助力高校教学科研,英尼格玛推出电弧增材制造ArcMan系列产品

2022-10-24 10:04
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电弧增材作为传统焊接技术的一种跨界新兴应用,也作为在大型金属构件增材场景中有着突出优势的主流增材制造技术之一,因此,国家对增材制造的发展愈加重视,相继在各大高校开设本科专业课程。英尼格玛 ENIGMA为助力高校教学、科研开发、材料试制等多项工作,推出了基于机器人、软件、视觉、安全防护等一体的ArcMan系列产品,产品包含:ArcMan S1 Adv、ArcMan P1200、ArcMan M500等多种型号,致力为教育行业用户提供不同的场景解决方案。

用于增材专业教学:ArcMan S1 Adv

ArcMan S1 Adv是一款一体式智能电弧增材制造系统,可应用于增材制造教学实训中心,通过实践教学提高学生的增材制造技术以及解决实际增材制造中出现各种问题的能力。诸如机械工程,材料加工成形以及机电一体化等学科的快速成形的设计制造教学,服务于机械设计 、机器人技术、材料成形与控制等相关专业的实验教学需要;其次,满足相关课程设计及毕业设计的需要;再次,满足学生参加科技创新类活动的需要。

将电弧3D打印技术融人传统制造类专业(如智能焊接技术、机械制造与自动化、模具设计与制造等)的实践教学环节,让学生在面向生产,面向制造中学习并掌握3D打印技术,并能应于解决生产实际问题。教师设计和开发融入3D打印技术的实训项目,使之具有创新性及应用前景,引导学生在学习过程中探索如何应用3D打印技术去解决生产制造过程中的一些实际问题。





用于科研、材料研究:ArcMan S1 Adv

新材料开发:目前应用于电弧增材制造技术的材料体系相对较少,需针对电弧增材制造特有的传质传热特点,开发电弧增材制造专用材料体系,并结合离散堆积的成型特点,拓展材料种类和适用范围:一是开发新型梯度材料,电弧增材制造是结构功能一体化实现的制造技术,甚至可以实现在同一构件中材料组成梯度连续变化、多种结构有机结合,实现这样的设计对材料力学和结构力学提出了挑战。二是生产复合材料,现在电弧增材制造研究主要是单一材料成型,发展复合材料生产的研究可大幅度增加零件的使用性能,促使电弧增材技术工业化和产业化。

所以科研院校利用智能电弧增材制造系统打印不同的金属材料并加工出测试样块,通过对材料成型后的金相、性能等进行分析,从而开发出一些特殊或满足一定力学性能的金属材料。

工艺科研:相比于传统的金属减材或等材制造技术,电弧增材制造工艺参数较多,且针对不同的电弧增材制造设备和材料,各工艺参数之间匹配较为困难,运用高通量的方法建立与设备和材料合理匹配的工艺数据库,能够显著减少工艺参数的匹配难度。基于工艺库与路径规划探索三维路径 WAAM 技术工艺参数规律的研究,优化成型工艺,使得电弧增材制造过程更加稳定,这些研究方向已经成为高校的重点研究方向。



用于科研、增材产品开发:ArcMan P1200

ArcMan P1200是一款生产型的智能电弧增材系统,除了满足上述科研需求以外,还可用于航空航天、军工、石油机械、以及汽车等应用领域中复杂结构零部件制造。随着航空航天、国防军事等重要技术领域对昂贵金属零件的成本、周期、性能和精度要求越来越高,WAAM由于其高度柔性和应变能力在军事、航空航天、兵器、石油机械,以及汽车等市场展示了优越性。行业领域的应用需求在不断增加,无论纵向还是横向的的课题,企业和高校的产学研合作项目需求也越来越大,而电弧增材制造技术因可直接成型金属零件,已经成为国内外高校课题合作的热点。





另外,ArcMan P1200可以选配动态路径规划,熔池形貌监控,温度场监控、数字孪生技术手段,保证打印过程的控形控性。电弧增材制造技术由于需要使用电弧焊技术,在一定程度上无法避免其产生加热半径大、热流密度低、热源强度高等问题,在持续不断的打印中,高强度的热源和低密度的热流将会产生持续不断的热积累,过高的热积累会使工件的成型形貌与尺寸精度难以控制,故在电弧增材制造过程中实现全智能与数字化的监测与控制,才能使整个电弧增材制造过程的控制更加稳定,使得材料成型的成功率更高,成型的完整性更好。在现阶段的一些研究中,对于电弧增材制造过程监测、反馈与控制主要体现在以下两个方面:基于增材过程工艺参数的实时监测与控制;基于视觉系统的形貌监测与控制。而此部分也是高校的重点科研方向。






用于增减复合制造研究:ArcMan M500

目前增-减材一体化系统开发正处于起步阶段,主要以激光烧结、激光熔覆+多轴铣削数控机床复合为主,电弧增-减材一体化技术还较少。传统数控加工“减材技术”与增材制造具有很强的互补关系。通过电弧增材过程中融合减材技术,及时将成型构件不平整的表面予以机械加工,可解决电弧增材制造金属构件内外几何尺寸精度和表面光洁度较低的问题。既能发挥电弧增材成型高效的优势,又通过铣削减材加工提高了表面精度,弥补电弧增材成型构件表面质量差的劣势。因此电弧增-减材一体化技术的开发是解决金属增材效率与精度二元矛盾冲突的有效途径,是实现大型复杂构件高效高精整体制造的重要技术方向,也已成为诸多科研院所,高校的新研究方向。


未来,智能电弧增材制造的应用会持续成为制造业生产的重要方式,高校教育科研工作也会成为重中之重。英尼格玛仍会不断提升自身实力,为教育行业用户提供专业化、特色化、创新化的全方位的解决方案,推动增材制造在新材料、新工艺、新方法领域的探索研究快速发展。


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