Wprowadzenie do technologii WAAM i W-LMD
Druk 3D z metalu stał się kluczowym elementem nowoczesnej produkcji przemysłowej, oferując nowe możliwości kształtowania elementów o skomplikowanej geometrii i zaawansowanych właściwościach mechanicznych. W zależności od zastosowania i wymaganej precyzji, wykorzystywane są różne technologie, w tym metody proszkowe i drutowe. Te ostatnie cieszyą się rosnącym zainteresowaniem, szczególnie w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym oraz energetycznym, gdzie duże struktury wymagają wysokiej wytrzymałości i ograniczenia strat materiałowych.
Dwie najbardziej znane technologie druku 3D z drutu spawalniczego to Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) i Wire-Laser Metal Deposition (W-LDM). WAAM to proces bazujący na technikach spawalniczych, gdzie łuk elektryczny topi drut, który nakładany jest warstwa po warstwie. Z kolei W-LDM, stosowane w drukarkach 3D Meltio, wykorzystuje laser do precyzyjnego topienia i osadzania materiału, co przekłada się na lepsze parametry wydruków i mniejsze naprężenia resztkowe. W tym artykule szczegółowo porównamy obie technologie, analizując ich zalety, ograniczenia oraz obszary zastosowań.
Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) – zasada działania
WAAM to jedna z najstarszych i najlepiej rozwiniętych metod druku 3D wykorzystujących drut spawalniczy. Proces ten opiera się na klasycznych metodach spawalniczych, takich jak spawanie MIG/MAG lub TIG, gdzie drut spawalniczy podawany jest do obszaru łuku elektrycznego, gdzie ulega stopieniu i jest nakładany warstwowo na podłoże. Całość odbywa się w osłonie gazów obojętnych, takich jak argon lub mieszanki argonowo-helowe, co zapobiega utlenianiu metalu i poprawia jakość połączeń między warstwami.
Jedną z kluczowych zalet WAAM jest zdolność do szybkiego nakładania dużych ilości materiału, co sprawia, że metoda ta jest stosowana w budowie dużych struktur, takich jak elementy lotnicze, konstrukcje stalowe czy komponenty maszyn przemysłowych. Jednak szeroka strefa wpływu ciepła powoduje, że w materiale pojawiają się naprężenia resztkowe, co może wpływać na właściwości mechaniczne i wymaga dodatkowej obróbki cieplnej oraz mechanicznej.
Wire-Laser Metal Deposition (W-LDM) – jak działa?
Technologia Wire-Laser Metal Deposition (W-LDM) stosowana w drukarkach 3D Meltio to nowoczesna alternatywa dla WAAM, zapewniająca znacznie lepszą jakość wydruków i bardziej kontrolowany proces osadzania metalu. W przeciwieństwie do WAAM, gdzie energia dostarczana jest przez łuk elektryczny, w W-LDM stosowane są wielowiązkowe lasery, które precyzyjnie topią drut spawalniczy i osadzają go warstwowo na podłożu.
Dzięki zastosowaniu lasera proces ten charakteryzuje się znacznie węższą strefą wpływu ciepła, co oznacza, że struktura metalu pozostaje bardziej jednorodna, a ryzyko powstawania defektów mikrostrukturalnych jest zminimalizowane. W porównaniu do WAAM, Meltio W-LDM pozwala na drukowanie z wyższą precyzją i lepszą jakością powierzchni, co ogranicza konieczność dodatkowej obróbki wykończeniowej i pozwala na produkcję bardziej skomplikowanych geometrii.
Różnice między WAAM a Meltio Wire-Laser Metal Deposition
Precyzja i jakość powierzchni
WAAM oferuje wysoką prędkość osadzania materiału, ale odbywa się to kosztem jakości powierzchni i precyzji wymiarowej. Wydruki wymagają intensywnej obróbki mechanicznej, aby uzyskać pożądaną gładkość i dokładność wymiarową. W-LDM pozwala na drukowanie znacznie bardziej szczegółowych i skomplikowanych kształtów przy minimalnym udziale dodatkowej obróbki.
Wpływ ciepła na materiał
W WAAM występuje szeroka strefa wpływu ciepła, co prowadzi do rozrostu ziaren i powstawania naprężeń wewnętrznych. Może to skutkować pogorszeniem właściwości mechanicznych i wymagać dodatkowej obróbki cieplnej. W-LDM oferuje precyzyjne kontrolowanie ciepła, dzięki czemu mikrostruktura pozostaje stabilna, a właściwości mechaniczne są lepsze.
Koszty operacyjne
WAAM wymaga częstej wymiany elektrod, dysz i innych elementów eksploatacyjnych, co zwiększa koszty utrzymania. W technologii Meltio W-LDM zużycie materiałów eksploatacyjnych jest znacznie niższe, co obniża koszty długoterminowej eksploatacji.
Podsumowanie – która technologia jest lepsza?
Zarówno Wire Arc Additive Manufacturing, jak i Wire-Laser Metal Deposition mają swoje zastosowania w druku 3D z metalu. WAAM sprawdza się w produkcji wielkogabarytowej, ale wymaga intensywnej obróbki wykończeniowej. Z kolei Meltio W-LMD oferuje wyższą jakość powierzchni, lepsze właściwości mechaniczne i mniejsze zużycie materiałów eksploatacyjnych. Dzięki niższej strefie wpływu ciepła i precyzyjniejszej kontroli procesu, W-LMD jest bardziej efektywne w przypadku skomplikowanych geometrii oraz komponentów wymagających wysokiej precyzji. Wybór technologii powinien być uzależniony od wymagań konkretnego zastosowania i oczekiwań dotyczących precyzji oraz jakości finalnego komponentu.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o nowoczesnych technologiach druku 3D z metalu i dobrać odpowiednie rozwiązanie do swojego projektu, skontaktuj się z nami! Nasi eksperci chętnie doradzą i pomogą wdrożyć optymalną metodę addytywną do Twojej produkcji.
