PTA增材制造設備與工藝研究.pdf

1、增材制造零件成型工藝是把三維建模軟件得到的待成型零件三維模型，導入專用的分層軟件對上述模型分層處理，通過零件每層截面的輪廓信息生成成型路徑，層層累積，得到成型的零件。等離子電弧的弧柱溫度是普通電弧焊的兩倍，其電弧發(fā)散角度小，采用等離子弧作為熱源進行成型制造時的HAZ區(qū)域較窄，零件制造的精確度高于其他電弧增材制造方法，而且還不存在激光、電子束設備造價和使用費用高的缺陷，因此利用等離子弧做加熱能源進行增材制造成為研究的熱點。本文將等離子焊槍

2、固定在三維運動機構的滑臺上，步進電動機通過滑臺內的絲桿驅動滑塊，完成焊槍對成型路徑的掃描，掃描時通過等離子弧熔化金屬絲材料和基板。本文主要以三維運動機構的搭建與控制、等離子弧焊熱源控制系統(tǒng)、等離子弧焊增材制造成型工藝為研究主線，在理論分析的基礎上，進行現(xiàn)場試驗。分別從運動機構的計算選型搭建與調試、等離子弧焊熱源控制系統(tǒng)的搭建與調試、影響成型的因素分析、PTA增材制造工藝試驗等四個方面進行研究。
　　本研究主要內容包括：⑴搭建增材制

3、造運動機構，其主要組成部分有步進電動機、步進電動機驅動器、運動控制卡、滾珠絲桿滑臺。運動控制卡是根據PC總線，利用高性能的微型處理器和允許編程的器件來完成幾個電動機軸的協(xié)同運動的步進電動機的控制卡。步進驅動器是用來把脈沖信號放大的設備，能夠把控制卡輸送的方向和速度信號變?yōu)椴竭M電動機的角度位移，進而驅動步進電動機運轉。⑵搭建等離子弧焊熱源控制系統(tǒng)，此控制系統(tǒng)利用歐姆龍可編程控制器（PLC-CP1H-XA40DT-D），配備人機界面觸摸屏M

4、T6070iH3、通信模塊CP1W-CIF11及RS-485通信接口，運用計算機編程技術，采用 CX-Programmer軟件技術對等離子弧焊接系統(tǒng)實施優(yōu)化、精確控制。⑶利用搭建的PTA增材制造成型設備進行工藝試驗，采用直徑為0.8mm的AWS A5.18 ER70S-6的焊絲，在100mm×100mm×6mm的Q235鋼板上進行成型試驗。根據成型試驗數(shù)據，分析影響PTA增材制造成型效果的影響因素，并在此基礎上尋找合適的成型工藝參數(shù)，利