日本武藤工業公司(總部:東京)將于2015年7月下旬開始銷售使用電弧焊接機和通用電弧焊絲(焊條)的金屬3D打印機“Value Arc MA5000-S1”。這款3D打印機是武藤工業與東京農業大學研究生院工學研究院尖端機械系統專業的教授笹原弘之共同開發的。通過利用已有的焊接技術和通用材料,在降低價格的同時使操作變得更加容易。
對金屬實施造型的3D打印機大多是以激光器或電子束為熱源,以專用金屬粉為材料。這些產品存在打印機本身以及附帶設備昂貴、可用的金屬粉末種類有限、金屬粉末不好操作等難點。而武藤工業的新產品同使用現有技術電弧焊作為熱源、使用通用的電弧焊絲作為造型材料,解決了這些問題。
通過采用電弧焊,裝置的價格大幅降低。包含附帶設備在內,標準款式的價格為3000萬日元(不含稅)。不僅可對已有部件做追加造型,而且還可用于增厚及修理用途。最大造型尺寸為500×500×500mm。根據材質及輸出條件的不同,可以每小時100~500mL的速度實施造型。制作完成的工件不易形成空洞,具有高強度。
使用電弧焊絲,材料費可降至原來的1/10。不僅采購容易,而且金屬的種類也很豐富,材料及成品的物性數據大多都已公開。另外,焊絲與金屬粉末相比操作容易,還可使用鎂等變成粉狀后具有危險性的金屬。使用金屬粉末時,每次改變金屬種類時都必須進行分解及清掃處理,而新產品更換材料非常容易。
不過,目前的焊道寬度約為3mm以上,積層高度約為1mm以上,不適合微細部分的造型。因此設想的使用方式是,先使用新設備以低成本實施近終形(Near Net Shape)造型,然后通過切削加工達到所需的精度(圖2)。適合使用昂貴且難切削的材料來制造形狀上切削部分較多的部件。(記者:松田 千穗)
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