相对密度

以相对密度和表面特征为质量约束的 WAAM 工作范围扩展和参数优化：以主动冷却的 Al5Mg 薄壁为例

摘要：通过线材+电弧增材制造 (WAAM) 成功高效地生产具有特定特征的零件，在很大程度上取决于选择正确且通常相互关联的沉积参数。这项任务在制造薄壁时可能特别具有挑战性，因为薄壁可能会受到加工条件和热积累的严重影响。在此背景下，本研究旨在扩大工作范围并优化 WAAM 中的参数条件，以预制件的相对密度和表面方面作为质量约束。实验方法基于通过 CMT 工艺在其标准焊接设置上沉积薄 Al5Mg 壁，并采用主动冷却技术来增强沉积稳健性。通过阿基米德方法估算内部空隙。通过视觉外观评估壁的表面质量，通过横截面分析评估表面波纹度。所有条件均表现出高于 98% 的相对密度。通过在焊枪上添加辅助保护气喷嘴和部件散热强度，将标准焊接硬件升级为 WAAM 用途，大大扩展了工艺工作范围，并通过多目标优化成功证明了其适用性。总之，提出了一种实现预期预制件质量的决策程序。