مقالة منهجية

تلفيق غير المباشر للشعرية المعادن مع أقسام رقيقة عن طريق صب الطرد المركزي

DOI:

10.3791/53605

⸱

مايو 14, 2016

 ,  , 
1Department of Mechanical and Energy Engineering, University of North Texas, 2Department of Studio Art, University of North Texas

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويرد على طريقة التصنيع المضافة غير مباشر الجمع بين الطباعة 3D البوليمرات مع صب الطرد المركزي لتصنيع المعادن الجمالون 3D الثماني (القاعدة والنحاس وسبائك) وجود طول الخلية وحدة من 5 ملم مع سمك الجدار من 0.5 مم.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

واحدة من الطرق التقليدية لتصنيع المعادن شعرية 3D هو مضافة التصنيع (ص) عملية المعادن المباشرة مثل ذوبان الانتقائي ليزر (حركة تحرير السودان) وشعاع الالكترون ذوبان (EBM). على الرغم من قدرتها على معالجة المحتملة، وطريقة AM المباشر له مساوئ عديدة مثل التكلفة العالية، وسوء الانتهاء من السطح من المنتجات النهائية، قيود في اختيار المواد، والإجهاد الحرارية العالية، وخصائص متباين الخواص من قطع الغيار. نقترح طريقة فعالة من حيث التكلفة لتصنيع المعادن شعرية 3D. الهدف من هذه الدراسة هو توفير بروتوكول مفصلة على تصنيع المعادن شعرية 3D وجود شكل معقد وسمك جدار رقيق، على سبيل المثال، الجمالون الثماني مصنوعة من القاعدة والنحاس وسبائك وجود طول الخلية وحدة من 5 ملم وسماكة جدار الخلية 0.5 ملم. ينقسم إجراء التجارب العام إلى ثمانية أقسام: (أ) 3D الطباعة من أنماط الأضاحي (ب) تذوب من مواد الدعم (ج) إزالة بقايا المواد دعم (د) نمط assemblذ (ه) الاستثمار (و) حرق من أنماط الأضاحي (ز) صب الطرد المركزي (ح) مرحلة ما بعد المعالجة للمنتجات النهائية. تقدم AM تقنية غير المباشرة اقترح القدرة على تصنيع المعادن شعرية فائقة خفيفة الوزن؛ على سبيل المثال، وهياكل شعرية مع شركة سبائك. ويبدو أن المعلمات العملية ينبغي أن تسيطر بشكل صحيح اعتمادا على المواد والهندسة شعرية، ومراقبة المنتجات النهائية من المعادن الثماني الجمالون من قبل AM تقنية غير المباشرة.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المعادن الخلوية هي المعادن تتكون من شبكة مترابطة من الدعامات الصلبة أو لوحات ولها المعقدة أبنية الجزئي مع الفراغات 1. ومن الأمثلة على حد سواء ط) الرغاوي مؤشر ستوكاستيك منظم بشكل عشوائي والثاني) أمر دوري ثنائي الأبعاد (2D) أقراص العسل وثلاثية الأبعاد (3D هياكل الجمالون) شعرية. وقد تلقوا الاهتمام نظرا لصلابة من ارتفاع محددة وقوة 1-3 ومرونة عالية محددة 4-5، وامتصاص الطاقة ممتاز لتحميل تأثير 6، 7 العزل الصوتي، تصميم ممكن من dissipaters الحرارة والمبادلات الحرارية 8. خاصة، هياكل شعرية أمر دوريا لديها القدرة على هندسة خصائص متفوقة مع القدرة على التحكم في هندسة شبكة مسامية الداخلية.

بسبب معقدة هندسة شبكة مسامية الداخلية، فإنه من الصعب لتصنيع المعادن الخلوية باستخدام machinin مطروح التقليديةز. كما بدأت من هذا القبيل، الباحثون عن طرق بديلة لافتعال المعادن الخلوية: تشكيل الغاز في المعدن السائل أو خلط مسحوق معدني مع وكلاء تهب تم استكشافها لتصنيع أشكال المعادن العشوائية 9. نظرا لعدم وجود رقابة على طوبولوجيا الخلية، فمن الصعب على تفصيل الخواص الميكانيكية. بدلا من ذلك، تم استكشاف طرق التصنيع للمعادن الخلوية أمر دوريا: ختم ورقة رقيقة من المعدن في شكل المموج تليها الانضمام لهم لخلق هياكل الدورية 10، مشقوق الترابط صفائح معدنية 11، وقذف 12 والنسيج واشتعلت فيه النيران خيوط معدنية لصنع المنسوجات 13. على الرغم من أن هذه الأساليب تصنيع نقدم نماذج قابلة للتكرار، وأنماط لا تزال محدودة في اتجاه مستو. في محاولة لتوليد 3D نمط التكرار، بدأ الباحثون باستخدام التصنيع مضافة (ص)؛ على سبيل المثال، الانتقائية الليزر ذوبان (حركة تحرير السودان) 14، شعاع الالكترون ذوبان (EBM) 15، ومباشرة المعدنية الليزر التكلس (DMLS) 16. وعلى الرغم من قدرتها على افتعال أمر 3D هندستها شعرية معقدة، لا تزال هناك بعض القيود: صعوبة في استخدام المعادن مع الموصلية الحرارية العالية وارتفاع انعكاسية بصري 17، الحرارية العالية الإجهاد المتبقية 18، وسوء الانتهاء من السطح مع ظاهرة "التكور" خلال الليزر أو الإلكترون ذوبان 19، والخصائص متباين الخواص 20-21 قطع الناجمة عن التأثير المشترك لتصنيع الطبقات، وتشكيل متباين من الحبوب وحجم مسحوق، قوة وسرعة المسح الضوئي لليزر أو شعاع الالكترون 15، وارتفاع استهلاك الطاقة، الخ.

الجمع بين البوليمر AM مقرها مع صب المعادن قد توفر طريقة بديلة لتصنيع المعادن شعرية. يمكن للمرء أن نسمي هذا "AM غير مباشر". غير مباشر AM قد توفر حلا للتغلب على المشاكل الفنية AM المباشر للمعادن المذكورة أعلاه. وكانت عدة جهود أماهدي لتصنيع المعادن شعرية استخدام غير مباشرة أكون الجمع بين الطباعة 3D البوليمرات مع الجاذبية أساس الصب 22-25، على سبيل المثال، وهو صب الاستثمار جنبا إلى جنب مع النمذجة ترسب تنصهر (FDM) لافتعال سبيكة شعرية 22-25 أو صب الرمل جنبا إلى جنب مع مسحوق الرمال استنادا AM 23. ويبدو أن صب على أساس الجاذبية أن يبقى التحدي التقني للتغلب على - misrun والمسامية الناجمة عن تصلب المفاجئ من المعادن المنصهرة عندما يجتمعون هياكل الشبكة مع زوايا حادة من قوالب الهيكلية شعرية 25-26. يبدو مساحة كبيرة نسبيا من قوالب الهيكلية شعرية أيضا للمساهمة في تبريد مفاجئ، مما أدى إلى التصلب المبكرة 25-26.

في هذه الدراسة، فإننا نقترح على AM غير مباشر البديلة التي قد تغلب على misrun خلال تصنيع المعادن شعرية - صب الطرد المركزي لشعرية تجويف القالب الذي أدلى به 3D المطبوعة شعرية نمط البوليمر الأضاحي. ونحن نستخدم الرقميةمعالجة الضوء (DLP) على طريقة الطباعة 3D لبناء نمط الذبيحه الهيكلي شعرية يليه صب الطرد المركزي من القاعدة والنحاس وسبائك. الهدف من هذه الدراسة هو توفير بروتوكول مفصلة على تصنيع المعادن شعرية 3D وجود شكل معقد وسمك جدار رقيق. المساهمة الرئيسية لهذه العملية هو إتاحة الفرصة لتوسيع التحديد المواد مع انخفاض تكلفة التصنيع لتصنيع المعادن شعرية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. التخطيط للتجربة

  1. رسم نمط الذبيحه (هيكل الجمالون الثماني مع نظام ذرب) باستخدام التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) والبرمجيات كما هو مبين في الشكل (1) وحفظ نموذج كندي كتنسيق ملف المحكمة الخاصة بلبنان.
    ملاحظة: نمط الأضاحي هو نمط متكامل من الجمالون الثماني مع نظام ذرب أن يتم صهرها في نهاية المطاف الصب. لأن نمط الذبيحه يشمل كلا من الجمالون الثماني ونظام ذرب، فإنه لا يمثل بالضبط الجمالون الثماني نفسها. يتم توفير ملف المحكمة الخاصة بلبنان من نمط الأضاحي. تسجيل الصوت من نمط الأضاحي التي يقدمها برنامج CAD، والتي سيتم استخدامها لحساب كتلة المعادن.
  2. فتح الرسم CAD من نمط الأضاحي على برنامج الطباعة 3D متصلة طابعة 3D لطباعة النمط.
  3. تأكد من أن الطابعة 3D لديها ما يكفي من الأشعة فوق البنفسجية يمكن علاجها / castable البلاستيك الاكريليك والدعم المادي مصنوعة من الشمعفي خراطيش الطابعة.

2. تصنيع نمط الذبيحه

  1. تصنيع نمط الذبيحه التي تتكون من هيكل الثماني الجمالون ونظام ذرب باستخدام طابعة 3D (الشكل 2A - C).
    ملاحظة: العمليات في 2.1.3 - ليس مطلوبا 2.1.7 إذا تم استخدام طابعة 3D التي لا تولد المواد الداعمة.
    1. إرسال ملف المحكمة الخاصة بلبنان من نمط الأضاحي إلى الطابعة 3D لطباعة نمط الذبيحه (الشكل 2A).
    2. تذوب من مادة بدعم من نمط الأضاحي في الفرن على أعلى من درجة حرارة انصهار الدعم المادي (60-70 مئوية) لمدة 2 ساعة (الشكل 2B).
      ملاحظة: درجة الحرارة لإزالة الدعم المادي لا ينبغي أن تكون مرتفعة للغاية. وإلا، فإنه قد يسبب الضرر للنمط الأضاحي. نمط الأضحية يبدأ الحصول على تضررت حوالي 80 مئوية في هذه الدراسة.
      ملاحظة: درجة حرارة انصهار supporالمواد ر يختلف مع طابعات 3D حيث يمكن استخدام مواد دعم مختلفة.
    3. ملء نظافة بالموجات فوق الصوتية الرقمية مع زيت الأطفال تصل إلى 2.5 L، الحد الأقصى لحجم هذا المنظف يمكن أن تحتوي على (الشكل 2C).
      ملاحظة: وقد أوصى المورد من الطابعة 3D لاستخدام زيت الأطفال لإذابة بقايا من الدعم المادي تشبه الشمع.
    4. وضع نمط الأضاحي في نظافة بالموجات فوق الصوتية الرقمية وتشغيل قوة المنظف (الشكل 2C). تأكد من أن نمط الذبيحه مغمورة تماما في مجال النفط.
    5. إزالة بقايا من الدعم المادي عن طريق غمس نمط الأضاحي في النفط عند 65 مئوية لمدة 40 دقيقة (الشكل 2C).
    6. إخراج نمط الذبيحه من نظافة إذا تمت إزالة الدعم المادي تماما.
    7. لديهم الذبيحه نمط الجافة مع مروحة في RT (~ 20 ج) (الشكل 2C).
      ملاحظة: يستغرق حوالي 2 ساعةحتى الزيت على سطح نمط الأضاحي يتم تجفيفها بالكامل. النظر في نمط فداء لأن تجفف تماما إذا كان السطح ليست لزجة.

3. تصنيع القالب

  1. الجمعية نمط
    1. إرفاق المطاط طوقا للنمط الذبيحه (الجمالون الثماني مع نظام ذرب) ووضعها على الجزء السفلي من قارورة على شكل اسطوانة مع ارتفاع 6.35 سم وقطرها 6.35 سم (الشكل 2D).
      ملاحظة: إعداد اثنين من قوارير ليلقي كل المعادن. القاعدة والنحاس وسبائك.
    2. الاختيار مزدوج إرفاق طوقا المطاط مع نمط الذبيحة تماما إلى أسفل القارورة.
    3. التفاف قارورة مع شريط لاصق بحيث خليط الاستثمار مسحوق المياه، التي سيتم وصفها في المقطع التالي الداخلي، قد لا تسرب من قارورة.
  2. إعداد قالب الاستثمار
    1. إعداد مسحوق الاستثمار (كبريتات 4 ، ρ = 1019 كجم / م 3) من 89 غرام، وهو 87.16 مل. استخدام مقياس لوزن مسحوق الاستثمار.
      ملاحظة: يتم عرض الخصائص الفيزيائية للمسحوق الاستثمار في الجدول 1.
    2. صب مسحوق الاستثمار في وعاء خلط (1 لتر).
    3. صب الماء (114 مل) في وعاء الخلط. استخدام كوب لقياس حجم المياه.
    4. خلط مسحوق الاستثمار مع الماء في وعاء لمدة 3 دقائق. تخلط جيدا حتى لا توجد كتل في الخليط الاستثمار مسحوق الماء. وإلا، فإنه قد يسبب سوء نوعية سطح القالب الاستثمار. اتبع تدفق العمل، كما هو مبين في الشكل (3).
    5. من أجل إزالة فقاعات الهواء في الخليط، ووضع وعاء في فراغ الغرفة لمدة 90 ثانية حتى لا يمكن أن ينظر إلى فقاعات الهواء في الخليط مع عيون العارية (الشكل 3).
    6. صب الخليط في قارورة ترسيخ نمط الأضاحي والمطاط طوقا (الشكل 2E).
    7. ضع إف إل أي إسك في فراغ الغرفة مرة أخرى لمدة 90 ثانية لإزالة بقايا من فقاعات الهواء داخل الخليط (الشكل 3).
    8. يجف الخليط داخل القارورة حتى يتم تصلب عليه في RT (الشكل 3).
      ملاحظة: عادة، يستغرق حوالي 10-15 دقيقة للالخليط إلى أن تصلب في RT.
    9. إزالة قارورة والمطاط طوقا في الجزء السفلي من الخليط في قارورة واحدة هو صلابة الخليط (الشكل 3). يمكن أن يسمى هذا المنتج قالب الجص.
  3. احترق
    1. إعداد الوقت حرق في الفرن مع اتباع التدفئة والتبريد جدول (الشكل 4) تدفئة 23-150 درجة مئوية في 2.1 ج / دقيقة. 150-370 C 3.7 ج / دقيقة. 370-480 C على مستوى 1.85 ج / دقيقة. 480-730 C عند 4.17 ج / دقيقة. 730 مئوية لمدة 1 ساعة. التبريد 730-480 مئوية في -4.17 ج / دقيقة.
      ملاحظة: المرة لنفاد فارالمنشأ مع حجم القارورة. في هذه الدراسة، ضبط الوقت نفاد إلى 6 ساعات.
    2. وضع قالب الجص في الفرن (الشكل 2F).
    3. تشغيل الفرن وزيادة درجة الحرارة في الفرن لإزالة نمط الأضاحي داخل قالب الجص. اتبع حالة درجة الحرارة في الشكل (4).
      ملاحظة: نظرا لأن الأشعة فوق البنفسجية يمكن علاجها / castable البلاستيك الاكريليك، ومواد نمط الأضاحي، هو من البلاستيك بالحرارة الاكريليك البوليمر، فإنه لا تتدفق ولكن نأت إلى مرحلة الغاز في الفرن.
  4. صب الطرد المركزي (الشكل 2G)
    1. تأكد من أن ذراع آلة صب الطرد المركزي ليدور مع سرعة الزاوي من 425 دورة في الدقيقة باستخدام مقياس سرعة الدوران بعد تشغيل الطاقة من آلة صب الطرد المركزي.
    2. إعداد اثنين من بوتقة السيراميك التي يمكن أن تعقد سبيكة 150 غ لتذوب. استخدام بوتقة منفصلة عن القاعدة والنحاس وسبائك لمنعهم من خطر التلوث همنظمة العمل ضد الجوع الآخرين.
    3. بدوره على قوة آلة صب الطرد المركزي.
    4. باستخدام قطع معدنية، ختم سبائك الى قطع مع 10-20 ملم في الطول. إعدادهم بما يكفي لملء تماما تجويف القالب الذي يجب أن يكون نفس النمط الذبيحه حجم.
      ملاحظة: تختلف كتلة من المعادن اللازمة لملء نفس حجم تجويف القالب تدرس كثافة متفاوتة لكل معدن.
    5. ارتداء الملابس لهب والقفازات، ونظارات واقية. إعداد دلو من الماء (سعة 30 لتر) في RT.
    6. أخذ قالب الجص مؤقتا من الفرن في القسم 3.3، وتثبيته في المهد قارورة وتحقيق التوازن بين ذراع آلة صب الطرد المركزي (الشكل 5).
    7. وضع قالب الجص إلى الفرن وقبل حرارة تصل إلى 482 درجة مئوية قبل الصب.
    8. وضع البوتقة في حامل بوتقة (الشكل 5).
    9. وضع سبيكة المفروم في بوتقة.
    10. فتح صمام الاوكسجينخزان متصلا مع الشعلة الأكسجين الأسيتيلين والحفاظ على مستوى الضغط في خزان من 96.5 كيلو باسكال (14 رطل).
    11. إشعال الشعلة الأكسجين الأسيتيلين مع أخف وزنا والتحكم في شدة اللهب عن طريق ضبط مزيج من الغازات.
      ملاحظة: هناك حاجة إلى الحذر عند استخدام الشعلة الأكسجين الأسيتيلين. لأقصى درجة حرارة الشعلة حوالي 1200 درجة مئوية.
    12. تذوب سبيكة المفروم (آل سبائك النحاس أو سبائك) مع الشعلة في بوتقة حتى يصبح سبيكة تماما السائل.
    13. تحريك سبيكة في بوتقة مع قضيب الكربون حتى ذاب سبيكة المفروم تماما.
    14. وضع قالب الجص في المهد قارورة الخلفي بجانب بوتقة تحتوي على سبائك المصهور (الشكل 5).
    15. إغلاق غطاء الجهاز صب الطرد المركزي، والسماح للذراع تدوير الطرد المركزي والانتظار على الأقل لمدة 3 دقائق.
      ملاحظة: آلة صب الطرد المركزي يبدأ العمل في أقرب وقت يتم إغلاق غطاء آلة الصب. الذراع الطرد المركزيتدور بسرعة 425 دورة في الدقيقة والتي تتطابق مع سرعة مدخل في تجويف القالب من نمط الأضاحي، والخامس ص = 8.03 م / ث 28 و 29 في الشكل (5) حيث يتم احتساب-سرعة مدخل باستخدام ديناميكا الجسيمات العيانية من الزاوي سرعة صب الطرد المركزي ذراع 28، 29.
    16. إيقاف الطاقة من آلة صب الطرد المركزي بعد تناوب 3 دقائق من الذراع.
    17. فتح غطاء الجهاز الصب.
    18. أخذ قالب الجص من مهد قارورة باستخدام ملقط.
    19. الحفاظ على العفن على RT لمدة 15-20 دقيقة حتى يتحول اللون من سبائك المصهور إلى نسخة أصلية واحدة في المرحلة الصلبة.
    20. باستخدام ملقط، إخماد قالب الجص في الماء وضعت في دلو (30 لتر) في RT لمدة 5 دقائق. تأكد من أن درجة حرارة القالب الجص على مقربة RT بعد التبريد.
    21. من أجل الحصول على المعدن شعرية داخل القالب، حلالعفن في الماء. قالب مصنوع من الجبس يذوب بسهولة في الماء.

4. بعد المعالجة للمنتج النهائي من محاذية تروس المعادن

  1. بدوره على قوة المنظف.
  2. ضع المعادن الثماني الجمالون على منصة داخل المنظف وإغلاق باب الجهاز.
  3. وضعت على قفازات والاستيلاء على مسدس المنظف.
  4. الاستيلاء على جزء ذرب من المنتجات المعدنية وتفجير الجص المتبقية من المعدن شعرية مع المنظف لمدة 2 ساعة.
    ملاحظة: يتم إصلاح شدة المنظف تلقائيا ما يقرب من 550 كيلو باسكال. مرة واحدة يتم فيها تشغيل المنظف، ثم يأتي الهواء خارج تلقائيا من مسدس.
  5. الحفاظ المنظف على التوالي حتى تتم إزالة بقايا الجص الاستثمار داخل المعدن الثماني الجمالون تماما أثناء التحقق بالعين المجردة.
    ملاحظة: ليس هناك معيار المجهري على إزالة بقايا الجص. هذا هو خارج نطاق هذه الدراسة. توهو مصمم إزالة بقايا الجص بسهولة بالعين المجردة. لأن الجمالون الثماني هو هيكل الخلية مفتوحة، فمن الممكن أن نرى من خلال ومعرفة ما اذا كان وجود أو عدم إزالة بقايا الجبس تماما.
    وينبغي توخي الحذر لالمنظف للا ضرر المعدن الثماني الجمالون مع سمك جدار رقيق (0.5 ملم) في الضغط العالي (550 كيلو باسكال): مذكرة.
  6. إذا لم تتم إزالة بقايا الجص الاستثمار داخل المعدن الثماني الجمالون الكامل مع المنظف، واستخدام وسائل إضافية بعد تجهيز، على سبيل المثال، والتنظيف بالموجات فوق الصوتية أو ترك المنتج في الماء لمدة يوم واحد.
  7. في حالة استخدام منظف بالموجات فوق الصوتية، وملء 0.7 لتر ماء في نظافة بالموجات فوق الصوتية ووضع المعدن الثماني الجمالون مع بقايا الجص في نظافة بالموجات فوق الصوتية.
    1. بدوره على السلطة من نظافة بالموجات فوق الصوتية.
    2. تعيين شرط العملية؛ على سبيل المثال، 3 ساعة على 70 درجة مئوية.
    3. خذ المعدن الثماني الجمالون من نظافة بالموجات فوق الصوتية مرة واحدة عشرتنتهي عملية ه.
    4. تجفيف المعادن الثماني الجمالون في RT حتى الماء على سطح المعدن إزالتها بالكامل.
  8. كطريقة معالجة آخر بديل، وترك المعدن الثماني الجمالون في الماء. هذا يسبب بقايا الجص إلى أن يذوب في الماء.
    1. وضع المعدن الثماني الجمالون مع بقايا الجبس في الماء وتترك لمدة يوم واحد بحيث تصبح قوة الترابط بين الجص الاستثمار وسطح المعدن تضعف في الماء.
    2. خذ المعدن الثماني الجمالون خارج الماء.
    3. تجفيف المعادن الثماني الجمالون في RT حتى الماء على سطح المعدن إزالتها بالكامل.
  9. باستخدام منشار أو غيرها من الأدوات المناسبة، وقطع معدنية محشوة تجويف الجزء نظام ذرب من المنتجات المعدنية والحصول على النهائي المعادن الثماني الجمالون مع حجم 25 ملم × 25 ملم × 25 ملم، كما هو مبين في الشكل 1B.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

باستخدام التصنيع المضافة غير المباشرة الموضحة في قسم البروتوكول، واستخدمت القاعدة والنحاس سبائك للمعادن التصنيع الثماني الجمالون، كما هو مبين في الشكل رقم 1 وتتلخص إجراءات صب كله في الشكل 2 ويتكون الإجراء من ثمانية أقسام: (أ) الذبيحه نمط الطباعة (ب) انصهار التدريجي من الدعم المادي (ج) إزالة بقايا المواد دعم (د) التجمع نمط (ه) الاستثمار (و) حرق من أنماط الأضاحي (ز) صب الطرد المركزي، و (ح) مرحلة ما بعد معالجة. تم إجر...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لصب المعادن التقليدية، فمن المهم للحفاظ على تدفق المعدن المنصهر على نحو سلس ومبسط في "الصفحي" في تجويف القالب وبدلا تجنب تدفق غير النظامية وتحريكها لوحظ بشكل عام في التدفق المضطرب 27. وفقا لذلك، من المهم لتصميم بشكل صحيح مدخل للنظام ذرب المرتبطة سرعة الدوران من الذراع المركزي للحفاظ على تدفق المعدن المنصهر داخل القالب شعرية تجويف 'الصفحي.

في هذه الدراسة، والخطوات الحاسمة على البروتوكول هي...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تلقت هذه الدراسة بدعم من بحوث بدء غرانت (سلفة) من نائب الرئيس للبحوث والتنمية الاقتصادية في جامعة شمال تكساس (الاتحاد الوطني للعمال). أشكر الكتاب أيضا KCIS المحدودة لدعم جزئيا هذه الدراسة. بدعم من معهد تكنولوجيا PACCAR في الاتحاد الوطني للعمال لنجاح هذا المنشور هو موضع تقدير كبير.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
آلة صب الطرد المركزي الآليةRey آلة صب الطرد المركزي الآلية ، Rey Industries Inc.صنع في الولايات المتحدة الأمريكية بواسطة Rey Industries، Inc. دالاس ، تكساس 75220
مسحوق الجبسالساتان المصبوب 20 ، يستخدم مسحوق الجبس FindingKing Kerr7960لصنع خليط الاستثمار
طابعة Ployjet 3DProjet HD3500 Plus ، أنظمةهذه الطابعة ثلاثية الأبعاد القائمة على البوليمر لطباعة نمط القربانية للصب.
مواد الخرطوشة - الأشعة فوق البنفسجية القابلة للشفاء والصب من البلاستيك الأكريليكVisiJet Procast ، أنظمةهذه مادة قابلة للصب سيتم حرقها قبل صب
مواد خرطوشة - مواد الدعمVijiJet S300 ، أنظمةهذه هي مادة الدعم التي سيتم إزالتها قبل تجميع
النمط من البرونز القديم صب الحبوبريو غراندي706051هذه الحبوب البرونزية الحقيقية لا تحتوي على الزنك. شديد السوائل ، يذوب بسرعة ، يلقي بشكل نظيف ويوفر توازنا جيدا بين القوة والمتانة. اللون البرونزي الدافئ العميق له نغمات حمراء غنية ، والسبيكة تأخذ مظهرا جيدا.
التكوين 90٪ من النحاس مع كمية من القصدير. يناسب فئة CDA # 90700. تباع هذه الحبوب في عبوات 1 رطل.
سلك ألومنيوم دائري ، 1/8 بوصة ، 1 رطل بكرة ، ميت ناعمريو غراندي134700يعد سلك الألمنيوم خفيف الوزن وقوي خيارا اقتصاديا ومتعدد الاستخدامات. ليس أبيض فاتح مثل الفضة ، يوفر الألمنيوم نغمة أكثر دفئا تشبه إلى حد كبير نغمة البلاتين. لحام فقط مع الجنود ذوي درجة الحرارة المنخفضة مثل Stay-Brite ؛ مناسبة لكل من اللحام بالقوس النبضي والليزر. يتم تعبئة سلك الألمنيوم عالي الجودة هذا على بكرات 1 رطل.
برنامج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (Pro-e)يمكن استبدال هذا البرنامج بالبرامج الأخرى مثل Auto CAD و Catia وما إلى ذلك.
ProJet Finisher 1-Aأنظمةهذه الآلة لإذابة المواد الداعمة.
160 واط 2.5 لتر منظف رقمي بالموجات فوق الصوتية مع أدوات حلقات سخان الموقتشيكاغو ، كهربائي ، أدواتسعة 85 أونصة ، خمس دورات تنظيف: 90 ، 180 ، 280 ، 380 و 480 ثانية ، تنظيف مع أو بدون حرارة ، مؤقت رقمي LED سهل القراءة ،
مروحة نافذة واضحة الرؤية   ؛شركة هانيويل  HT-800120 فولت تيار متردد ، 60 هرتز ، 0.85 أ. شمع
البارافين TP لألواح الشمع - لوح الشمع الوردي من مصمم الأزياء ، 3 × 6 ، 24 Ga.ريو غراندي700075لوح مرن ويمكن قصه أو تشكيله بأي شكل. إنه' s مثالية للتصميم حيث يمكنك الرسم أو التتبع مباشرة على الورقة ؛ اختر اللون الأخضر أو الوردي اعتمادا على أفضل ما سيظهر تصميماتك. تضمن معايير التصنيع العالية تناسقا استثنائيا ووفورات كبيرة في الأسعار. يتم تعزيز القيمة من خلال كميات العبوات الأكبر بنفس سعر العبوات الأصغر المتوفرة في مكان آخر. تحتوي كل عبوة سعة 8 أونصات على ما يقرب من 30 ورقة.
شمع البارافين لعصا الشمع - شمع ذرب أحمر متوسط من Modeler's ، 8-GaRio Grande700741شمع ذرب مرن وأكثر نعومة من الأزرق الثابت. جيد لتشكيل البوابات والعصافير ويحترق بشكل نظيف بدون بقايا.
مصباح الكحولريو غراندي700008استخدم هذا المصباح لتسخين أدوات عمل الشمع أو كملمع للهب. يحتوي الخزان الزجاجي الثقيل على جوانب ذات أوجه للسماح بإمالته لزاوية اللهب. يتحكم التعديل اللولبي للفتيل مقاس 7 × 3/16 بوصة في ارتفاع اللهب. غطاء أمان يطفئ اللهب ويمنع تبخر الوقود. للحصول على أفضل لهب ، استخدم وقود كحول الميثيل. الفتائل البديلة المتاحة. يحتوي الخزان على 5 أونصات (150 مل) من الوقود.
مجموعة أدوات نحت الشمع - نحاتين شمعيين ناعمين ، طقم من 10ريو غراندي700329تقدم هذه المجموعة المعبأة الأفضل في تكنولوجيا القطع والتشكيل. تتميز كل من أدوات نحت الشمع الفولاذية العشر عالية الجودة بمقبض مغطى ب PVC مقاس 5/16 بوصة يضمن قبضة مؤكدة ومريحة خلال ساعات العمل وجميعها لها حواف حادة للتشكيل والتفاصيل الدقيقة. شحذ كل أداة أو شكلها حسب الطلب لتناسب احتياجاتك. توفر هذه الأدوات قوة أداة استثنائية وتقدم نتائج ممتازة. تأتي هذه المجموعة في صندوق خشبي مفصلي مبطن بالرغوة.
وعاء خلط مطاطي ، 1 - 1/2 كوارت.ريو غراندي702131هذا الوعاء المطاطي المفلكن عالي المرونة سهل الإمساك به ، ولن تشوبه ملعقة وينظف بسهولة.
بيركس بيكر ، 1,000 ملريو غراندي335040مثالي لعقد وتسخين حلول طلاء الحمام ، هذا الدورق الزجاجي الأصلي من بيركس قوي ومتين.
قارورة ريو بريميوم من الفولاذ المقاوم للصدأ ، 2 - 1/2 بوصة ضياء.ريو غراندي70201514هذه القارورة الصلبة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بجودة # 304 مقاومة للتآكل ومتينة لعمر خدمة طويل وتعمل تحت درجات حرارة قصوى دون تشويه.
بوتقة صب السيراميك CAST / T ، 450 جمريو غراندي705047صنعت هذه البوتقة حصريا لآلة الصب بالطرد المركزي CAST / T ، وهي مصممة بقاعدة مائلة تنزلق إلى القوس المفصلي أعلى آلة الصب. هذا يجعل البوتقة في محاذاة مثالية مع مركز حلقة القارورة لضمان صب خال من الأخطاء.
MyWeigh iBalance 300 مقياس رقميريو غراندي116850يستخدم هذا الميزان لقياس وزن نظام القرابين والذبابة للمعادن الذي سيتم استخدامه في صب الطرد المركزي.
قاع مطاطي - قاعدة حلقة قارورة CAST / Tريو غراندي705025صنعت هذه القاعدة المطاطية خصيصا لآلة الصب بالطرد المركزي CAST / T ، وتستوعب جميع أنماط حلقات قارورة Table King ، مما يخلق ختما آمنا ومحكما طوال عملية الاستثمار. يناسب العمود المركزي أيا من أنماط أقراص الشمع لتعدد الاستخدامات الكامل.
سكوتش&ريج; شريط لاصق ملون ، 1 7/8 بوصة × 20 ياردة ، أزرقOfficeMax   ؛22353766يستخدم هذا الشريط الاسكتلندي للتأكد من أن خليط الجبس والماء يغطي بالكامل نمط القرابين المجمع داخل القارورة من خلال السماح بمواد إضافية فوق ارتفاع القارورة
آلة صب الفراغ - VIC 12 آلة صب قارورة صلبة ومثقبة منضدية مع مساعد ريو ، 110 فولتريو غراندي70511814تقدم آلة الصب VIC 12 أحدث الابتكارات التقنية للاستثمار والصب بالفراغ بكفاءة وإنتاجية. تم تصميم هذه الماكينة لتلبية متطلبات عمليات الصب متوسطة الحجم ، وتشتمل على مضخة تفريغ قوية 1/2 حصان ، 5cfm للحصول على تنظيف فعال بالمكنسة الكهربائية ونتائج صب رائعة. يلقي V.I.C. 12 قوارير صغيرة أو كبيرة. يتضمن طاولة محول تقبل قوارير صلبة قياسية يصل ارتفاعها إلى 5 × 7 بوصات ومثبتة على أقدام مطاطية لتحقيق الثبات.
فرن لنمط القرابين - فرن المينا من ريو موديل 1000 مع تسعة وحدة تحكمفي البرنامج ريو غراندي703121 يتميز فرن المينا في ريو بثلاث درجات حرارة محددة مسبقا للمينا وستة يمكنك تحديدها. استخدم وحدة تحكم Rio الحصرية لضبط درجات حرارة إطلاق النار والحفاظ عليها. مثالي لجميع أنواع المينا ، بما في ذلك القطع الطويلة. يتضمن مساحة واسعة لإطلاق النار وباب سهل الإغلاق لن يجرجر مينا الأسنان عند الفتح والإغلاق. مناسبة أيضا للطين المعدني والزجاج والسيراميك. علبة فولاذية مجلفنة مع طوب ناري عازل بدرجة حرارة عالية تحافظ على برودةها. عنصر محمي في أخدود مريح. يتضمن تعليمات المستخدم.
سميث كومبليت ليتل الشعلة الأسيتيلين ونظام الأكسجينريو غراندي500030احصل على كل ما تحتاجه لتجهيز متجرك للحام والنقوش. استخدم أنظمة Little Torch لتطبيقات اللحام واللحام بالنحاس والصب بالذهب
أو الفضة. أكمل كل مهمة لحام وصهر بثقة وسهولة! يقبل هذا النظام جميع نصائح ملحقات Little Torch للذوبان والنحاس ووظائف اللحام الكبيرة وهو عنصر أساسي لكل صائغ.
ساحة أمان مقاومة للحرارةريو غراندي750160المئزر المصمم خصيصا له 800 درجة. F (427 ° ج) مقاومة درجات الحرارة. تطرد نهايتها العاكسة البقع المعدنية الساخنة وتساعد على عزل مرتديها عن الحرارة.
قفازات رادنور المقاومة للحرارةريو غراندي350050هذه القفازات المرنة والمقاومة للحرارة مثالية لمشاريع المينا ، مما يسمح لك بإمساك الملقط الصغير بإحكام. القفازات الجلدية الزرقاء المقسمة على الكتف مصنوعة من جلد البقر الصلبة ومبطنة بالقطن والرغوة ، ولها أجنحة إبهام معززة.
نظارات لحام البلاتينية ، # 7ريو غراندي113914احم نفسك وموظفيك عند لحام البلاتين. تتميز النظارات المريحة بسماعات أذن قابلة للتعديل وعدسات بولي كربونات أخضر IR # 7 مقاس 52 مم. تمت الموافقة على العدسة # 7 من قبل The Platinum Guild.
ملقط قارورة اقتصادية خفيفةريو غراندي704026تم تصميم هذه الملقط من الفولاذ المنحني ، وهي مصممة للتعامل مع قوارير 3-1 / 2 بوصة أو أقل في القطر. تمسك الشقوق ذات الزاوية الصغيرة بأحجام قوارير أصغر ، كما أن منطقة الكنتور الأكبر المستديرة تحمل قوارير أكبر بإحكام.
دلو الشاشةريو غراندي20136015 بوصة - قطر ، 11-1 / 2 بوصة -
مكبر رملي عميق - Econoline - 101701CB-A - خزانات قائمة بذاتها عرض مساحة العمل (بوصة): 60 عمق مساحة العمل (بوصة): 48MSC Industrial Supply Co.   ؛223818خزانات Ree-الدائمة ؛ عرض مساحة العمل (بوصة): 60 ؛ عمق مساحة العمل (بوصة): 48 ؛ ارتفاع مساحة العمل (بوصة): 40 ؛ متطلبات الهواء: 12 قدم مكعب في الدقيقة @ 80 رطل لكل بوصة مربعة ؛ العرض الكلي للخزانة (بوصة): 65 ؛ أقصى عمق للخزانة (بوصة): 86
زيت جونسون للأطفال شيا وأمبير زبدة الكاكاو وول مارت260074132زيت الطفل هذا لإزالة بقايا المواد الداعمة لنمط القرابين القابل للصب باستخدام منظف الموجات فوق الصوتية الرقمي.
المنشار الألماني مقاس 4 بوصات ومجموعة شفرات المنشارريو غراندي110112الجودة ، الإطارات الألمانية الصنع هي إطارات المنشار الأكثر شيوعا لدينا ، ويتضمن هذا الإطار حزمة أخذ عينات من شفرات المنشار الألمانية ريو! يسمح لك إطار المنشار القابل للتعديل بتحقيق شد الشفرة الذي تريده. عمق الحلق 102 مم (4 بوصات). تتميز شفرات المنشار بظهر مستدير يجعل منحنيات القطع والزوايا سهلة ومصنوعة من الفولاذ المقوى المقسى.
ثلاثية الأبعاد 3D 3D 3D تستخدم كهربائية شمع فصل يستخدم إطار

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gibson, L. J., Ashby, M. F. Cellular Solids-Structure and properties. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. (1997).
  2. Schaedler, T. A., et al. Ultralight Metallic Microlattices. J. Science. 334 (6058), 962-965 (2011).
  3. Zheng, X., et al. Ultrastiff Mechanical Metamaterials. J. Science. 334 (6190), 1373-1377 (2014).
  4. Ju, J., Summers, J. D., Ziegert, J., Fadel, G. Design of Honeycombs for Modulus and Yield Strain in Shear. J. Eng. Mater. & Technol. 134 (1), 11-22 (2012).
  5. Lee, J., Kim, K., Ju, J., Kim, D. M. Compliant Cellular Materials with Elliptical Holes: Materials Design with Mechanisms. Transactions of the ASME: Eng. Maters. & Technol. 131 (1), 1-14 (2015).
  6. Tan, H., Qu, S. Chap 6: Impact of Cellular Materials. Cellular and Porous Materials in Structures and Processes. , CISM International Centre for Mechanical Science, Springer. (2010).
  7. Phani, A. S., Woodhouse, J., Fleck, N. A. Wave Propagation in Two-Dimensional Periodic Lattices. Acoust. Soc. A. 119 (4), 1995-2005 (2006).
  8. Kumar, R. S., McDowell, D. L. Rapid Preliminary Design of Rectangular Linear Cellular Alloys for Maximum Heat Transfer. AIAA. 42 (8), 1652-1661 (2004).
  9. Banhart, J., Weaire, D. On the Road Again: Metal Foams Find Favor. Physics Today. 55 (7), 37-42 (2002).
  10. Wadley, H. N. G., Fleck, N. A., Evans, A. Fabrication and Structural Performance of Periodic Cellular Metal Sandwich Structures. Comp. Sci. and Technol. 63, 2331-2343 (2003).
  11. Mori, L. F., et al. Deformation and Fracture Modes of Sandwich Structures Subjected to Underwater Impulsive Loads. Mech. of Mater. & Struct. 2 (10), 1981-2006 (2007).
  12. Queheillalt, D. T., Murty, Y., Wadley, H. N. G. Mechanical Properties of an Extruded Pyramidal Lattice Truss Sandwich Structure. Scripta Materialia. 58 (1), 76-79 (2008).
  13. Queheillalt, D. T., Desphande, V. S., Wadley, H. N. G. Truss Waviness Effects in Cellular Lattice Structures. Mech. of Mater. & Struct. 2 (9), 1657-1675 (2007).
  14. Mullen, L., Stamp, R. C., Brooks, W. K., Jones, E., Sutcliffe, C. J. Selective Laser Melting: A Regular Unit Cell Approach for the Manufacture of Porous, Titanium, Bone In-Growth Constructs, Suitable for Orthopedic Applications. Biomed. Mater. Res. Part B: Appl. Biomaterials. 89, 325-334 (2009).
  15. Murr, L. E., et al. Next-Generation Biomedical Implants using Additive Manufacturing of Complex, Cellular and Functional Mesh Arrays. Phil. Trans. R. Soc. A. 368, 1999-2032 (2011).
  16. Murali, K., et al. Direct Selective Laser Sintering of Iron-Graphite Powder Mixture. Mater. Proc. Technol. 136, 179-185 (2003).
  17. Lott, P., et al. Design of an Optical System for the In-Situ Process Monitoring of Selective Laser Melting (SLM). Ph. P. 12, 683-690 (2011).
  18. Song, B., Dong, S., Liu, Q., Liao, H., Coddet, C. Vacuum Heat Treatment of Iron Parts Produced by Selective Laser Melting: Microstructure, Residual Stress, and Tensile Behavior. Mater. Design. 54, 727-733 (2014).
  19. Yadroitsev, I., Smurov, I. Surface Morphology in Selective Laser Melting of Metal Powders. Ph. P. 12, 264-270 (2011).
  20. Antonysamy, A. A., Meyer, J., Prangnell, P. B. Effect of Build Geometry on the β-grain Structure and Texture in Additive Manufacture of Ti-6Al-4V by Selective Election Beam Melting. J. of Mat. Charact. 84, 153-168 (2013).
  21. Ladani, L. Local and Global Mechanical Behavior and Microstructure of Ti6Al4V Parts Built Using Electron Beam Melting Technology. J. of Metalllur. & Mater. Trans. 46, (2015).
  22. Chiras, S., et al. The Structural Performance of Near-Optimized Truss Core Panels. Solids Struct. 39, 4093-4115 (2002).
  23. Meisel, N. A., Williams, C. B., Druschitz, A. Lightweight Metal Celluar Structures via in Direct 3D Printing and Casting. Proceedings of the 24th Solid Freeform Fabrication Symposium. , Austin, TX. (2013).
  24. Mun, J., Ju, J., Yun, B. -G., Chang, B. -M., Kim, D. -M. A Numerical Study of Molten Aluminum for Investment Casting of 3D Cellular Metals. Proceedings of the ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , San Diego, CA. IMECE2013-62847 (2013).
  25. Mun, J., Yun, B. -G., Ju, J., Chang, B. -M. Indirect Additive Manufacturing Based Casting of a Periodic 3D Cellular Metal - Flow Simulation of Molten Aluminum Alloy. Manufact. Process. 17, 28-40 (2015).
  26. Challapalli, A., Ju, J. Continuum Model for Effective Properties of Orthotropic Octet-Truss Lattice Materials. Proceedings of the ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , Montreal, Canada. IMECE2014-38925 (2014).
  27. Taylor, H. F., Flemings, M. C., Wulff, J. Foundry Engineering. , John Wiley. (1959).
  28. Mun, J., Ju, J., Thurman, J. Indirect Additive Manufacturing Based Casting (I AM Casting) of a Lattice Structure. Proceedings of the ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , Montreal, Canada. IMECE2014-38055 (2014).
  29. Mun, J., Ju, J., Thurman, J. Indirect Additive Manufacturing of a Copper Alloy Cubic Lattice Structure. Proceedings of the 25th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium. , Austin, TX. SFFS2014-55 (2014).
  30. Volume 2 Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Pure Metals. Metals Handbook Ninth Edition. , American Society for Metals. Metals Park, Ohio. (1979).
  31. Romano, J., Ladani, L., Razmi, J., Sadowski, M. Temperature Distribution and Melt Geometry in Laser and Electron-beam Melting Processes - A Comparison Among Common Materials. J. of Additive Manuf. 8, 1-11 (2015).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

Centrifugal CastingLattice MetalsSacrificial PatternInvestment CastingBurnout ProcessMolten MetalAluminum AlloyCopper AlloyOctet TrussPost Processing

مقالات ذات صلة