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镁应用

镁合金电弧增材制造技术实现新突破

发布时间：2023-01-15 作者：综合管理部

近日，西安优弧智熔增材制造有限公司利用等离子弧丝材增材制造技术，成功制备出大尺寸高强度镁合金（AZ91,Al含量9%，Zn含量1%）零部件，其内部组织致密，无气孔、未熔合等冶金缺陷。西安优弧智熔成功填补了这项3D打印技术在国内的空白。

镁合金作为最轻质的金属工程结构材料，具有密度小（1.8g/cm3左右）、强度高、弹性模量大、散热好、消震性好、耐有机物和碱的腐蚀性良好等优点，主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等行业。然而，由于镁合金在铸造时易出现疏松、夹渣、裂纹以及气孔等问题，严重影响了材料加工成形后性能，阻碍了其广泛应用。

等离子弧丝材增材制造技术，以等离子弧作为热源，以丝材为原材料，成型零件经路径软件分层得到的成型路径，在金属基板上形成移动的熔池，将外部填充的金属丝材熔化而成的金属熔滴，不断送入熔池，通过在成型路径上逐点逐道逐层累积金属材料，实现零件的快速高效高性能成型。

与以金属粉末为加工材料的增材制造技术相比，等离子弧丝材增材制造具有对金属材质不敏感、堆积速率高、材料利用率高、生产成本低等优势，可解决航空、航天、核电、船舶等大型及超大型金属构件毛坯在铸造、锻造中存在的质量、周期、成本等诸多问题。

镁合金与铝合金、钛合金、高温合金等金属相比，其具有高反应性和高气化倾向，且镁合金细粉末易燃易爆，成本高，很难通过选择性激光熔化技术进行镁合金零件的增材制造。西安优弧智熔技术团队通过对镁合金丝材成分优化设计、电弧增材制造电源改性、工艺过程控制，在镁合金零件特征结构与电弧成形工艺方面不断拓展创新，迭代优化，在国内首次实现高强镁合金电弧增材零件制备。

据悉，该等离子丝材增材制造设备具有以下特点：

1.设备采用万向旋转送丝专利制造，配合自主研发路径软件（可实现四轴以上联动），解决了打印过程各向同性。

2.直接成形复杂件，节省材料，单次材料利用率＞99%。

3.性能可靠，目前，钛合金测试性能可到达锻件要求，挪威钛等离子成形钛合金部件已用于民用飞机（波音 787与空客A350 XWB）。

4.高性价比，材料、设备、能耗成本低，成本低于材料利用率小于10%的机加件。

5.成形材料广泛，可焊接金属材料均可增材成形，包括铝合金、铜合金、钽合金等。

6.设备自主设计与生产占比≥80%，具有多项核心发明专利，具有国内外唯一性，目前可稳定成形钛合金、高温合金、钢、铝合金等复杂部件。

据了解，西安优弧智熔增材制造有限公司成立于2018年，是一家为客户提供全套的金属增材制造技术解决方案、产品、设备等服务的科技型中小企业，可制备不限尺寸的钛合金、高温合金、高韧镁合金等结构件，可应用于航空、航天、军工、船舶、核电等大型构件的快速制造。

西安优弧智熔负责人表示：“公司专注于技术研究和工艺开发，积极建立校企合作研究平台，先后与西安理工大学材料学院、西安交通大学材料学院焊接研究所、西安科技大学材料学院建立了产学研基地，增强企业的创新力与竞争力。”

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