Investigation of the benefits of plasma deposition for the additive layer manufacture of Ti–6Al–4V

Abstract

With increasing emphasis on sustainability, Additive Layer Manufacturing (ALM) offers significant advantages in terms of reduced buy-to-fly ratios and improved design flexibility. Plasma Wire Deposition is a novel ALM technique in which plasma welding and wire feeding are combined. In the present work, a working envelope for the process using Ti-6Al-4V was developed, and regression models were calculated for Total Wall Width, Effective Wall Width and Layer Height. The Plasma Wire Deposition process is able to produce straight walls of widths up to 17.4 mm giving a maximum effective wall width after machining of 15.9 mm, which is considerably wider than competing processes. In addition, for Ti-6Al-4V the deposition efficiency averages 93% and the maximum deposition rate is 1.8 kg/h. Coarse columnar grains of β phase grew from the base during deposition, which transformed into a Widmanstätten structure of α

Effect of Tool-Path on Morphology and Mechanical Properties of Ti-6Al-4V Fabricated by Wire and Arc Additive Manufacturing

“…Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) [5] and Plasma Arc Welding (PAW) [6] are the two main methods of WAAM. Compared with PAW, GTAW is simple to control, has less process parameters, and the arc in the deposition process is relatively stable, make it easy to improve and research.…”

Metallic materials for 3D printing

“…49 More recent works include LM, 76 LMD, 77 -82 EBM, 83 -86 gas tungsten arc welding, 87 -89 and plasma deposition. 90 Additionally, alloys such as Ti-24Nb-4Zr-8Sn, 91 Ti-6Al-7Nb, 92 and Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si 93 and titanium aluminides 94 have been investigated.…”

Modelo de processo de avaliação para adoção de manufatura aditiva na indústria de alto valor agregado.

“…Dentre as aplicações resultantes de tal processo destaca-se a fabricação de peças para a indústria aeronáutica e aeroespacial (MARTINAA et al, 2012;METZGER, MUSCATELLO e MUELLER, 2013;THOMAS et al, 1996), indústria automotiva (SONG et al, 2002), indústria biomédica (GIANNATSIS e DEDOUSSIS, 2009;SACHLOS e CZERMUSKA, 2003) e outros campos tais como arquitetura e design.…”

“…Essas demandas podem ser mais bem atendidas com a utilização da manufatura aditiva na produção de algumas peças (MARTINAA et al, 2012;METZGER, MUSCATELLO e MUELLER, 2013). Isso ocorre, pois, dentre os impactos positivos da manufatura aditiva em alguns processos produtivos estão a utilização mais eficiente de matéria prima, a possibilidade de fabricação de peças mais leves, por conta da possibilidade de construção de geometrias complexas que não são possíveis de construir com processos produtivos tradicionais, a possibilidade de inovações no design das peças para fabricação de geometrias complexas, a utilização de materiais avançados e difíceis de se trabalhar com a manufatura tradicional, a possibilidade de fabricação próxima ao consumidor, a redução de custos de transporte e os impactos na cadeia logística (BOURELL, LEU e ROSEN, 2009;HUANG, LIU e MOKASDAR, 2013;LUO et al, 1999, MORROW et al, 2006REEVES, 2008;SERRES, 2011;VAYREA, VIGNATA e VILLENEUVA, 2012).…”

“…No entanto, verifica-se que a análise dos impactos da manufatura aditiva é recente tanto nas aplicações industriais como em estudos acadêmicos (MARTINAA et al, 2012, METZGER, MUSCATELLO e MUELLER, 2013.…”