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Funktionsweise
WAAM nutzt einen Lichtbogen als Wärmequelle, um einen Metalldraht zu schmelzen, der als Ausgangsmaterial dient. Der geschmolzene Draht wird durch einen Roboterarm oder eine CNC-Maschine präzise aufgetragen, wodurch das Bauteil Schicht für Schicht entsteht. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung von Bauteilen mit komplexen Geometrien und reduziertem Materialabfall.
Materialien und Eigenschaften
Eine Vielzahl von Metallen kann mit WAAM verarbeitet werden, darunter:
- Stähle
- Titanlegierungen
- Aluminiumlegierungen
- Nickelbasierte Legierungen
Die mechanischen Eigenschaften der hergestellten Teile sind oft vergleichbar mit denen von konventionell gefertigten Bauteilen. Allerdings können Nachbearbeitungen erforderlich sein, um die Oberflächenqualität zu verbessern und innere Spannungen abzubauen.
Vorteile von WAAM
- Kosteneffizienz: Durch die Verwendung von Draht als Ausgangsmaterial und die Reduzierung von Materialabfall können die Produktionskosten gesenkt werden.
- Hohe Aufbaurate: WAAM ermöglicht schnelle Produktionszeiten, insbesondere bei großen Bauteilen.
- Flexibilität: Das Verfahren eignet sich sowohl für die Herstellung neuer Teile als auch für Reparaturen und Modifikationen bestehender Komponenten.
Herausforderungen
Trotz der Vorteile gibt es Herausforderungen, wie die Kontrolle von Restspannungen und Verzug sowie die Notwendigkeit von Nachbearbeitungen, um die gewünschte Oberflächenqualität zu erreichen. Die Prozesssteuerung erfordert zudem spezialisierte Software und erfahrene Bediener.
Anwendungen
WAAM findet Anwendung in verschiedenen Branchen, darunter:
- Luft- und Raumfahrt: Herstellung großer Strukturbauteile und Reparatur von Komponenten.
- Automobilindustrie: Produktion von Prototypen und spezialisierten Bauteilen.
- Energie: Fertigung von Turbinenkomponenten und anderen Großbauteilen.
Forschung und Entwicklung
Forschungseinrichtungen wie das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) arbeiten an der Weiterentwicklung von WAAM, um die Prozessstabilität zu erhöhen und neue Materialien zu integrieren.
Video
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