Tecnología de proyección por arco y su aplicación en la fabricación rápida de moldes
La pulverización por arco se emplea en herramientas rápidas para crear moldes, matrices y otros componentes de herramientas duraderos y resistentes al desgaste de forma rápida y rentable.
La pulverización por arco puede generar recubrimientos rápidamente, lo que reduce significativamente el tiempo necesario para producir moldes o matrices en comparación con los métodos tradicionales; a menudo es más económico, especialmente para la producción de tiradas cortas o la creación de prototipos, ya que reduce el desperdicio de material y el tiempo de mecanizado; permite la creación de geometrías complejas y detalles finos que podrían ser difíciles o costosos de mecanizar a partir de materiales sólidos.
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La pulverización con arco de alambre para la fabricación rápida de herramientas presenta un enfoque transformador en la fabricación, que combina velocidad, flexibilidad y rentabilidad. Esta técnica implica la pulverización de metal fundido sobre una superficie preparada para crear rápidamente recubrimientos duraderos y resistentes al desgaste, lo que la hace especialmente ventajosa para crear moldes, matrices y otros componentes de herramientas. La capacidad de producir y terminar rápidamente herramientas con geometrías complejas y propiedades de material personalizadas reduce significativamente los plazos de entrega y los costos asociados con los procesos de mecanizado tradicionales.
Además, la pulverización con arco de alambre facilita la reparación y modificación de herramientas existentes, lo que prolonga su vida útil y optimiza el uso de los recursos. Como resultado, este método se está convirtiendo cada vez más en una solución de referencia en industrias que requieren soluciones de herramientas rápidas y confiables, como el moldeo por inyección, la fundición a presión y el estampado de metales.
Tecnología de proyección por arco y su aplicación en la fabricación rápida de moldes
1. Principios y características de la tecnología de proyección por arco
La tecnología de pulverización por arco es un método de pulverización térmica. Su principio es utilizar dos cables metálicos mutuamente aislados como cables de electrodo consumibles y utilizar un rodillo de alimentación de cables para alimentarlos de manera continua y uniforme a las dos boquillas conductoras de la pistola de pulverización por arco conectadas a los polos positivo y negativo de la fuente de alimentación respectivamente.
Cuando los dos extremos de los cables se cortocircuitan debido a la alimentación, se genera un arco entre ellos, lo que hace que los extremos de los cables se fundan instantáneamente. Al mismo tiempo, el metal fundido se atomiza en microgotas mediante un flujo de aire comprimido, que se pulverizan sobre la superficie de la pieza de trabajo a una velocidad muy alta. Después de la colisión, se produce una deformación plana y se forma un revestimiento de pulverización de arco después del apilamiento. [1]En comparación con otros métodos de pulverización térmica, la tecnología de pulverización por arco tiene las siguientes características [2,3]:
① Alta eficiencia de producción.
El peso del metal proyectado por unidad de tiempo en la proyección por arco es proporcional a la corriente de proyección. Cuando la corriente de proyección es de 300 A, se pueden proyectar 30 kg de alambre de zinc, 10 kg de aluminio y 15 kg de acero inoxidable por hora, lo que es más de 3 veces más que la proyección por llama.
②Alta fuerza de adhesión del revestimiento.
Las partículas de pulverización por arco tienen una gran energía cinética y pueden obtener una mayor fuerza de unión sin aumentar la temperatura de la pieza de trabajo o utilizar sustratos costosos. Al pulverizar bronce de aluminio, se presentan las propiedades autoadhesivas del recubrimiento, lo que mejora aún más la fuerza de unión. Generalmente, la fuerza de unión de las capas de pulverización por arco puede alcanzar los 20 MPa, que es 2.5 veces la de las capas de pulverización por llama.
③Alta eficiencia térmica.
La pulverización por arco convierte directamente la energía eléctrica en energía térmica para fundir el metal, y la tasa de utilización de energía térmica puede ser tan alta como 60%~70%, que es la energía más utilizada entre todos los métodos de pulverización térmica.
④Bajo costo de producción, operación segura y mantenimiento simple.
2. Aplicación de la tecnología de pulverización por arco en la fabricación de moldes.
El principio básico de la tecnología de moldeo por pulverización de arco es rociar un cierto espesor de revestimiento de metal sobre la superficie del prototipo y luego separar la carcasa de metal revestida del prototipo para obtener una cavidad de molde que sea completamente consistente con la forma del prototipo.
Una vez que la cavidad está respaldada y reforzada, se puede utilizar para moldeo por inyección de reacción (RIM), conformado al vacío, termoformado y la mayoría de los procesos de producción de moldeo de productos de poliuretano [4,5]Debido a la alta eficiencia y economía de la pulverización por arco, la tecnología de moldeo por pulverización por arco tiene un bajo costo y un ciclo corto. En comparación con el método tradicional de fabricación de moldes de plástico, la tecnología de moldeo por pulverización por arco tiene las siguientes ventajas:
① El prototipo no necesita ser conductor y su temperatura de superficie generalmente no supera los 60 ℃ durante la pulverización, por lo que el material básicamente no está restringido;
② La cavidad del molde obtenida tiene un contorno claro, dimensiones externas sin cambios y una pequeña deformación por tensión térmica;
③ Alta eficiencia de moldeo, acortando en gran medida el ciclo de moldeo;
④ El tamaño del prototipo no está limitado y puede ser tan pequeño como una moneda o tan grande como un molde de formación al vacío para fabricar el techo de un automóvil;
⑤ Pequeña inversión en equipos y buenos beneficios económicos.
3. Desarrollo de la tecnología de pulverización por arco.
En el pasado, la tecnología de pulverización por arco se descuidaba debido a la superficie rugosa de los recubrimientos de pulverización por arco. Sin embargo, debido a la transformación de los equipos de pulverización por arco en los últimos años, especialmente la gran mejora de las pistolas de pulverización por arco de la empresa TAFA en los Estados Unidos, el gas de alta presión se acelera a través de una boquilla especialmente diseñada como flujo de gas atomizador supersónico para la pulverización por arco, que se utiliza para atomizar y acelerar las partículas de metal fundido para formar una capa densa de pulverización por arco.
Este tipo de pistola pulverizadora pulveriza alambres tubulares que contienen polvos cerámicos, lo que permite lograr el rendimiento de los recubrimientos de plasma.[6]El uso de un flujo de gas caliente supersónico formado por la combustión de etanol y aire como gas atomizador aumenta la velocidad y la energía térmica de las partículas de gotas fundidas y reduce la oxidación de las gotas de metal, mejorando así la calidad de los recubrimientos por pulverización de arco.
También surgen constantemente nuevos materiales de pulverización, especialmente el desarrollo y la aplicación de alambres de aleación y alambres tubulares de baja contracción y alta dureza. La pulverización por arco ya puede obtener recubrimientos de alta calidad, lisos, densos y de baja porosidad. Además, tiene las ventajas de una alta eficiencia de producción, una alta resistencia de unión del recubrimiento y un proceso simple, por lo que esta tecnología se ha desarrollado y aplicado rápidamente.
En China, la investigación y la aplicación real de la tecnología de pulverización por arco comenzaron a principios de la década de 1980. Beijing Longyuan Company utilizó el equipo AFS-300 para llevar a cabo aplicaciones de fabricación rápida de moldes, como moldes de pulverización en frío de metal y electrodos EDM, y brindó servicios a empresas.
En el extranjero, Francois Peres y Arthur Mofakhami del Centro de Prototipado Rápido de la Universidad Central de París, Francia, han experimentado con la tecnología de pulverización por arco para la fabricación de moldes de inyección y han llevado a cabo una investigación en profundidad sobre el proceso de moldeo por pulverización por arco. [7]La Universidad Técnica de Dinamarca intentó utilizar el método de pulverización para fabricar electrodos EDM y descubrió que los electrodos producidos tenían una tasa de pérdida muy alta durante el procesamiento y no podían usarse en la EDM real. [8].
Investigación sobre tecnología de moldeo por pulverización de arco
1. Proceso de moldeo por pulverización de arco basado en prototipado rápido
La combinación de la alta eficiencia y economía de la pulverización por arco con las características rápidas e intuitivas del prototipado rápido permite lograr una fabricación rápida y económica de moldes de inyección. El moldeo por pulverización por arco generalmente incluye el siguiente flujo de proceso: diseño de prototipos, fabricación de prototipos, pulverización, refuerzo de respaldo, desmoldeo, acabado, ensamblaje y molde de prueba.
Para el prototipado rápido FDM y LOM, la optimización en términos de propiedades del material, precisión de control y parámetros del proceso puede producir prototipos con alta precisión y baja rugosidad.[9]; Debido a que el material generalmente es plástico ABS o papel, después de la pulverización, se puede utilizar una disolución química para liberar el molde y evitar dañar la capa de pulverización.
Por lo tanto, para el moldeo por proyección térmica de FDM y LOM prototipado rápidoLa clave reside en la fabricación de la carcasa metálica, que depende de la selección del alambre de pulverización y la optimización de los parámetros del proceso de pulverización.[10].
2. Determinación del material del alambre de pulverización para el molde de pulverización por arco.
(1) Principales parámetros del proceso de pulverización por arco y su influencia en el rendimiento del recubrimiento
El rendimiento del recubrimiento mediante pulverización por arco normalmente incluye la microestructura del recubrimiento, la fuerza de unión, la porosidad, la resistencia a la corrosión, etc. Los distintos materiales de alambre para pulverización tienen diferentes rendimientos de recubrimiento. El mismo material también puede obtener diferentes rendimientos de recubrimiento mediante el uso de diferentes parámetros de pulverización.
① Voltaje de trabajo
La pulverización del mismo material a diferentes voltajes de trabajo producirá recubrimientos con diferentes rendimientos. Si el voltaje de trabajo es demasiado bajo, parte del material del alambre pulverizado no se puede fundir por completo y vuela directamente a la superficie de la pieza de trabajo, lo que provocará partículas gruesas irregulares en el recubrimiento.
Si el voltaje de trabajo es demasiado bajo, no se puede iniciar el arco. Si el voltaje de trabajo es demasiado alto, la pérdida por combustión de elementos de carbono y aleación se agravará, el contenido de óxido aumentará y la superficie del recubrimiento se volverá áspera. Por lo general, para reducir la pérdida por combustión de elementos de carbono y aleación, se utiliza un voltaje de trabajo más bajo tanto como sea posible, al tiempo que se garantiza una pulverización normal. [1].
② Corriente de pulverización
A medida que aumenta la corriente de pulverización, aumenta la dureza del recubrimiento. Esto se debe a que, a medida que aumenta la corriente, el contenido de óxido en el recubrimiento aumenta significativamente. Aunque el carbono y los elementos de aleación de la aleación se queman, el aumento rápido del contenido de óxido juega un papel más importante, lo que da como resultado una mayor dureza.
La eficiencia de producción de la pulverización es casi proporcional a la corriente de pulverización, ya que la corriente de pulverización depende directamente de la velocidad de alimentación del alambre. Además, la corriente de pulverización tiene cierta influencia en la morfología de la superficie y la fuerza de unión del revestimiento, pero la influencia es relativamente pequeña. [1].
③ Aire comprimido
Cuando la pulverización por arco se realiza con aire comprimido no purificado, el aceite y el agua en el aire comprimido no solo eliminan una gran cantidad de energía térmica, sino que también aumentan la posibilidad de oxidación de las partículas pulverizadas, contaminando la superficie de la pieza de trabajo a pulverizar y el recubrimiento en sí.
Por lo tanto, el contenido de óxido del recubrimiento obtenido aumenta significativamente. En climas húmedos, el aire comprimido sin tratar hace imposible la pulverización. Por lo tanto, el aire comprimido debe purificarse. La presión del aire también afecta el rendimiento del recubrimiento.
Cuando la presión del aire es demasiado baja, la velocidad de vuelo de las partículas es baja y las partículas permanecen en el aire durante mucho tiempo, lo que da como resultado partículas de revestimiento gruesas y sueltas y un mayor contenido de óxido. A medida que aumenta la presión del aire, el efecto de atomización mejora y el revestimiento se vuelve denso y suave.[5].
④ Distancia de pulverización
La distancia de pulverización tiene un impacto significativo tanto en la velocidad de deposición de metal como en la dureza del recubrimiento. A medida que aumenta la distancia de pulverización, la velocidad de deposición de metal disminuye. Esto se debe a que algunas de las partículas pulverizadas se dispersan y salen despedidas, mientras que otras no pueden adherirse al sustrato debido a la disminución de la temperatura y la energía cinética.
El aumento de la distancia de pulverización tiene tres efectos sobre la dureza del recubrimiento: la temperatura de las partículas pulverizadas disminuye, la velocidad de vuelo disminuye, lo que resulta en una disminución de la densidad del recubrimiento; las partículas pulverizadas vuelan más tiempo en el aire, lo que aumenta la quema de elementos de carbono y aleación; y aumenta el contenido de óxido en el recubrimiento.
Los dos primeros factores provocan una disminución de la dureza del recubrimiento. Aunque el aumento del contenido de óxido puede aumentar la dureza del recubrimiento, su efecto sobre la dureza del recubrimiento es mucho menor que el de los dos primeros factores. Por lo tanto, la dureza del recubrimiento disminuye con el aumento de la distancia de pulverización y la densidad del recubrimiento también disminuye.
Si la distancia de pulverización es demasiado corta, el arco calentará directamente la pieza de trabajo y el recubrimiento, y el aire comprimido retrocederá para formar un área de flujo plano, lo que afectará el efecto de atomización y la calidad del recubrimiento, y traerá dificultades a la operación.[5].
⑤ Pretratamiento
Al igual que otros métodos de pulverización térmica, la calidad del pretratamiento de la superficie del sustrato afecta directamente la resistencia de unión del revestimiento. Cuanto mejor sea el efecto de rugosidad, mayor será el área de unión entre el revestimiento y el sustrato y mayor será la resistencia de unión.
Teniendo en cuenta la influencia de los factores anteriores en la calidad del recubrimiento y la eficiencia de producción, se utilizó el pulverizador de arco D-AS1620 de Beijing Jiangyuan Company para pulverizar Zn, Cu, Al y otros alambres metálicos. Los resultados de la prueba muestran que la pulverización por arco de Zn, Cu, Al y otros alambres metálicos utilizando los parámetros de proceso que se muestran en la Tabla 4-1 puede obtener recubrimientos con mejor rendimiento y mayor eficiencia de pulverización.
(2) Estudio experimental sobre el rendimiento del recubrimiento de moldes por pulverización de arco.
① Método experimental y propósito
Utilizando materiales de alambre comunes como Zn, Al y Cu como materiales de pulverización por arco, se llevó a cabo una prueba de moldeo por pulverización sobre la superficie de prototipos rápidos de plástico ABS. Para asegurar una buena unión entre el revestimiento y el prototipo, la superficie del prototipo se pulió con chorro de arena con corindón marrón (36#) antes de la pulverización. Al pulverizar recubrimientos de Zn, Al y Cu, se introdujeron dos alambres metálicos idénticos en las dos boquillas conductoras de la pistola pulverizadora, mientras que al pulverizar recubrimientos de pseudoaleación Zn-A1, se introdujeron un alambre de Zn y un alambre de Al en las dos boquillas conductoras respectivamente.
Los parámetros del proceso de pulverización por arco seleccionados para la prueba se muestran en la Tabla 4-2. Después de la pulverización, se probaron la resistencia y dureza de diferentes recubrimientos y se observó y comparó el rendimiento de su proceso de pulverización. Finalmente, se seleccionó un recubrimiento relativamente bueno como material para el molde de pulverización por arco.
② Resultados experimentales y análisis
A. Análisis de tensión del recubrimiento
La clave para la fabricación de moldes de pulverización por arco es formar una carcasa metálica con alta precisión de replicación, cierta resistencia y dureza en la superficie del modelo. Durante el proceso de pulverización, la carcasa metálica no se puede separar del modelo demasiado pronto, y la carcasa y el modelo no se pueden deformar en gran medida, de lo contrario, la carcasa metálica no puede reflejar la forma real del modelo y el molde perderá precisión. Si la tensión de corte entre el revestimiento metálico y la superficie del modelo excede la resistencia de corte entre las interfaces, la carcasa metálica se separará del modelo.
Los factores que afectan la tensión cortante entre la carcasa metálica y el modelo incluyen principalmente las propiedades mecánicas y termofísicas del propio material de la carcasa metálica, la temperatura de la superficie del modelo durante la pulverización y la diferencia en el coeficiente de expansión térmica entre el revestimiento metálico y el material del modelo.[10]Según el conocimiento de la ciencia de los materiales[11~13]Los parámetros materiales relevantes del alambre Zn, A1, Cu y el plástico ABS se muestran en la Tabla 4-3.
En la etapa inicial de pulverización, las gotas de metal fundido se pulverizan a alta velocidad mediante aire comprimido sobre la superficie del modelo con una temperatura más baja, se aplanan por impacto para formar un revestimiento y se solidifican y enfrían rápidamente a una velocidad de enfriamiento de 105 ℃/s~106 ℃/s.[10]Durante el proceso de solidificación y enfriamiento, la contracción por enfriamiento del recubrimiento metálico queda fijada por la superficie del modelo y, por lo tanto, está sometido a una gran tensión de tracción.
A medida que la temperatura disminuye, la deformación del revestimiento metálico cambia de una deformación principalmente plástica a una deformación principalmente elástica, y la tensión residual del revestimiento se debe principalmente a la deformación elástica. El rango de temperatura de transición elástica-plástica está representado por Tk.[14]En este momento, la deformación por contracción y la tensión del recubrimiento metálico son:
Dónde: ΔT – diferencia de temperatura entre el punto de fusión y la temperatura ambiente del metal
Α – coeficiente de expansión del revestimiento metálico;
E – módulo elástico;
T0 – temperatura de la superficie del modelo.
La temperatura de la superficie del modelo aumenta a medida que avanza la pulverización. Suponiendo que la temperatura de la superficie del modelo se mantiene a 60 ℃ durante el proceso de pulverización posterior, los resultados del cálculo de la deformación y la tensión de diferentes recubrimientos metálicos se muestran en la Tabla 4-4.
De la tabla anterior se desprende que, a medida que aumenta el punto de fusión del material, aumentan la tensión térmica y la deformación térmica generada por el recubrimiento metálico durante el proceso de deposición. En general, el módulo elástico del metal disminuye a medida que aumenta la temperatura.[15], y la tensión interna real del revestimiento metálico es menor que el valor calculado. A altas temperaturas, la fluencia del metal compensa parte de la deformación elástica.
Al mismo tiempo, los resultados de estrés térmico calculados de materiales como n, Al, Cu (especialmente Al y Cu) son mayores que la resistencia a la tracción del material, lo que provocará una gran cantidad de microfisuras en el recubrimiento.[16] para liberar la mayor parte del estrés interno.
Después de detener la pulverización, durante el proceso de recubrimiento de metal y el enfriamiento natural del modelo a temperatura ambiente (20 °C), dado que el coeficiente de expansión térmica del recubrimiento de metal es menor que el coeficiente de expansión térmica del modelo de plástico ABS, la tensión interna del recubrimiento de metal se compensará parcialmente con la contracción del modelo. La tensión interna del recubrimiento cuando se enfría a temperatura ambiente se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
Dónde: ER- módulo elástico del plástico ABS:
αR- coeficiente de expansión térmica del plástico ABS:
K- coeficiente de liberación de tensión.
Entonces la deformación residual del recubrimiento es:
ε = σ/E (4-4)
Suponiendo que el 90% de la tensión interna del revestimiento de metal por pulverización se libera a 60 °C, se toma para el cálculo el valor promedio del coeficiente de expansión térmica y el módulo elástico del plástico ABS. Los resultados del cálculo de la tensión y la deformación internas residuales de cada revestimiento de metal por pulverización a temperatura ambiente se muestran en la Tabla 4-5.
De los resultados de la Tabla 4-5, se puede ver que cuando se enfría a temperatura ambiente, incluso si el 90% de la tensión interna del recubrimiento metálico se libera a través de fluencia y microfisuras, y se compensa parcialmente con la contracción del modelo, el recubrimiento metálico de alto punto de fusión todavía tiene una gran tensión interna residual.
Con la deposición continua de metal, los recubrimientos depositados sucesivamente se contraen entre sí, lo que dificulta que el recubrimiento libere la tensión interna generando microfisuras, y la tensión interna residual es mayor en este momento. La tensión interna residual actúa entre el recubrimiento metálico y el modelo para formar una tensión de corte. Si esta tensión de corte excede la resistencia al corte entre las interfaces, el recubrimiento se despegará y deformará.
En resumen, durante el proceso de pulverización, debido al efecto de la contracción térmica, existe una gran tensión cortante entre el revestimiento metálico y la interfaz del modelo, lo que provoca la deformación plástica del modelo y el revestimiento metálico por un lado, y la separación del revestimiento metálico y el modelo debido a la deformación elástica por otro lado, lo que afecta la precisión del molde de pulverización por arco.
Además, cuanto mayor sea el punto de fusión del material de pulverización, mayor será la tensión de corte y mayor será el impacto en la precisión del molde. El uso de materiales con un punto de fusión alto también es fácil de quemar la superficie del modelo, lo que afecta el acabado de la superficie del molde.
Por lo tanto, desde la perspectiva de la tensión, el material del molde de pulverización por arco debe seleccionarse entre metales de bajo punto de fusión, como Zn y A1, de modo que se pueda obtener un recubrimiento con menor tensión interna. Sin embargo, debido a que las propiedades mecánicas de los metales de bajo punto de fusión generalmente no son altas, los moldes de pulverización por arco se utilizan principalmente en la producción de prueba de productos.
B. Análisis experimental de propiedades mecánicas de recubrimientos.
Es difícil lograr excelentes propiedades mecánicas y tensiones internas del recubrimiento obtenido mediante la pulverización por arco de moldes con Zn, A1, Cu y otros materiales metálicos únicamente. Para mejorar las propiedades mecánicas del molde, si se considera que se alimentan simultáneamente alambres de Zn y AI para la pulverización por arco, el recubrimiento obtenido debe ser diferente del recubrimiento de Zn o AI puro.
Por lo tanto, se pulverizaron con arco los alambres de Zn, A1, Cu y Zn-AI con los parámetros de proceso que se muestran en la Tabla 4-2, y se investigaron y compararon su resistencia a la tracción, dureza, densidad y procesabilidad por pulverización. Los resultados experimentales se muestran en la Tabla 4-6.
De la tabla anterior, podemos ver que el recubrimiento de Zn tiene la estructura más densa y la mejor procesabilidad por pulverización, pero la menor resistencia y dureza; el recubrimiento de Cu tiene la mayor resistencia y dureza, pero la estructura más suelta y la peor procesabilidad por pulverización; en comparación, la densidad del recubrimiento de pseudoaleación Zn-A1 es significativamente mayor que la del recubrimiento A1, su dureza es mayor que la del recubrimiento n y cercana a la del recubrimiento A1, y su procesabilidad por pulverización es buena.
Dado que no aparece ninguna fase nueva después de la pulverización con arco, la resistencia y la dureza del recubrimiento por pulverización de metal dependen de las propiedades mecánicas del propio material metálico y de la estructura organizativa del recubrimiento. El Zn tiene un punto de fusión bajo.
Durante el proceso de pulverización, el efecto de metalización es bueno y las gotas de metal se depositan de manera uniforme y fina sobre la superficie del modelo, por lo que el recubrimiento resultante tiene una alta densidad. A1 tiene un alto punto de fusión. Durante la pulverización, las gotas más grandes no son fáciles de aplanar cuando se depositan sobre la superficie del modelo y es fácil que se formen salpicaduras.
La unión entre los recubrimientos no es firme y el recubrimiento es relativamente suelto. El recubrimiento de pseudoaleación Zn-AI es una mezcla mecánica de fases Zn y A1. Dado que los cables se alimentan simultáneamente y los diámetros de los cables son los mismos, la relación de volumen de Zn y A1 en el recubrimiento es de 1:1 y la relación de peso es cercana a 3:1. Las finas gotas de Zn con un alto grado de atomización pueden llenar los espacios más grandes formados por las salpicaduras de AI. Por lo tanto, la organización del recubrimiento de pseudoaleación Zn-A1 es densa, cercana a la del recubrimiento de Zn.
También se descubrió durante el proceso de pulverización que si la operación del proceso no es la adecuada, el recubrimiento A1, especialmente el recubrimiento de Cu, es propenso a deformarse y agrietarse, así como a separarse del modelo. Si se pulveriza cobre con arco sobre el prototipo rápido de papel LOM, el recubrimiento no se puede depositar en absoluto y la superficie del prototipo se quemará o incluso se raspará debido al desprendimiento por calor.
El proceso de pulverización de la pseudoaleación de Zn y Zn-A1 es muy bueno. El revestimiento de pseudoaleación de Zn-A1 tiene una estructura densa y su resistencia y dureza son similares a las del revestimiento A1. Es un material de moldeo por pulverización por arco con buenas propiedades mecánicas integrales.
4. Ejemplo de preparación de molde para proyección por arco
Una vez que se determina el material del molde de pulverización por arco, se pulveriza por arco la pseudoaleación Zn-AI sobre los prototipos FDM y LOM respectivamente. Después de que la carcasa metálica se deposita hasta un cierto espesor, se refuerza con un soporte de resina en forma de anillo en la parte posterior y luego se retira el prototipo disolviéndolo.
El molde obtenido se muestra en la Figura 4-1. Se puede ver que el recubrimiento de pseudoaleación Zn-A1 obtenido es denso, tiene una alta precisión de replicación, tiene cierta resistencia y dureza, y todo el proceso de moldeo es rápido y de bajo costo, lo que es adecuado para el desarrollo y la producción de prueba de nuevos productos.
Resumen de este capítulo
Al analizar la influencia de los principales parámetros del proceso de pulverización por arco en el rendimiento del recubrimiento, combinado con experimentos, se obtuvieron los parámetros del proceso optimizados adecuados para Zn, A1,
Se encuentran proyecciones de alambre de Cu.
Se llevaron a cabo pruebas de pulverización de un solo metal Zn, Al, Cu y de pseudoaleación Zn-Al con parámetros de proceso optimizados, y se probaron y compararon las propiedades mecánicas de cada recubrimiento: se analizó la tensión interna del recubrimiento causada por la contracción térmica del recubrimiento de metal durante la pulverización por arco, se calculó y comparó la tensión interna de diferentes recubrimientos y, combinado con las propiedades mecánicas de cada recubrimiento, se concluyó que el recubrimiento de pseudoaleación Zn-A1 es adecuado para el moldeo por pulverización por arco.
Se realizó la pulverización por arco de pseudoaleación de Zn-Al en prototipos rápidos FDM y LOM, y se obtuvieron moldes con recubrimientos densos, alta precisión de replicación, cierta resistencia y dureza, pero aún no pudieron cumplir con los requisitos de producción en masa, lo que demuestra que el moldeo por pulverización por arco es un método de moldeo rápido eficiente y de bajo costo adecuado para el desarrollo de nuevos productos y la producción de prueba.
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