מאמר שיטה

ייצור עקיף של סריג מתכות סעיפים דקים באמצעות יציקה צנטריפוגלי

DOI:

10.3791/53605

⸱

14 במאי 2016

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

במאמר זה

סיכום

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

שיטת ייצור כתוסף עקיפה שילוב הדפסת 3D של פולימרים עם ליהוק צנטריפוגלי המתוארת למתכות מסבך שמיניית 3D ייצור (אל ו Cu סגסוגות) באורך תא יחיד של 5 מ"מ עם עובי דופן של 0.5 מ"מ.

תקציר

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

אחת השיטות הטיפוסיות לייצור מתכות סריג 3D הוא תהליך הייצור כתוסף ישיר המתכת (AM) כגון סלקטיבי ליזר התכה (SLM) ו אלקטרוני Beam התכה (EBM). למרות יכולת עיבוד הפוטנציאל שלה, שיטת AM הישירה יש כמה חסרונות כגון עלות גבוהה, גימור משטח עני של מוצרים סופיים, הגבלה בבחירת חומר, מתח תרמית גבוה, ומאפיינים איזוטרופי של חלקים. אנו מציעים שיטה חסכונית לייצור מתכות סריג 3D. מטרת מחקר זה היא לספק פרוטוקול מפורט על ייצור של מתכות סריג 3D בעל צורה מורכבת ואת עובי דופן דק; למשל, מסבך השמינייה עשוי מסגסוגת אל ו Cu באורך תא יחידה של 5 מ"מ עובי דופן התא של 0.5 מ"מ. הליך הניסיון הכולל מחולק לשמונה חלקים: (א) הדפסת 3D של דפוסי הקרבה (ב) להמס-אאוט של חומרי עזר (ג) להסרת שאריות של חומרי עזר (ד) דפוס להרכבהy (ה) השקעה (ו) שחיקה של דפוסי הקרבה (ז) ליהוק צנטריפוגלי (ח) שלאחר עיבוד למוצרים סופיים. טכניקת AM העקיפה הציעה מספקת הפוטנציאל לייצר מתכות סריג אולטרה קלות;. למשל, מבני סריג עם סגסוגות אל. נראה כי הגדרת פרמטרי התהליך צריכים להיות נשלטו כראוי בהתאם חומרים וגיאומטרית סריג, התבוננות המוצרים הסופיים של מתכות מסבך שמינייה ידי טכניקת AM העקיפה.

מבוא

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

מתכות סלולריות הן המתכות המורכבות רשת מחוברים של תמוכות מוצקות או צלחות יש מייקרו-ארכיטקטורות מורכבות עם חללי 1. דוגמאות כוללות הן i) קצף סטוכסטיים מובנים באופן אקראי ii) הורה מעת לעת דו מימדי (2D) חלות דבש תלת ממדי (3D) מבנים מסבך סריג. הם זכו לתשומת לב עקב קשיחות המסוימת הגבוהה שלהם וכוח 1-3 וחוסן סגולי גבוה 4-5, ספיגת אנרגיה מצוינת השפעת טעינה 6, בידוד אקוסטי 7, עיצוב אפשרי של dissipaters החום מחליף חום 8. במיוחד, מבני סריג הורה מהעת לעת יש פוטנציאל להנדס את המאפיינים מעולים עם יכולת לשלוט בגיאומטרית הרשת הנקבובית הפנימית.

בשל גיאומטרית הרשת הנקבובית הפנימית המורכבת שלהם, קשה לייצר מתכות הסלולר באמצעות machinin התוסף הקונבנציונליז. ככזה, חוקרים החלו מחפשים שיטות חלופיות כדי לפברק מתכות הסלולר: להרכיב גז מתכת נוזלית או ערבוב אבקת מתכת עם סוכני נושבת נחקרו לייצור צורות מתכת סטוכסטיים 9. בשל חוסר שליטה על טופולוגיה התא, קשה להתאים את תכונות מכניות. לחלופין, שיטות ייצור מתכות הסלולר הורה מהעת לעת נחקרו: ביול יריעות דקות של מתכת לתוך צורה גלית ואחריו להצטרף אליהם כדי ליצור מבנים מחזוריים 10, מליטה מחוררת יריעות מתכת 11, שחול 12, אריגת חוטי מתכת לוהטת לפברק טקסטיל 13. למרות שיטות ייצור אלה מציעות תבניות דיר, הדפוסים עדיין מוגבלים בכיוון מישוריים. במאמץ ליצור החזרה דפוס 3D, החוקרים התחילו להשתמש ייצור כתוסף (PM); למשל, לייזר סלקטיבי התכה (SLM) 14, אלקטרונים Beam התכה (EBM) 15, ו ישיר-מתכת לייזר Sintering (DMLS) 16. למרות היכולת שלהם לפברק 3D הורה גיאומטריות סריג מורכבים, עדיין קיימות מספר מגבלות: קושי באמצעות מתכות עם מוליכות תרמית גבוהות רפלקטיביות אופטית גבוהה 17, מתח שיורי תרמית גבוה 18, גימור משטח עני עם התופעה 'balling' במהלך היתוך ליזר או אלקטרונים 19, נכסי איזוטרופי 20-21 של חלקים נגרמים על ידי השפעה משולבת של הייצור השכבתי, ההיווצרות איזוטרופי של דגנים, גודל אבקה, כוח ומהירות סריקה של קרן ליזר או אלקטרונים 15, צריכת אנרגיה גבוהה, וכו '.

שילוב AM מבוסס פולימרים עם יציקת מתכת עשויה לספק שיטה חלופית לייצור מתכות סריג. אפשר לקרוא לזה "AM עקיף". עקיפת AM עשויה לספק פתרון להתגבר על הבעיות הטכניות של AM הישירה של מתכות שהוזכרו לעיל. קדמו לה כמה ניסיונות היו maדה לייצור מתכות סריג באמצעות עקיפת AM שילוב הדפסת 3D של פולימרים עם ליהוק מבוסס הכביד 22-25; למשל, ליהוק השקעה בשילוב עם מודלים בתצהיר התמזגו (FDM) לפברק סגסוגת סריג 22-25 או חול ליהוק בשילוב עם אבקת חול מבוסס AM 23. הליהוק המבוסס הכובד נראה להישאר אתגר טכני להתגבר - misrun נקבובית נגרמת על ידי התמצקות פתאומית של מתכות מותכות כשהם פוגשים מבני רשת עם פינות חדות של תבניות מבני סריג 25-26. שטח פנים גדול יחסית של תבניות מבני סריג מופיע גם לתרום קירור פתאומי, וכתוצאה מכך המיצוק מוקדם 25-26.

במחקר זה, אנו טוענים שקיימים AM עקיף חלופי שעשויות להתגבר על misrun במהלך הייצור של מתכות סריג - ליהוק צנטריפוגלי חלל עובש סריג שנעשה על ידי דפוס פולימר הקרבת סריג מודפס 3D. אנו משתמשים דיגיטלייםעיבוד אור (DLP) שיטת הדפסת 3D מבוססת לבנות דפוס הקרבה מבני סריג ואחריו ליהוק צנטריפוגלי של סגסוגות אל ו Cu. מטרת מחקר זה היא לספק פרוטוקול מפורט על ייצור של מתכות 3D סריג בעל צורה מורכבת ואת עובי דופן דק. התרומה העיקרית של תהליך זה היא לספק הזדמנות להרחיב את הבחירה של חומרים עם עלות ייצור נמוכה לייצור מתכות סריג.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

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

תכנון 1. של ניסוי

  1. צייר דפוס הקרבה (מבנה מסבך שמינייה עם מערכת sprue) באמצעות תוכנת מחשב תכנון בעזרת מחשב (CAD) כפי שמוצג באיור 1 ולשמור מודל ה- CAD כפורמט קובץ STL.
    הערה: תבנית ההקרבה היא דפוס משולב של מבנה מסבך השמינייה עם מערכת sprue כי תהיה נמסה בסופו של דבר ליציקה. מכיוון דפוס ההקרבה כולל הן את מבנה מסבך השמינייה ומערכת sprue, זה לא בדיוק מייצגים את מסבך השמינייה עצמה. קובץ STL של דפוס ההקרבה מסופק. רשום את עוצמת הקול של דפוס ההקרבה שמספק תוכנות CAD, אשר ישמש לחישוב המסה 'המתכות.
  2. פתח את ציור CAD של דפוס ההקרבה על תוכנת ההדפסה 3D מחובר למדפסת 3D להדפסת התבנית.
  3. ודא כי מדפסת 3D יש מספיק UV לריפוי / פלסטיק אקרילי ניתן ליציקה ואת חומר תמיכה עשוי שעווהבמחסניות המדפסת.

2. ייצור של תבנית של קורבן

  1. ייצור דפוס ההקרבה המורכב של מבנה מסבך השמינייה ומערכת sprue באמצעות מדפסת 3D (איור 2 א - ג).
    הערה: תהליכי 2.1.3 - 2.1.7 אינם נדרשים אם מדפסת 3D אשר אינו מייצר חומרים שיעזרו משמשת.
    1. שלח קובץ STL של דפוס ההקרבה למדפסת 3D להדפיס דפוס הקרבה (איור 2 א).
    2. ממיסים את חומר תמיכה של דפוס ההקרבה בתנור ב מעל טמפרטורת ההתכה של חומר תמיכה (60 - 70 צלזיוס) במשך שעה 2 (איור 2 ב).
      הערה: הטמפרטורה כדי להסיר את חומר התמיכה לא צריכה להיות גבוהה מדי. אחרת, הדבר עלול לגרום נזק דפוס ההקרבה. דפוס ההקרבה מתחיל מקבל פגום בסביבות 80 C במחקר זה.
      הערה: טמפרטורת ההתכה של supporחומרים לא משתנה עם מדפסות 3D שבו חומרי עזר שונים ניתן להשתמש.
    3. למלא שואב קולי דיגיטלי עם שמן תינוקות עד 2.5 L, מרבית הנפח כי המנקה יכול להכיל (איור 2 ג).
      הערה: הומלץ על ידי הספק של מדפסת 3D להשתמש בשמן תינוקות לפירוק שאריות של חומר תמיכה כמו שעווה.
    4. מכניס את תבנית ההקרבה לתוך השואב הדיגיטלי אולטראסאונד ולהדליק את הכח של השואב (איור 2 ג). ודא כי דפוס ההקרבה הוא שקוע לחלוטין בתוך השמן.
    5. הסר שאריות של החומר לתמיכה על ידי טבילת דפוס ההקרבה לתוך השמן ב 65 צלזיוס למשך 40 דקות (איור 2 ג).
    6. להוציא את תבנית הקורבן מן הנקי יותר אם חומר התמיכה נמחק לחלוטין.
    7. יש דפוס יבש ההקרבה עם מאוורר ב RT (~ 20 ג) (איור 2 ג).
      הערה: זה לוקח בערך 2 שעותעד השמן על פני השטח של תבנית ההקרבה הוא מיובש לחלוטין. קח למשל את דפוס ההקרבה להיות יבש לחלוטין אם השטח אינו דביק.

ייצור 3. עובש

  1. עצרת תבנית
    1. צרף אטם גומי לדפוס ההקרבה (להלן מסבך השמינייה עם מערכת sprue) ומניחים אותם על החלק התחתון של בקבוקון בצורת צילינדר עם גובה של 6.35 ס"מ ו בקוטר של 6.35 ס"מ (איור 2 ד).
      הערה: כן שתי צלוחיות ליציקה כל מתכת; סגסוגות אל ו Cu.
    2. בדוק אטם הגומי עם דפוס ההקרבה מחובר לחלוטין אל החלק התחתון של הבקבוק.
    3. עוטף את הבקבוק עם סרט דביק, כך תערובת אבקה-מי השקעה, שסדר שיפורט בסעיף הבא, לא יכולה להדליף מהבקבוק.
  2. הכנת עובש השקעות
    1. כן אבקת השקעה (קאסו 4 , ρ = 1019 ק"ג / מ '3) של 89 גרם, המהווה 87.16 מ"ל. השתמש בקנה מידה לשקיל אבקת ההשקעה.
      ההערה: התכונות הפיסיקליות של אבקת ההשקעה מוצגות בלוח 1.
    2. יוצקים את אבקת השקעה לתוך קערת ערבוב (1 ליטר).
    3. יוצקים מים (114 מ"ל) לתוך קערת ערבוב. השתמש מבחנה כדי למדוד את נפח המים.
    4. מערבבים את אבקת השקעה עם המים בקערה במשך 3 דקות. מערבבים היטב עד שאין גושים בתערובת אבקת-מים ההשקעה. אחרת, הדבר עלול לגרום לאיכות משטח עניה של עובש השקעה. בצע את זרימת העבודה, כפי שמוצג באיור 3.
    5. כדי להסיר בועות אוויר בתערובת, מניחים את הקערה בתא ואקום עבור 90 שניות עד בועות האוויר לא ניתן לראות את התערובת בעיניים חשופות (איור 3).
    6. יוצקים את התערובת לתוך בקבוק הטבעה דפוס ההקרבה ואת אטם גומי (איור 2E).
    7. מניחים את flask בתא ואקום שוב למשך 90 שניות כדי להסיר את שאריות של בועות אוויר בתוך התערובת (איור 3).
    8. ייבש את התערובת בתוך הבקבוק עד שהוא קשוח ב RT (איור 3).
      הערה: בדרך כלל, זה לוקח בערך 10 - 15 דקות עבור התערובת להיות קשוחה ב RT.
    9. הסר את הבקבוק ואת אטם גומי בתחתית התערובת בבקבוק פעם את התערובת הוא התקשה (איור 3). מוצר זה עשוי להיקרא עובש טיח.
  3. שְׁחִיקָה
    1. הגדרה זמן בעירה-אאוט בכבשן בעוד בעקבות החימום וקירור לוח זמנים (איור 4) חימום 23 150 ° C ב 2.1 C / min; 150 כדי 370 C ב 3.7 C / min; 370 כדי 480 C 1.85 C / min; 480 כדי 730 C ב 4.17 C / min; 730 צלזיוס במשך שעה 1.; קירור 730 כדי 480 C ב -4.17 C / min.
      שים לב: בפעם עבור לשרוף-אאוט varies עם בגודל של בקבוק. במחקר זה, להגדיר את פרק הזמן הקצוב לשרוף עד 6 שעות.
    2. מניחים את התבנית טיח בכבשן (איור 2F).
    3. הפעל את התנור ולהגדיל טמפרטורה בכבשן להסיר את דפוס ההקרבה בתוך תבנית הטיח. במעקב אחר מצבם הטמפרטורה באיור 4.
      הערה: מכיוון UV לריפוי / פלסטיק אקרילי ניתן ליציקה, החומרים של דפוס ההקרבה, הוא פלסטיק אקרילי-פולימר תרמוסטית, זה לא זורם אבל הוא ניתק לשלב גז בכבשן.
  4. יציקה צנטריפוגלי (איור 2G)
    1. בדוק זאת היד של מכונת יציקה צנטריפוגלי ספינים עם המהירות הזוויתית של 425 סל"ד באמצעות טכומטר לאחר הפעלת הכוח של מכונת יציקה צנטריפוגלי.
    2. כן שני כורי היתוך קרמיקה שיכול להכיל סגסוגת 150 גרם להינמס. השתמש כורי היתוך נפרד עבור סגסוגות אל ו Cu כדי למנוע מהם להיות מזוהמים עם דואראח אחר.
    3. הפעילו את המחשב של מכונת יציקה צנטריפוגלי.
    4. בעזרת סכין מתכת, קוצצים סגסוגות לחתיכות עם 10 - 20 מ"מ אורך. הכן אותם מספיק כדי למלא את חלל עובש מלא שהיקף צריך להיות זהה דפוס ההקרבה.
      הערה: המסה של מתכות יש למלא את אותו נפח של חלל עובש משתנה בהתחשב משתנים צפיפות עבור כל מתכת.
    5. תלבש בגדים מעכבים להבה וכפפות, ומשקפים. כן דלי המים (30 ליטר) ב RT.
    6. קח עובש טיח זמנית החוצה מן הכבשן בסעיף 3.3, להתקין אותו בעריסה הבקבוק ולאזן את הזרוע של מכונת יציקה צנטריפוגלי (איור 5).
    7. מניחים את התבנית טיח בחזרה אל תנור ומעלה מראש לחום 482 מעלות צלזיוס לפני הליהוק.
    8. מניח את כור ההיתוך של בעל כור ההיתוך (איור 5).
    9. שם הסגסוגת קצוץ לתוך כור ההיתוך.
    10. פתח את השסתום של חמצןטנק מחובר עם פנס חמצן-אצטילן לשמור על רמת לחץ במכל של 96.5 kPa (14 psi).
    11. להצית את הלפיד אצטילן-חמצן עם מצית לשלוט בעוצמת הלהבה על ידי התאמת תמהיל גזים.
      הערה: זהירות נדרשת בעת שימוש לפיד אצטילן-חמצן. הטמפרטורה המקסימלית שלה של לפיד היא כ -1,200 מעלות צלזיוס.
    12. ממסי סגסוגת קצוצה (סגסוגת אל או סגסוגת Cu) עם הלפיד בכור ההיתוך עד סגסוגת לחלוטין הופכת נוזלית.
    13. מערבבים הסגסוגת בכור ההיתוך עם מוט הפחמן עד סגסוגת הקצוצה נמסה לחלוטין.
    14. מניח את תבנית הטיח בעריסת הבקבוק בחזרה ליד כור ההיתוך המכיל סגסוגת מותכת (איור 5).
    15. סגור את המכסה של מכונת יציקה צנטריפוגלי, בואו לסובב זרוע צנטריפוגלי ולחכות לפחות במשך 3 דקות.
      הערה: מכונת יציקה צנטריפוגלי מתחיל לפעול כבר את המכסה של מכונת יציקה סגורה. זרוע צנטריפוגלימסתובב במהירות של 425 סל"ד אשר תואמת את מהירות הכניסה בבית חלל העובש של דפוס ההקרבה, נ r = 8.03 m / sec 28, 29 באיור 5 שבו מהירות הכניסה מחושבת לפי דינמיקת החלקיקים מקרוסקופית מתוך זוויתי מהירות של הליהוק צנטריפוגלי לחמש 28, 29.
    16. כבה את הכוח של מכונת יציקה צנטריפוגלי לאחר סיבוב 3 דקות של הזרוע.
    17. פתח את המכסה של מכונת היציקה.
    18. קח עובש הטיח מתושבת הבקבוק באמצעות מלקחיים.
    19. שמור את התבנית ב RT במשך 15 - 20 דקות עד שמתקבל צבע של סגסוגת מותכת פונה אל אחד המקורי בשלב מוצק.
    20. באמצעות מלקחיים, להרוות את תבנית הטיח במים להציב בתוך דלי (30 ליטר) ב RT במשך כ -5 דקות. ודא את הטמפרטורה של עובש הטיח קרובה RT לאחר המרווה.
    21. על מנת לקבל את מתכת הסריג בתוך התבנית, לפזר אתעובש במים. העובש עשוי גבס מתמוסס בקלות במים.

עיבוד 4. הודעה על תוצרים סופיים של מתכות השמינייה מסבכת

  1. הפעילו את המחשב של sandblaster.
  2. מניח את מתכות מסבך שמינייה בפלטפורמה בתוך sandblaster ולסגור את הדלת של המכונה.
  3. לבש כפפות לאחוז באקדח sandblaster.
  4. תפוס את חלק sprue של המוצר מתכת ומכבה את הטיח שיורית מן המתכת סריג עם sandblaster עבור שעה 2.
    הערה: עוצמת sandblaster נקבעה באופן אוטומטי כ ב 550 kPa. לאחר sandblaster מופעל, אז האוויר יוצא אוטומטית מן האקדח.
  5. שמור על ריצת sandblaster עד שאריות טיח השקעה בתוך מתכת מסבך השמינייה נמחקה לחלוטין בעת ​​בדיקה בעין בלתי המזוינת.
    הערה: אין קריטריון מיקרוסקופי על הסרת שאריות טיח. זהו מעבר להיקף של מחקר זה. Tהוא הסרת שאריות טיח נקבעת בקלות בעין בלתי מזוינת. מכיוון מסבך השמינייה הוא מבנה תא פתוח, אפשר לראות דרך ולבדוק אם אם לאו שאריות הטיח נמחקו לחלוטין.
    הערה: זהירות נדרשת עבור sandblaster שלא לפגוע מתכת מסבך השמינייה עם עובי דופן דק (0.5 מ"מ) בלחץ גבוה (550 kPa).
  6. אם שאריות טיח ההשקעה בתוך המתכת מסבך השמינייה לא יוסר לחלוטין עם sandblaster, להשתמש בשיטות עיבוד פוסט נוסף, לדוגמה, גידול ניקוי קולי או עזיבת מוצר במים למשך יום.
  7. במקרה של שימוש בחומר ניקוי קולי, למלא 0.7 מי L אל השואב הקולי ומניח מתכת מסבך שמינייה עם שאריות טיח השואב הקולי.
    1. הפעל את המחשב של השואב הקולי.
    2. הגדרת מצב פעולה; למשל, 3 שעות ב 70 מעלות צלזיוס.
    3. קח מתכת מסבך שמינייה מתוך השואב הקולי פעם המבצע דואר מסתיים.
    4. ייבש את מתכת מסבך השמינייה ב RT עד מים על משטח המתכת נמחק לחלוטין.
  8. כטכניקה שלאחר עיבוד חלופית, לעזוב מתכת מסבך שמינייה במים. זה גורם שאריות טיח להיות מומס במים.
    1. מניח את מתכת מסבך שמינייה עם שאריות הטיח במים ולהשאיר אותה במשך יום אחד, כך שהכח מליט בין טיח ההשקעה ועל משטח המתכת הופך להחליש במים.
    2. קח מתכת מסבך שמינייה מחוץ למים.
    3. ייבש את מתכת מסבך השמינייה ב RT עד מים על משטח המתכת נמחק לחלוטין.
  9. בעזרת מסור או כלים מתאימים אחרים, לחתוך את המתכת מלאה את החלל של חלק מערכת sprue מחוץ למוצר המתכת להשיג מתכת מסבך שמינייה הסופית עם גודל של 25 מ"מ x 25 מ"מ x 25 מ"מ, כפי שמוצג באיור 1 ב.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

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

באמצעות הייצור כתוסף העקיף כמתואר בסעיף בפרוטוקול, סגסוגות אל ו Cu שמשה מתכות מסבך שמינייה תעשייתית, כפי שמוצגת באיור 1 הליך הליהוק כולו מסוכם איור 2 ההליך מורכב משמונה חלקים:.. (א) הקרבה דפוס הדפסה (ב) היתוך-אאוט של חומר תמיכה (ג) להסרת שאריות של חומר תמיכה (ד) הרכבת דפוס (ה) השקעה (ו) שחיקה של דפוסי הקרבה (ז) ליהוק צנטריפוגלי, ו- (ח) פוסט מעבד. תהליך ערבוב ההשקעה בוצעה על מנת לוודא כי לא היו גושים בתערובת השקעה-מ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

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

ליציקת מתכת קונבנציונלית, חשוב לשמור על הזרימה המתמדת של המתכת המותכת חלקה וייעל ב 'למינרית' ב חלל העובש מעדיף להימנע זרימה סדירה ונסערת נצפתה כלל ב זרימה טורבולנטית 27. לפיכך, חשוב לעצב את הכניסה כראוי של מערכת sprue הקשורים למהירות הסיבוב של זרוע צנטריפוגלי כדי לשמור על זרימת המתכת מותכת בתוך חלל עובש הסריג 'למינרית'.

במחקר זה, את השלבים הקריטיים של פרוטוקול הם ערבוב של אבקת השקעה עם ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

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

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

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

מחקר זה קיבל תמיכה מן גרנט ייזום מחקרים (RIG) של סגן הנשיא למחקר ופיתוח כלכלי באוניברסיטת צפון טקסס (UNT). המחברים מודים גם KCIS בע"מ לתמיכה במחקר זה חלקית. התמיכה מן Paccar מכון טכנולוגי בבית UNT להצלחה בפרסום זה היא מאוד מוערכת.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מכונת יציקה צנטריפוגלית ממונעתמכונת יציקה צנטריפוגלית ממונעת Rey, Rey Industries Inc.תוצרת ארה"ב על ידי Rey industries, Inc. דאלאס, טקסס 75220
אבקת גבססאטן יצוק 20, FindingKing Kerr7960אבקת גבס משמשת לייצור תערובת ההשקעות
מדפסת תלת מימד PloyjetProjet HD3500 Plus, מערכותמדפסת תלת מימד מבוססת פולימר זו להדפסת דפוס הקרבה ליציקה.
חומרי מחסנית - פלסטיק אקרילי הניתן לריפוי ויציקה UVVisiJet Procast, מערכותזהו חומר הניתן ליציקה שהולך להישרף לפני היציקה
חומרי מחסנית- חומר תמיכהVijiJet S300, מערכותזהו חומר תמיכה שהולך להיות מוסר לפני הרכבת התבנית
יציקת ברונזה עתיקהגרגר ריו גרנדה706051גרגר הברונזה האמיתי הזה אינו מכיל אבץ. נוזלי מאוד, הוא נמס במהירות, יוצק בצורה נקייה ומספק איזון טוב בין חוזק לעמידות. לצבע החם והברונזה העמוקה יש גוונים אדומים עשירים, והסגסוגת לוקחת פטינה טובה.
ההרכב הוא 90% נחושת עם כמות פח; מתאים לקטגוריית CDA#90700. דגנים אלה נמכרים באריזות של 1 ליברות.
חוט עגול מאלומיניום, 1/8 אינץ', 1 ק"ג. סליל, Dead SoftRio Grande134700חוט אלומיניום קל משקל וחזק הוא בחירה חסכונית ורב-תכליתית. לא לבן בוהק כמו כסף, אלומיניום מציע גוון חם יותר בדומה לזה של פלטינה. הלחמה רק עם הלחמות בטמפרטורה נמוכה כגון Stay-Brite; מתאים גם לריתוך קשת דופק וגם לריתוך לייזר. חוט אלומיניום איכותי זה ארוז על סלילים של 1 ק"ג.
תוכנת עיצוב בעזרת מחשב (Pro-e)ניתן להחליף תוכנה זו באחרות כגון Auto CAD, Catia וכן הלאה.
ProJet Finisher 1-Aתלת מימדמכונה זו משמשת להמסת חומר התמיכה.
160 וואט 2.5 ליטר מנקה אולטראסוני דיגיטלי עם טבעות מחמם טיימר כליםשיקגו, חשמלי, כלי עבודהקיבולת 85 אונקיות, חמישה מחזורי ניקוי: 90, 180, 280, 380 ו-480 שניות, נקי עם או בלי חום, טיימר דיגיטלי LED קל לקריאה,
מאוורר חלון ברור האניוול בע"מ HT-800120 V A.C., 60 הרץ, 0.85 A.
שעוות פרפין TP ליריעת שעווה - יריעת השעווה הוורודה של המודל, 3 אינץ' על 6 אינץ', 24-Ga.שעוות ריו גרנדה700075היא גמישה וניתנת לחיתוך או לעיצוב לכל צורה. זה" אידיאלי לעיצוב מכיוון שאתה יכול לצייר או לעקוב ישירות על הסדין; בחר ירוק או ורוד בהתאם למה שיציג בצורה הטובה ביותר את העיצובים שלך. תקני ייצור גבוהים מבטיחים עקביות יוצאת דופן וחיסכון משמעותי במחיר. הערך מוגבר על ידי כמויות חבילות גדולות יותר במחיר זהה לחבילות הקטנות הזמינות במקומות אחרים. כל אריזה של 8 אונקיות מכילה כ-30 גיליונות.
שעוות פרפין למקל שעווה - Modeler's Medium Red Sprue Wax, 8-GaRio Grande700741שעוות אשוח גמישה ורכה יותר מהכחול המוצק. טוב ליצירת שערים ואשוחים, ונשרף בצורה נקייה ללא שאריות.
מנורת אלכוהולריו גרנדה700008השתמש במנורה זו לחימום כלים לעיבוד שעווה או כמלטש להבה. למאגר הזכוכית הכבד יש דפנות פנים כדי לאפשר להטות אותו לזווית הלהבה. כוונון בורג לפתיל בגודל 7 אינץ' x 3/16 אינץ' שולט בגובה הלהבה. מכסה בטיחות מכבה את הלהבה ומונע אידוי דלק. לקבלת הלהבה הטובה ביותר, השתמש בדלק אלכוהול מתיל. פתילות חלופיות זמינות. המאגר מכיל 150 מ"ל דלק.
סט כלי גילוף שעווה - גילופי שעווה באחיזה רכה, סט של 10ריו גרנדה700329סט קופסאות זה מציע את הטוב ביותר בטכנולוגיית חיתוך ועיצוב. כל אחד מעשרת כלי גילוף השעווה האיכותיים הללו כולל ידית מכוסה PVC בגודל 5/16 אינץ' המבטיחה אחיזה בטוחה ונוחה לאורך שעות עבודה ולכולם קצוות חדים לעיצוב ופרטים עדינים. חידוד או עיצוב מותאם אישית של כל כלי כך שיתאים לצרכים שלך. כלים אלה מספקים חוזק כלים יוצא דופן ומספקים תוצאות מצוינות. סט זה מגיע בקופסת עץ צירית ומרופדת קצף.
קערת ערבוב גומי, 1 - 1/2 ל'.ריו גרנדה702131קערת הגומי המגופרת הגמישה ביותר הזו קלה לאחיזה, לא תיפגע על ידי מרית ומנקה בקלות.
פיירקס, 1,000 מ"לריו גרנדה335040אידיאלי להחזקה וחימום של פתרונות ציפוי אמבטיה, זכוכית פיירקס מקורית זו יציבה ועמידה.
בקבוק נירוסטה פרימיום ריו, קוטר 2 - 1/2 אינץ'.ריו גרנדה70201514בקבוק נירוסטה מוצק ואיכותי #304 עמיד בפני קורוזיה, עמיד לחיי שירות ארוכים ומתפקד בטמפרטורה קיצונית ללא עיוותים.
כור היתוך יציקה קרמי CAST/T, 450 גרםריו גרנדה705047כור היתוך הזה מיוצר אך ורק עבור מכונת היציקה הצנטריפוגלית CAST/T, כור היתוך הזה מעוצב עם בסיס זוויתי שמחליק לתוך התושבת הצירים על גבי מכונת היציקה. זה מביא את כור ההיתוך ליישור מושלם עם מרכז טבעת הבקבוק כדי להבטיח מזיגה ללא שגיאות.
משקל דיגיטלי MyWeigh iBalance 300ריו גרנדה116850סולם זה משמש למדידת משקל מערכת ההקרבה והאשוח למתכת שעומדת לשמש ליציקה צנטריפוגלית.
תחתית גומי - בסיס טבעת בקבוק CAST / Tריו גרנדה705025מיוצר במיוחד עבור מכונת היציקה הצנטריפוגלית CAST / T, בסיס גומי זה מתאים לכל סגנונות טבעת הבקבוק של מלך השולחן, ויוצר אטימה מאובטחת ואטומה לאורך כל תהליך ההשקעה. העמוד המרכזי מתאים לאחד מסגנונות דיסק השעווה לרבגוניות מלאה.
סקוטש&רג; סרט דביק צבעוני, 1 7/8 אינץ' x 20 יארד, כחולOfficeMax 22353766סקוטש זה משמש כדי לוודא שתערובת הגבס-מי מכסה במלואה את דפוס ההקרבה המורכב בתוך הבקבוק על ידי מתן חומר נוסף מעל גובה הבקבוק
מכונת יציקת ואקום - VIC 12 מכונת יציקת בקבוק מוצקה ומחוררת עם The Rio Assistant, 110 וולטריו גרנדה70511814מכונת הליהוק V.I.C. 12 מציעה את כל החידושים הטכניים האחרונים להשקעה ויציקה יעילה ופרודוקטיבית. מכונה זו, שנועדה לענות על הדרישות של פעולות יציקה בינוניות, כוללת משאבת ואקום עוצמתית של 1/2 כ"ס, 5cfm לשאיבת אבק יעילה ותוצאות יציקה יוצאות דופן. ה-V.I.C. 12 מטיל צלוחיות קטנות או גדולות. כולל שולחן מתאם המקבל צלוחיות מוצקות סטנדרטיות בגובה של עד 5 אינץ' x 7 אינץ' ומותקן על רגלי גומי ליציבות.
תנור לדפוס קורבן שרוף - כבשן אמייל דגם ריו 1000 עם בקר תשע תוכניותריו גרנדה703121כבשן האמייל של ריו כולל שלוש טמפרטורות שריפה מוגדרות מראש לאמייל ושש שניתן להגדיר. השתמש בבקר Rio הבלעדי כדי להגדיר ולשמור על טמפרטורות השריפה. מושלם לכל סוגי האמייל, כולל חתיכות גבוהות. כולל מקום רב לירי ודלת קלה לנעילה שלא תגרום לאמייל שלך בעת פתיחה וסגירה. מתאים גם לחימר מתכת, זכוכית וקרמיקה. מארז פלדה מגולוון עם לבני אש מבודדות בטמפרטורה גבוהה שומר על קור רוח. אלמנט מוגן בחריץ שקוע. כולל הוראות למשתמש.
Smith Complete Little Torch אצטילן ומערכת חמצןריו גרנדה500030קבל את כל מה שאתה צריך כדי לצייד את החנות שלך להלחמה והלחמה. השתמש במערכות Little Torch ליישומי הלחמה, הלחמה ויציקת זהב
או כסף. השלם כל עבודת הלחמה והתכה בביטחון ובקלות! מערכת זו מקבלת את כל טיפים לאביזרי Little Torch לעבודות התכה, הלחמה והלחמה גדולות והיא מצרך עיקרי לכל תכשיטן.
סינר בטיחות עמיד בחוםRio Grande750160לסינר שתוכנן במיוחד יש 800 ° F (427 ° ג) עמידות בטמפרטורה. הגימור הרפלקטיבי שלו דוחה התזות מתכת חמות ומסייע לבודד את הלובש מפני חום.
כפפות עמידות בחום של RadnorRio Grande350050כפפות גמישות ועמידות בחום אלו אידיאליות לפרויקטים של אמייל, ומאפשרות לך לאחוז אפילו במלקחיים קטנים בצורה מאובטחת. כפפות עור כחולות מפוצלות בכתפיים עשויות מעור פרה קשיח ומרופדות בכותנה וקצף, ובעלות כנפי אגודל מחוזקות.
משקפי הלחמה פלטינה, #7Rio Grande113914הגן על עצמך ועל העובדים שלך בעת הלחמת פלטינה. משקפיים נוחים כוללים אוזניות מתכווננות ועדשות פוליקרבונט ירוקות IR 52 מ"מ #7. עדשת #7 מאושרת על ידי גילדת הפלטינה.
מלקחיים קלים חסכונייםריו גרנדה704026בנויים מפלדה כפופה, מלקחיים אלה נועדו להתמודד עם צלוחיות בקוטר 3-1/2 אינץ' או פחות. החריצים בזווית קטנה אוחזים בגדלים קטנים יותר של בקבוקים ואזור המתאר הגדול והמעוגל מחזיק היטב צלוחיות גדולות יותר.
דלי מסך מפרידRio Grande201360קוטר 15 אינץ', עומק 11-1/2 אינץ'
- Econoline - 101701CB-A - ארונות עצמאיים רוחב סביבת עבודה (אינץ '): 60 עומק סביבת עבודה (אינץ '): 48MSC אספקה תעשייתית ושות' 223818ארונות עומדים; רוחב סביבת עבודה (אינץ'): 60; עומק סביבת עבודה (אינץ'): 48; גובה סביבת עבודה (אינץ'): 40; דרישת אוויר: 12 CFM @ 80 psi; רוחב ארון כולל (אינץ '): 65; עומק ארון מקסימלי (אינץ '): 86
שמן תינוקות של Johnson's שיאה & חמאת קקאו וול-מארט260074132שמן תינוק זה משמש להסרת שאריות חומר התמיכה לדפוס ההקרבה הניתן ליציקה באמצעות מנקה אולטרסאונד דיגיטלי.
מסגרת מסור גרמנית 4 אינץ' וערכת להב מסורריו גרנדה110112מסגרות איכותיות מתוצרת גרמניה הן מסגרות המסור הפופולריות ביותר שלנו, ומסגרת זו כוללת חבילת דוגמאות של להבי מסור גרמניים של ריו! מסגרת המסור המתכווננת מאפשרת לך להשיג את מתח הלהב הרצוי. עומק הגרון הוא 102 מ"מ (4 אינץ'). להבי המסור הם בעלי גב מעוגל המקל על חיתוך קימורים ופינות ועשויים מפלדה קשוחה ומחוסמת.
תלת מימד תלת מימד תלת מימד מערכות חשמליים

מקורות

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

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

Sacrificial PatternInvestment CastingBurnout ProcessMolten MetalAluminum AlloyCopper AlloyOctet TrussPost Processing

מאמרים קשורים