RU2674588C2 - Method for additive welding and melting manufacture of three-dimensional products and installation for its implementation - Google Patents

Method for additive welding and melting manufacture of three-dimensional products and installation for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2674588C2
RU2674588C2 RU2017114423A RU2017114423A RU2674588C2 RU 2674588 C2 RU2674588 C2 RU 2674588C2 RU 2017114423 A RU2017114423 A RU 2017114423A RU 2017114423 A RU2017114423 A RU 2017114423A RU 2674588 C2 RU2674588 C2 RU 2674588C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wire
refractory
layer
base material
feeder
Prior art date
Application number
RU2017114423A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017114423A3 (en
RU2017114423A (en
Inventor
Виталий Викторович Биттер
Антон Вячеславович Филатов
Олег Владимирович Кривенко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научный логистический центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научный логистический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научный логистический центр"
Priority to RU2017114423A priority Critical patent/RU2674588C2/en
Publication of RU2017114423A3 publication Critical patent/RU2017114423A3/ru
Publication of RU2017114423A publication Critical patent/RU2017114423A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2674588C2 publication Critical patent/RU2674588C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342Build-up welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02Carriages for supporting the welding or cutting element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing technology.SUBSTANCE: invention relates to the method of additive manufacturing of three-dimensional products and installation for its implementation. Three-dimensional model of this product is created, divided in layers into calculated sections for the subsequent control of the process of layer-by-layer melting by a laser beam of the base material in the form of two wires of different refractoriness and diameters. First, the boundary layers of the product are formed by layer-by-layer welding with a laser beam of a more refractory wire and then fill the space between the boundary layers with a layer-by-layer melting with a laser beam of less refractory wire. Installation contains a structural support for maintaining the product during construction, the node supplying the base material to the construction zone and the laser node. Mentioned structural support is made in the form of a platform of refractory non-metal, placed in a sealed chamber with the possibility of rotation around its vertical axis and movement along it with the help of a positioner. Base material feed unit consists of a feeder for a more refractory wire, which can move along two mutually perpendicular horizontal axes, rotate around its vertical axis and rotate around the longitudinal axis of this device, as well as the feeder of a less refractory wire, which can move along two mutually perpendicular horizontal axes and rotate around its vertical axis. Laser unit consists of two laser optical heads mounted, respectively, on a feeder for a more refractory wire and on a feeder for a less refractory wire.EFFECT: technical result consists in increasing the accuracy and purity of the surface of products of complex configuration, made by means of additive technology.9 cl, 5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретения относятся к технологии аддитивного изготовления изделий с использованием лазерного излучения.The invention relates to the technology of additive manufacturing of products using laser radiation.

Аддитивное производство включает в себя процессы, направленные на формирование объектов последовательным добавлением материалов, в отличие от традиционных «субтрактивных» методов, применяющихся в машинной обработке и подразумевающих удаление лишней массы (резка, фрезерование, сверление и т.д.).Additive production includes processes aimed at the formation of objects by the sequential addition of materials, in contrast to the traditional "subtractive" methods used in machine processing and involving the removal of excess mass (cutting, milling, drilling, etc.).

Известно, что 3D-принтер для изготовления изделий - это специальное устройство, которое дает возможность создавать, в том числе и металлические изделия, путем последовательного нанесения тонких слоев базового материала на заготовку или специальную подложку. Базовая последовательность операций следующая:It is known that a 3D printer for manufacturing products is a special device that makes it possible to create, including metal products, by successively applying thin layers of base material to a workpiece or a special substrate. The basic sequence of operations is as follows:

- при помощи компьютера, сканера и специального программного обеспечения создается виртуальная модель в трех плоскостях, разделенная на цифровые слои.- using a computer, scanner and special software creates a virtual model in three planes, divided into digital layers.

- физическое формирование изделия путем послойного нанесения расплавленного или спекаемого металла (или неметалла).- physical formation of the product by layer-by-layer deposition of molten or sintered metal (or non-metal).

Ниже кратко описаны наиболее широко используемые способы аддитивного изготовления изделий с помощью лучевой энергии и возможность применения для изготовления реально функционирующих изделий.Below are briefly described the most widely used methods of additive manufacturing of products using radiation energy and the possibility of application for the manufacture of really functioning products.

Выборочное лазерное спекание (SLS) «Selective Laser sintering» - (http://3dtoday.ru/wiki/SLS_print/) - подразумевает использование одного или нескольких лазеров высокой мощности для спекания (частичной плавки) частиц материала до образования трехмерного объекта. В качестве материалов используются порошок из пластика, металла, керамики или стекла. Спекание порошка производится за счет вычерчивания лазером контуров, заложенных в цифровой модели. Порошок насыпается на рабочую платформу, способную передвигаться в вертикальном направлении. По завершении спекания одного слоя, рабочая платформа опускается, наносится новый слой материала и выравнивается движущейся кареткой. Процесс повторяется до образования полной модели. SLS устройства используют либо однородный порошок, либо (в большинстве случаев) используются композитные гранулы с тугоплавким ядром и оболочкой из материала с пониженной температурой плавления. SLS применяется для мелкосерийного производства готовых изделий.Selective Laser sintering (SLS) - (http://3dtoday.ru/wiki/SLS_print/) - involves the use of one or more high-power lasers for sintering (partial melting) of material particles to form a three-dimensional object. As materials, powder is used from plastic, metal, ceramic or glass. Sintering of the powder is carried out by drawing laser contours embedded in a digital model. Powder is poured onto a work platform that can move in the vertical direction. Upon completion of the sintering of one layer, the working platform is lowered, a new layer of material is applied and leveled by the moving carriage. The process is repeated until a complete model is formed. SLS devices use either a uniform powder, or (in most cases) composite granules with a refractory core and a shell of a material with a lower melting point are used. SLS is used for small-scale production of finished products.

Прочностные характеристики не достаточны для применения в качестве функциональных прототипов деталей механизмов.Strength characteristics are not sufficient for use as functional prototypes of machine parts.

Выборочная лазерная плавка (SLM) «Selective Laser Melting» метод аддитивного производства, использующий лазеры высокой мощности для создания трехмерных физических объектов за счет плавки металлических порошков. Расходные материалы подвергаются не спеканию, а полной плавке до образования гомогенной массы. Процесс печати протекает в рабочей камере, заполняемой инертными газами. Каждый слой модели сплавляется, повторяя контуры слоев цифровой модели. Цикл построения аналогичен SLS. Наиболее популярными материалами являются порошковые металлы и сплавы, включая нержавеющую сталь, инструментальную сталь, кобальт-хромовые сплавы, титан, алюминий, золото и др.Selective Laser Melting (SLM) The Selective Laser Melting is an additive manufacturing method that uses high-power lasers to create three-dimensional physical objects by melting metal powders. Consumables are not sintered, but completely melted until a homogeneous mass is formed. The printing process takes place in a working chamber filled with inert gases. Each layer of the model is fused, repeating the contours of the layers of the digital model. The build cycle is similar to SLS. The most popular materials are powder metals and alloys, including stainless steel, tool steel, cobalt-chromium alloys, titanium, aluminum, gold, etc.

Прочностные характеристики достаточны для применения в качестве функциональных прототипов деталей механизмов.Strength characteristics are sufficient for use as functional prototypes of machine parts.

Электронно-лучевая плавка (ЕВМ) «Electron beam melting» была разработана и применена шведской компанией Arcam АВ. ЕВМ схожа с SLM. Существенное различие - использование электронных излучателей (т.н. электронных пушек) вместо лазеров в качестве источников энергии для плавки. Поэтому плавка производится в вакуумных рабочих камерах, что позволяет работать с материалами, чувствительными к оксидации.Electron beam melting (EBM) Electron beam melting was developed and applied by the Swedish company Arcam AB. EBM is similar to SLM. A significant difference is the use of electronic emitters (so-called electron guns) instead of lasers as energy sources for melting. Therefore, melting is carried out in vacuum working chambers, which allows working with materials sensitive to oxidation.

Прочностные характеристики достаточны для применения в качестве функциональных прототипов деталей механизмов.Strength characteristics are sufficient for use as functional prototypes of machine parts.

Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) «Direct Metal Laser Sintering» разработано компанией EOS из Мюнхена. Цикл построения аналогичен SLM. Прочностные характеристики достаточны для применения в качестве функциональных прототипов деталей механизмов.Direct Metal Laser Sintering (DMLS) Direct Metal Laser Sintering was developed by EOS in Munich. The build cycle is similar to SLM. Strength characteristics are sufficient for use as functional prototypes of machine parts.

Известно, что в методах SLM, SLS и ЕВМ используют порошкообразный материал в качестве базового материала. Компонент или изделие генерируется непосредственно из слоя порошка. Прочими методами аддитивного изготовления, такими как лазерное формование металла (LMF), объемная лазерная наплавка (LENS) или непосредственное осаждение металла (DMD), локально наплавляют материал на существующую деталь.It is known that in the SLM, SLS, and EBM methods, a powder material is used as the base material. A component or product is generated directly from the powder layer. Other additive manufacturing methods, such as laser metal forming (LMF), bulk laser cladding (LENS), or direct metal deposition (DMD), locally deposit material onto an existing part.

Произвольная электронно-лучевая плавка (EBF3) «Electron beam free form fabrication». Метод использует электронные пучки высокой мощности для последовательного наплавления материалов в форме металлической проволоки. Технология использует электронные излучатели высокой мощности в вакуумной камере для плавки металла. Электронный пучок передвигается по рабочей поверхности, повторяя контуры цифровой модели, в то время как металлическая проволока постепенно подается в точку фокусирования пучка. Расплавленный материал застывает, формируя прочные слои заданной модели. Процесс повторяется до построения цельной модели. Используется проволока толщиной более 2 мм.Arbitrary electron beam melting (EBF3) Electron beam free form fabrication. The method uses high-power electron beams for sequential deposition of materials in the form of a metal wire. The technology uses high-power electronic emitters in a vacuum chamber to melt metal. The electron beam moves along the working surface, repeating the contours of the digital model, while the metal wire is gradually fed to the beam focusing point. The molten material solidifies, forming durable layers of a given model. The process is repeated until a complete model is built. Used wire with a thickness of more than 2 mm.

Процесс EBF3 происходит в специальной вакуумной камере, в которой пучок электронов фокусируется на источнике металла, который непрерывно подается к лучу. Этот луч плавит металл над вращающейся поверхностью, он укладывает его слоями, в соответствии с определенной 3D-моделью объекта.The EBF3 process takes place in a special vacuum chamber in which an electron beam is focused on a metal source, which is continuously supplied to the beam. This beam melts the metal over a rotating surface, it stacks it in layers, in accordance with a certain 3D-model of the object.

Прочностные характеристики достаточны для применения в качестве функциональных прототипов деталей механизмов.Strength characteristics are sufficient for use as functional prototypes of machine parts.

Ниже приведен перечень недостатков, которые должны быть устранены предлагаемым нами техническим решением:The following is a list of shortcomings that should be addressed by our technical solution:

Выборочное лазерное спекание (SLS) «Selective Laser sintering»:Selective Laser Sintering (SLS):

очень высокая пористость изделия и, следовательно, низкая прочность;very high porosity of the product and, therefore, low strength;

низкое качество поверхности;poor surface quality;

низкая точность изготовления детали;low precision manufacturing parts;

Выборочная лазерная плавка (SLM) «Selective Laser Melting»:Selective Laser Melting (SLM):

высокие энергозатраты;high energy consumption;

низкое качество поверхности;poor surface quality;

сравнительно, невысокая скорость изготовления;relatively low manufacturing speed;

низкая точность изготовления детали;low precision manufacturing parts;

Электронно-лучевая плавка (ЕВМ) «Electron beam melting»:Electron beam melting (EBM) Electron beam melting:

требует вакуумирования камеры;requires evacuation of the chamber;

низкое качество поверхности;poor surface quality;

высокие энергозатраты;high energy consumption;

низкая точность изготовления детали;low precision manufacturing parts;

Кроме того, всем «порошковым» технологиям аддитивного изготовления металлических изделий присущи недостатки, связанные с высокой ценой порошков (дешевых способов получения металлических порошков мелких фракций (∅≤200 мкм) не существует), необходимостью введения в технологический процесс крайне трудоемких операций с порошком: просеивания, удаления из камеры, пересыпания и пр, а также невозможностью создания изделий с сетчатой, трубчатой, ячеистой или сотовой внутренней структурой.In addition, all the “powder” technologies for the additive manufacturing of metal products have inherent disadvantages associated with the high price of powders (there are no cheap methods for producing metal powders of fine fractions (∅≤200 μm)), the need to introduce extremely laborious powder operations into the technological process: sifting , removal from the chamber, pouring, etc., as well as the inability to create products with a mesh, tubular, cellular or cellular internal structure.

По нашему мнению, проблема заключается в том, что перспективный 3D - принтер должен обладать, по меньшей мере, следующими характеристиками:In our opinion, the problem is that a promising 3D printer should have at least the following characteristics:

- точность изготовления детали - не выше 8 квалитета;- precision manufacturing details - not higher than 8 qualifications;

- шероховатость поверхности детали - не выше Ra25;- surface roughness of the part - not higher than Ra25;

- скорость изготовления детали - не менее 100 куб.см./час;- production speed of the part - not less than 100 cubic cm / hour;

- низкое энергопотребление - не более 50 Вт*час/куб.см.- low power consumption - not more than 50 W * hour / cc.

Из всех вышеперечисленных аддитивных технологий, ни одна не удовлетворяет всем указанным требованиям к перспективному 3D - принтеру.Of all the additive technologies listed above, none of them meets all the specified requirements for a promising 3D printer.

Кроме того, все порошковые технологии имеют отрицательный аспект - на их основе невозможно получать пустотелые (например, сотовые) структуры, так как лишний порошок удаляется только после полного завершения процесса построения изделия в целом и, следовательно, порошок внутри каждой отдельной соты будет запечатан (останется внутри соты).In addition, all powder technologies have a negative aspect - it is impossible to obtain hollow (for example, honeycomb) structures on their basis, since excess powder is removed only after the complete construction of the product as a whole and, therefore, the powder inside each individual cell will be sealed (remains inside the cell).

Вариант не порошковой технологии электронно-лучевой плавки металлической проволоки («EBF3»), представляющийся перспективным, имеет следующие существенные недостатки:A non-powder version of the technology of electron beam melting of metal wire ("EBF3"), which seems promising, has the following significant disadvantages:

- электронные пучки высокой мощности можно использовать только в вакууме, так как они сильно рассеиваются на молекулах газа, а создание и поддержание глубокого вакуума повлечет за собой удорожание и утяжеление конструкции;- high-power electron beams can only be used in vacuum, since they are strongly scattered by gas molecules, and the creation and maintenance of a deep vacuum will entail an increase in the cost and weight of the structure;

- платформа с изделием вращается, следовательно, возникнут проблемы с изготовлением изделий, не обладающих осевой симметрией;- the platform with the product rotates, therefore, there will be problems with the manufacture of products that do not have axial symmetry;

- в данный момент электронно-лучевая плавка ограничена точностью 0,2 мм, из-за размера электронного пучка, который составляет 0,2-1,0 мм - это приводит к высокому квалитету точности детали и большой шероховатости готовых изделий;- at the moment, electron beam melting is limited to an accuracy of 0.2 mm, due to the size of the electron beam, which is 0.2-1.0 mm - this leads to a high quality of precision parts and a large roughness of the finished product;

- устройство подачи проволоки неподвижно (или имеет мало степеней свободы), что сильно затрудняет изготовление изделий сложной конфигурации.- the wire feed device is stationary (or has few degrees of freedom), which greatly complicates the manufacture of products of complex configuration.

Из патентной литературы в качестве прототипа считаем возможным принять патент RU (11) 2574536, МПК B22F 3/105, B22F 5/04, В23K 26/34, С23С 26/00, F01D 9/02, публикация: 27.05.2015. Изобретение относится к способу изготовления трехмерной металлической детали, включающему стадии, на которых последовательно наращивают указанную деталь из металлического базового материала с помощью процесса аддитивного изготовления путем сканирования энергетического луча, при этом создают контролируемую ориентацию зерен в направлении Z, перпендикулярном плоскости X-Y детали, и направлении в плоскости X-Y детали, причем ориентацию зерен в плоскости X-Y детали создают путем сканирования энергетического луча в соответствии с профилем ее сечения или условиями локальной нагрузки на деталь, при этом регулирование ориентации зерен в плоскости X-Y детали достигается проведением траекторий движения сканера в последовательных слоях попеременно, параллельно и перпендикулярно направлению, соответствующему наименьшему значению модуля Юнга в детали. Создают трехмерную модель указанной детали с последующим процессом послойного разделения для расчета сечений; после этого направляют указанные рассчитанные сечения в управляющее устройство; обеспечивают порошок указанного базового материала, который необходим для процесса; получают слой порошка с постоянной и равномерной толщиной на пластинчатой подложке или на ранее обработанном порошковом слое; выполняют плавление проведением сканирования энергетического луча на участке, соответствующем сечению указанной детали согласно трехмерной модели, сохраняемой в управляющем устройстве; понижают верхнюю поверхность предварительно сформированного сечения на толщину одного слоя; повторяют указанные стадии), пока не будет достигнуто последнее сечение согласно трехмерной модели.From the patent literature as a prototype we consider it possible to accept the patent RU (11) 2574536, IPC B22F 3/105, B22F 5/04, B23K 26/34, C23C 26/00, F01D 9/02, publication: 05/27/2015. The invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional metal part, comprising the steps of sequentially increasing the specified part from the metal base material using the additive manufacturing process by scanning the energy beam, while creating a controlled orientation of the grains in the Z direction, perpendicular to the XY plane of the part, and the direction in the XY plane of the part, and the orientation of the grains in the XY plane of the part is created by scanning the energy beam in accordance with the profile e cross sections or local load conditions on the part, while controlling the grain orientation in the X-Y plane of the part is achieved by conducting scanner motion paths in successive layers alternately, parallel and perpendicular to the direction corresponding to the smallest Young's modulus in the part. A three-dimensional model of the specified part is created, followed by a layer-by-layer separation process for calculating cross sections; after that, the indicated calculated sections are sent to the control device; provide a powder of the specified base material, which is necessary for the process; a powder layer is obtained with a constant and uniform thickness on a plate substrate or on a previously treated powder layer; perform melting by scanning the energy beam in the area corresponding to the cross section of the specified part according to the three-dimensional model stored in the control device; lowering the upper surface of the preformed section by the thickness of one layer; repeat the indicated steps) until the last section according to the three-dimensional model is reached.

Так как разнонаправленное сканирование (плавление) слоев порошка не влияет на пористость изделия, шероховатость и квалитет его поверхности, а также энергетические и временные параметры технологии, то все, ранее указанные выше недостатки вышеперечисленных технологий и изделий, изготовленных по этим технологиям, сохраняют свою актуальность.Since multidirectional scanning (melting) of the powder layers does not affect the porosity of the product, the roughness and quality of its surface, as well as the energy and time parameters of the technology, all the previously mentioned disadvantages of the above technologies and products made using these technologies remain valid.

Таким образом, задача заключается в том, чтобы предложить способ и оборудование для аддитивного изготовления качественных изделий со сложной поверхностью, в том, числе с сетчатой, ячеистой или сотовой внутренней структурой.Thus, the task is to offer a method and equipment for the additive manufacturing of high-quality products with a complex surface, including a mesh, mesh or cellular internal structure.

Технический результат заключается в повышении точности и чистоты поверхности изделий сложной конфигурации изготовленных посредством аддитивной технологии.The technical result consists in increasing the accuracy and cleanliness of the surface of products of complex configuration made by means of additive technology.

Указанный технический результат достигается в способе аддитивного сварочно - плавильного изготовления трехмерных изделий, включающем последовательное послойное построение указанного изделия из базового материала в соответствии с заранее созданной трехмерной моделью указанного изделия, разделенной послойно на расчетные сечения для последующего управления процессом послойного построения посредством плавления базового материала лазерным лучом, тем, что используют базовый материал в виде двух проволок разной тугоплавкости, а в процессе построения формируют сначала граничные слои изделия послойным свариванием лазерным лучом более тугоплавкой проволоки и затем заполняют пространство между граничными слоями послойным плавлением лазерным лучом менее тугоплавкой проволоки.The specified technical result is achieved in the method of additive welding - smelting manufacturing of three-dimensional products, including sequential layer-by-layer construction of the specified product from the base material in accordance with a previously created three-dimensional model of the specified product, divided by layers into design sections for subsequent control of the process of layer-by-layer construction by melting the base material with a laser beam , the fact that they use the base material in the form of two wires of different refractoriness, and in percent sse first construction form the boundary layers of the stratified product with a laser beam welding wire more refractory and then fill the space between the boundary layers of stratified melting laser beam less refractory wire.

Кроме того, используют проволоку большей тугоплавкости меньшего диаметра, чем диаметр проволоки меньшей тугоплавкости.In addition, use a wire of greater refractoriness of a smaller diameter than the diameter of the wire of lower refractoriness.

Кроме того, используют используют проволоку большей тугоплавкости из металла, а проволоку меньшей тугоплавкости из неметалла.In addition, they use a wire of higher refractoriness from metal, and a wire of lower refractoriness from non-metal.

Кроме того, базовый материал является металлом или неметаллом.In addition, the base material is metal or non-metal.

Кроме того, процесс построения изделия осуществляют в герметичной камере с нормальным или пониженным давлением в атмосфере инертного газа, азота или воздуха.In addition, the product construction process is carried out in a sealed chamber with normal or reduced pressure in an atmosphere of inert gas, nitrogen or air.

Этот же технический результат достигается в установке для аддитивного сварочно - плавильного изготовления трехмерных изделий, содержащей конструкционную опору для поддержания изделия во время построения из базового материала, узел подачи базового материала в зону построения и лазерный узел, тем, что конструкционная опора выполнена в виде размещенной в герметичной камере платформы из тугоплавкого неметалла, установленной с возможностью поворота вокруг ее вертикальной оси и движения вдоль нее с помощью позиционера, узел подачи базового материала в зону построения состоит из устройства подачи более тугоплавкой проволоки, имеющего возможность движения вдоль двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей, вращения вокруг его вертикальной оси и поворота вокруг продольной оси этого устройства, а также устройства подачи менее тугоплавкой проволоки, имеющего возможность движения вдоль двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей и вращения вокруг его вертикальной оси, при этом лазерный узел состоит из двух лазерных оптических головок, закрепленных, соответственно, на устройстве подачи более тугоплавкой проволоки и на устройстве подачи менее тугоплавкой проволоки.The same technical result is achieved in the installation for additive welding and smelting manufacturing of three-dimensional products, containing a structural support for supporting the product during the construction of the base material, a base material supply unit to the construction zone and a laser unit, in that the structural support is made in the form placed in a sealed chamber of the platform of refractory non-metal, mounted to rotate around its vertical axis and move along it using a positioner, the base feed unit about the material in the construction zone consists of a device for feeding a more refractory wire having the ability to move along two mutually perpendicular horizontal axes, rotating around its vertical axis and rotating around the longitudinal axis of this device, as well as a device for feeding a less refractory wire, having the ability to move along two mutually perpendicular horizontal axes and rotation around its vertical axis, while the laser unit consists of two laser optical heads, mounted, corresponding continuously on a refractory feeder wire feeder and less refractory wire.

Кроме того, установка снабжена силовой рамой, имеющей два горизонтальных уровня взаимно перпендикулярных, связанных между собой муфтами направляющих и приводных винтовых шпилек, на которых размещены каретки для соответствующих устройств подачи проволоки, при этом каждая приводная винтовая шпилька снабжена позиционером в виде шагового или иного двигателя, устройство подачи более тугоплавкой проволоки установлено на соответствующей каретке посредством поворотной башни с поворотной башенной штангой, а устройство подачи менее тугоплавкой проволоки установлено на соответствующей каретке посредством поворотной башни.In addition, the installation is equipped with a power frame having two horizontal levels mutually perpendicular, interconnected by clutches of guides and drive screw pins, on which the carriages for the respective wire feed devices are placed, each drive screw pin equipped with a positioner in the form of a stepper or other motor, a feeder for a more refractory wire is mounted on the corresponding carriage by means of a rotary tower with a rotary tower bar, and a feeder is less refractory Coy wire mounted on the respective carriage by means of pivoting of the tower.

Кроме того, герметичная камера снабжена вакуумным насосом и/или устройством подачи инертного газа.In addition, the sealed chamber is equipped with a vacuum pump and / or an inert gas supply device.

Кроме того, устройство подачи менее тугоплавкой проволоки снабжено индукционным или иным нагревателем подаваемой проволоки.In addition, the feeder for a less refractory wire is equipped with an induction or other wire feed heater.

Кроме того, устройство подачи более тугоплавкой проволоки и устройство подачи менее тугоплавкой проволоки установлены на одной каретке.In addition, a feeder for a more refractory wire and a feeder for a less refractory wire are mounted on the same carriage.

Предлагаемые изобретения поясняются чертежами.The proposed invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 - пример изделия, получаемого предлагаемым способом аддитивного сварочно-плавильного изготовления.In FIG. 1 - an example of a product obtained by the proposed method of additive welding and smelting manufacturing.

На фиг. 2 - показана схема построения граничного слоя.In FIG. 2 - shows a diagram of the construction of the boundary layer.

На фиг. 3 - показана схема заполнения металлом - наполнителем пространства между граничными слоями (вид В показывает срез, при котором убран внешний граничный слой).In FIG. 3 - shows a diagram of fill metal - filling the space between the boundary layers (view B shows slice, wherein the removed outer boundary layer).

На фиг. 4 - представлена схема установки - вид спереди.In FIG. 4 - presents the installation diagram - front view.

На фиг. 5 - представлена схема установки - вид сверху (устройство подачи менее тугоплавкой проволоки не показано).In FIG. 5 - shows the installation diagram - top view (feeder less refractory wire is not shown).

Способ аддитивного сварочно-плавильного изготовления трехмерных изделий, включает последовательное послойное построение указанного изделия 1 из базового материала в соответствии с заранее созданной трехмерной моделью указанного изделия, разделенной послойно на расчетные сечения для последующего управления процессом послойного построения посредством плавления базового материала лазерным лучом 2, Причем используют базовый материал в виде двух проволок 3 и 4 разной тугоплавкости, а в процессе построения формируют сначала граничные слои изделия послойным свариванием лазерным лучом 2 более тугоплавкой проволоки 3 и затем заполняют расплавом 7 пространство между граничными слоями 5 и 6 послойным плавлением лазерным лучом менее тугоплавкой проволоки 4. Преимущественно используют проволоку большей тугоплавкости 3 меньшего диаметра, чем диаметр проволоки меньшей тугоплавкости 4. Базовый материал является металлом или неметаллом.The method of additive welding and smelting manufacturing of three-dimensional products, includes sequential layer-by-layer construction of the specified product 1 from the base material in accordance with a previously created three-dimensional model of the specified product, divided by layers into design sections for subsequent control of the process of layer-by-layer construction by melting the base material with a laser beam 2, base material in the form of two wires 3 and 4 of different refractoriness, and in the process of construction, boundary layers are formed first Their products by layer-by-layer laser beam welding 2 of a more refractory wire 3 and then melt 7 fill the space between the boundary layers 5 and 6 by layer-by-layer laser beam melting of a less refractory wire 4. Mostly, a wire of higher refractoriness 3 of smaller diameter is used than the diameter of a wire of lower refractory 4. Base material is metal or non-metal.

Процесс построения изделия осуществляют в герметичной камере 8 с нормальным или пониженным давлением в атмосфере инертного газа, азота или воздуха.The process of constructing the product is carried out in a sealed chamber 8 with normal or reduced pressure in an atmosphere of inert gas, nitrogen or air.

Установка для аддитивного сварочно-плавильного изготовления трехмерных изделий, содержит конструкционную опору 9 для поддержания изделия 1 во время построения из базового материала, узел 10 подачи базового материала в зону построения 32 и лазерный узел 11. Конструкционная опора 9 выполнена в виде размещенной в герметичной камере 8 платформы 12 из тугоплавкого неметалла, установленной с возможностью поворота вокруг ее вертикальной оси и движения вдоль нее с помощью позиционера 25, узел 10 подачи базового материала в зону построения состоит из устройства подачи 13 более тугоплавкой проволоки, имеющего возможность движения вдоль двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей, вращения вокруг его вертикальной оси и поворота вокруг продольной оси 14 этого устройства, а также устройства подачи 15 менее тугоплавкой проволоки, имеющего возможность движения вдоль двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей и вращения вокруг его вертикальной оси, при этом лазерный узел 11 состоит из двух лазерных оптических головок 16 и 17, закрепленных, соответственно, на устройстве подачи 13 более тугоплавкой проволоки и на устройстве подачи 15 менее тугоплавкой проволоки. Установка снабжена силовой рамой 18, имеющей два горизонтальных уровня взаимно перпендикулярных, связанных между собой муфтами 19 и 20 направляющих 21 и приводных винтовых шпилек 22, на которых размещены каретки 23 и 24 для соответствующих устройств подачи проволоки, при этом каждая приводная винтовая шпилька 22 снабжена позиционером 25 в виде шагового или иного двигателя, устройство подачи 13 более тугоплавкой проволоки установлено на соответствующей каретке 23 посредством поворотной башни 26 с поворотной башенной штангой 27, а устройство подачи менее тугоплавкой проволоки установлено на соответствующей каретке 24 посредством поворотной башни 28. Герметичная камера 8 снабжена вакуумным насосом 29 и/или устройством подачи инертного газа. Устройство подачи менее тугоплавкой проволоки снабжено индукционным или иным нагревателем 30 подаваемой проволоки.Installation for additive welding and smelting manufacturing of three-dimensional products, contains a structural support 9 for supporting the product 1 during the construction of the base material, the node 10 for supplying the base material to the construction zone 32 and the laser unit 11. The structural support 9 is made in the form of a sealed chamber 8 platforms 12 made of refractory non-metal, mounted to rotate around its vertical axis and move along it using a positioner 25, the node 10 for supplying the base material to the construction zone consists of a feed device 13 of a more refractory wire having the ability to move along two mutually perpendicular horizontal axes, rotate around its vertical axis and rotate around the longitudinal axis 14 of this device, and also a feed device 15 of a less refractory wire having the ability to move along two mutually perpendicular horizontal axes and rotation around its vertical axis, while the laser unit 11 consists of two laser optical heads 16 and 17, mounted, respectively, on the feeder 13 more it infusible and wire feeder 15 less refractory wire. The installation is equipped with a power frame 18, which has two horizontal levels mutually perpendicular, interconnected by clutches 19 and 20 of the guides 21 and the drive screw pins 22, on which the carriages 23 and 24 are placed for the respective wire feed devices, with each drive screw 22 equipped with a positioner 25 in the form of a stepper or other motor, a feed device 13 with a more refractory wire is mounted on the corresponding carriage 23 by means of a rotary tower 26 with a rotary tower rod 27, and the feed device m less refractory wire is mounted on the corresponding carriage 24 by means of a rotary tower 28. The sealed chamber 8 is equipped with a vacuum pump 29 and / or an inert gas supply device. The less-refractory wire feeder is equipped with an induction or other heater 30 of the feed wire.

Причинно-следственную связь операций способа и признаков устройства с решением технической задачи и достижением технического результата покажем на примере изготовления изделия из металла.A causal relationship between the operations of the method and the features of the device with the solution of the technical problem and the achievement of the technical result is shown by the example of manufacturing a metal product.

Поверхность изделия (граничные слои) изготавливается послойно из металлической проволоки из тугоплавкого и прочного металла (например, титана или медно-никелевых сплавов), которая послойно укладывается на предыдущий слой и приваривается к нему лазерным лучом. Движение устройства подачи проволоки и оптической головки лазера повторяет внешние и внутренние контуры слоев цифровой модели (см. фиг. 2).The surface of the product (boundary layers) is made layer-by-layer from a metal wire of refractory and durable metal (for example, titanium or copper-nickel alloys), which is layer-by-layer laid on the previous layer and welded to it with a laser beam. The movement of the wire feed device and the laser optical head follows the external and internal contours of the layers of the digital model ( see Fig. 2 ).

Внутренний объем между граничными слоями, образующими поверхность изделия, заполняется металлом-наполнителем, имеющим температуру плавления, ниже температуры плавления металла граничного слоя и расплавляемым второй оптической головкой лазера (см. фиг. 3). Такая последовательность действий дает большой выигрыш в скорости изготовления изделия, в сравнении с «порошковыми» технологиями и, вместе с тем, позволяет с высокой точностью (не выше 10 квалитета) и низкой шероховатостью (не более Ra25.0) изготавливать поверхность детали (указанные точностные параметры характерны для проволок) путем сварки слоев проволоки лазерным лучом, а основную массу металла детали фактически заливать путем расплавления подаваемой толстой проволоки из металла-наполнителя. В то время как технологии, перечисленные в первом разделе, могут гарантировать, в лучшем случае, 11 квалитет и шероховатость Ra25.0The internal volume between the boundary layers forming the surface of the product is filled with a filler metal having a melting point lower than the melting temperature of the boundary layer metal and melted by a second laser optical head ( see Fig. 3 ). Such a sequence of actions gives a big gain in the speed of manufacturing the product, in comparison with the “powder” technologies and, at the same time, allows with high accuracy (not higher than 10 quality) and low roughness (not more than Ra25.0) to produce the surface of the part (specified accuracy the parameters are typical for wires) by welding the wire layers with a laser beam, and the bulk of the metal of the part is actually filled by melting the supplied thick wire from the filler metal. While the technologies listed in the first section can guarantee, at best, 11 Ra25.0 quality and roughness

Используемая проволока граничного слоя может иметь различные размеры (от десятков мкм до нескольких миллиметров), но получаемая поверхность будет, в любом случае, значительно лучше (по показателю шероховатости), а точность изготовления детали - по квалитету, чем получаемая при сплавлении или спекании металлического порошка с размерами частиц, например, 50 мкм, так как проволока имеет ровную, гладкую поверхность, а «шарики» порошка ложатся хаотически. Что касается сравнения с технологией EBF3, в которой сплавляется проволока, то в этой технологии используется проволока от ∅ 2 мм и электронный луч очень высокой энергии с «пятном» (фокусировкой) 2 мм, что автоматически приводит к точности поверхности ~ 1 мм (11-13 квалитет) и шероховатости Ra100 (или еще хуже). А из-за большой мощности луча плавления - имеются многочисленные наплывы и брызги.The boundary layer wire used can have different sizes (from tens of microns to several millimeters), but the resulting surface will, in any case, be much better (in terms of roughness), and the manufacturing accuracy of the part will be more accurate than that obtained by fusion or sintering of metal powder with particle sizes, for example, 50 microns, since the wire has a flat, smooth surface, and the "balls" of powder lie randomly. As for the comparison with EBF3 technology, in which the wire is fused, this technology uses a wire of ∅ 2 mm and an electron beam of very high energy with a “spot” (focusing) of 2 mm, which automatically leads to a surface accuracy of ~ 1 mm (11- 13 qualifications) and roughness Ra100 (or worse). And because of the high power of the melting beam, there are numerous bursts and sprays.

Зона построения изделия 32 находится в камере с обычным или пониженным давлением в атмосфере инертного газа, азота или воздуха, в зависимости от материала изделия и режимов изготовления. С помощью чернения стенок камеры, системы дополнительного охлаждения корпуса камеры, продувкой инертного газа, азота или воздуха и иными методами (в зависимости от теплового режима процесса) достигается максимально ровное тепловое поле в камере для обеспечения сохранности шаговых двигателей и прочего высокоточного оборудования, работающего внутри камеры 8.The product construction zone 32 is located in a chamber with normal or reduced pressure in an atmosphere of inert gas, nitrogen or air, depending on the material of the product and manufacturing conditions. By blackening the walls of the chamber, the system of additional cooling of the chamber body, by blowing inert gas, nitrogen or air and other methods (depending on the thermal regime of the process), the most even thermal field in the chamber is achieved to ensure the safety of stepper motors and other high-precision equipment operating inside the chamber 8.

Устройство подачи 13 тугоплавкой проволоки закреплено на башенной штанге 27 (см. фиг. 2 и фиг. 5) и имеет четыре степени свободы: движение (вместе с кареткой 23) вдоль осей X и Y (см. фиг. 5), поворот вокруг вертикальной оси на 360° (с поворотной башней 26) и поворот вокруг продольной оси на 180° (с башенной штангой 27). Устройство подачи 13 проволоки, сопряженное с лазерной оптической головкой 16, позиционируется по отношению к строящемуся граничному слою изделия с помощью позиционера 25, имеющего точность позиционирования около 20 мкм. Устройство подачи проволоки укладывает каждый слой проволоки поверх предыдущего слоя проволоки (с учетом заложенных в программе управления данных о геометрии 3d модели), подавая проволоку в точку фокусирования 32 луча лазера. Лазерный луч 2, проходя через оптическую головку 16, закрепленную вместе с устройством подачи 13 тугоплавкой проволоки на башенной штанге 27, приваривает новый слой проволоки к нижележащему слою (см. фиг. 2). Повороты вокруг вертикальной оси и вокруг продольной оси позволяют формировать контур любой поверхности изделия 1.The feed device 13 of the refractory wire is mounted on a tower rod 27 ( see Fig. 2 and Fig. 5 ) and has four degrees of freedom: movement (together with the carriage 23) along the X and Y axes ( see Fig. 5 ), rotation around a vertical axis 360 ° (with turret 26) and rotation around the longitudinal axis 180 ° (with turret 27). The wire feed device 13 coupled to the laser optical head 16 is positioned with respect to the boundary layer of the article under construction using a positioner 25 having a positioning accuracy of about 20 μm. The wire feeder stacks each layer of wire on top of the previous wire layer (taking into account the geometry data of the 3d model embedded in the control program), feeding the wire to the focus point of the 32 laser beams. The laser beam 2, passing through the optical head 16, mounted together with the feed device 13 of the refractory wire on the tower rod 27, welds a new layer of wire to the underlying layer ( see Fig. 2 ). Rotations around the vertical axis and around the longitudinal axis allow you to form the contour of any surface of the product 1.

Металл - наполнитель подается в виде прогретой с помощью нагревателя 30 (ниже температуры плавления металла-наполнителя) толстой (0,5-2 мм) проволоки из вертикально расположенного сопла устройства подачи 15 проволоки (см. фиг. 3 и фиг. 4). Устройство подачи 15 проволоки металла-наполнителя может крепиться как к каретке 23, на которой расположено устройство подачи 13 тугоплавкой проволоки, так и иметь независимый позиционер 25 и отдельную каретку 24. На фиг. 4 изображен второй вариант крепления устройства подачи 15 проволоки металла-наполнителя.The metal filler is supplied in the form of a thick (0.5-2 mm) wire from a vertically located nozzle of the wire feed device 15 ( see FIG. 3 and FIG. 4 ) heated with a heater 30 (below the melting temperature of the filler metal). The filler wire 15 of the metal-filler metal can be attached both to the carriage 23, on which the feed device 13 of the refractory wire is located, and have an independent positioner 25 and a separate carriage 24. In FIG. 4 shows a second embodiment of fastening a wire feed device 15 of a metal filler wire.

Устройство подачи проволоки 15 из металла-наполнителя имеет три степени свободы: движение (вместе с кареткой 24) вдоль осей X и Y, поворот вокруг вертикальной оси на 360° (с поворотной башней 28). Устройство подачи 15 проволоки, сопряженное с лазерной оптической головкой 17, позиционируется по отношению к строящейся стенке 31 изделия вторым позиционером 25, с помощью которого сопло устройства подачи 15 проволоки выставляется таким образом, чтобы расплавляемый лазером 2 металл-наполнитель выливался на нижележащий слой металла - наполнителя между сформированными граничными слоями из более тугоплавкого металла. Подача проволоки 4 металла - наполнителя осуществляется после завершения нескольких циклов построения граничных слоев 5,6 из тугоплавкой проволоки 3 или одновременно с формированием граничных слоев 5.6 (когда это будет необходимо). Проволока подается в точку фокусирования 32 луча лазера 2, оптическая головка 17 которого закреплена вместе с устройством подачи 15 проволоки металла-наполнителя на поворотной башне 28 (см. фиг. 4, фиг. 3).The wire feed device 15 of the filler metal has three degrees of freedom: movement (together with the carriage 24) along the X and Y axes, 360 ° rotation around the vertical axis (with the turret 28). The wire feed device 15 coupled to the laser optical head 17 is positioned relative to the wall 31 of the product under construction by the second positioner 25, by means of which the nozzle of the wire feed device 15 is set so that the metal-filler molten by laser 2 is poured onto the underlying metal-filler layer between the formed boundary layers of a more refractory metal. The supply of metal wire 4 filler is carried out after completion of several cycles of construction of the boundary layers 5,6 of refractory wire 3 or at the same time with the formation of the boundary layers 5.6 (when necessary). The wire is fed to the focusing point 32 of the laser beam 2, the optical head 17 of which is fixed together with the filler 15 of the metal filler wire on the turret 28 ( see Fig. 4, Fig. 3 ).

Платформа 12, на которой формируется изделие 1, изготавливается из тугоплавкого неметалла (например, графит) и имеет две степени свободы: движение вверх-вниз вдоль вертикальной оси Z (при котором после завершения формирования каждого граничного слоя 5, 6 из тугоплавкого металла, платформа опускается для начала формирования нового слоя) и вращение вокруг вертикальной оси на 360° (см. фиг. 4 и фиг. 5).The platform 12 on which the product 1 is formed is made of refractory non-metal (for example, graphite) and has two degrees of freedom: up and down movement along the vertical Z axis (in which after the formation of each boundary layer 5, 6 of refractory metal is completed, the platform is lowered to start the formation of a new layer) and rotation around the vertical axis by 360 ° ( see Fig. 4 and Fig. 5 ).

Ниже приведена таблица сравнения достигнутых предлагаемыми изобретениями параметров с параметрами известных технологий.The following is a table comparing the parameters achieved by the present invention parameters with the parameters of known technologies.

Таблица сравнительнаяComparative table

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Таким образом, предлагаемыми изобретениями обеспечивается получение технического результата, заключающегося в повышении точности и чистоты поверхности изделий сложной конфигурации изготовленных посредством аддитивной технологии.Thus, the proposed invention provides a technical result, which consists in increasing the accuracy and cleanliness of the surface of products of complex configuration made by means of additive technology.

Claims (9)

1. Способ аддитивного изготовления трехмерного изделия, включающий последовательное послойное построение указанного изделия из базового материала в соответствии с созданной трехмерной моделью указанного изделия, разделенной послойно на расчетные сечения для последующего управления процессом послойного построения посредством плавления базового материала лазерным лучом, отличающийся тем, что используют базовый материал в виде двух проволок из материалов с разными температурами плавления и разными диаметрами, а в процессе построения формируют сначала граничные слои изделия послойным свариванием лазерным лучом более тугоплавкой проволоки меньшего диаметра и затем заполняют пространство между граничными слоями послойным плавлением лазерным лучом менее тугоплавкой проволоки большего диаметра.1. The method of additive manufacturing of a three-dimensional product, including sequential layer-by-layer construction of the specified product from the base material in accordance with the created three-dimensional model of the specified product, divided by layers into design sections for subsequent control of the process of layer-by-layer construction by melting the base material with a laser beam, characterized in that the base material in the form of two wires from materials with different melting points and different diameters, and during construction Boundary layers form a first product stratified welding laser beam more refractory smaller diameter wire and then fill the space between the boundary layers of stratified melting laser beam less refractory wire of larger diameter. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют проволоку большей тугоплавкости из металла, а проволоку меньшей тугоплавкости из неметалла.2. The method according to p. 1, characterized in that they use a wire of higher refractoriness from metal, and a wire of lower refractoriness from non-metal. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве базового материала используют металл или неметалл.3. The method according to p. 1, characterized in that as the base material using metal or non-metal. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что построение изделия осуществляют в герметичной камере с нормальным или пониженным давлением в атмосфере инертного газа, азота или воздуха.4. The method according to p. 1, characterized in that the construction of the product is carried out in a sealed chamber with normal or reduced pressure in an atmosphere of inert gas, nitrogen or air. 5. Установка для аддитивного изготовления трехмерного изделия, содержащая герметичную камеру, опору для поддержания изделия во время построения из базового материала, узел подачи базового материала в зону построения и лазерный узел, отличающаяся тем, что опора выполнена в виде платформы из тугоплавкого неметалла, установленной в герметичной камере с возможностью поворота вокруг ее вертикальной оси и перемещения вдоль нее с помощью позиционера, узел подачи базового материала в зону построения состоит из устройства подачи более тугоплавкой проволоки, выполненного с возможностью перемещения вдоль двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей, вращения вокруг его вертикальной оси и поворота вокруг продольной оси устройства, и устройства подачи менее тугоплавкой проволоки, выполненного с возможностью перемещения вдоль двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей и вращения вокруг его вертикальной оси, при этом лазерный узел состоит из двух лазерных оптических головок, закрепленных, соответственно, на устройстве подачи тугоплавкой проволоки и на устройстве подачи менее тугоплавкой проволоки.5. Installation for additive manufacturing of a three-dimensional product, comprising a sealed chamber, a support for supporting the product during construction from the base material, a base material supply unit to the construction zone, and a laser unit, characterized in that the support is made in the form of a platform of refractory non-metal installed in sealed chamber with the ability to rotate around its vertical axis and move along it with the help of a positioner, the feed unit of the base material in the construction zone consists of a device for feeding more refractory a wire made with the ability to move along two mutually perpendicular horizontal axes, rotate around its vertical axis and rotate around the longitudinal axis of the device, and a device for feeding less refractory wire made to move along two mutually perpendicular horizontal axes and rotate around its vertical axis, wherein the laser unit consists of two laser optical heads mounted, respectively, on the refractory wire feeder and on the device odachi less refractory wire. 6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена силовой рамой, выполненной с двумя горизонтальными взаимно перпендикулярными уровнями, связанными между собой посредством направляющих муфт и приводных винтовых шпилек, на которых размещены каретки двух соответствующих устройств подачи проволоки, при этом каждая приводная винтовая шпилька снабжена позиционером в виде шагового двигателя, при этом устройство подачи более тугоплавкой проволоки установлено на соответствующей каретке посредством поворотной башни с поворотной башенной штангой, а устройство подачи менее тугоплавкой проволоки установлено на соответствующей каретке посредством поворотной башни.6. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a power frame made with two horizontal mutually perpendicular levels interconnected by means of guide couplings and drive screw pins, on which the carriages of two corresponding wire feed devices are placed, each drive the screw pin is equipped with a positioner in the form of a stepper motor, while a feeder for supplying a more refractory wire is mounted on the corresponding carriage by means of a rotary tower with a rotary tower minutes post and less refractory feeder wire mounted on the respective carriage by means of pivoting of the tower. 7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что герметичная камера снабжена вакуумным насосом и/или устройством подачи инертного газа.7. Installation according to claim 1, characterized in that the sealed chamber is equipped with a vacuum pump and / or an inert gas supply device. 8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройство подачи менее тугоплавкой проволоки снабжено индукционным нагревателем подаваемой проволоки.8. Installation according to claim 1, characterized in that the feeder of a less refractory wire is equipped with an induction heater of the feed wire. 9. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что устройство подачи более тугоплавкой проволоки и устройство подачи менее тугоплавкой проволоки установлены на одной каретке.9. Installation according to claim 1, characterized in that the feeder for a more refractory wire and the feeder for a less refractory wire are mounted on the same carriage.
RU2017114423A 2017-04-25 2017-04-25 Method for additive welding and melting manufacture of three-dimensional products and installation for its implementation RU2674588C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114423A RU2674588C2 (en) 2017-04-25 2017-04-25 Method for additive welding and melting manufacture of three-dimensional products and installation for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017114423A RU2674588C2 (en) 2017-04-25 2017-04-25 Method for additive welding and melting manufacture of three-dimensional products and installation for its implementation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017114423A3 RU2017114423A3 (en) 2018-10-25
RU2017114423A RU2017114423A (en) 2018-10-25
RU2674588C2 true RU2674588C2 (en) 2018-12-11

Family

ID=63923089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017114423A RU2674588C2 (en) 2017-04-25 2017-04-25 Method for additive welding and melting manufacture of three-dimensional products and installation for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2674588C2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193110U1 (en) * 2019-06-13 2019-10-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) Automatic installation for 3D printing of metal products of complex shape
RU193473U1 (en) * 2019-01-30 2019-10-30 Общество с ограниченной ответственностью "Научный логистический центр" Installation for additive manufacturing of three-dimensional products
RU198092U1 (en) * 2020-01-09 2020-06-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" Installation for 3D printing of metal products
RU2732252C1 (en) * 2019-07-30 2020-09-14 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" Method for layer-by-layer manufacturing of three-dimensional articles
RU2750603C1 (en) * 2020-09-02 2021-06-29 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Apparatus for production of parts using additive-subtractive-hardening technology
WO2021221599A1 (en) * 2020-04-27 2021-11-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Dehumidify and recycle a gas from a 3d printer
RU2774519C1 (en) * 2021-01-25 2022-06-21 Вэньчжоу Джинхэ Интеллигент Мануфактуринг Сайнс & Текнолоджи компани ЛТД Auxiliary apparatus for feeding filler wire in the process of cold metal transfer arc welding

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2700439C1 (en) * 2018-12-11 2019-09-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) Method for additive production of articles from titanium alloys with a functional gradient structure
RU2721109C1 (en) * 2019-10-29 2020-05-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) Method for additive production of articles from high-strength aluminum alloys with a functional gradient structure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562584C1 (en) * 2014-07-22 2015-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of forming of discrete wearproof coating of part
RU2562722C1 (en) * 2014-03-26 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") Method of production of articles with complex shape out of powder systems
CN105073327A (en) * 2013-02-26 2015-11-18 联合工艺公司 Multiple wire electron beam melting
RU2014121095A (en) * 2011-10-26 2015-12-10 Снекма METHOD FOR PRODUCING METAL PARTS FOR TURBOJET ENGINE OF AIRCRAFT
JP2016179501A (en) * 2015-03-23 2016-10-13 リンカーン グローバル, インコーポレイテッドLincoln Global, Inc. Method and system for additive manufacture using high energy source and hot wire

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2014121095A (en) * 2011-10-26 2015-12-10 Снекма METHOD FOR PRODUCING METAL PARTS FOR TURBOJET ENGINE OF AIRCRAFT
CN105073327A (en) * 2013-02-26 2015-11-18 联合工艺公司 Multiple wire electron beam melting
RU2562722C1 (en) * 2014-03-26 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") Method of production of articles with complex shape out of powder systems
RU2562584C1 (en) * 2014-07-22 2015-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of forming of discrete wearproof coating of part
JP2016179501A (en) * 2015-03-23 2016-10-13 リンカーン グローバル, インコーポレイテッドLincoln Global, Inc. Method and system for additive manufacture using high energy source and hot wire

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193473U1 (en) * 2019-01-30 2019-10-30 Общество с ограниченной ответственностью "Научный логистический центр" Installation for additive manufacturing of three-dimensional products
RU193110U1 (en) * 2019-06-13 2019-10-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) Automatic installation for 3D printing of metal products of complex shape
RU2732252C1 (en) * 2019-07-30 2020-09-14 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Лазеры и аппаратура ТМ" Method for layer-by-layer manufacturing of three-dimensional articles
RU198092U1 (en) * 2020-01-09 2020-06-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" Installation for 3D printing of metal products
WO2021221599A1 (en) * 2020-04-27 2021-11-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Dehumidify and recycle a gas from a 3d printer
RU2750603C1 (en) * 2020-09-02 2021-06-29 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Apparatus for production of parts using additive-subtractive-hardening technology
RU2774519C1 (en) * 2021-01-25 2022-06-21 Вэньчжоу Джинхэ Интеллигент Мануфактуринг Сайнс & Текнолоджи компани ЛТД Auxiliary apparatus for feeding filler wire in the process of cold metal transfer arc welding
RU2781510C1 (en) * 2022-01-12 2022-10-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тверской государственный технический университет" (ТвГТУ) Method for additive manufacturing of metal products
RU2797831C1 (en) * 2022-11-09 2023-06-08 Общество с ограниченной ответственностью "Промышленная механика" Zirconium tube welding unit

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017114423A3 (en) 2018-10-25
RU2017114423A (en) 2018-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2674588C2 (en) Method for additive welding and melting manufacture of three-dimensional products and installation for its implementation
JP6845335B2 (en) Additional manufacturing using mobile scanning area
JP6848069B2 (en) Additional manufacturing using mobile scanning area
JP6898036B2 (en) Additional manufacturing using mobile scanning area
Fang et al. Study on metal deposit in the fused-coating based additive manufacturing
US9757802B2 (en) Additive manufacturing methods and systems with fiber reinforcement
CN105945281B (en) The deposition forming machining manufacture of part and mold
US5398193A (en) Method of three-dimensional rapid prototyping through controlled layerwise deposition/extraction and apparatus therefor
US20150224607A1 (en) Superalloy solid freeform fabrication and repair with preforms of metal and flux
Paul et al. Metal additive manufacturing using lasers
WO2011127798A1 (en) Fused deposition forming composite manufacturing method for part and mold and auxiliary device thereof
JP2011021218A (en) Powder material for laminate molding, and powder laminate molding method
JP2000296561A (en) Variable weld lamination type rapid shaping method and apparatus
CN101780544A (en) Method for forming refractory metal parts by using laser
WO2018212193A1 (en) Additive manufacturing device and additive manufacturing method
Kreutz et al. Rapid prototyping with CO2 laser radiation
US10919114B2 (en) Methods and support structures leveraging grown build envelope
AU2020253392B2 (en) Systems and methods for non-continuous deposition of a component
JP6888874B2 (en) Addition manufacturing using mobile scanning area
Ruan et al. A review of layer based manufacturing processes for metals
Ludovico et al. Experimental analysis of the direct laser metal deposition process
Kumar Process and Classification
JP7150121B1 (en) Modeling program creation method, layered manufacturing method, and layered manufacturing apparatus
EP3984669A1 (en) Method of regenerating a build plate
RU193473U1 (en) Installation for additive manufacturing of three-dimensional products

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190426