Indirekte Herstellung von Lattice Metals mit Dünnschliffen Mit Schleuderguss

Zusammenfassung

Ein indirektes additive Herstellungsverfahren eine 3D-Druck von Polymeren mit einer Schleuderguss Kombination zum Herstellen 3D-Oktett-Gerippe Metalle (Al und Cu-Legierungen) mit einer Einheitszellenlänge von 5 mm mit einer Wanddicke von 0,5 mm beschrieben.

Zusammenfassung

Eines der typischen Methoden 3D-Gitter Metalle herzustellen ist die direkte Metall-Additive Manufacturing (AM) Verfahren wie Selective Laser Melting (SLM) und Elektronenstrahlschmelzen (EBM). Trotz ihrer potentiellen Verarbeitungsfähigkeit hat das direkte AM Verfahren mehrere Nachteile, wie hohe Kosten, schlechte Oberflächengüte von Endprodukten, die Beschränkung in der Materialauswahl, hohe thermische Beanspruchung, und anisotropen Eigenschaften der Teile. Wir schlagen vor, eine kosteneffektive Methode 3D-Gitter Metallen herzustellen. Das Ziel dieser Studie ist es, ein detailliertes Protokoll für die Herstellung von 3D - Gittermetalle , um eine komplexe Form und eine dünne Wandstärke aufweist, beispielsweise Oktett - Gerippe aus Al und Cu - Legierungen mit einer Elementarzellenlänge von 5 mm und einer Zellwandstärke von 0,5 mm. Eine Gesamt experimentelle Verfahren ist in acht Abschnitte unterteilt: (a) 3D-Druck von Opferstrukturen (b) Schmelz von Trägermaterialien (c) Entfernen von Rückständen von Trägermaterialien (d) Muster assembly (e) Investitionen (f) Burn-out von Opferstrukturen (g) Schleuderguss (h) Nachbearbeitung für Endprodukte. Die vorgeschlagene indirekte AM - Technik bietet das Potenzial , ultraleichten Gitter Metalle herzustellen;. B. Gitterstrukturen mit Al - Legierungen. Es scheint, dass die Prozessparameter sollten richtig in Abhängigkeit von Material und Gittergeometrie gesteuert werden, durch die indirekte AM Technik, um die Endprodukte der Oktett-Gerippe Metallen zu beobachten.

Einleitung

Cellular Metalle sind die Metalle aus einem Verbundnetz von festen Streben oder Platten und haben komplexe Mikroarchitekturen mit Hohlräumen ¹ aus. Beispiele umfassen sowohl i) zufällig strukturierten stochastischen Schaumstoffen und ii) periodisches zweidimensionalen (2D) Waben und dreidimensionale (3D) Gitterfachwerkkonstruktionen angeordnet. Sie haben Aufmerksamkeit aufgrund ihrer hohen spezifischen Steifigkeit und Festigkeit ^1-3 und hohe spezifische Belastbarkeit ^4-5, hervorragende Energieabsorption für Stoßbelastung ^6, Schalldämmung ^7, mögliche Ausgestaltung Wärmeableiter und Wärmetauscher ^8. Insb....

Protokoll

1. Planung des Experiments

1. Zeichnen Sie eine Opferstruktur (ein Oktett Fachwerkstruktur mit einem Angusssystem) unter Verwendung von Computer Aided Design (CAD) Software , wie in Abbildung 1 und speichern Sie das CAD - Modell als STL - Datei - Format angezeigt.
   Hinweis: Die Opferstruktur ist ein integriertes Muster des Oktetts Fachwerkstruktur mit einem Angusssystem, das zum Gießen schließlich geschmolzen wird. Da die Opferstruktur sowohl die Struktur als Oktett-Gerippe enthält und das Angusssystem, ist es nicht genau repräsentieren die Oktett-Gerippe selbst. Eine STL-Datei des Opferstruktur vorgesehen. Aufzeichnen, das Volumen des ....

Ergebnisse

Der indirekten additive Herstellungs in dem Protokoll beschrieben, Al und Cu - Legierungen wurden zur Herstellung von Oktett - Gerippe Metalle verwendet, wie in Figur 1 gezeigt , um die gesamte Gießvorgang in Abbildung 2 zusammengefasst ist das Verfahren besteht aus acht Abschnitten:.. (A) Opfer Musterdrucken (b) Schmelz aus Trägermaterial (c) Entfernen des Restes des Trägermaterials (d) Modellanordnung (e) Anlagen (f) Ausbrennen von Opferstrukturen (g) .......

Diskussion

Bei herkömmlichen Metallguss, ist es wichtig , das geschmolzene Metall der Fluss glatt und rationalisiert in "laminar" in den Formhohlraum zu halten und lieber vermeiden unregelmäßig und bewegten Strömung im Allgemeinen in einer turbulenten Strömung ²⁷ beobachtet. Dementsprechend ist es wichtig, richtig den Einlass des Angusssystems mit der Drehgeschwindigkeit eines Schleuderarm verbunden zu entwerfen den Fluss von geschmolzenem Metall im Inneren des Gitter Formhöhlung 'laminar' aufrechtzuer.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Motorisierte Schleudergießmaschine	Rey Motorisierte Schleudergießmaschine, Rey Industries Inc.		Hergestellt in den USA von Rey Industries, Inc. Dallas, TX 75220
Gipspulver	Satin Cast 20, FindingKing Kerr	7960	Gipspulver wird verwendet, um die Einbettmasse herzustellen
Ployjet 3D-Drucker	Projet HD3500 Plus, 3D Systems		Dieser 3D-Drucker auf Polymerbasis zum Drucken von Opfermustern für das Gießen.
Kartuschenmaterialien - UV-härtender und gießbarer Acrylkunststoff	VisiJet Procast, 3D Systems		Dies ist gießbares Material, das vor dem Gießen ausbrennt
Kartuschenmaterialien - Stützmaterial	VijiJet S300, 3D Systems		Dies ist Stützmaterial, das vor dem Zusammenfügen des Modells entfernt wird
Ancient Bronze Casting Grain	Rio Grande	706051	Dieses echte Bronzekorn enthält kein Zink. Es ist sehr flüssig, schmilzt schnell, gießt sauber und bietet ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Haltbarkeit. Die warme, tiefbronzefarbene Farbe hat satte rote Untertöne, und die Legierung nimmt eine gute Patina an. Zusammensetzung besteht zu 90 % aus Kupfer mit einem Anteil an Zinn; passt in die Kategorie CDA#90700. Dieses Getreide wird in 1-Pfund-Packungen verkauft.
Aluminium-Runddraht, 1/8", 1-Pfund-Spule, totweich	Rio Grande	134700	Leicht und stark, Aluminiumdraht ist eine wirtschaftliche und vielseitige Wahl. Aluminium ist nicht so strahlend weiß wie Silber und bietet einen wärmeren Ton, ähnlich dem von Platin. Löten NUR mit Niedertemperatur-Loten wie Stay-Brite; Geeignet sowohl für das Impulslichtbogen- als auch für das Laserschweißen. Dieser hochwertige Aluminiumdraht ist auf 1-Pfund-Spulen verpackt.
Computer Aided Design Software (Pro-e)			Diese Software kann durch andere Software wie Auto CAD, Catia usw. ersetzt werden.
ProJet Finisher 1-A	3D Systems		Diese Maschine wird zum Aufschmelzen des Stützmaterials verwendet.
160 Watt 2,5 Liter digitaler Ultraschallreiniger mit Timer-Heizung Ringe Werkzeuge	Chicago, Elektro, Elektrowerkzeuge		85 oz. Kapazität, fünf Reinigungszyklen: 90, 180, 280, 380 und 480 Sekunden, Reinigung mit oder ohne Hitze, Leicht ablesbarer LED-Digital-Timer, Klarsichtfenster
Lüfter	Honeywell Inc.	HT-800	120 V WECHSELSTROM, 60 Hz., 0,85 A. TP
Paraffinwachs für Wachsbleche - Modeler's Pink Wax Sheet, 3" x 6", 24-Ga.	Rio Grande	700075	Sheet Wax ist flexibel und kann in jede beliebige Form geschnitten oder geformt werden. Es" ist ideal für die Gestaltung, da Sie direkt auf das Blech zeichnen oder nachzeichnen können; Wählen Sie Grün oder Rosa, je nachdem, welches Ihre Designs am besten zur Geltung bringt. Hohe Fertigungsstandards sorgen für außergewöhnliche Konsistenz und erhebliche Preisersparnisse. Der Wert wird durch größere Packungsmengen zum gleichen Preis wie die kleineren, anderswo erhältlichen Packungen erhöht. Jede 8-Unzen-Packung enthält ca. 30 Blatt.
Paraffinwachs für Wachsstift - Modeler's Medium Red Sprue Wax, 8-Ga	Rio Grande	700741	Ein biegsames, weicheres Angusswachs als das feste Blau. Gut zum Formen von Anschnitten und Angüssen und brennt sauber und rückstandsfrei aus.
Alkohollampe	Rio Grande	700008	Verwenden Sie diese Lampe zum Erhitzen von Wachsbearbeitungswerkzeugen oder als Flammenpolierer. Das schwere Glasreservoir hat facettierte Seiten, so dass es zum Anwinkeln der Flamme gekippt werden kann. Eine Schraubenverstellung für den 7" x 3/16" Docht steuert die Höhe der Flamme. Eine Sicherheitskappe löscht die Flamme und verhindert die Verdunstung des Brennstoffs. Für die beste Flamme verwenden Sie Methylalkoholbrennstoff. Ersatzdochte erhältlich. Der Behälter fasst 5 oz. (150 ml) Kraftstoff.
Wachsschnitzwerkzeug-Set - Soft Grip Wax Carvers, 10er Set	Rio Grande	700329	Dieses Box-Set bietet das Beste in der Schneid- und Formgebungstechnologie. Jedes dieser zehn hochwertigen Wachsschnitzwerkzeuge aus Stahl verfügt über einen 5/16" PVC-überzogenen Griff, der einen sicheren, bequemen Halt bei stundenlanger Arbeit gewährleistet, und alle haben scharfe Kanten zum Formen und feinen Detaillieren. Schärfen oder formen Sie jedes Werkzeug nach Ihren Bedürfnissen. Diese Werkzeuge bieten eine außergewöhnliche Werkzeugfestigkeit und liefern hervorragende Ergebnisse. Dieses Set wird in einer aufklappbaren, mit Schaumstoff ausgekleideten Holzkiste geliefert.
Gummi-Rührschüssel, 1 - 1/2 Qt.	Rio Grande	702131	Diese hochflexible Schale aus vulkanisiertem Gummi ist leicht zu greifen, wird durch einen Spachtel nicht beschädigt und lässt sich mühelos reinigen.
Pyrex-Becherglas, 1.000 ml	Rio Grande	335040	Dieser echte Pyrex-Glasbecher eignet sich ideal zum Halten und Erhitzen von Badbeschichtungslösungen und ist robust und langlebig.
Rio Premium Edelstahlkolben, Ø 2 - 1/2"	Rio Grande	70201514	Dieser solide Edelstahlkolben der Qualität #304 ist korrosionsbeständig, langlebig für eine lange Lebensdauer und funktioniert bei extremen Temperaturen ohne Verformung.
CAST/T Keramik-Gießtiegel, 450 g	Rio Grande	705047	Dieser Tiegel wurde exklusiv für die CAST/T Schleudergießmaschine hergestellt und verfügt über einen abgewinkelten Boden, der in die klappbare Halterung an der Oberseite der Gießmaschine gleitet. Dadurch wird der Tiegel in perfekte Ausrichtung mit der Mitte des Kolbenrings gebracht, um ein fehlerfreies Ausgießen zu gewährleisten.
MyWeigh iBalance 300 Digitalwaage	Rio Grande	116850	Diese Waage dient zur Messung des Gewichts des Opfer- und Angusssystems für Metall, das für den Schleuderguss verwendet werden soll.
Gummiboden - CAST/T Kolbenringbasis	Rio Grande	705025	Gummiboden wurde speziell für die CAST/T-Schleudergießmaschine entwickelt und bietet Platz für alle Table King-Kolbenringtypen und sorgt für eine sichere, luftdichte Abdichtung während des gesamten Investitionsprozesses. Der Mittelpfosten passt für jede der Wachsscheibenarten und bietet so absolute Vielseitigkeit.
Schottisch® Farbiges Klebeband, 1 7/8" x 20 Yd., Blau	OfficeMax	22353766	Dieses Klebeband wird verwendet, um sicherzustellen, dass das Gips-Wasser-Gemisch das zusammengesetzte Opfermuster im Inneren des Kolbens vollständig bedeckt, indem zusätzliches Material über der Kolbenhöhe möglich ist
. Vakuum-Gießmaschine - V.I.C. 12 Tisch-Gießmaschine für feste und perforierte Kolben mit dem Rio Assistant, 110-Volt	Rio Grande	70511814	Die Gießmaschine V.I.C. 12 bietet alle neuesten technischen Innovationen für effizientes und produktives Vakuum-Einbetten und Gießen. Diese Maschine wurde entwickelt, um den Anforderungen mittelgroßer Gießbetriebe gerecht zu werden, und verfügt über eine leistungsstarke 1/2 PS, 5cfm Vakuumpumpe für effektives Vakuumieren und hervorragende Gießergebnisse. Der V.I.C. 12 gießt kleine oder große Kolben. Enthält einen Adaptertisch, der Standard-Vollkolben mit einer Höhe von bis zu 5" x 7" aufnimmt und für Stabilität auf Gummifüßen montiert ist.
Ofen zum Ausbrennen von Opfermustern -Rio Modell 1000 Emaillierungsofen mit neun Programmreglern	Rio Grande	703121	Der Rio-Emaillierofen verfügt über drei voreingestellte Brenntemperaturen für Emails und sechs, die Sie definieren können. Verwenden Sie den exklusiven Rio-Controller, um die Brenntemperaturen einzustellen und aufrechtzuerhalten. Perfekt für alle Arten von Emaillierungen, auch für hohe Stücke. Enthält ausreichend Platz zum Brennen und eine leicht zu verriegelnde Tür, die Ihre Emaille beim Öffnen und Schließen nicht erschüttert. Auch für Metal Clay, Glas und Keramik geeignet. Das verzinkte Stahlgehäuse mit hochtemperaturisolierendem Schamottestein hält sie kühl. Element geschützt in vertiefter Nut. Enthält eine Bedienungsanleitung.
Smith Complete Little Torch Acetylen- und Sauerstoffsystem	Rio Grande	500030	Holen Sie sich alles, was Sie brauchen, um Ihre Werkstatt zum Löten und Löten auszustatten. Verwenden Sie Little Torch Systeme für Gold - oder Silberlöt-, Löt- und Gießanwendungen. Erledigen Sie jede Löt- und Schmelzarbeit mit Zuversicht und Leichtigkeit! Dieses System nimmt alle Little Torch Zubehörspitzen für Schmelz-, Löt- und große Lötarbeiten auf und ist ein Grundnahrungsmittel für jeden Juwelier.
Hitzebeständige Sicherheitsschürze	Rio Grande	750160	Die speziell entwickelte Schürze hat eine 800 Grad; F (427 &Grad; C) Temperaturbeständigkeit. Die reflektierende Oberfläche weist heiße Metallspritzer ab und schützt den Träger vor Hitze.
Radnor Hitzebeständige Handschuhe	Rio Grande	350050	Diese flexiblen, hitzebeständigen Handschuhe sind ideal für Emaillierprojekte und ermöglichen es Ihnen, auch kleine Zangen sicher zu greifen. Blaue, schultergespaltene Lederhandschuhe sind aus robustem Rindsleder gefertigt und mit Baumwolle und Schaumstoff gefüttert und haben verstärkte Daumenflügel
Platin-Lötbrille, #7	Rio Grande	113914	Schützen Sie sich und Ihre Mitarbeiter beim Löten von Platin. Die bequeme Brille verfügt über verstellbare Ohrstücke und 52-mm-IR-Gläser aus grünem Polycarbonat #7. Das Objektiv #7 ist von der Platinum Guild zugelassen.
Economy Leichte Kolbenzange	Rio Grande	704026	Zange besteht aus gebogenem Stahl und ist für die Handhabung von Kolben mit einem Durchmesser von 3-1/2" oder weniger ausgelegt. Die Einkerbungen mit kleinem Winkel greifen kleinere Kolbengrößen und der größere, abgerundete Konturbereich hält größere Kolben sicher auf.
Trennsiebschaufel	Rio Grande	201360	Sandstrahler mit 15"-Durchmesser, 11-1/2"-tief
- Econoline - 101701CB-A - Freistehende Schränke Arbeitsbereichsbreite (Zoll): 60 Arbeitsbereichstiefe (Zoll): 48	MSC industrial supply Co.	223818	ree-stehende Schränke; Arbeitsbereichsbreite (Zoll): 60; Tiefe des Arbeitsbereichs (Zoll): 48; Arbeitsbereichshöhe (Zoll): 40; Luftbedarf: 12 CFM @ 80 psi; Gesamtbreite des Schranks (Zoll): 65; Maximale Schranktiefe (Zoll): 86
Johnson's Baby Oil Shea & Kakaobutter	Wal-Mart	260074132	Dieses Babyöl wird verwendet, um die Rückstände des Stützmaterials für das gießbare Opfermuster mit digitalem Ultraschallreiniger zu entfernen.
Deutscher 4" Sägerahmen und Sägeblatt-Kit	Rio Grande	110112	Hochwertige, in Deutschland hergestellte Rahmen sind unsere beliebtesten Sägerahmen, und dieser Rahmen enthält ein Musterpaket mit deutschen Rio-Sägeblättern! Mit dem verstellbaren Sägerahmen können Sie die gewünschte Sägeblattspannung erreichen. Die Ausladung beträgt 102 mm (4"). Die Sägeblätter haben abgerundete Rückseiten, die das Schneiden von Kurven und Ecken erleichtern, und sind aus gehärtetem, gehärtetem Stahl gefertigt.