科创中国

高新技术改造传统产业

本发明属于增材制造相关技术领域，更具体地，涉及一种适用于高性能金属构件的多电弧协同增材制造方法，包括：针对待成形的金属构件，布置多个相互独立且可执行XYZ三轴平动和角度转动的电弧枪，由此使得它们彼此之间的相对位置和工作姿态发生自由改变；基于金属构件的三维模型和成形路径，向各个电弧枪的送丝系统装上相同或不同的金属丝材，并根据工况需求，采用共熔池、非共熔池、部分共熔池这多种模式中的一些或组合来执行金属构件的多电弧系统增材制造过程。通过本发明，能够很好地调节堆积金属的温度场、显著改善金属组织结构，实现更高效率和更高质量的电弧增材制造全过程，并且尤其适用于一些高性能大型复杂金属构件的特定应用场合。

所谓电弧熔化金属丝材增材制造技术，是一种以电弧作为热源熔化金属丝材，并使得熔化的丝材按照所设定的成形路径不断堆积成形的快速增材制造方法。电弧增材制造工艺作为小熔池熔炼冶金技术，其堆积层金属力学性能好，化学成分均匀。电弧增材制造工艺相对于高能束(激光、电子束)之类的增材制造技术而言，具有成本低、效率高、空间任意曲面成形等特点，因而适用于各类大型复杂金属构件的成形。 现有技术中，电弧熔丝增材制造的效率大约为3kg/h-5kg/h(钢铁材料)，其成形效率与激光、电子束类型相比较高，但在成形大型金属构件的场合仍然效率偏低。此外，进一步的研究表明，在电弧熔丝堆积过程中，热积累往往会使堆积成形金属构件晶粒粗大，造成性能恶化，不能满足大型金属构件的高性能要求。相应地，本领域亟需作出进一步的完善和改进，以便更好地符合日益提升的质量要求。

史玉升，1962年出生。博士，教授，博士生导师，华中科技大学特聘教授。 现任华中科技大学材料科学与工程学院副院长、材料成形与模具技术国家重点实验室副主任、湖北省先进成型技术及装备工程技术研究中心副主任、中英先进材料及成型技术联合实验室副主任、材料化学与服役失效湖北省重点实验室学术委员会委员、湖北省机械工程学会理事、湖北省机电一体化技术应用协会理事、中国机械工程学会高级会员、中国机械工程学会特种加工分会青年工作委员会委员等职务