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3D printing and additive manufacturing. 2024 Jun 18;11(3):e1141-e1150. doi: 10.1089/3dp.2022.0339 Q32.12025

Effects of Pulse Interval on Forming Process in Wire Arc Metal Additive Manufacturing Using Pulsed Arc Plasma

脉冲电弧等离子体的脉冲间隔对线缆电弧金属增材制造成形过程的影响研究 翻译改进

Xiaoming Duan  1, Jin Zhuang  1, Xiaodong Yang  1

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作者单位

  • 1 Department of Mechanical Engineering and Automation, Harbin Institute of Technology, Harbin, China.

    • DOI: 10.1089/3dp.2022.0339 PMID: 39359599

    摘要 中英对照阅读

    To overcome the material processing challenges induced by high levels of heat input in wire arc additive manufacturing (WAAM), an innovative WAAM method using pulsed arc plasma (PAP-WAAM), was developed by the authors in the previous study. In this method, the PAP generated by the pulsed voltage was used as the heat source. The pulse interval can be defined as the time interval between adjacent pulse voltages, which determines the ignition time and frequen... ...点击完成人机验证后继续浏览

    为了克服高热输入水平下线弧增材制造（WAAM）带来的材料加工挑战，作者在之前的研究所开发了一种创新的使用脉冲电弧等离子体（PAP-WAAM）的方法。在这种方法中，由脉冲电压产生的脉冲电弧等离子体用作热源。脉冲间隔可以定义为相邻脉冲电压之间的时间间隔，它决定了电弧等离子体的点燃时间和频率，从而影响成形过程。然而，脉冲间隔对成形过程的影响尚未被揭示。在这里，通过实验和模拟研究了Ti6Al4V在PAP-WAAM过程中脉冲间隔对成形过程（包括热行为、电弧等离子体特性以及金属转移过程）的影响。结果表明，在相同的电弧等离子体功率下，随着脉冲间隔的增加，层间温度和最大峰值温度降低，表明沿构建方向上的热量积累得到了缓解。随着脉冲间隔的增加，电弧等离子体的点燃模式从钨电极与先前沉积层之间的点燃转变为钨电极与填充丝之间的点燃，这增加了分配给填充丝的放电能量的比例，从而减少了材料沉积所需的总体热输入。当脉冲间隔为300毫秒和400毫秒时，在沉积过程中仅观察到不间断搭桥转移模式。不间断搭桥转移被认为有助于形成平滑且一致的层外观。此外，更长的脉冲间隔导致表面氧化减少、壁厚变窄以及宏观结构更好，这归因于热输入减少和有效散热改善。这项研究揭示了PAP-WAAM过程中脉冲间隔对成形过程的影响，这对制造理想的金属零件有益。

    关键词：电弧等离子体行为；定向能量沉积；金属转移模式；脉冲放电；线弧增材制造。

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    期刊名：3d printing and additive manufacturing

    缩写：3D PRINT ADDIT MANUF

    ISSN：2329-7662

    e-ISSN：2329-7670

    IF/分区：2.1/Q3

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