《表1 几种常见金属增材制造技术对比》

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《电弧增减材复合制造精度控制研究进展》

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增材制造（additive manufacturing，AM）技术又称3D打印技术，是计算机辅助设计与快速成形技术相结合，将材料逐层叠加、沉积成形的零件制造技术。金属材料的增材制造常以电弧、激光和电子束等高能束为热源，其原材料一般为丝材或粉材。随着航空航天、能源动力、国防军工等关键技术领域对金属零件的性能、精度、制造成本等要求的逐步提高，增材制造这种无模具近净成形技术成为国内外的研究热点。该技术具有整体制造周期短，柔性程度高，容易实现数字化、智能化制造等优点。由于热源不同，增材制造技术在成形精度、沉积效率以及对零件复杂程度敏感性等方面存在较大差异。丝材电弧增材制造（WAAM）通常以熔化极惰性气体保护焊（MIG）、钨极惰性气体保护焊（TIG）、等离子电弧焊（PAW）等电弧为热源，将金属丝熔化后按照设定成形路径进行层层堆敷，直至整个零件近净成形[1，2]，如图1所示。与金属材料其它形式的增材制造工艺过程相比，电弧增材制造具有沉积效率高、材料利用率高、制造成本低、对零件尺寸限制少、零件易于修复等优点[3，4]，相关对比如表1所示。另外，电弧增材制造的成形零件由全焊缝金属组成，化学成分均匀、致密度高，在力学性能方面优于铸造件，经过适当的调质手段可与锻件相当，与整体锻造件相比具有强度高、韧性好等优点。在多层堆积过程中，零件经历多次加热，得到多次淬火和回火，可以消除大型铸锻件的不易淬透、宏观偏析、长度和直径方向上强韧性不一致等问题[5]。