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金属电弧喷涂快速制模技术是一种基于电弧喷涂、快速原形、机器人控制和材料科学的模具制造工艺。它通过电弧喷涂工艺制造模具的金属型壳，通过材料累加原理制造出具有材料梯度、功能梯度结构的模具，是一种近净成形的模具制造技术。该技术可用于制作金属冲压模具、热压成型模具以及塑料模具等。目前已经在飞机、汽车、拖拉机、家电、塑料、制鞋等行业中成功应用，特别适用于为新产品开发、试制以及小批量生产提供快速、低成本模具的场合，属于极具发展潜力的一种模具制造新技术。

金属电弧喷涂快速制模技术是一种基于电弧喷涂、快速原形、机器人控制和材料科学的模具制造工艺。它通过电弧喷涂工艺制造模具的金属型壳，通过材料累加原理制造出具有材料梯度、功能梯度结构的模具，是一种近净成形的模具制造技术。 

由于铝合金有较高的强度/重量比,以及良好的塑性和耐海洋大气腐蚀性能，工业上开始大量应用。在一般的大气环境下，铝合金表面形成的Al2O3保护膜能有效防止构件的腐蚀，但在湿气和电解质存在下,如在海洋大气环境中，大量氯离子的侵入使得铝合金表面出现点蚀现象，甚至是氧化膜的大量脱落，构件的寿命大大缩短。大连理工大学通过铝合金电弧喷涂涂层及封孔方法的研究，开发出一种操作更加简便，成本更低的新型铝合金防腐蚀方法，解决了较大铝合金构件在湿气和电解质存在下，尤其是海洋大气环境中的长效防腐蚀问题。

（专利号：ZL 201510447801.7） 简介：本发明公开了一种长杆喷枪喷涂支架及金属管道内壁喷涂工艺，属于涂料喷涂技术领域。本发明的长杆喷枪喷涂支架，包括轴承、枪杆套筒、支杆和基座，轴承固定在支杆的上端，枪杆套筒固定在轴承的内圈上，且枪杆套筒的中轴线与轴承的中轴线相互平行；支杆的下端固定在基座上。本发明的金属管道内壁喷涂工艺，包括如下步骤：步骤(1)、内壁基材处理；步骤(2)、喷涂设备调试；步骤(3)、长杆喷枪定位；步骤(4)、涂料喷涂；步骤(5)、涂层烧制。本发明主要实现了大管径的金属管道内壁一次性均匀喷涂的目标，提高了金属管道内壁烧制涂层的质量。

项目主要是针对汽车制造企业和模具制造企业而开发的一种新技术，可以显著缩短新车型试制和模具开发周期，同时降低成本、减少新产品开发风险，该成果的研制成功为轿车新车型开发和模具试制提供了一种重要的支撑手段，既可以满足中小批量冲压件生产要求，支持200辆样车试制，同时又可以通过实际试冲压和快速反求技术为钢模具加工提供可靠的设计数据和工艺参数。该成果创新性的开发了运

西安交通大学金属材料强度国家重点实验室下属等离子喷涂实验室，于93年引进美国90年代最新水平的9M型高能等离子喷涂设备，并拥有相关的涂层性能测试与评价技术手段，针对电力、能源、石油化工等国家大中型企业一些重要设备的关键零部件，由于高温、腐蚀、磨损引起的表面损伤和早期失效问题，通过失效分析、涂层设计和工艺优化，最终采用先进的等离子喷涂技术，有效解决了大型电站

可以量产/n该项目应用先进的反应喷涂表面技术，在金属材料表面制备金属陶瓷涂层，工序简单、经济，获得的金属陶瓷涂层性能优良；通过喷涂Fe-Al-Cr-Ni 合金连接层，使金属陶瓷涂层和金属材料表面产生冶金结合，结合强度高；在失效的汽车零部件和成型模具表面上喷涂三元硼化物基金属陶瓷涂层，实现尺寸的恢复，延长汽车零部件和模具的使用寿命。该成果主要应用在汽车同步器齿环、活塞环、变速器换挡拨叉、汽缸套以及采矿截齿。该成果亦可应用在汽车零部件和成型模具的再制造领域。

项目的简单概述 本项目根据反应热喷涂的原理，研究开发了反应热喷涂粉末的前驱体碳化-复合技术，在此基础上成功开发了TiC/金属系列陶瓷-金属复合涂层反应热喷涂粉末。该产品技术具有如下特点：(1)所制备的粉末具有包覆结构，结合强度高，流动性好，可以保证喷涂过程中反应组元充分反应、获得优质的TiC/金属反应热喷涂复合涂层；(2)涂层中TiC颗粒细小（普通火焰喷涂≤300nm；等离子喷涂≤500nm），涂层与基体结合强度高；(3)对喷涂条件要求低，既可用于普通火焰喷涂，也可用于等离子喷涂；(4)生产和应用(喷涂)成本低。 项目的最新进展、所达到的水平 已申报2项国家发明专利，可产业化。 项目的关键数据，如性能指标等 ①喷涂方式：普通火焰喷涂或等离子喷涂 ②孔隙率：≤3％(普通火焰喷涂) ③涂层表面硬度：HRA≥90(普通火焰喷涂) ④耐磨性能：普通Ni60涂层的12～18倍(普通火焰喷涂)

本项目采用五电弧协同增材制造，提高成形构件的堆积效率；利用激光约束电弧，提高成形金属构件的表面精度，减小加工余量；构筑出融合五电弧协同增材制造、激光稳定电弧、高速摄像监测、构件成形尺寸三维测量、工艺数字化监控等功能的多电弧协同增材制造装备。 1、 形成复杂空间曲面构件分区原则、切片方法与路径规划策略，建立五电弧协同增材制造高性能大型金属构件工艺方法、模型与窗口； 2、 研制出多电弧协同增材制造工艺规划与系统总控软件； 3、 开发了专用于高性能大型金属构件多电弧协同增材制造的专用金属丝材。 实现大型舰船艉轴架、运载火箭过渡端框架与高层建筑多向钢节点的高质量、高效率、低成本增材制造，并进行组织与性能预测。 图1 多电弧协同增材制造设备图 图2 多电弧协同增材制造典型产品 【技术优势】 项目成果有效解决了高性能大型金属构件采用电弧增材整体制造时，面临的堆积效率较低，制造大型金属构件周期长；成形金属构件表面精度低，加工量较大；成形金属构件的晶粒粗大，各相异性明显的难题，将目前大型金属构件电弧增材制造的效率提高到了新高度。 【技术指标】 五束电弧协同增材制造装备： 1）装备包括 CMT电源5台、六轴机器人系统3台、激光系统、工艺数字化系统、三维测量系统、高速摄像系统与缺陷除去系统； 2）三维测量系统的测量范围在300mm以内，可测量金属构件壁厚最大尺寸不低于250mm，测量误差在±1.0mm以内； 3）可成形高度大于2m、长度大于5m、宽度大于3.5m的金属构件，变形控制在0.2mm/100mm以内； 4）堆积效率≥1800cm3/h，连续工作时间不低于360小时； 五束电弧协同增材制造工艺总体软件： 1）具有模型解析重构、子模型选择、分区切片与9轴工艺路径规划、曲面切片、G代码及机器人离线编程代码生成、多电弧协同增材制造系统控制功能与工艺数据库； 2）可实现金属构件组织、性能预测及成形质量主动控制，并显示构件材料 CCT图； 3）模型解析、拓扑重构时间低于10分钟，切片轮廓精度优于±0.1mm，单层切片时间＜2s。 4）支持2000万以上三角形面片、尺寸4m以上STL模型； 5）支持任意空间曲面模型的路径规划，成形尺寸≥4000mm； 6）支持 6轴机器人+3轴龙门式床身协同控制的9轴工艺路径规划，成形效率达 1800cm3/h，全程误差≤0.5%，路径输出方式为G代码、机器人离线编程代码； 7）工艺数据库覆盖控制系统参数及工艺及材料参数，并建立典型工艺参数，加工误差范围≤0.5%；