Name: La fabricación indirecta de celosía Los metales con secciones delgadas Uso de fundición centrífuga (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-05-14T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 32 s
Description: Aprenda a fabricar metales celosía mediante fundición centrífuga combinada con impresión 3D de polímeros. Este método demuestra el llenado de microcavidades con aluminio y cobre fundido para estructuras complejas.

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Este estudio recibió el apoyo de la Investigación Iniciación Grant (RIG) del Vicerrectorado de Investigación y Desarrollo Económico de la Universidad del Norte de Texas (UNT). Los autores también agradecen a KCI Co. Ltd para apoyar parcialmente este estudio. El apoyo del Instituto de Tecnología de PACCAR en UNT para el éxito de esta publicación es muy apreciada.

1. Planificación del Experimento <ol><li> Dibujar un patrón de sacrificio (una estructura de celosía octeto con un sistema de bebedero) utilizando software de diseño asistido por ordenador (CAD) como se muestra en la Figura 1 y guardar el modelo CAD como un formato de archivo STL. Nota: El patrón de sacrificio es un patrón integrado de la estructura de celosía octeto con un sistema de bebedero que serán finalmente se fundió para la fundición. Debido a que el patrón de sacrificio incluye tanto la estructura de armadura octeto y el sistema de bebedero, que no representa exactamente la propia armadura octeto. Se proporciona un archivo STL del patrón de sacrificio. Registrar el volumen del patrón de sacrificio proporcionada por software CAD, que se utilizará para calcular la masa metales. </li><li> Abra el dibujo CAD del patrón de sacrificio en el software de impresión 3D conectado a una impresora 3D para imprimir el patrón. </li><li> Asegúrese de que la impresora 3D tiene suficiente UV curables plástico / moldeable acrílico y un material de soporte hecha de una ceraen los cartuchos de impresora. </li></ol> 2. La fabricación de patrón de sacrificio <ol><li> Fabricación el patrón de sacrificio que consiste en la estructura de octetos celosía y el sistema de canal de colada usando una impresora 3D (Figura 2A - C). Nota: Los procesos en 2.1.3 - 2.1.7 no son necesarios si se utiliza una impresora 3D que no genera materiales de apoyo. <ol><li> Enviar un archivo STL del patrón de sacrificio a la impresora 3D para imprimir un patrón de sacrificio (Figura 2A). </li><li> Derretir a cabo un material de soporte del patrón de sacrificio en un horno a por encima de la temperatura de fusión del material de soporte (60 a 70 C) durante 2 horas (Figura 2B). Nota: La temperatura para eliminar el material de soporte no debe ser demasiado alta. De lo contrario, puede provocar daños en el patrón de sacrificio. El patrón de sacrificio empieza a ser dañado en alrededor de 80 C en este estudio. Nota: La temperatura de fusión de apomateriales t varía con las impresoras 3D en donde se utilicen diferentes materiales de apoyo. </li><li> Llenar un limpiador ultrasónico digital con aceite para bebés de hasta 2,5 L, el volumen máximo que el limpiador puede contener (Figura 2C). Nota: Se recomienda el proveedor de la impresora 3D de usar aceite de bebé para disolver los residuos del material de soporte similar a la cera. </li><li> Ponga el patrón de sacrificio en el limpiador ultrasónico digital y conectar la alimentación de la aspiradora (Figura 2C). Asegúrese de que el patrón de sacrificio está totalmente sumergida en el aceite. </li><li> Eliminar el residuo del material de soporte sumergiendo el patrón de sacrificio en el aceite a 65ºC durante 40 minutos (Figura 2C). </li><li> Sacar el patrón de sacrificio de la aspiradora si el material de soporte se elimina por completo. </li><li> Tener el patrón de sacrificio seca con un ventilador a temperatura ambiente (~ 20 ° C) (Figura 2C). Nota: Se tarda aproximadamente 2 horashasta que el aceite en la superficie del patrón de sacrificio está totalmente seca. Considere el patrón de sacrificio a secar completamente si la superficie no es pegajosa. </li></ol></li></ol> 3. Fabricación de Mold <ol><li> Asamblea patrón <ol><li> Adjuntar una junta de goma para el patrón de sacrificio (la armadura octeto con el sistema de bebedero) y colocarlos en el fondo de un matraz en forma de cilindro con una altura de 6,35 cm y un diámetro de 6,35 cm (Figura 2D). Nota: Preparar dos matraces para la colada de cada metal; Al y Cu aleaciones. </li><li> verificación doble la junta de goma con el patrón de sacrificio está completamente unido a la parte inferior del matraz. </li><li> Envolver el matraz con una cinta adhesiva de manera que la inversión en polvo mezcla de agua, cuyo procedimiento se describe en la siguiente sección, no puede salirse del matraz. </li></ol></li><li> Preparación del molde de revestimiento <ol><li> Preparar la inversión en polvo (CaSO4 </sub&gt;, ρ = 1019 kg / m 3) de 89 g, que es 87.16 ml. Utilice una balanza para pesar el polvo de la inversión. Nota: Las propiedades físicas del polvo de revestimiento se muestran en la Tabla 1. </li><li> Verter el polvo de la inversión en un recipiente de mezcla (1 l). </li><li> Verter agua (114 ml) en el tazón. Use un vaso de precipitados para medir el volumen de agua. </li><li> Mezclar el polvo de revestimiento con agua en el recipiente durante 3 min. Mezclar bien hasta que no queden grumos en la mezcla de polvo de la inversión en agua. De lo contrario, puede causar una mala calidad de la superficie del molde de revestimiento. Siga el flujo de trabajo, como se muestra en la Figura 3. </li><li> Con el fin de eliminar las burbujas de aire en la mezcla, colocar el recipiente en una cámara de vacío durante 90 segundos hasta que las burbujas de aire no se pueden ver en la mezcla con los ojos desnudos (Figura 3). </li><li> Verter la mezcla en un matraz de incrustar el patrón de sacrificio y la junta de goma (Figura 2E). </li><li> Coloque los flask en la cámara de vacío de nuevo durante 90 segundos para eliminar el residuo de burbujas de aire dentro de la mezcla (Figura 3). </li><li> Secar la mezcla en el interior del matraz hasta que se endurece a temperatura ambiente (Figura 3). Nota: Por lo general, se tarda unos 10 - 15 minutos para que la mezcla se endurezca a temperatura ambiente. </li><li> Retirar el matraz y la junta de goma en la parte inferior de la mezcla en el matraz una vez que la mezcla se endurece (Figura 3). Este producto puede ser llamado un molde de yeso. </li></ol></li><li> Burn-out <ol><li> Establecer un tiempo de quemado en un horno mientras se sigue el horario de calefacción y refrigeración (Figura 4) de calentamiento desde 23 de hasta 150 ° C en el 2,1 C / min; 150-370 C a 3,7 C / min; 370-480 C a 1,85 c / min; 480-730 C a 4,17 c / min; 730 C durante 1 hora; enfriamiento 730-480 C a -4,17 C / min. Nota: El tiempo de burn-out varIES con tamaño de un matraz. En este estudio, establecer el tiempo de quemado a 6 horas. </li><li> Coloque el molde de yeso en un horno (Figura 2F). </li><li> Encienda el horno y aumentar la temperatura en el horno para eliminar el patrón de sacrificio en el interior del molde de yeso. Siga la condición de temperatura en la Figura 4. Nota: Debido a que el plástico acrílico UV curable / moldeable, los materiales del patrón de sacrificio, es un plástico termoendurecible acrílico-polímero, no fluye pero se disocia a una fase de gas en el horno. </li></ol></li><li> Fundición centrífuga (Figura 2G) <ol><li> Compruebe que el brazo de la máquina de fundición centrífuga gira con una velocidad angular de 425 rpm usando un tacómetro después de conectar la alimentación de una máquina de fundición centrífuga. </li><li> Preparar dos crisoles de cerámica que pueden contener una aleación de 150 g se derrita. Usar crisoles separados para aleaciones de Al y Cu para evitar que se contaminen con el correoACH otro. </li><li> Conecte la alimentación de la máquina de fundición centrífuga. </li><li> Usando un cortador de metal, picar las aleaciones en pedazos con 10 - 20 mm de longitud. Prepararlos suficiente para llenar completamente la cavidad del molde cuyo volumen debe ser el mismo que el patrón de sacrificio. Nota: La masa de los metales necesarios para llenar el mismo volumen de la cavidad del molde varía teniendo en cuenta la variación de densidad para cada metal. </li><li> Use telas retardantes de llama y guantes y gafas de seguridad. Preparar un cubo de agua (30 l) a temperatura ambiente. </li><li> Tome el molde de yeso temporalmente fuera del horno en la Sección 3.3, instalarlo en el soporte de frasco y equilibrar el brazo de la máquina de fundición centrífuga (Figura 5). </li><li> Coloque el molde de yeso de nuevo al horno y pre-calentamiento hasta 482 ° C antes de la colada. </li><li> Colocar el crisol en el soporte crisol (Figura 5). </li><li> Ponga la aleación picado en el crisol. </li><li> Abra la válvula de un oxígenotanque conectado con un soplete de acetileno-oxígeno y mantener un nivel de presión en el depósito de 96,5 kPa (14 psi). </li><li> Encender el soplete de acetileno-oxígeno con un encendedor y controlar la intensidad de la llama mediante el ajuste de la mezcla de gases. Nota: Es necesario tener precaución cuando se utiliza el soplete de acetileno-oxígeno. Su temperatura máxima de la antorcha es de alrededor de 1200 ° C. </li><li> Fundir la aleación de picado (aleación de Al o de aleación de Cu) con la antorcha en el crisol hasta que la aleación se vuelve completamente líquida. </li><li> Se agita la aleación en el crisol con una varilla de carbono hasta que la aleación de picado se derrita por completo. </li><li> Coloque el molde de yeso en la cuna petaca al lado del crisol que contiene la aleación fundida (Figura 5). </li><li> Cierre la cubierta de la máquina de fundición centrífuga, dejar que la rotación del brazo centrífugo y esperar por lo menos durante 3 min. Nota: La máquina de colada centrífuga comienza a funcionar tan pronto como la cubierta de la máquina de colada se cierra. El brazo centrífugogira a una velocidad de 425 rpm que corresponde a la velocidad de entrada en la cavidad del molde del patrón de sacrificio, v r = 8,03 m / s 28, 29 en la Figura 5, donde la entrada de velocidad se calcula utilizando la dinámica de partículas macroscópicas de un angular velocidad de la fundición centrífuga brazo 28, 29. </li><li> Desactive la alimentación de la máquina de fundición centrífuga después de la rotación 3 min del brazo. </li><li> Abra la tapa de la máquina de colada. </li><li> Tome el molde de yeso del soporte de frasco con unas pinzas. </li><li> Mantener el molde a temperatura ambiente durante 15 - 20 min hasta que el color de la aleación fundida se convierte en su original en la fase sólida. </li><li> Con unas pinzas, apagar el molde de yeso en agua colocada en un cubo (30 L) a ta durante aproximadamente 5 min. Asegúrese de que la temperatura del molde de yeso está cerca de RT después del temple. </li><li> Con el fin de obtener el metal de celosía en el interior del molde, se disuelve elmoho en el agua. El molde de yeso se disuelve fácilmente en agua. </li></ol></li></ol> 4. Tratamiento posterior de los productos finales del octeto Truss Metales <ol><li> Conecte la alimentación de un chorro de arena. </li><li> Coloque los metales octeto de celosía en la plataforma dentro del chorro de arena y cerrar la puerta de la máquina. </li><li> Póngase los guantes y agarrar la pistola de chorro de arena. </li><li> Agarrar la parte del bebedero del producto metálico y soplar el yeso residual de la rejilla metálica con el chorro de arena durante 2 horas. Nota: La intensidad del chorro de arena se fija automáticamente aproximadamente a 550 kPa. Una vez que se acciona el chorro de arena, a continuación, el aire sale automáticamente de la pistola. </li><li> Mantenga el chorro de arena en marcha hasta que el residuo de yeso de inversión dentro del metal octeto cercha se elimina por completo mientras se comprueba a simple vista. Nota: No hay un criterio microscópica en la eliminación de los residuos de yeso. Esto está más allá del alcance de este estudio. Tque la eliminación del residuo de yeso se determina fácilmente con el ojo desnudo. Debido a que la armadura octeto es una estructura de células abiertas, es posible ver a través y comprobar si o no el residuo de yeso se elimina por completo. La precaución es necesaria para el chorro de arena para no dañar el metal octeto de celosía con un espesor de pared delgada (0,5 mm) a la alta presión (550 kPa): Nota. </li><li> Si el residuo de yeso inversión dentro del metal octeto armadura no se elimina totalmente con el chorro de arena, usar métodos de procesamiento de mensaje adicionales, por ejemplo, una limpieza por ultrasonidos o dejando el producto en agua durante un día. </li><li> En caso de utilizar un limpiador ultrasónico, llenar 0,7 L de agua en el limpiador ultrasónico y colocar el metal octeto cercha con residuos de yeso en el limpiador ultrasónico. <ol><li> Conecte la alimentación del limpiador ultrasónico. </li><li> Establecer una condición de operación, por ejemplo, 3 horas a 70 ° C. </li><li> Tome el metal octeto cercha fuera del limpiador ultrasónico vez THoperación e termina. </li><li> Secar el metal octeto cercha a TA hasta que el agua sobre la superficie metálica se elimina por completo. </li></ol></li><li> Como método alternativo post-procesamiento, deje el metal octeto cercha en agua. Esto hace que el residuo de yeso para ser disuelto en agua. <ol><li> Coloque el metal octeto cercha con el residuo de yeso en el agua y se deja durante un día, así que la fuerza de unión entre el yeso inversión y la superficie metálica se convierte en agua debilitan. </li><li> Tome el metal octeto cercha fuera del agua. </li><li> Secar el metal octeto cercha a TA hasta que el agua sobre la superficie metálica se elimina por completo. </li></ol></li><li> Con una sierra u otras herramientas apropiadas, cortar el metal llena la cavidad de la parte del sistema de bebedero fuera del producto metálico y obtener el metal octeto cercha final con un tamaño de 25 mm x 25 mm x 25 mm, como se muestra en la Figura 1B. </li></ol>

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Los autores no tienen nada que revelar.

Para la fundición de metal convencional, es importante para mantener el flujo del metal fundido suave y racionalizado en &#39;laminar&#39; en la cavidad del molde y más bien evitar el flujo irregular y agitado observado generalmente en flujo turbulento 27. En consecuencia, es importante diseñar correctamente la entrada del sistema de bebedero asociada con la velocidad de rotación de un brazo de centrífuga para mantener el flujo de metal fundido dentro de la cavidad del molde de celosía &#39;laminar&#39;. ...

Metales celulares son los metales formados por una red interconectada de puntales sólidos o placas complejas y tienen micro-arquitecturas con huecos 1. Los ejemplos incluyen tanto i) espumas estructuradas estocásticos azar y ii) ordenados periódicamente) panales de dos dimensiones (2D y (estructuras de celosía tridimensional 3D) de celosía. Ellos han recibido atención debido a su alta rigidez específica y la fuerza 1-3 y alta resistencia específica de 4-5, una excelente absorción de energía para la carga de impacto 6, aislamiento acústico 7, posible diseño de disipadores de calor e intercambiadores de calor 8. Especialmente, estructuras de celosía ordenados periódicamente tienen el potencial para diseñar las propiedades superiores con una capacidad para controlar la geometría de la red porosa interna. Debido a su geometría de la red porosa interna compleja, es difícil para la fabricación de metales celulares usando el machinin sustractivo convencionalgramo. Como tal, los investigadores han empezado a buscar métodos alternativos para fabricar metales celulares: gas de formación en el metal líquido o mezcla de polvo de metal con agentes de expansión fueron exploradas para la fabricación de formas de metal estocásticos 9. Debido a la falta de control sobre la topología de la célula, es difícil de adaptar las propiedades mecánicas. Como alternativa, se exploraron métodos de fabricación de metales celulares ordenados periódicamente: estampado de hojas delgadas de metal en una forma ondulada seguido de unirse a ellos para crear estructuras periódicas 10, la unión ranurada chapas metálicas 11, extrusión 12, el tejido y resplandecientes filamentos de metal para fabricar textiles 13. A pesar de que estos métodos de fabricación ofrecen patrones repetibles, los patrones son todavía limitados en la dirección planar. En un esfuerzo para generar la repetición patrón 3D, los investigadores empezaron a utilizar la fabricación aditiva (AM); por ejemplo, fusión selectiva por láser (SLM) 14, haz de electrones de fusión (MBE) <sup&gt; 15, y Direct-metal sinterización láser (LMD) 16. A pesar de su capacidad para fabricar 3D ordenó geometrías de celosía complejos, todavía existen algunas limitaciones: dificultad para usar metales con alta conductividad térmica y alta reflectividad óptica 17, de alta tensión residual térmica 18, mal acabado de la superficie con el fenómeno &#39;bolas&#39; durante láser o de electrones de fusión 19, 20-21 propiedades anisótropas de partes causado por un efecto combinado de la fabricación por capas, la formación anisotrópica de granos, tamaño del polvo, el poder y la velocidad de escaneo de láser o por haz de electrones 15, alto consumo de energía, etc. La combinación de AM a base de polímero con la fundición de metal puede proporcionar un método alternativo para la fabricación de metales de celosía. Uno puede llamar a este &quot;AM indirecta&quot;. Indirecta AM puede proporcionar una solución para superar los problemas técnicos de AM directa de los metales mencionados anteriormente. Varios esfuerzos han sido made metales para la fabricación de celosía utilizando indirecta Estoy combinando la impresión en 3D de polímeros con la fundición por gravedad basado 22-25; por ejemplo, un bastidor de inversión combinada con el modelado por deposición fundida (FDM) para fabricar una aleación de celosía 22-25 o arena de fundición combinada con un polvo de arena basado AM 23. El casting basado gravedad parece seguir siendo un desafío técnico para superar - misrun y la porosidad causada por la solidificación repentina de metales fundidos, cuando se reúnan las estructuras de red con esquinas puntiagudas de los moldes estructurales de celosía 25-26. Área superficial relativamente grande de moldes estructurales de celosía también parece contribuir a un enfriamiento brusco, lo que resulta en la solidificación prematura 25-26. En este estudio, se propone un AM indirecta alternativa que puede superar la misrun durante la fabricación de los metales de celosía - fundición centrífuga a una cavidad de molde de celosía hecha por un patrón de polímero sacrificial celosía 3D impreso. Utilizamos una cámara digitalLight Processing (DLP) método de impresión en 3D basado construir un modelo estructural de sacrificio celosía seguido de fundición centrífuga de aleaciones de Al y Cu. El objetivo de este estudio es proporcionar un protocolo detallado en la fabricación de metales de celosía en 3D que tienen una forma compleja y un espesor de pared delgada. La principal contribución de este proceso es proporcionar una oportunidad para extender la selección de materiales con bajo coste de fabricación para la fabricación de metales de celosía.

<table><tbody><tr><td>Máquina de fundición centrífuga motorizada</td><td>Rey Máquina de fundición centrífuga motorizada, Rey Industries Inc.</td><td></td><td>Hecho en EE. UU. por Rey industries, Inc. Dallas, TX 75220</td></tr><tr><td>Polvo de yeso</td><td>Satin Cast 20, FindingKing Kerr</td><td>7960</td><td>El polvo de yeso se utiliza para hacer la mezcla de inversión</td></tr><tr><td>Impresora 3D Ployjet</td><td>Projet HD3500 Plus, 3D Systems</td><td></td><td>Esta impresora 3D a base de polímeros para imprimir patrones de sacrificio para fundición.</td></tr><tr><td>Materiales del cartucho: plástico acrílico curable por UV y moldeable</td><td>VisiJet Procast, sistemas</td><td></td> 3D <td>Este es un material moldeable que se quemará antes de fundir</td></tr><tr><td>Materiales del cartucho: material de soporte</td><td>VijiJet S300, sistemas</td><td></td> 3D <td>Este es un material de soporte que se eliminará antes del ensamblaje del patrón</td></tr><tr><td>Grano de fundición de bronce antiguo</td><td>Rio Grande 706051</td><td></td><td>Este verdadero grano de bronce no contiene zinc. Muy fluido, se funde rápidamente, se funde limpiamente y proporciona un buen equilibrio entre resistencia y durabilidad. El color cálido y bronce profundo tiene ricos matices rojos y la aleación toma una buena pátina. La composición es 90% de cobre con una cantidad de estaño; encaja en la categoría CDA#90700. Este grano se vende en paquetes de 1 libra.</td></tr><tr><td>Alambre redondo de aluminio, carrete de 1/8", 1 libra, Dead Soft</td><td>Rio Grande</td><td>134700</td><td>Liviano y fuerte, el alambre de aluminio es una opción económica y versátil. No es tan blanco brillante como la plata, el aluminio ofrece un tono más cálido muy parecido al del platino. Suelde SOLO con soldaduras de baja temperatura como Stay-Brite; Adecuado tanto para soldadura por arco pulsado como por láser. Este alambre de aluminio de calidad está empaquetado en carretes de 1 libra.</td></tr><tr><td>Software de diseño asistido por computadora (Pro-e)</td><td></td><td></td><td>Este software puede ser reemplazado por otros como Auto CAD, Catia, etc.</td></tr><tr><td>ProJet Finisher 1-A</td><td>3D Systems</td><td></td><td>Esta máquina se utiliza para fundir el material de soporte.</td></tr><tr><td>Limpiador ultrasónico digital de 160 vatios y 2.5 litros con temporizador Anillos calefactores Herramientas</td><td>Chicago, Eléctrico, Herramientas</td><td></td> eléctricas <td>Capacidad de 85 oz, Cinco ciclos de limpieza: 90, 180, 280, 380 y 480 segundos, Limpieza con o sin calor, Temporizador digital LED fácil de leer, Ventilador de ventana transparente</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Honeywell Inc.&nbsp;</td><td>HT-800</td><td>120 V A.C., 60 Hz., 0.85 A. TP</td></tr><tr><td>Cera de parafina para lámina de cera - Hoja de cera rosa para modelador, 3" por 6", 24-Ga.</td>La cera <td>en</td> lámina <td>de 700075 de Río Grande</td><td>es flexible y se puede cortar o moldear en cualquier forma. Eso' s ideal para diseñar, ya que puede dibujar o trazar directamente en la hoja; Elige el verde o el rosa en función de lo que mejor muestre tus diseños. Los altos estándares de fabricación garantizan una consistencia excepcional y un ahorro significativo de precios. El valor se incrementa con cantidades de paquetes más grandes al mismo precio que los paquetes más pequeños disponibles en otros lugares. Cada paquete de 8 onzas contiene aproximadamente 30 hojas.</td></tr><tr><td>Cera de parafina para cera en barra - Cera de bebedero roja mediana para modeladores, 8-Ga</td><td>Rio Grande 700741</td><td></td><td>Una cera de bebedero flexible y más suave que la azul firme. Bueno para formar compuertas y bebederos y se quema limpiamente sin dejar residuos.</td></tr><tr><td>Lámpara de alcohol</td><td>Rio Grande 700008</td><td></td><td>Utilice esta lámpara para calentar herramientas de trabajo con cera o como pulidor de llama. El depósito de vidrio pesado tiene lados facetados para permitir que se incline para inclinar la llama. Un ajuste de tornillo para la mecha de 7" x 3/16" controla la altura de la llama. Una tapa de seguridad apaga la llama y evita la evaporación del combustible. Para obtener la mejor llama, use combustible de alcohol metílico. Mechas de repuesto disponibles. El depósito contiene 5 onzas (150 ml) de combustible.</td></tr><tr><td>Juego de herramientas para tallar en cera - Talladores de cera de agarre suave, juego de 10</td><td>700329 Río Grande</td><td></td><td>Este juego en caja ofrece lo mejor en tecnología de corte y conformado. Cada una de estas diez herramientas de tallado en cera de acero de alta calidad cuenta con un mango cubierto de PVC de 5/16" que garantiza un agarre seguro y cómodo durante horas de trabajo y todas tienen bordes afilados para dar forma y detalles finos. Afile o personalice cada herramienta para que se adapte a sus necesidades. Estas herramientas proporcionan una resistencia excepcional y ofrecen excelentes resultados. Este juego viene en una caja de madera con bisagras forrada de espuma.</td></tr><tr><td>Tazón de goma para mezclar, 1 - 1/2 cuarto de galón.</td><td>Rio Grande</td><td>702131</td><td>Este cuenco de goma vulcanizada altamente flexible es fácil de agarrar, no se estropea con una espátula y se limpia con facilidad.</td></tr><tr><td>Vaso de precipitados Pyrex, 1.000 ml</td><td>Rio Grande</td><td>335040</td><td>Ideal para sujetar y calentar soluciones de baño de baño, este vaso de precipitados de vidrio Pyrex genuino es resistente y duradero.</td></tr><tr><td>Matraz de acero inoxidable Rio Premium, 2 - 1/2" de diámetro.</td><td>Rio Grande</td><td>70201514</td><td>Este sólido matraz de acero inoxidable de calidad #304 es resistente a la corrosión, duradero para una larga vida útil y funciona a temperaturas extremas sin distorsión.</td></tr><tr><td>Crisol de fundición cerámica CAST/T, 450 g</td><td>Rio Grande</td><td>705047</td><td>Fabricado exclusivamente para la máquina de fundición centrífuga CAST/T, este crisol está diseñado con una base en ángulo que se desliza en el soporte con bisagras en la parte superior de la máquina de fundición. Esto hace que el crisol esté perfectamente alineado con el centro del anillo del matraz para garantizar un vertido sin errores.</td></tr><tr><td>Báscula digital MyWeigh iBalance 300</td><td>Rio Grande</td><td>116850</td><td>Esta báscula se utiliza para medir el peso del sistema de sacrificio y bebedero para el metal que se va a utilizar para la fundición centrífuga.</td></tr><tr><td>Fondo de goma - Base de anillo de matraz CAST/T</td><td>Rio Grande 705025</td><td></td><td>Especialmente diseñada para la máquina de fundición centrífuga CAST/T, esta base de goma se adapta a todos los estilos de anillo de matraz Table King, creando un sello seguro y hermético durante todo el proceso de inversión. El poste central se adapta a cualquiera de los estilos de disco de cera para una versatilidad completa.</td></tr><tr><td>Escocés&reg; Cinta adhesiva de color, 1 7/8" x 20 yardas, azul</td><td>OfficeMax&nbsp;</td><td>22353766</td><td>Esta cinta adhesiva se utiliza para asegurarse de que la mezcla de yeso y agua cubra completamente el patrón de sacrificio ensamblado dentro del matraz al permitir material adicional por encima de la altura del matraz</td></tr><tr><td>Máquina de fundición al vacío - V.I.C. 12 Máquina de fundición de matraz sólido y perforado de mesa con The Rio Assistant, 110 voltios</td><td>Rio Grande 70511814</td><td></td><td>La máquina de fundición V.I.C. 12 ofrece todas las últimas innovaciones técnicas para una inversión al vacío y una fundición eficientes y productivas. Diseñada para satisfacer las demandas de las operaciones de fundición de tamaño mediano, esta máquina incluye una potente bomba de vacío de 1/2 hp y 5cfm para una aspiración efectiva y resultados de fundición sobresalientes. El V.I.C. 12 funde matraces pequeños o grandes. Incluye una mesa adaptadora que acepta matraces sólidos estándar de hasta 5" x 7" de alto y está montada sobre pies de goma para mayor estabilidad.</td></tr><tr><td>Horno para patrón de sacrificio quemado -Horno de esmaltado Rio Modelo 1000 con controlador de nueve programas</td><td>Rio Grande</td><td>703121</td><td>El horno de esmaltado Rio cuenta con tres temperaturas de cocción preestablecidas para esmaltes y seis que puede definir. Utilice el exclusivo controlador Rio para ajustar y mantener las temperaturas de cocción. Perfecto para todo tipo de esmaltado, incluidas las piezas altas. Incluye un amplio espacio para cocer y una puerta de fácil cierre que no sacudirá los esmaltes al abrir y cerrar. También es adecuado para metal, arcilla, vidrio y cerámica. La carcasa de acero galvanizado con ladrillo refractario aislante de alta temperatura los mantiene frescos. Elemento protegido en ranura empotrada. Incluye instrucciones de uso.</td></tr><tr><td>Smith Little Torch Completo Sistema de Acetileno y Oxígeno</td><td>Rio Grande</td><td>500030</td><td>Obtenga todo lo que necesita para equipar su taller de soldadura y soldadura fuerte. Utilice los sistemas Little Torch para aplicaciones de soldadura, soldadura fuerte y fundición < oro/> o plata. ¡Complete todos los trabajos de soldadura y fusión con confianza y facilidad! Este sistema acepta todas las puntas de accesorios Little Torch para trabajos de fundición, soldadura fuerte y soldadura grande y es un elemento básico para todos los joyeros.</td></tr><tr><td>Delantal de seguridad resistente al calor</td><td>Rio Grande</td><td>750160</td><td>El delantal especialmente diseñado tiene un diámetro de 800 &deg; F (427 &deg; C) resistencia a la temperatura. Su acabado reflectante repele las salpicaduras de metal caliente y ayuda a aislar al usuario del calor.</td></tr><tr><td>Guantes Radnor Resistentes al Calor</td><td>Rio Grande</td><td>350050</td><td>Estos guantes flexibles y resistentes al calor son ideales para proyectos de esmaltado, ya que le permiten agarrar incluso pinzas pequeñas de forma segura. Los guantes de cuero azules con abertura en los hombros están hechos de piel de vaca resistente y forrados con algodón y espuma, y tienen alas reforzadas para los pulgares.</td></tr><tr><td>Vidrios para soldar platino, #7</td><td>Rio Grande</td><td>113914</td><td>Protéjase a sí mismo y a sus empleados al soldar platino. Las cómodas gafas cuentan con auriculares ajustables y lentes de policarbonato verde IR #7 de 52 mm. La lente #7 está aprobada por The Platinum Guild.</td></tr><tr><td>Pinzas económicas para matraces de servicio liviano</td><td>Rio Grande 704026</td><td></td><td>Construidas de acero doblado, estas pinzas están diseñadas para manejar frascos de 3-1/2" o menos de diámetro. Las muescas de ángulo pequeño agarran matraces de menor tamaño y el área de contorno redondeada más grande sostiene de forma segura matraces más grandes.</td></tr><tr><td>Cubo de cribado separador</td><td>Rio Grande</td><td>201360</td><td>15" de diámetro, 11-1/2" de profundidad</td></tr><tr><td>Chorreador de arena - Econoline - 101701CB-A - Armarios independientes Ancho del espacio de trabajo (pulgadas): 60 Profundidad del espacio de trabajo (pulgadas): 48</td><td>MSC suministro industrial Co.&nbsp;</td><td>223818</td><td>armarios de pie; Ancho del espacio de trabajo (pulgadas): 60; Profundidad del espacio de trabajo (pulgadas): 48; Altura del espacio de trabajo (pulgadas): 40; Requerimiento de aire: 12 CFM @ 80 psi; Ancho total del gabinete (pulgadas): 65; Profundidad máxima del gabinete (pulgadas): 86</td></tr><tr><td>Johnson's Baby Oil Shea & Manteca de cacao &nbsp;</td><td>Wal-Mart</td><td>260074132</td><td>Este aceite para bebés se utiliza para eliminar los residuos del material de soporte para el patrón de sacrificio moldeable utilizando el limpiador ultrasónico digital.</td></tr><tr><td>Kit de marco de sierra y hoja de sierra alemán de 4"</td><td>Rio Grande</td><td>110112</td><td>Los marcos de sierra de calidad fabricados en Alemania son nuestros marcos de sierra más populares, ¡y este marco incluye un paquete de muestra de hojas de sierra alemanas Rio! El marco de sierra ajustable le permite lograr la tensión de la hoja que desea. La profundidad de la garganta es de 102 mm (4"). Las hojas de sierra tienen la parte posterior redondeada que facilita el corte de curvas y esquinas y están hechas de acero templado y templado.</td></tr></tbody></table>

la fabricación indirecta de celosía los metales con secciones delgadas uso de fundición centrífuga

Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting

Uno de los métodos típicos para la fabricación de metales de celosía en 3D es el proceso directo de metal fabricación aditiva (AM) como fusión selectiva por láser (SLM) y el haz de electrones de fusión (MBE). A pesar de su capacidad de procesamiento potencial, el método AM directo tiene varias desventajas tales como el alto costo, pobre acabado superficial de los productos finales, limitación en la selección de materiales, de alta tensión térmica, y las propiedades anisotrópicas de piezas. Proponemos un método rentable para la fabricación de metales de celosía en 3D. El objetivo de este estudio es proporcionar un protocolo detallado en la fabricación de metales de celosía en 3D que tienen una forma compleja y un espesor de pared delgada, por ejemplo, braguero octeto hechos de aleaciones de Al y Cu con una longitud de celda unitaria de 5 mm y un espesor de pared de la célula de 0,5 mm. Un procedimiento experimental general se divide en ocho secciones: (a) la impresión en 3D de los patrones de sacrificio (b) por fusión de materiales de apoyo (c) la eliminación de los residuos de materiales de apoyo (d) assembl de patróny (e) la inversión (f) agotamiento de los patrones de sacrificio (g) de fundición centrífuga (h) después de la transformación de los productos finales. La técnica indirecta AM sugerido proporciona el potencial para la fabricación de metales de celosía ultra-ligeros;. Por ejemplo, estructuras de celosía con aleaciones de Al. Parece ser que los parámetros de proceso deben ser controlados adecuadamente dependiendo de los materiales y la geometría del enrejado, la observación de los productos finales de metales octeto de celosía por la técnica de AM indirecta.

Uso de la fabricación de aditivos indirecto descrito en la sección de protocolo, se utilizaron Al y Cu aleaciones de metales octeto de fabricación entramados, como se muestra en la Figura 1 El procedimiento de colada conjunto se resume en la Figura 2 El procedimiento consiste en ocho secciones:.. (A) sacrificial patrón de impresión (b) fusión de material de apoyo (c) la eliminación de los residuos de material de apoyo (d) conjunto de patrones (e) inversi...

Un método de fabricación de aditivos indirecta la combinación de una impresión en 3D de polímeros con una fundición centrífuga se describe para la fabricación de metales para entramados de octetos 3D (Al y Cu aleaciones) con una longitud de celda unitaria de 5 mm con un espesor de pared de 0,5 mm.

La fabricación indirecta de celosía Los metales con secciones delgadas Uso de fundición centrífuga

One of the typical methods to manufacture 3D lattice metals is the direct-metal additive manufacturing (AM) process such as Selective Laser Melting (SLM) ...

El objetivo general de este video es demostrar el proceso de llenado de una microcavidad celular con metal fundido para la fabricación de metales en red mediante fundición centrífuga. Este contenido puede ayudar a responder preguntas clave, como cómo los parámetros del proceso, las propiedades del material del metal fundido y la geometría de la cavidad del molde en red se relacionan con el flujo y la solidificación en la fundición rápida a microescala. Esta técnica complementa la impresión 3D directa masiva de metales en la fabricación de metales en red, y amplía la selección de materiales en el espacio de diseño de estos metales.Hoy, estaré demostrando el procedimiento junto con la estudiante de doctorado Jiwon Mun. Como preparación, dibuje un patrón sacrificial de una estructura de celosía octet con un sistema de bebedero utilizando software de diseño asistido por computadora. Este patrón integrado de una estructura de celosía octet con un sistema de bebedero se funde durante la colada.Utilizando el software CAD, registre el volumen del patrón sacrificial para calcular la masa de metal requerida. Después de imprimir el modelo acrílico, continúe con el proceso de fundición, que se describe detalladamente en el protocolo escrito. El siguiente paso es la fusión del material de soporte.A continuación, se elimina aún más el residuo del material de soporte. Luego, se ensambla el patrón. Tras su ensamblaje, se realiza un proceso de mezclado de revestimiento.Asegúrese de eliminar todos los grumos en la mezcla de agua de inversión. A continuación, realice el proceso de calcinación. Para comenzar, ajuste el tiempo en el horno según el programa de calentamiento y enfriamiento.Para un crisol de este tamaño, la eliminación por calcinación tomará seis horas. Ahora, encienda el horno e inicie el programa de eliminación por calcinación. Durante la eliminación por calcinación, el modelo sacrificable se derrite y se disocia en un gas.Ahora, continúe con el proceso de colado descrito en las siguientes dos secciones. Antes de comenzar, asegúrese de que el brazo de la máquina de colado centrífugo gire con una velocidad angular de 425 RPM. Encuentre el ajuste necesario para esta velocidad utilizando un tacómetro.Seleccione un crisol de cerámica para fundir cada aleación. Con una cortadora de metal, corte las aleaciones en trozos de 10 a 20 milímetros. Corte aproximadamente 150 gramos de cada aleación, que en este caso son aluminio y cobre.Ahora, pese la masa precisa de cada aleación necesaria para el diseño de la red. La cavidad del molde debe llenarse exactamente hasta su capacidad con la aleación fundida. Ahora, prepare un recipiente con agua a temperatura ambiente.30 litros es suficiente. A continuación, póngase ropa ignífuga y colóquese guantes y gafas de protección. Ahora, saque temporalmente el molde de yeso del horno.Colóquelo en el soporte del matraz de la máquina de fundición centrífuga y equilibre el brazo de la centrífuga. Luego, devuelva el molde de yeso al horno e inicie el calentamiento de la máquina hasta 482 grados Celsius. Mientras tanto, coloque el crisol en el portacrisol y cargue la aleación cortada dentro del crisol.A continuación, prepare la antorcha de acetileno. Abra la válvula del tanque de oxígeno conectado y mantenga la presión del gas cerca de 96,5 kilopascales o 14 PSI. Luego, encienda cuidadosamente la antorcha y controle la intensidad de la llama mediante la presión del gas.Tenga mucho cuidado. La llama alcanza hasta 1.200 grados Celsius. Ahora, derrita cuidadosamente la aleación picada en el crisol hasta que esté completamente líquida.Utilice una varilla de carbono para agitar la aleación y fundirla con la parte neutra de la llama del soplete. La fusión adecuada del metal es fundamental, ya que si el metal está demasiado frío, no llenará completamente la forma. Sin embargo, si está demasiado caliente, el aumento de la porosidad causará problemas estructurales.Ahora, tome el molde de yeso precalentado del horno y colóquelo en el brazo portaboten que sostiene el frasco, ubicado junto al crisol con la aleación fundida. Cierre la tapa de la máquina y deje que el brazo gire durante al menos tres minutos. La máquina comienza a girar automáticamente cuando se cierra la tapa.Aproximadamente 420 RPM generan una velocidad de entrada en la cavidad del molde de 8,03 metros por segundo, según lo calculado mediante la dinámica de partículas macroscópica y la velocidad angular. Después de tres minutos, corte la energía de la máquina de fundición centrífuga. Luego, abra la tapa y, utilizando pinzas, retire el molde de yeso del soporte del recipiente.Deje enfriar el molde a temperatura ambiente durante 15 a 20 minutos, hasta que el color de la aleación recupere el de su fase sólida. Luego, utilizando pinzas, sumerja el molde de yeso en el cubo de agua durante aproximadamente cinco minutos. Cuando el molde alcance una temperatura cercana a la ambiente, se habrá enfriado completamente.Ahora, para obtener el metal reticulado dentro del molde, simplemente disuelva el molde en agua. El molde Jibsen se disolverá fácilmente en dos minutos. Ahora es posible realizar procesos posteriores, como la limpieza mediante chorro de arena, que se describe en el protocolo del texto.Asegúrese de utilizar la presión de chorro de arena descrita, ya que los moldes son algo frágiles, especialmente la celosía de octetos de aluminio, que tiene paredes delgadas. Mediante la fabricación aditiva indirecta descrita en la sección del protocolo, se utilizaron aleaciones de aluminio y cobre para fabricar metales con celosía de octetos. El proceso de calcinación se llevó a cabo durante seis horas para fundir el patrón sacrificable.Después del proceso de fundición centrífuga, los productos finales fueron metales con celosía octaédrica fabricados con aleaciones de aluminio y cobre. La aleación de aluminio fundido llenó completamente toda la cavidad del molde de celosía sin presentar falta de llenado. Por otro lado, la aleación de cobre fundido pareció presentar un defecto de fundición causado por la solidificación prematura en la etapa inicial de inyección del metal fundido en la entrada.Después de ver este video, debería tener una buena comprensión del efecto de los parámetros del proceso sobre el llenado de metal fundido en microcavidades celulares, mediante la fabricación indirecta de metales con estructura reticular utilizando fundición centrífuga. Tras su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de los metales reticulados exploraran la fabricación indirecta, combinando la impresión 3D de polímeros con la fundición centrífuga.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Engineering

Ingeniería

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