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全局气密在激光送丝增材制造(WLAM)中特指通过全封闭式密封舱体与惰性气体置换技术构建的防氧化环境,其核心功能与技术原理如下:
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8 A5 `2 {* I) j; }一、技术实现机制
& e& l/ o* Q$ A/ [/ J4 M2 E5 B惰性气体置换系统
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, x& n! ]# C0 m- c打印前抽真空并注入氩气等惰性气体,将舱内氧含量降至10ppm以下,彻底隔绝熔池与空气接触,避免钛合金等活性金属高温氧化12。) |0 n0 n6 _* c$ h
气体流量动态调控(如20L/min),维持稳定正压环境,防止外部空气渗入18。: n5 S3 ^1 y- O$ `
一体化密封结构
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设备集成水冷、气路、电路的多重密封接口,确保舱体在长时间打印中保持气密性(如融速科技L1设备的全封闭式设计)19。* j8 X- ]# D. _& M- W
送丝机构与激光头采用动态密封组件,避免丝材送入时破坏舱内气氛平衡10。
" [/ x/ n1 N) K9 w" ~+ a- S" y二、薄壁件制造的关键作用: z' ^1 W# H" N+ m4 _& p
抑制氧化缺陷
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% ?+ N2 J* l# x1 ^( [1 X5 T薄壁结构比表面积大,更易氧化。气密环境使钛合金沉积层氧增量控制在0.02wt%以内,保障力学性能达标(如航空薄壁件抗拉强度>900MPa)23。
1 T# s9 z0 A6 l% R/ K/ W I控制热应力变形3 U& e/ T$ K0 L7 z' B1 J- S
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惰性气体均匀导热,减少熔池冷却梯度,避免薄壁件因局部应力集中导致的翘曲(实验显示气密环境可使变形量降低40%)611。
$ Q( m, P& y Y7 Y; \9 q/ l* X配合非均匀能量分布技术,进一步优化热输入稳定性712。4 F/ _0 D' F! T" Z
三、对大尺寸制造的适配性
+ y" j* n6 N% W6 D/ U- F跨尺度兼容:气密舱容积可达2m³(如Robo L1系列),支持米级构件连续打印,且氧浓度波动范围<5ppm19。; f& e0 W* s% s. |) U
在线监测联动:舱内集成氧传感器,实时反馈至控制系统,动态调节气体流量与激光功率16。
) o# n( J' W# x# X! S' D此处插入气密舱结构示意图/氧含量监控曲线图
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四、典型应用验证
* j! `% B6 H( e$ P' a; U& x( v. ~. h航天燃料贮箱:真空舱环境(10⁻³Pa)下WLAM打印的钛合金薄壁壳体(壁厚1.5mm),经氦质谱检漏仪测试,气密性达10⁻⁹Pa·m³/s级,满足高压燃料存储需求310。! x. z1 n0 e, P( z( ]/ ^
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此处插入气密环境打印的航空薄壁件案例图6 F- g, |: t; R. [ g
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全局气密并非简单封装,而是融合气体动力学、热力学控制的系统级解决方案,为大尺寸薄壁件的高完整性制造提供基础保障 ! a/ E/ D: _0 |
# X0 C4 q r$ a2 K/ K这人家公司的专利产品,谁给你做? |