Manufaktur Aditif Busi Las: Panduan 2020 untuk Cetak Logam 3D Skala Besar
Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) adalah teknologi pencetakan logam 3D yang berkembang yang memungkinkan pembuatan bagian besar dan kuat di sektor penerbangan, marine, dan energi. Meskipun kurang dikenal daripada sistem berbasis bubuk, WAAM menawarkan keuntungan yang berbeda dalam skala, biaya, dan kemampuan bahan.
Cara Kerja WAAM
WAAM adalah proses Direct Energy Deposition yang menggunakan busi listrik untuk melelehkan kawat logam kontinu. Lengan robotik menyediakan kawat cair ke plate dasar, membangun bagian lapis demi lapis. Logam yang disetorkan menyegerakkan menjadi benang yang menyatu untuk membentuk setiap lapisan.
Karena proses ini berbasis las, WAAM dapat bekerja pada setiap bentuk kawat logam yang dapat dilas—baja tahan karat, legasing berbasis nikel, titanium, aluminium, dan lebih banyak lagi.
Manfaat WAAM
Produksi Skala Besar – Jangkauan lengan robotik, bukan ukuran saran bubuk, yang membatasi dimensi bagian. WAAM dapat menciptakan komponen beberapa meter panjang, sebuah prestasi di luar sebagian besar mesin sesejajar bubuk.
Biaya Bahan dan Peralatan yang Lebih Rendah – Kawat bahan jauh lebih murah daripada bubuk logam, dan perangkat keras WAAM sering menggunakan peralatan las siap pakai.
Densitas Tinggi dan Kekuatan Mekanis – Kawat input 100 % padat menghasilkan bagian dengan porositas minimal, yang mencakup performa bagian yang diproduksi secara konvensional.
Perbaikan dan Pemeliharaan – WAAM dapat membangun kembali fitur yang aus pada daun turbin, cetakan, dan matri, mengurangi kebutuhan akan penggantian lengkap.
Keterbatasan
Stres Sisa dan Distorsi – Suhu tinggi dapat menyebabkan stres yang merusak bagian; pendinginan aktif atau pemrosesan pasca sering diperlukan.
Persyaratan Perlindungan – Legasing seperti titanium memerlukan atmosfer gas inerta, yang membatasi ukuran bagian dan menambah biaya.
Finishing Permukaan – WAAM menghasilkan bagian near-net-shape yang biasanya memerlukan pengasahan untuk toleransi akhir.
Pemain Utama dan Kisah Sukses
WAAM3D
Didirikan pada 2018, WAAM3D mengomercialkan IP Universitas Cranfield untuk mengatasi kesenjakan rantai pasok—perangkat lunak, perangkat keras, bahan, dan layanan. Portofolio mereka mencakup bingkai belakang titanium 2,5 m × 1,5 m untuk Eurofighter Typhoon BAE Systems dan tabung tekanan titanium 1 m untuk Thales Alenia Space yang menghemat lebih dari 200 kg per unit dan memotong waktu produksi dari bulan menjadi hari.
AML3D
Diri establishes pada 2014 oleh ex-mahasiswa Cranfield Andrew Sales, AML3D menyediakan cincin aus stainless-steel buatan WAAM untuk kapal laut. Perusahaan ini mendapatkan sertifikasi dari Lloyd’s Register pada 2019 dan mengurangi waktu produksi bagian dari 6–8 minggu menjadi hanya hari, memungkinkan perbaikan cepat di pelabuhan. Rencana sedang berlangsung untuk membuka fasilitas produksi di Singapura untuk melayani hub pelayaran regional.
Ramlab (Pelabuhan Rotterdam)
WAAMpeller Ramlab—298 lapisan nikel-aluminium bronze—berat 400 kg dan diselesaikan dalam tujuh bulan, menunjukkan potensi WAAM untuk komponen laut besar. Laboratorium ini juga mencetak 3D kait crane offshore 36.000 kg untuk Huisman Equipment, mempercepat produksi dari sembilan bulan menjadi dua bulan.
MX3D
MX3D mempioneer WAAM dengan jembat besi dan kemudian mencetak kerangka sepeda aluminium dalam kurang dari 24 jam, menunjukkan kecepatan pembuatan tinggi dan integrasi desain generatif.
Gefertec
Sistem 3DMP® Gefertec dapat menghasilkan bagian hingga 3 m³ dan 3.000 kg. Pengaturan 3-sumbu hibridnya memungkinkan pengasahan segera setelah pencetakan. Gefertec mencetak tutup bearing roda lokomotif—tradisionalnya rantai pasok sembilan bulan—dalam dua bulan, menggambarkan kemampuan prototipe cepat WAAM.
Kesimpulan
Seiring dengan pertumbuhan permintaan komponen logam besar dan kompleks, kombinasi unik WAAM dari skala, efisiensi biaya, dan performa bahan memosisikannya sebagai alternatif yang layak dibandingkan manufaktur tradisional dan teknologi aditif lainnya.
