助力学术｜帝国理工顶刊发表电弧增材混合传统工艺应用研究，融速科技助力支持

从3D打印飞机零部件，到现代工业模具的批量化生产，金属3D打印（金属增材制造）正在多个领域大显身手。随着金属增材制造在建筑领域日益引起关注，研究人员普遍认为这项技术更可能是对现有建筑方法的一种有益补充。在这一背景下，混合建筑的概念崭露头角，其核心思想是将金属3D打印的零部件与传统生产的结构元素巧妙地结合在一起。其中用到的电弧增材制造（WAAM）有望通过更大的几何自由度、更高水平的自动化和减少材料浪费，彻底改变我们设计和建造结构的方式。

01 WAAM与传统管状钢材构之间的混合套筒连接

近日，伦敦帝国理工学院土木与环境工程系 孟欣博士，Leroy Gardner院士，对比了WAAM技术制造的新型混合套筒连接样品和传统管状钢材构建样品，对WAAM技术制造的混合套筒连接的抗拒力进行了研究，融速科技为样品制作提供协助支持。目前成果文章已在工程技术领域顶刊Engineering Structures上发表，发文题目Novel hybrid sleeve connections between 3D printed and conventional tubular steel elements。

在本论文中，研究组提出并通过实验证实了一种新型的金属3D打印零部件与常规生产的圆形空心截面（CHS）构件之间的套筒连接，用于创建混合管状结构。新型连接包括通过冷金属转移（CMT）为基础的WAAM制造的管状部分，锥入传统的CHS部件，并使用螺栓连接。该零件采用热成型S355钢CHS型材，并通过CMT基于WAAM采用ER70S材料进行3D打印。

电弧增材制造与传统管状钢结构之间的混合套筒连接

02 实验结论为欧盟EC3 设计规则提供有力支持

研究组对WAAM样品的3D激光扫描数据进行分析，深入了解其几何特征，与原始构件样品在材料利用、拉伸性能、变形能力、疲劳寿命和抗拒力进行了比较研究。

实验结果表明，3D打印混合套筒连接样品整体表现出出色的拉伸负载承载和变形能力。在材料利用上，与原始构建相比，3D打印混合套筒连接样品与非交错螺栓布置相比，采用交错螺栓的混合套筒连接设计具有更少的打印材料需求，并有潜力满足结构需求，但仍需要进一步研究以最大程度地提高这种混合套筒连接的材料效率。同时通过3D激光扫描对WAAM试样的几何特征进行了定量分析，展示了混合套筒连接样品在破坏模式上的多样性，并整体表现出出色的拉伸负载承载和变形能力。

融速科技打印的WAAM零部件试样

测试样品的3D激光扫描

拉伸试样测试设置

混合套筒连接的拉伸试验

装置测试后混合套筒连接试样中的WAAM零件

研究团队通过全面的实验项目验证了所提出的混合套筒连接的结构性能，与现有EC3设计方法的抗阻预测进行比较，明确需要改进的方向，为WAAM在建筑领域的实际应用提供了有力支持。

融速科技在此次研究中提供了技术方面的支持，成功完成混合套筒连接试样的制作和各项试验。融速科技基于电弧增材制造核心技术，自主研发电弧增材设备，已累计打印交付零部件约400件，共数千公斤。近日发布了AMmake S2系列Mega版成型仓达6米，瞬时沉积效率高达8kg/h，可在短时间内实现大、中、小型复杂结构的零部件打印及批量生产。