等离子弧丝材增材制造(WPAAM)是以等离子弧为热源,以金属丝材为原材料,经路径软件分层得到扫描成型零件的成型路径,金属基板上形成可移动的熔池,金属丝材熔化形成的金属熔滴不断送入熔池,并在成型路径上逐点逐道逐层累积金属材料,来实现零件的快速成型。
等离子弧丝材增材制造技术是定向能量沉积增材技术(DED)的一种。定向能量沉积增材是一种增材制造(AM)工艺,高度适用于不锈钢、钛基合金、复合材料、功能梯度材料等高性能材料的沉积。DED是目前三维打印金属合金最常用的技术之一,具有热影响区小、成形速率快、机械性能好、材料利用率高等优势。
等离子弧为WPAAM技术热源。等离子弧是一种通过机械压缩、热压缩或电磁压缩的钨极氩弧,具有高能量密度、温度及电弧力。等离子弧分为非转移型电弧、转移型等离子弧、混合型等离子弧,其中混合型等离子弧是转移弧和非转移弧同时存在的电弧,其在很小的电流下能够保持稳定。等离子弧丝材增材制造技术用等离子弧主要为混合型等离子弧。
根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2028年中国等离子弧丝材增材制造市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示,等离子弧丝材增材制造适用于钛合金、不锈钢、镁合金、高温合金等各种金属材料和构件的增材制造和修复再制造,可应用在汽车、船舶、航天航空、军机等领域,目前由等离子弧丝材增材制造的零件已经成功应用于商业航天领域。
我国等离子弧丝材增材制造相关企业及研发院校有西安优弧智熔增材制造有限公司(西安优弧智熔)、西安鑫精合智能制造有限公司、华中科技大学等。西安优弧智熔是国内等离子弧丝材增材制造行业先驱,其自主研发的等离子弧丝材增材制造侧向送丝万向旋转机构、多热源复合丝材增材制造等设备、BARC-WPAAM1501高性能大型结构等离子丝材增材制造设备等突破了国内AM技术瓶颈,填补了国内技术空白。
新思界
行业分析人士表示,等离子弧丝材增材制造技术水平高、设备开发难度大,由于技术封锁、设备封锁,我国等离子弧丝材增材制造技术应用较晚,目前仍处于起步阶段。为推动等离子弧丝材增材制造技术的发展与应用,相关企业和研究院校仍需加大等离子弧丝材增材制造的技术开发、设备开发和工艺研究力度。