Razvojem lake, jake zaštite, velike štete, informatizacije i inteligencije naoružanja i opreme, struktura i funkcija njihovih dijelova i komponenti postupno postaje sve složenija i raznovrsnija u strukturi i funkciji. Tradicionalnim postupcima lijevanja, kovanja i zavarivanja teško je ispuniti zahtjeve proizvodnje i popravka. Brzi razvoj tehnologije proizvodnje metalnih aditiva posljednjih godina omogućio je nove metode za proizvodnju i popravak složenih komponenti oružja i opreme. U usporedbi s tradicionalnim procesima proizvodnje, tehnologija proizvodnje s dodacima metala ne zahtijeva kalupe, može smanjiti proizvodne procese, skratiti proizvodne cikluse i može postići lagani, strukturno integrirani dizajn i proizvodnju složenih komponenti.
Što je tehnologija proizvodnje metalnih aditiva
Tehnologija proizvodnje metalnih aditiva napredna je proizvodna tehnologija koja koristi metalne žice, šipke ili prah kao sirovine, a slaže se sloj po sloj prema unaprijed određenoj ruti nakon što se model diskretizira sinteriranjem, topljenjem, prskanjem itd., kako bi se ostvarilo cjelokupno oblikovanje komponenti. Trenutačno, tehnologije proizvodnje metalnih aditiva koje se uglavnom koriste u razvoju oružja i opreme u zemlji i inozemstvu uključuju tehnologiju proizvodnje aditiva lasera, luka, elektronskog snopa, hladnog spreja, trenja i miješanja itd.
1. Laserska aditivna tehnologija proizvodnje
Tehnologija laserske aditivne proizvodnje koristi visokoenergetski laser kao izvor topline, topi prah ili žicu pod zaštitom inertnog plina i akumulira ga sloj po sloj kako bi se ostvarilo izravno oblikovanje dijelova. Tehnologija laserske aditivne proizvodnje uključuje aditivnu proizvodnju laserskog praha i aditivnu proizvodnju laserskih osigurača. Među njima, tehnologija proizvodnje aditiva laserskog praha podijeljena je na proizvodnju aditiva laserskim selektivnim taljenjem i proizvodnju aditiva laserskog koaksijalnog dodavanja praha. U usporedbi s drugim tehnologijama aditivne proizvodnje, tehnologija laserske aditivne proizvodnje, posebno tehnologija proizvodnje aditiva laserskog selektivnog taljenja, ima visoku točnost oblikovanja i prikladna je za cjelokupnu proizvodnju složenih i finih strukturnih dijelova oružja i opreme. Međutim, tehnologija proizvodnje aditiva za lasersko selektivno taljenje ograničena je veličinom komore inertnog plina i cijenom opreme i praha te nije prikladna za brzu i ekonomičnu proizvodnju složenih komponenti velikih razmjera. Osim toga, zbog jake toplinske vodljivosti materijala kao što su aluminijske legure i visoke refleksije lasera, defekti kao što su pukotine i pore skloni su pojavi tijekom procesa proizvodnje aditiva za lasersko selektivno taljenje. U usporedbi s tehnologijom aditivne proizvodnje laserskog praha, laserski spojena aditivna proizvodna tehnologija ima brzu stopu taloženja, visoku stopu iskorištenja materijala, nisku cijenu, visoku gustoću komponenti aditiva i jednostavno skladištenje žica, ali nije prikladna za finu strukturu. Metalne materijale teško je pripremiti za dijelove i žice.
2. Tehnologija aditivne proizvodnje elektronskog snopa
Tehnologija proizvodnje s dodatkom elektronskog snopa koristi snop elektrona visoke gustoće kao izvor topline, topi materijale za punjenje poput metalnih žica ili praha u vakuumskom okruženju i taloži ih prema unaprijed planiranom putu za proizvodnju metalnih dijelova ili zaprega. U usporedbi s laserskom aditivnom proizvodnom tehnologijom, aditivna proizvodna tehnologija elektronskog snopa ima brzu stopu taloženja i može proizvesti vatrostalne metale. Budući da se provodi u vakuumskom okruženju, ne samo da može izbjeći kontaminaciju materijala kisikom, vodikom i dušikom, već ima i učinak vakuumskog taljenja metala. Stoga tehnologija aditivne proizvodnje elektronskog snopa može zadovoljiti potrebe aditivne proizvodnje metala koja je vrlo aktivna na visokim temperaturama, poput legura titana. . Osim toga, elektronski snop može brzo skenirati površinu nanesenog metala kako bi ga prethodno zagrijao prije naknadnog taloženja metala, smanjujući zaostalo naprezanje i deformaciju tijekom aditivne proizvodnje. U usporedbi s tehnologijom proizvodnje aditiva praha za taljenje s pomoću elektronskog snopa, tehnologija aditiva za proizvodnju osigurača s elektronskim snopom ima brzu učinkovitost taloženja, visoku gustoću komponenti, niske troškove materijala i visoku stopu iskorištenja te je prikladna za brzu proizvodnju velikih komponenti. Međutim, budući da je točka elektronskog snopa mala, a energija je koncentrirana, u procesu proizvodnje aditiva za osigurač elektronskog snopa, kada materijal žice odstupi od područja točke elektronskog snopa zbog toplinske deformacije ili loše ujednačenosti promjera, lako je uzrokovati prekinuti proces aditivne proizvodnje.
3 Tehnologija aditivne proizvodnje lučnog osigurača
Tehnologija aditivne proizvodnje lučnih osigurača (u daljnjem tekstu "tehnologija aditivne proizvodnje luka") koristi metalnu žicu kao punilo, topi žicu kroz luk i akumulira sloj po sloj prema postavljenoj ruti kako bi se ostvarilo cjelokupno oblikovanje metalnih komponenti. Slično elektrolučnom zavarivanju, tehnologija proizvodnje aditiva za električni luk može se podijeliti na tehnologiju proizvodnje aditiva za taljive elektrode i netaljive elektrode prema vrsti elektrode. Među njima, tehnologija proizvodnje aditiva za luk netaljive elektrode uključuje dvije vrste volframovog argonskog luka i plazma luka. U usporedbi s aditivnom proizvodnom tehnologijom na bazi lasera i elektronskog snopa, aditivnom proizvodnom tehnologijom luka nije lako proizvesti nedostatke kao što su nestopljeni, ima visoku učinkovitost proizvodnje, visoku iskoristivost materijala i niske troškove žice i opreme te je prikladna za velike i složeno naoružanje i oprema. Integralna brza proizvodnja komponenti. Međutim, u usporedbi s aditivnom proizvodnjom na bazi lasera ili elektronskog snopa, tehnologija aditivne proizvodnje luka ima manju preciznost izrade, zahtijeva naknadnu mehaničku obradu i teško je realizirati proizvodnju složenih i finih strukturnih dijelova. Osim toga, tehnologija aditivne proizvodnje luka nije prikladna za metalne materijale sa slabom sposobnošću plastične deformacije i teško ju je pripremiti u žice.
Primjene u proizvodnji metalnih aditiva
Nakon desetljeća brzog razvoja, tehnologija aditivne proizvodnje metala primijenjena je na razvoj, proizvodnju i popravak domaćeg i inozemnog naoružanja i opreme, čime se uvelike skraćuje ciklus razvoja i popravka složenih dijelova, smanjuju troškovi proizvodnje i održavanja, te povećava konstrukcijska svojstva. dizajn i učinkovitost. Sloboda proizvodnje poboljšava sveobuhvatnu tehničku borbenu sposobnost oružja i opreme. Trenutačno, vrste materijala uključene u proizvodnju i popravak dijelova opreme za oružje tehnologijom proizvodnje s dodacima metala uključuju specijalni čelik, leguru titana, leguru aluminija, superleguru, leguru magnezija i vatrostalnu leguru.
Rezimirati
Tehnologija aditivne proizvodnje metala pruža nove ideje i mogućnosti za razvoj lagane, jake zaštite, visoke štete, informatizacije i inteligencije oružja i opreme. Primijenjen je na specijalni čelik, legure aluminija, legure titana i superlegure. Ukupna brza proizvodnja i popravak složenih komponenti kao što su legure magnezija i vatrostalni metali uvelike su poboljšali sveobuhvatne performanse oružja i opreme i skratili razvoj, proizvodnju i ciklus održavanja. Osim toga, tehnologija proizvodnje metalnih aditiva uspješno je realizirala dizajn i pripremu metalnih materijala visokih performansi kao što su visokoentropijske legure, gradijentni materijali i kompozitni materijali, te ima široke izglede za primjenu u poljima otpornosti na visoke temperature, otpornosti na udarce , te lagana struktura naoružanja i opreme.