塑料模具中,流道的分布方式对提高产品的生产效率、提升产品的性能尺寸至关重要。受传统加工手段限制,模具通常采用直流道进行冷却,其冷却效率慢、温度场分布不均匀,易造成产品变形、生产周期增加等问题。随形冷却流道能够极大地改善上述问题,但加工难度大。电弧增材制造技术是基于离散堆积原理,以电弧作为热源熔化焊丝,按照特定路径逐层堆积,得到由熔敷金属组成的三维实体构件。与传统的钢结构制造工艺相比,其不仅具有生产成本低、材料损耗少、设计制造周期短等优点,而且能够实现具有封闭内部结构的先进模具的制造。因此,研究电弧增材制造技术在模具典型流道构件制造上的应用、揭示增材路径规划对构件成形及性能的影响规律,探索弧焊增材技术在模具制造中的应用潜力,具有重要的科学意义与工程应用价值。本文主要研究将机器人焊接系统与熔化极气体保护焊相结合,实现典型随形冷却流道构件的三维增材制造,通过确定合适的熔焊工艺参数,获得合理的焊道外形尺寸,揭示焊接机器人不同路径规划方案对冷却流道的增材成形尺寸精度、封闭结构的密封效果以及构件性能的影响规律。首先,本文研究了圆形截面流道的半圆弧结构的增材成形控制方案,采用数模分析与试验研究相结合的方法,研究焊枪与工件的位置关系对圆弧结构成形过程的影响规律,重点探讨圆弧单元增材制造的策略问题,成形出完整的圆形截面流道上半圆弧单元结构。其次,通过有限元仿真研究了传统直流道与随形流道在冷却结构单元的温度场分布和冷却效率上所存在的差异。通过软件规划了典型圆形截面随形冷却流道单元构件的增材制造路径,模拟了机器人、焊枪及工件的姿态,优化了工业机器人的运动轨迹,获得了弧焊增材制造的通用路径方案,增材成形出随形流道单元结构样件。最后,对比分析了弧焊增材制造的随形冷却流道单元样件与传统加工的直流道单元样件的实际冷却效率和温度场分布的差异,重点探讨弧焊增材制造技术方案在模具随形冷却流道制造领域应用的可行性。