PI 1M 熱像儀的優(yōu)勢
此外，Optris 紅外熱像儀型號 PI 1M 還用于電弧機(jī)的開發(fā)，尤其是工藝鑒定。
這款熱像儀型號具有高動態(tài) CMOS 探測器，可提供高達(dá) 764 x 480 像素的光學(xué)分辨率。

在 GEFERTEC 的調(diào)查中，記錄整體圖像并可視化溫度的空間分布是有利的。
這允許檢查這些分布和冷卻過程，這是鑒定所必需的。

PI 1M 型號具有測量金屬表面的理想光譜范圍，可在熔池及其周圍環(huán)境中提供高質(zhì)量的結(jié)果和實(shí)際溫度值。點(diǎn)查找功能是此類應(yīng)用的實(shí)用功能，進(jìn)一步增強(qiáng)了其實(shí)用性。

Optris 的紅外熱像儀可以通過 USB 接口輕松連接到 PC 進(jìn)行圖像傳輸。熱像儀隨附的 PIX Connect 分析軟件允許實(shí)時評估熱成像圖像，使其成為工藝鑒定的實(shí)用工具。該軟件還簡化了圖像存檔，增強(qiáng)了整體用戶體驗(yàn)。