自由成形
简介自由成形是快速成形工艺的核心，它是在快速成形机上，根据输入的工件STL格式图形文件和分层切片的结果，用添加成形工艺，按照分层制片——叠加成体的顺序逐层成形，直到获得三维工件。
单面焊双面成形的主要困难是难以保证背面焊缝的良好成形。常用的方法有自由成形和垫板承托强制成形两种。
自由成形焊接及其应用条件在一定条件下，薄板可以用自由成形方法获得单面焊双面成形焊缝。焊缝背面处于自由状态焊缝又全部焊透时，熔池将完全全依靠熔化金属跟熔池壁之间的表面张力。得到承托，在图示的理想熔池形状条件下，熔池保持稳定的平衡条件为：
2σ=rHB+P
式中r——熔池液体金属密度；
H——熔池深度；
B——熔池宽度；
σ——表面张力系数；
P——电弧对单位长度焊接熔池的总压力。
由此可见：
（1）当焊接材料（r，σ）确定时，依靠表面张力托承熔池的允许深度（即板厚）将取决于背面熔宽的电弧作用力的大小。熔深主要取决于焊接电流，电弧作用力也跟焊接电流有关。背面熔宽则跟电弧电压及功率密度有关。电流增大，H、B、P同时增加必然会造成熔池底部流失。因此只有在一定的电流数值以下，才可能保证熔池稳定的焊缝在自由状态下单面焊双面成形。埋弧焊和粗丝CO2电弧焊难以在150A以下保持电弧稳定，不可能实现自由成形的单面焊双面成形。钨极氩弧，细丝电弧用100A左右小电流焊接薄板时，可以实现单面焊双面成形。但一次成形板厚一般不超过2mm~3mm。
（2）若能提高电弧功率密度，使相同电流的电弧熔深能力提高，而熔宽减小，一次焊透深度就能提高。采用脉冲电流可使钨极氩弧焊的一次焊透能力有所提高，等离子弧的功率密度比钨极氩弧焊有显著提高，因此可在自由成形条件下焊接较厚的板。
（3）液体金属表面张力力愈大而密度愈小，自由成形时允许的熔池深度，即一次成形焊接厚度就愈大。不锈钢等高合金钢中含有较多高熔点合金元素，液体金属表面张力明显增大，因此一次成形焊接厚度较大，焊透稳定性也较好。当碳钢中含碳量降低，而猛等脱氧元素含量较高时，熔化金属表面张力也较大，自由成形焊接时熔池就不易流失。钛合金的表面张力大，而密度小，一次成形厚度最大。