पाठ 8.8आकार देनाअध्याय 8 · एडिटिव मैन्युफ़ैक्चरिंग

वायर आर्क एडिटिव मैन्युफ़ैक्चरिंग (WAAM)

वेल्डिंग रोबोट आर्क से पिघले तार के मनके जमाता है (डायरेक्टेड एनर्जी डिपॉज़िशन)

वायर आर्क एडिटिव मैन्युफ़ैक्चरिंग (WAAM) वेल्डिंग रोबोट से की जाने वाली 3D प्रिंटिंग है। विद्युत आर्क साधारण वेल्डिंग तार को पिघलाता है, और रोबोट मनके पर मनका जमाकर ऐसा पुर्ज़ा बनाता है जो मीटरों लंबा हो सकता है। जहाज़ के प्रोपेलर से लेकर पैदल यात्री पुल तक, बड़े धातु पुर्ज़े छापने का यह सबसे सस्ता और सबसे तेज़ तरीक़ा है।

WAAM रोबोट सेल · आर्क का क्लोज़-अप और दीवार का काट, 5 चरणऊपर बाएँ: रोबोट सेल। ऊपर दाएँ: टॉर्च की नोक का क्लोज़-अप। नीचे: मशीनिंग से पहले और बाद में दीवार का काट। घेरे में लिखे नंबर नीचे दिए चरणों से मेल खाते हैं।

यह कैसे काम करती है

तार आगे बढ़ाएँ। फ़ीडर स्पूल से वेल्डिंग तार, आमतौर पर लगभग 1–1.6 mm मोटा, खींचकर टॉर्च में धकेलता है।
आर्क जलाएँ। विद्युत आर्क (लगातार चलती चिंगारी, हज़ारों डिग्री गर्म) तार की नोक से पुर्ज़े तक कूदता है। वह तार को पिघलाता है, और बूँदें दीवार के ऊपर पिघले पूल में गिरती हैं।
पूल को सुरक्षित रखें। नोज़ल से निकलती गैस, आमतौर पर आर्गन या आर्गन मिश्रण, हवा को दूर रखती है। इसके बिना गर्म धातु ऑक्सीकृत (ऑक्सीजन से प्रतिक्रिया) होकर कमज़ोर और रंध्रयुक्त हो जाती।
मनके जमाएँ। रोबोट टॉर्च को दीवार के साथ खींचता है, और पूल उसके पीछे मनके के रूप में जम जाता है। हर परत के बाद टॉर्च लगभग 1–2 mm ऊपर उठती है और अगली परत बिछाती है।
ठंडा करें, फिर मशीन करें। हर परत को अगली से पहले थोड़ा ठंडा होना चाहिए, वरना दीवार ढह जाती है। अंत में मिलिंग मशीन लहरदार बग़लों को काटकर अंतिम नाप तक सपाट कर देती है।

मुख्य तथ्य

सामग्री: लगभग कोई भी वेल्ड-योग्य तार: कार्बन और स्टेनलेस स्टील, एल्युमिनियम, टाइटेनियम, निकल मिश्रधातुएँ और काँसा
आम पार्ट: बड़े नियर-नेट-शेप पुर्ज़े (अंतिम आकार के क़रीब, फिर भी मशीनिंग चाहिए): प्रोपेलर, पाइप फ़िटिंग, फ़्लैंज, एयरोस्पेस फ़्रेम, वास्तुशिल्पीय संरचनाएँ
पार्ट का आकार: लगभग 0.2 m से कई मीटर तक, रोबोट की पहुँच, उसकी पटरियों या गैन्ट्री से सीमित
सटीकता: बनने पर लगभग ±0.5–1 mm; मशीनिंग उसे लगभग ±0.05 mm तक ले आती है
सतह की फ़िनिश: बनने पर खुरदरी और लहरदार, ऐसी लहरों के साथ जिन्हें आप महसूस कर सकते हैं; मशीन की गई सतहें चिकनी
किस बैच साइज़ के लिए उपयुक्त: बड़े पुर्ज़ों के एक-एक नग और छोटी खेपें
टूलिंग और मशीन की लागत: कोई टूलिंग नहीं। मानक वेल्डिंग रोबोट और पावर स्रोतों से बनी: आमतौर पर कुछ सौ हज़ार डॉलर, लेज़र प्रणालियों से बहुत कम। तार धातु पाउडर से कहीं सस्ता है
गति: आमतौर पर प्रति घंटे 1–4 kg धातु, पाउडर-बेड फ़्यूज़न से लगभग दस गुना तेज़

ताक़तें और सीमाएँ

खूबियाँ

बड़े पुर्ज़ों के लिए बहुत ऊँची बिल्ड दर
कम लागत वाले उपकरण और सस्ता तार
आकार की लगभग कोई सीमा नहीं: रोबोट पटरियों पर चल सकता है
ठोस ब्लॉक से मशीन करने की तुलना में धातु की बर्बादी कम

सीमाएँ

खुरदरी, लहरदार सतहें: मशीनिंग हमेशा चाहिए
मोटा विवरण: छोटे छेद, पतली दीवारें या महीन विशेषताएँ नहीं
गर्मी तनाव और विकृति जमा करती है, इसलिए पुर्ज़े मुड़ सकते हैं
हर परत के ठंडा होने का इंतज़ार बिल्ड को धीमा करता है

कहाँ इस्तेमाल होती है

समुद्रीजहाज़ के प्रोपेलर और काँसे के प्रोपेलर ब्लेड
एयरोस्पेसब्लैंक के रूप में छापे गए बड़े टाइटेनियम और एल्युमिनियम पुर्ज़े, फिर मशीन किए गए
तेल, गैस और ऊर्जापाइप फ़िटिंग, फ़्लैंज और वाल्व बॉडी, अक्सर तेज़ स्पेयर पार्ट के रूप में
निर्माण और वास्तुकलास्टील के नोड और संरचनाएँ, जैसे एम्स्टर्डम का छापा हुआ पैदल पुल
अंतरिक्षरॉकेट थ्रस्टर और बड़े संरचनात्मक पुर्ज़े

इसे कैसे पहचानें

दिखते जमे वेल्ड मनकों से बनी दीवारें, रस्सी की कुंडली जैसी।
स्टील और टाइटेनियम की सतहों पर अक्सर इंद्रधनुषी ताप-रंग (भूसे जैसा, नीला और बैंगनी)।
मोटी बेस प्लेट अब भी जुड़ी हुई, या जहाँ से काटी गई वहाँ आरी के निशान।
मशीन की गई सपाट सतहें खुरदरी, लहरदार सतहों के ठीक बगल में।

तुलना करें

डायरेक्टेड एनर्जी डिपॉज़िशन8.7लेज़र और पाउडर के साथ उसी जगह-पर-वेल्ड वाला विचार: महीन और ज़्यादा सटीक, पर धीमा और महँगा।आर्क वेल्डिंग7.1WAAM वही टॉर्च और तार इस्तेमाल करती है; वह दो पुर्ज़े जोड़ने की जगह मनके जमाकर आकार बनाती है।सैंड कास्टिंग1.1यह भी बड़े धातु पुर्ज़े बनाती है, पर उसे पैटर्न और मोल्ड चाहिए; WAAM को दोनों नहीं चाहिए, इसलिए एक-एक नग के लिए ठीक है।

देखें

theworacle · टाइटेनियम WAAM का प्रयोगशाला डेमो, परतों के बीच दीवार को रोल करना भी शामिल

MX3D · रोबोट मनका-दर-मनका रॉकेट थ्रस्टर छापते हुए

MX3D · छापा हुआ एक बड़ा इम्पेलर पास से

MX3D · नहर के ऊपर अपनी जगह उठाकर रखा गया छापा हुआ स्टेनलेस-स्टील पुल

असली तस्वीरें देखें

Wikipedia: Directed energy deposition — वह प्रक्रिया-परिवार जिसमें WAAM आती है; कम तस्वीरों के साथ पाठ
Wikimedia Commons फ़ोटो खोज
Wikimedia Commons खोज: MX3D bridge — छापे गए स्टील पुल की तस्वीरें

याद रखें

WAAM रोबोटिक आर्क वेल्डिंग है जिससे मनके जमाकर पुर्ज़ा बनाया जाता है।
यह बड़े धातु पुर्ज़ों तक पहुँचने का सबसे तेज़, सबसे सस्ता रास्ता है, पर वे खुरदरे निकलते हैं।
छापने के बाद हर काम की सतह को मशीन करने के लिए तैयार रहें।