Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM)

Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) ist ein Fertigungsverfahren für den 3D-Druck oder die Reparatur von Metallteilen. Es gehört zur Familie der Direct Energy Deposition (DED) Verfahren der Additiven Fertigung. Beim WAAM-Verfahren werden Metallschichten übereinander gelegt, bis die gewünschte 3D-Form entstanden ist. Es handelt sich um eine Kombination aus zwei Fertigungsverfahren: Gas-Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW) und additive Fertigung. GMAW ist ein Schweißverfahren zum Verbinden von Metallteilen mit Hilfe eines elektrischen Lichtbogens, und additive Fertigung ist der industrielle Begriff für 3D-Druck. Die Herstellung von Teilen mit WAAM erfolgt durch einen Schweißroboter oder eine 3+-Achsen-CNC-Maschine, die mit einer Schweißmaschine integriert ist, die aus einer Stromquelle und einem Drahtvorschub besteht. Ein am Roboter angebrachter Schweißbrenner wird zum Abschmelzen des Drahtes verwendet, um 3D-Teile herzustellen.

Vorteile von WAAM

WAAM wurde bereits im Jahr 1920 patentiert. Aber erst in jüngster Zeit hat es in Kombination mit hochwertigen CAD/CAM-Computersystemen und hochentwickelten Robotersystemen Eingang in die industrielle Anwendung gefunden.
Innerhalb der DED-Familie hat WAAM mehrere Vorteile:

  • Großes Teilevolumen: Die Größe der Teile hängt nur von der Größe des Roboters ab, der mit Laufbahnen und Manipulatoren nahezu unbegrenzt erweitert werden kann. 
  • Materialverfügbarkeit: WAAM verwendet herkömmliche Schweißdrähte. Diese sind in großen Mengen und in hoher Qualität verfügbar. Viele dieser Drähte sind zugelassen und garantieren einen Werkstoff mit genau definierten Eigenschaften.
  • Hohe Produktivität: Im Vergleich zu anderen DED-Verfahren können mit WAAM mehrere Kilogramm pro Stunde abgeschieden werden. 

MIGAL.CO Produkte für WAAM

Während alle unsere Drahtelektroden für WAAM verwendet werden können, sind einige besonders geeignet.

  • MA-6063: Dies ist eine AlMgSi0,5-Legierung mit dem Zusatz von Ti5B1-Partikeln. Die Partikel sorgen für ein sehr feines Korngefüge, um Heißrisse zu vermeiden. In Verbindung mit einer T6-Wärmebehandlung kann MA-6063 eine Streckgrenze von 200-260 MPa mit einer Dehnung zwischen 6 - 12% erreichen.
  • MA-4018: Dies ist eine AlSi7Mg-Legierung. Sie ist eine beliebte Legierung für Aluminiumgussteile und kann für die Herstellung von Prototypen verwendet werden. In Kombination mit einer T6-Wärmebehandlung bietet sie eine Streckgrenze von 250 MPa bei einer Dehnung von 4 %.
  • MA-4046: Dies ist eine AlSi10Mg-Legierung. Sie ist eine beliebte Legierung für Aluminiumgussteile und kann für die Herstellung von Prototypen verwendet werden.
  • MA-5183: Hierbei handelt es sich um eine AlMg4,5Mn0,7-Legierung, die von allen naturharten Legierungen die höchste Festigkeit aufweist. Sie bietet eine Streckgrenze von 130 MPa bei einer Dehnung von 18 %.

Forschung

Wir sind aktiv an mehreren Forschungsprojekten beteiligt, um die Perspektiven von WAAM weiter zu entwickeln:

  • LightPrint: Energieeffiziente Leichtbaukonzepte durch den Einsatz von 3D-Metalldruck und neuartigen Aluminiumlegierungen
  • AluNanoCore: Hochfester, nanoverstärkter Aluminiumpulver-Fülldraht für die lichtbogenbasierte additive Schichtfertigung (ALM)
  • Multi-Fun: Erhebliche Leistungs- und Effizienzsteigerungen bei MAM-Produkten durch vollständig INTEGRIERTE MULTIFUNKTIONALITÄTEN auf der Grundlage NEUER AKTIVER WERKSTOFFE. Ermöglicht MULTI-MATERIAL-Design in geometrisch komplexen 3D-Metallteilen OHNE GRÖSSENBESCHRÄNKUNG durch innovative, kostengünstige AM-Technologien.
  • MSGeneral: Entwicklung einer Technologie zum generativen MSG-Schweißen von Geometrien auf Aluminium-Druckgussbauteile AiF/IGF 21 541 BR
  • Aladdin: Aluminium-Schaum durch MIG-Schweißen additiv in Form gebracht (Aladdin) AiF/IGF 22 055 BR
  • DEDAluS: Additive Fertigung von Aluminiumstrukturen mit dem DED-Verfahren
  • COAMWELD: Herstellung fortschrittlicher Metallkomponenten durch Kombination von additiver Fertigung und Schweißen