Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ

Система коррекции положения точки ввода проволоки в ванну жидкого металла как средство повышения показателей эффективности процесса аддитивного формообразования металлических изделий

Д. А. Гапонова, А. С. Кожеченко, Р. В. Родякина, В. И. Силиверстов, А. В. Щербаков

Аннотация


Выделены основные показатели эффективности процесса аддитивного формообразования изделий из металлических материалов и показано, что управление положением точки ввода присадочного материала можно рассматривать как способ снижения расхода материала, затрат времени и энергетических затрат при реализации производственного цикла. Рассмотрены современные подходы к управлению высотой формируемого слоя в аддитивном производстве и показана перспективность применения обратной связи для стабилизации положения мундштука относительно наплавляемого валика непосредственно в процессе «выращивания» изделия. Обоснована актуальность разработки локального регулятора положения точки ввода проволочного материала и его интеграции в систему числового программного управления электротехнологической установки для аддитивного формообразования. Приведены сравнительные характеристики бесконтактных датчиков для измерения высоты наплавляемого слоя и показана целесообразность применения датчика оптического типа. Разработаны исполнительный электропривод на базе шагового электродвигателя и система стабилизации положения мундштука относительно наплавляемого слоя. Реализована управляющая программа, реализующая релейный способ управления со ступенчатым изменением скорости движения рабочего органа. Проведен анализ результатов экспериментального исследования работы системы и показано, что применение существующих на рынке датчиков позволяет обеспечить приемлемую точность поддержания расстояния между устройством подачи проволоки и изделием.

Ключевые слова


электронно-лучевое аддитивное формообразование, энергетическая эффективность технологии, снижение расхода материала, корректировка высоты наплавляемого слоя, обратная связь, система управления, релейный способ управления, шаговый электропривод, обработка

Полный текст:

PDF

Литература


ГОСТ Р 57558–2017. Аддитивные технологические процессы. Базовые принципы. Часть 1. Термины и определения. — М.: Стандартинформ, 2020.

Гибсон, Я. Технологии аддитивного производства. Трехмерная печать, быстрое прототипирование и прямое цифровое производство / Я. Гибсон, Д. Розен, Б. Стакер. — М.: Техносфера, 2016. — 656 с.

Dolenc, A. Slicing procedures for layered manufacturing techniques / A. Dolenc, I. Mäkelä // Computer-Aided Design. — 1994. — Vol. 26. — No. 2. — Pp. 119 – 126.

Sabourin, E. Accurate exterior, fast interior layered manufacturing / E. Sabourin, S. A. Houser and Břhn J. Helge // Rapid Prototyping Journal, — 1997. Vol. 3. — No. 2. — Pp. 44 – 52.

Коротков, В. А. Опыт промышленной наплавки лопаток роторов нагнетателей / В. А. Коротков // Промышленная энергетика. — 2017. — № 4. — С. 36 – 39.

Fuchs, J. Wire-based Additive manufacturing using an electron beam as heat source / J. Fuchs, C. Schneider, N. Enzinger // Welding in the World. — 62:267 – 275, 2018.

Ding, Donghong. A tool-path generation strategy for wire and arc additive manufacturing / Donghong Ding, Zengxi (Stephen) Pan, Dominic Cuiuri, Huijun Li // Int. J. Adv. Manuf. Technol. — 2014. — 73:173 – 183. — DOI: 10.1007/s00170-014- 5808-5.

Montevecchi F. Idle time selection for wire-arc additive manufacturing: A finite element-based technique / F. Montevecchi, G. Venturini, N. Grossi, A. Scippa, G. Campatelli // Additive Manufacturing. — 2018. Vol. 21. — Pp. 479 – 486.

Xu, J. A review of slicing methods for directed energy deposition based additive manufacturing / J. Xu, X. Gu, D. Ding, Z. Panand, K. Chen // Rapid Prototyping Journal. — 2018. — Vol. 24. — No. 6. — Pp. 1012 – 1025. DOI: 10.1108/RPJ-10- 2017-0196.

Ščetinec, A. In-process path replanning and online layer height control through deposition arc current for gas metal arc based additive manufacturing / A. Ščetinec, D. Klobčar & D. Bračun // Journal of Manufacturing Processes. — 2021. — Vol. 64. — Pp. 1169 – 1179.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.54.96.006

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


                                                  

© 1998 — 2024 НТФ "Энергопрогресс"


Адрес редакции: 129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон редакции   234-7449.

E-mail: prom_energy@rambler.ru; prom_energy1@mail.ru