Name: 遠心鋳造を使用した薄い部分との格子金属の間接製作 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-05-14T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 32 s
Description: 学ぶ遠心鋳造による格子金属の間接製造法。3Dプリントしたポリマー金型にアルミニウムや銅合金の溶融金属を充填し、複雑なオクテットトラス構造を作製する技術を解説します。

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この研究は、ノーステキサス大学の研究と経済開発のための副社長の研究開始グラント（RIG）（UNT）から支援を受けました。著者らはまた、部分的に、この研究を支援するためのKCIS株式会社に感謝します。本書の成功にUNTでPACCAR技術研究所からのサポートが大幅に高く評価されています。

実験1.計画<ol><li> 図1に示すように、コンピュータ支援設計（CAD）ソフトウェアを使用して犠牲パターン（スプルーシステムとのオクテットトラス構造）を描き、STLファイル形式としてCADモデルを保存します。 注：犠牲パターンは、最終的に鋳造するために溶融されるスプルーシステムとオクテットトラス構造の統合されたパターンです。犠牲パターンは、オクテットトラス構造とスプルーシステムの両方が含まれているため、それは正確にオクテットトラス自体を表すものではありません。犠牲パターンのSTLファイルが提供されます。金属「質量を計算するために使用されるCADソフトウェアによって提供される犠牲パターンの体積を記録します。 </li><li>パターンを印刷するための3Dプリンタに接続された3D印刷ソフトウェア上の犠牲パターンのCAD図面を開きます。 </li><li> 3Dプリンタは十分なUV硬化型/キャスタブルアクリルプラスチックとワックスからなる支持材料を持っていることを確認してくださいプリンタのカートリッジインチ</li></ol>犠牲パターンの2製作<ol><li>オクテットトラス構造と3Dプリンタ（ - C図2A）を使用して、湯口システムからなる犠牲パターンを製造しています。 注意：2.1.3でのプロセス - サポート資料を生成しない3Dプリンタが使用されている場合2.1.7は必要ありません。 <ol><li>犠牲パターン（ 図2A）を印刷するために3Dプリンタに犠牲パターンのSTLファイルを送信します。 </li><li> 2時間（ 図2B）のために- （70 C 60）支持体材料の溶融温度以上のオーブンで犠牲パターンの支持材を融解します。 注：支持材料を除去するための温度が高すぎてはなりません。それ以外の場合は、犠牲パターンに損傷を与える可能性があります。犠牲パターンは、この研究では、約80℃に傷つく開始します。 注：supporの溶融温度をTの材料は、異なる支持体材料を使用することができる3Dプリンタによって変化します。 </li><li> 2.5 Lにベビーオイルを上にして、デジタル超音波洗浄器に必要事項を記入し、掃除機に格納できる最大容量（ 図2C）。 注：これは、ワックス状担体材料の残留物を溶解するベビーオイルを使用する3次元プリンタの供給業者によって推奨されました。 </li><li>デジタル超音波洗浄器に犠牲パターンを入れて、クリーナー（ 図2C）の電源をオンにしてください。犠牲パターンが完全に油に沈めていることを確認します。 </li><li> 40分（ 図2C）のために65℃の油に犠牲パターンを浸漬することによって、支持体材料の残留物を取り除きます。 </li><li>支持材料が完全に削除されている場合は掃除機から犠牲パターンを取り出します。 </li><li> RT（〜20℃）（ 図2C）でファンを犠牲パターンの乾燥を持っています。 注：これは、約2時間かかります犠牲パターンの表面にオイルが完全に乾燥するまで。表面が粘着性でない場合、完全に乾燥する犠牲パターンを考えてみましょう。 </li></ol></li></ol>金型の3製作<ol><li> パターンアセンブリ <ol><li>犠牲パターン（スプルーシステムとのオクテットトラス）にゴムパッキンを取り付け、6.35センチメートルの高さと6.35センチメートル（ 図2D）の直径を有する円筒形のフラスコの底の上に置きます。 注：各金属を鋳造するための2つのフラスコを準備します。 AlとCuの合金。 </li><li>ダブルチェック犠牲パターンを有するゴムガスケットを完全にフラスコの底部に取り付けられています。 </li><li>その手順を、次のセクションで説明される投資粉末 - 水混合物は、フラスコから漏れないように、ダクトテープでフラスコを包みます。 </li></ol></li><li> 投資金型の製造 <ol><li>投資粉末を準備します（たCaSO 4 </sUB&gt;、ρ= 1019キロ/ m 3）で87.16ミリリットルで89グラム、の。投資粉末を計量のスケールを使用してください。 注：投資粉末の物性を表1に示します。 </li><li>ミキシングボウル（1 L）に投資粉末を注ぎます。 </li><li>ミキシングボウルに水（114ミリリットル）を注ぎます。水の量を測定するために、ビーカーを使用してください。 </li><li> 3分間ボウルに水と投資の粉を混ぜます。投資粉末 - 水混合物中の塊が存在しなくなるまでよく混ぜます。それ以外の場合は、投資型の貧弱な表面品質を引き起こし得ます。 図3に示すように、作業の流れに従ってください。 </li><li>気泡が裸目（ 図3）との混合物に見られなくなるまで、混合物内の気泡を除去するために、90秒間真空チャンバ内にボウルを置きます。 </li><li>犠牲パターンとゴムパッキン（ 図2E）を埋め込 ​​むフラスコに混合物を注ぎます。 </li><li> FLAを配置混合物（図3）の内部に気泡の残留物を除去するために90秒間再び真空チャンバー中のK。 </li><li>それはRT（ 図3）で硬化されるまで、フラスコ内の混合物を乾燥させます。 注意：通常は、約10かかり - RTで硬化される混合物のための15分。 </li><li>混合物を（ 図3）硬化された後、フラスコ内の混合物の底でフラスコとゴムパッキンを取り外します。この製品は、石膏型と呼ばれてもよいです。 </li></ol></li><li> 燃え尽きる <ol><li> 2.1℃/分で150℃まで23から（ 図4）加熱の加熱を、以下のスケジュールを冷却しながら炉内でバーンアウト時間を設定します。 3.7℃/分で150〜370℃; 1.85℃/分で370〜480℃; 4.17℃/分で480〜730℃; 1時間730℃; -4.17℃/分で480℃に730を冷却します。 注：バーンアウトvarに時間をフラスコの大きさに居住。本研究では、6時間にバーンアウト時間を設定します。 </li><li>炉（ 図2F）に石膏型を置きます。 </li><li>炉の電源をオンにし、石膏型の内側に犠牲パターンを除去するために、炉内の温度を上昇させます。 図4の温度条件に従ってください。 注：UV硬化性/キャスタブルアクリルプラスチック、犠牲パターンの材料は、熱硬化性アクリルポリマープラスチックであるため、それは流れないが、炉内の気相に分離されます。 </li></ol></li><li> 遠心鋳造 （ 図2G） <ol><li>遠心鋳造機のアームが遠心鋳造機の電源投入後タコメーターを使用して、425回転の角速度で回転することを確認してください。 </li><li> 150グラム合金が溶融するために保持することができる2つのセラミックるつぼを準備します。電子で汚染されてからそれらを保つためにAlおよびCuの合金の別々のるつぼを使用他のACH。 </li><li>遠心鋳造機の電源をオンにします。 </li><li>長さが20ミリメートル - 金属カッターを使用して、10と片に合金を切ります。完全にそのボリューム犠牲パターンと同じにする必要があり、金型キャビティを満たすのに十分なそれらを準備します。 注：金型キャビティの同じ体積を記入するために必要な金属の質量は、各金属のための様々な密度を考慮して変化します。 </li><li>難燃性布や手袋、ゴーグルを着用してください。 RTでバケツの水（30 L）を準備します。 </li><li> 、3.3節で一時的に出て炉からの石膏型を取るフラスコクレードルにそれをインストールし、遠心鋳造機（ 図5）の腕のバランスをとります。 </li><li>キャスティングの前に戻って482℃まで炉予熱までの石膏型を置きます。 </li><li>るつぼホルダ（ 図5）に坩堝を置きます。 </li><li>るつぼに刻んだ合金を入れてください。 </li><li>酸素のバルブを開き、タンクは、酸素アセチレントーチに接続し、96.5キロパスカル（​​14 PSI）のタンク内の圧力レベルを維持します。 </li><li>軽量化と酸素 - アセチレントーチを点火し、ガスのミックスを調整することにより、炎の強さを制御します。 注：酸素 - アセチレントーチを使用する場合は注意が必要です。トーチのその最高温度は約1200℃です。 </li><li>合金が完全に液体になるまでるつぼ中にトーチでみじん切り合金（Al合金またはCu合金）を溶かします。 </li><li>みじん切り合金が完全に溶融されるまで、炭素棒でるつぼ内の合金をかき混ぜます。 </li><li>バック次の溶融合金（ 図5）を含むるつぼにフラスコクレードルに石膏型を置きます。 </li><li>遠心鋳造機のカバーを閉じ、遠心アームを聞かせて回転させると、少なくとも3分間待ちます。 注：遠心鋳造機とすぐ鋳造機のカバーが閉じているように動作を開始します。遠心アーム犠牲パターンのモールドキャビティに流入速度に対応する425回転の速度で回転し、入口速度は角度から巨視的粒子のダイナミクスを使用して計算され、図5でのV R = 8.03メートル/秒28,29遠心鋳造アーム28,29の速度。 </li><li>アームの3分の回転後の遠心鋳造機の電源をオフにします。 </li><li>鋳造機のカバーを開けます。 </li><li>トングを用いてフラスコクレードルのうち、石膏型を取ります。 </li><li>溶融合金の色は固相で元の1になるまで20分 - 15 RTで金型を保管してください。 </li><li>トングを使用して、約5分間RTでバケット（30 L）に入れ、水に石膏型を急冷。石膏型の温度は、焼入れ後のRTに近いことを確認してください。 </li><li>金型内部の格子金属を得るためには、溶解水にカビ。石膏製の型は、水に溶けやすいです。 </li></ol></li></ol>オクテットトラス金属の最終製品の4ポスト処理<ol><li>サンドブラスターの電源をオンにします。 </li><li>サンドブラスター内側プラットフォームにオクテットトラス金属を配置し、機械のドアを閉じます。 </li><li>手袋を着用してくださいとサンドブラスターピストルをつかみます。 </li><li>金属製品の湯口部分をつかみ、2時​​間サンドブラスターとの格子金属から残留石膏を吹き消します。 注意：サンドブラスターの強度は、自動的に550キロパスカルで約固定されています。サンドブラスターを作動されると、その後、空気はピストルから自動的に出てきます。 </li><li>肉眼で確認しながら、オクテットトラス、金属内部の投資石膏残留物が完全に除去されるまで、サンドブラスターを実行したまま。 注：石膏残留物の除去に関する微視的な基準はありません。これは、本研究の範囲を超えています。 T彼石膏残留物の除去が容易に肉眼で判断されます。オクテットトラスは、オープンセル構造であるため、透けて見えると石膏残基が完全に除去されているかどうかどうかを確認することが可能です。 注意：注意は、高圧（550キロパスカル）で薄い壁の厚さ（0.5ミリメートル）で、オクテットトラス金属を損傷しないようにサンドブラスターのために必要とされます。 </li><li>オクテットトラス、金属内部の投資石膏残留物が完全にサンドブラスターで除去されていない場合は、追加の後処理方法を使用し、 例えば 、超音波洗浄または一日のために水の中に製品を残します。 </li><li>超音波洗浄器を用いた場合には、超音波洗浄器に0.7 Lの水を充填し、超音波洗浄器に石膏残基にオクテットトラス金属を配置します。 <ol><li>超音波洗浄機の電源をオンにします。 </li><li> 例えば、70℃で3時間、運転条件を設定します。 </li><li>一回目の超音波洗浄機のうち、オクテットトラス金属を取りますE動作を終了します。 </li><li>金属表面の水が完全に除去されるまでRTでオクテットトラス金属を乾燥させます。 </li></ol></li><li>代替後処理方法としては、水中でのオクテットトラス金属を残します。これは、石膏残留物を水に溶解させます。 <ol><li>水中での石膏残基とオクテットトラス金属を置き、投資石膏と金属表面との結合力が水に弱めるとなるように一日のためにそれを残します。 </li><li>水のうち、オクテットトラス金属を取ります。 </li><li>金属表面の水が完全に除去されるまでRTでオクテットトラス金属を乾燥させます。 </li></ol></li><li>鋸または他の適切なツールを用いて、金属製品のうち、湯口系部品の空洞を充填した金属を切断し、 図1（b）に示すように 25ミリメートル×25mm×25mmの寸法を有する最終的なオクテットトラス金属を得ます。 </li></ol>

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</ol>

著者らは開示するものは何もない。

従来の金属鋳造のためには、金型キャビティの「層流」でスムーズかつ合理化溶融金属の流れを維持し、むしろ一般的に乱流27で観察された不規則な攪拌流を回避することが重要です。したがって、適切に格子モールドキャビティ「層状」内部の溶融金属の流れを維持するために遠心アームの回転速度に関連した湯口システムの注入口を設計することが重要です。 本研究では、プロトコルの重要なステップは、水、犠牲パターンのバーンアウトと投資粉末の混合、遠心鋳造法です。石膏鋳型の品質は、主に続いてオクテットトラス金属の最終製品の完成度に影響を与える、このプロセスによって制御されているため、水との投資粉末の混合過程が重要です。例えば、投資 - 水混合物が粗すぎる場合、表面roughnESSは、最終製品の貧弱な表面仕上げが得られ、高くなります。犠牲パターンのバーンアウトプロセスは、犠牲パターンが完全に切れていない場合、犠牲パターンの残基は、湯回り不良や金属浸透として鋳造欠陥の原因となるため、最終製品の品質を決定するためにも不可欠です。最後の重要なステップは、遠心鋳造法です。鋳造のための適切なセットアッ...

携帯金属が固体ストラットまたはプレートの相互接続されたネットワークで構成された金属であるとボイドとの複雑なマイクロアーキテクチャを有する1。例としては、I）ランダム構造確率フォームの両方を含む、およびii）周期的に2次元ハニカム三次元（3D）の格子トラス構造を命じました。彼らは、その高い比剛性と強度1-3と高い特定の弾力4-5、衝撃荷重6、防音7、熱放散と熱交換器8の可能な設計のための優れたエネルギー吸収に注目を集めています。特に、定期的に規則格子構造は、内部多孔性ネットワークの形状を制御する能力を有する優れた特性を設計する可能性を秘めています。 それらの複雑な内部多孔性ネットワークの形状には、従来のサブトラクティブmachininを用いた携帯金属を製造することは困難ですグラム。このように、研究者らは、細胞の金属を製造するための代替方法を探し始めている：液体金属中のガスを形成するか、発泡剤と金属粉末を混合確率的金属形態9を製造するために調べました。細胞のトポロジーの制御の欠如のため、機械的特性を調整することは困難です。また、定期的に注文した携帯金属の製造方法が模索された：周期構造10を作成するためにそれらを接合することにより、その後の波形形状に金属の薄いシートを打ち抜き、接合は繊維製品13を製造するために金属板11、押出12、織りや燃える金属フィラメントをスロット。これらの製造方法は、反復パターンを提供していても、パターンが依然として平面方向に制限されています。 3Dパターンの繰り返しを生成するための努力では、研究者は、添加剤製造（AM）を使用して開始し、 例えば 、選択的レーザ溶融（SLM）14、電子ビーム溶融（EBM） <sup&gt; 15、およびダイレクトメタルレーザー焼結（DMLS）16。 3Dは、複雑な格子形状を注文製作する能力にもかかわらず、まだいくつかの制限が存在する：レーザー又は電子溶融中「ボーリング」現象と難易度の高い熱伝導性と高い光反射率17と金属を使用して、高い熱残留応力18、貧弱な表面仕上げを積層製造の複合効果による部品19、異方性20-21、粒子、粉末の大きさ、レーザまたは電子ビーム15のパワー及び走査速度、高いエネルギー消費などの異方性形成。 金属鋳造でポリマーベースのAMを組み合わせることで格子金属を製造する代替方法を提供することができます。一つは、この「間接AM」を呼び出すことができます。間接的なAMは、上記金属の直接AMの技術的問題を克服するための解決策を提供することができます。いくつかの努力がミリアンペアされていますデ22-25をキャストベースの重力を有するポリマーの3Dプリントを組み合わせた間接的なAMを使用して、格子の金属を製造する; 例えば 、熱溶解積層法（FDM）と組み合わせインベストメント鋳造法を砂の粉と合わせ格子合金22-25または砂型鋳造を製造するためにAM 23ベース。彼らは、格子構造の金型25から26の鋭い角を持つネットワーク構造を満たしたときに溶融金属の突然の凝固によって引き起こさ湯回り不良及び多孔性-重力系鋳造を克服するための技術的な課題を残っているように見えますが。格子構造の金型の比較的大きな表面積はまた、早期の凝固25-26に生じる、急激な冷却に寄与するように見えます。 3Dプリント格子犠牲ポリマーパターンによって作られた格子金型キャビティへの遠心鋳造 - 本研究では、格子金属の製造中湯回り不良を克服することができる代替間接AMを提案します。私たちは、デジタルを使います光処理（DLP）は、AlおよびCu合金の遠心鋳造に続いて格子構造犠牲パターンを構築するためのベースの3D印刷方法。本研究の目的は、複雑な形状と薄い壁厚を有する3次元格子金属の製造に関する詳細なプロトコルを提供することです。このプロセスの主な寄与は、格子金属を製造するための低コストで材料の選択範囲を拡張する機会を提供することです。

<table><tbody><tr><td>電動遠心鋳造機</td><td>レイ電動遠心鋳造機、レイインダストリーズ株式会社</td><td></td><td>米国でレイインダストリーズ社ダラス、テキサス州75220</td></tr><tr><td>石膏パウダー</td><td>サテンキャスト20、FindingKing Kerr</td><td>7960</td><td>石膏パウダーは、投資混合物</td></tr><tr><td>Ployjet 3Dプリンタ</td><td>Projet HD3500プラス、3Dシステム</td><td></td>ズを作るために使用されます<td>このポリマーベースの3Dプリンタは、鋳造のための犠牲パターンを印刷するために</td></tr>。<tr><td>カートリッジ材料 - UV硬化型およびキャスタブルアクリルプラスチック</td><td>VisiJet Procast、3D Systems</td><td></td><td>これは、鋳造前に燃え尽きるキャスタブル材料です</td></tr><tr><td>カートリッジ材料 - サポート材料</td><td>VijiJet S300、3D Systems</td><td></td><td>これは、パターン組み立て前に除去されるサポート材料です</td></tr><tr><td>古代ブロンズ鋳造グレイン</td><td>リオグランデ</td><td>706051</td><td>この真のブロンズの穀物には亜鉛は含まれていません。流動性が高く、すぐに溶け、きれいにキャストでき、強度と耐久性のバランスが取れています。温かみのある深みのあるブロンズ色は、豊かな赤のアンダートーンを持ち、合金は良好な緑青を取ります. 組成は90%銅と少量の錫です。CDA#90700 カテゴリに適合します。この穀物は1ポンドのパッケージで販売されています。</td></tr><tr><td>アルミ丸線、1/8インチ、1ポンドスプール、デッドソフト</td><td>リオグランデ</td><td>134700</td><td>軽量で丈夫なアルミワイヤーは、経済的で汎用性の高い選択肢です。シルバーほど明るい白ではなく、アルミニウムはプラチナのような温かみのある色調を提供します。Stay-Briteなどの低温はんだでのみはんだ付けしてください。パルスアーク溶接とレーザー溶接の両方に適しています。この高品質のアルミニウムワイヤーは、1ポンドのスプールにパッケージされています。</td></tr><tr><td>コンピュータ支援設計ソフトウェア(Pro-e)</td><td></td><td></td><td>このソフトウェアは、Auto CAD、Catiaなどの他のソフトウェアと置き換えることができます。</td></tr><tr><td>ProJet フィニッシャー 1-A</td><td>3D Systems</td><td></td><td>このマシンは、サポート材料を溶かすために使用されます。</td></tr><tr><td>160ワット2.5リットルタイマーヒーターリング付きデジタル超音波クリーナー ツール</td><td>シカゴ、電気、電動工具</td><td></td><td>85オンス容量、5回のクリーニングサイクル:90、180、280、380、480秒、熱の有無にかかわらず清掃、読みやすいLEDデジタルタイマー、クリアビューウィンドウ</td></tr><tr><td>ファン&nbsp;</td><td>ハネウェル社&nbsp;</td><td>HT-800</td><td>120 V A.C.、60 Hz.、0.85 A. TP</td></tr><tr><td>パラフィンワックス用ワックスシート - モデラーズピンクワックスシート、3インチ×6インチ、24-Ga.</td><td>リオグランデ</td><td>700075</td><td>シートワックスは柔軟性があり、任意の形状に切断または成形できます。それ」は、シートに直接描画またはトレースできるため、設計に最適です。デザインを最もよく表す緑またはピンクを選択してください。高い製造基準により、優れた一貫性と大幅な価格節約が保証されます。他の場所で入手できる小さなパッケージと同じ価格で、より多くのパッケージ数量によって価値が向上します。各8オンスのパッケージには約30枚入っています。</td></tr><tr><td>ワックススティック用パラフィンワックス - モデラーズミディアムレッドスプルーワックス、8-GA</td><td>リオグランデ</td><td>700741</td><td>しっかりしたブルーよりもしなやかで柔らかいスプルーワックス。ゲートやスプルーの形成に適しており、残留物がなくきれいに燃え尽きます。</td></tr><tr><td>アルコールランプ</td><td>リオグランデ</td><td>700008</td><td>このランプを使用して、ワックス加工ツールを加熱したり、火炎研磨器として使用したりします。重いガラスの貯水池には、炎を傾けるために傾けることができるように、側面にファセットがあります。7インチ x 3/16インチの芯のネジ調整で、炎の高さを制御します。安全キャップが炎を消し、燃料の蒸発を防ぎます。最高の炎を得るには、メチルアルコール燃料を使用してください。交換用の芯が利用可能です。リザーバーには5オンス(150 ml)の燃料が保持されます。</td></tr><tr><td>ワックスカービングツールセット - ソフトグリップワックスカーバー、リオ</td><td>グランデ</td><td>700329</td> 10個セット <td>このボックスセットは、最高のカッティングと成形技術を提供します。これらの10の高品質のスチールワックス彫刻ツールのそれぞれは、5/16インチのPVCカバー付きハンドルを備えており、何時間もの作業を通じて確実で快適なグリップを確保し、すべて成形と細かいディテールのための鋭いエッジを備えています。各ツールをニーズに合わせて研ぐか、カスタムシェイプします。これらのツールは、優れたツール強度を提供し、優れた結果を提供します。このセットは、ヒンジ付きの発泡スチロールで裏打ちされた木製の箱に入っています。</td></tr><tr><td>ラバーミキシングボウル、1 - 1/2 Qt.</td><td>リオグランデ</td><td>702131</td><td>この非常に柔軟な加硫ゴム製のボウルは、握りやすく、へらで傷つけられることなく、簡単に掃除できます。</td></tr><tr><td>パイレックスビーカー、1,000ml</td><td>リオグランデ</td><td>335040</td><td>バスメッキ溶液の保持と加熱に最適なこの本物のパイレックスガラスビーカーは、頑丈で耐久性があります。</td></tr><tr><td>リオプレミアムステンレス鋼フラスコ、直径2 - 1/2インチ</td><td>リオグランデ</td><td>70201514</td><td>この頑丈な#304品質のステンレス鋼フラスコは、耐腐食性があり、長い耐用年数に耐え、極端な温度下でも歪みなく機能します。</td></tr><tr><td>CAST/T セラミック鋳造るつぼ、450 g</td><td>リオグランデ</td><td>705047</td><td>CAST/T 遠心鋳造機専用に作られたこのるつぼは、鋳造機上部のヒンジ付きブラケットにスライドする角度付きベースで設計されています。これにより、るつぼがフラスコリングの中心と完全に整列し、エラーのない注ぎが可能になります。</td></tr><tr><td>MyWeigh iBalance 300 デジタルスケール</td><td>リオグランデ</td><td>116850</td><td>このスケールは、遠心鋳造に使用される金属の犠牲およびスプルーシステムの重量を測定するために使用されます。</td></tr><tr><td>ラバーボトム - CAST/T フラスコリングベース</td><td>リオグランデ</td><td>705025</td><td>CAST/T遠心鋳造機用に特別に作られたこのラバーベースは、すべてのテーブルキングフラスコリングスタイルに対応し、投資プロセス全体を通じて安全で気密性の高いシールを作成します。センターポストは、ワックスディスクスタイルのいずれかに適合し、完全な汎用性を実現します。</td></tr><tr><td>スコッチ&reg;カラーダクトテープ、1 7/8 "x 20ヤード、</td><td>ブルーOfficeMax&nbsp;</td><td>22353766</td><td>このスコッチテープは、石膏と水の混合物がフラスコの高さより上の余分な材料を可能にすることにより、フラスコ内の組み立てられた犠牲パターンを完全に覆うことを確認するために使用されます</td></tr><tr><td>真空鋳造機 - V.I.C. 12 卓上固体および穴あきフラスコ鋳造機 リオアシスタント、110ボルト</td><td>リオグランデ</td><td>70511814</td><td>V.I.C. 12鋳造機は、効率的で生産性の高い真空投資と鋳造のための最新の技術革新をすべて備えています。中規模の鋳造作業の要求を満たすように設計されたこのマシンには、強力な1/2馬力、5cfm真空ポンプが含まれており、効果的な真空引きと優れた鋳造結果を実現します。V.I.C. 12は、小型または大型のフラスコをキャストします。高さ5インチ x 7インチまでの標準的な固体フラスコを受け入れ、安定性のためにゴム製の脚に取り付けられたアダプターテーブルが含まれています。</td></tr><tr><td>焼損犠牲パターン用炉 -リオモデル1000エナメル窯、ナインプログラムコントローラー</td><td>付き リオグランデ</td><td>703121</td><td>リオエナメル窯は、エナメルの焼成温度が3つと6つが定義できるのが特徴です。専用のRioコントローラーを使用して、発射温度を設定および維持します。背の高いピースを含むすべてのタイプのエナメルに最適です。焼成用の十分なスペースと、開閉時にエナメル質を傷つけないイージーラッチドアが含まれています。また、金属粘土、ガラス、セラミックにも適しています。高温断熱耐火レンガを備えた亜鉛メッキ鋼ケースは、それらを涼しく保ちます。埋め込まれた溝で保護された要素。ユーザーによる指示が含まれています。</td></tr><tr><td>スミスコンプリートリトルトーチアセチレンと酸素システム</td><td>リオグランデ</td><td>500030</td><td>はんだ付けとろう付けのためにあなたの店を装備するために必要なすべてを手に入れましょう。リトルトーチシステムは、金 または銀のはんだ付け、ろう付け、鋳造の用途に使用します。すべてのはんだ付けと溶融作業を自信を持って簡単に完了します!このシステムは、溶融、ろう付け、および大規模なはんだ付け作業のためのすべてのリトルトーチアクセサリーのヒントを受け入れ、すべての宝石商の定番です。</td></tr><tr><td>耐熱性安全エプロン</td><td>リオグランデ</td><td>750160</td>特別に設計された<td>エプロンは800 &degを持っています。F(427度;C)耐熱性。その反射仕上げは、熱い金属の飛沫をはじき、着用者を熱から守るのに役立ちます。</td></tr><tr><td>ラドナー耐熱手袋</td><td>リオグランデ</td><td>350050</td><td>これらの柔軟性のある耐熱手袋は、エナメルプロジェクトに最適で、小さなトングでもしっかりと握ることができます。肩を割るブルーのレザーグローブは、丈夫な牛革で作られ、綿とフォームで裏打ちされ、親指の羽が補強されています。</td></tr><tr><td>プラチナはんだ付けメガネ、#7</td>リオ<td>グランデ</td><td>113914</td><td>プラチナをはんだ付けするときにあなた自身とあなたの従業員を保護してください。快適なメガネは、調整可能なイヤーピースと52mm IRグリーンポリカーボネート#7レンズを備えています。#7レンズはプラチナギルドに認定されています。</td></tr><tr><td>エコノミー ライトデューティフラスコトング</td><td>リオグランデ</td><td>704026</td><td>曲げ鋼製のこれらのトングは、直径3-1/2インチ以下のフラスコを扱うように設計されています。小角のノッチは小さなフラスコサイズをグリップし、大きく丸みを帯びた輪郭領域は大きなフラスコをしっかりと保持します。</td></tr><tr><td>分離スクリーンバケツ</td><td>リオグランデ</td><td>201360</td><td>15 "-直径、11-1 / 2 "-深さ</td></tr><tr><td>サンドブラスター - エコノライン - 101701CB-A - 自立型キャビネット ワークスペース幅(インチ):60 ワークスペースの深さ(インチ):48</td><td>MSC工業供給株式会社&nbsp;</td><td>223818</td><td>リースタンディングキャビネット。ワークスペースの幅(インチ):60;ワークスペースの奥行き(インチ):48;ワークスペースの高さ(インチ):40;空気要件:12 CFM @ 80 psi;全体のキャビネット幅(インチ):65;最大キャビネットの深さ(インチ):86</td></tr><tr><td>ジョンソンのベビーオイルシア&ココアバター&nbsp;</td><td>ウォルマート</td><td>260074132</td><td>この赤ちゃん&nbsp;オイルは、デジタル超音波洗浄機を使用してキャスタブル犠牲パターンのサポート材料の残留物を除去するために使用されます。</td></tr><tr><td>ドイツの4インチ鋸フレームと鋸刃キット</td><td>リオグランデ</td><td>110112</td><td>高品質のドイツ製フレームは、最も人気のある鋸フレームであり、このフレームにはリオドイツの鋸刃のサンプラーパックが含まれています!調整可能な鋸フレームにより、必要なブレードの張力を実現できます。スロートの深さは102mm(4インチ)です。鋸刃は、湾曲や角の切断を容易にする丸みを帯びた背面を備えており、硬化した強化鋼で作られています。</td></tr></tbody></table>

遠心鋳造を使用した薄い部分との格子金属の間接製作

Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting

3D格子金属を製造する典型的な方法の1つは、選択的レーザ溶融（SLM）及び電子ビーム（EBM）溶融として直接金属添加物の製造（AM）プロセスです。その潜在的な処理能力にもかかわらず、直接AM方式は、高コスト、最終製品の貧弱な表面仕上げ、制限材料選択において、高い熱応力、および部品の異方性の性質のようないくつかの欠点があります。我々は、3次元格子金属を製造するためのコスト効果的な方法を提案します。本研究の目的は、複雑な形状と薄い壁厚を有する3次元格子金属の製造に関する詳細なプロトコルを提供することである5mmの単位セル長さとセル壁の厚さを有するAlとCuの合金で作られ、例えば 、オクテットトラス0.5mmの。 （a）は犠牲パターンの3D印刷（b）は、支持材料の溶融アウト（C）支持材料の残留物の除去（d）のパターンassembl：全体的な実験手順は、8つのセクションに分割されY（e）の投資（f）は、最終製品の犠牲パターン（g）の遠心鋳造（h）の後処理のバーンアウト。提案した間接的なAM技術は、超軽量の格子金属を製造する可能性を提供する。 例えば 、格子構造をAl合金で。間接的なAM技術によりオクテットトラス金属の最終生成物を観察し、プロセスパラメータを適切な材料及び格子形状に応じて制御する必要があると思われます。

プロトコルセクションで説明した間接的な添加剤の製造を使用して、Al及びCuの合金は、図1に示すように、製造オクテットトラス金属のために使用された全体の鋳造手順は図2に要約されている手順では、8つのセクションで構成されています。。（a）の犠牲支持材料の残留物のパターン印刷（b）は、支持材料の溶融アウト（c）の除去（D）パタンアセンブリ（E）投資（f）は犠牲パターン（G）のアウトバーン遠心鋳造、及び（h）の後処理。 図3に示すように、投資の混合プロセスは、投資-水混合物内に塊が存在しないことを確認するために行った。バーンアウトプロセスは、犠牲パターンを溶融するために6時間実施した。図に示すように遠心鋳造法（ 図2Gおよび図5）に続いて4、。 図6Al及びCuの合金とオクテットトラス金属の最終製品を示しています...

遠心鋳造を有するポリマーの3D印刷を組み合わせた間接的な添加剤の製造方法は、0.5mmの壁の厚さ5mmの単位セル長さを有する3次元オクテットトラス金属（AlとCuの合金）を製造するために概説されています。

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

このビデオの全体的な目的は、遠心鋳造によるラティス金属作製のために、溶融金属で細胞状マイクロキャビティを充填するプロセスを実演することです。本内容は、急速マイクロキャスティングにおけるプロセスパラメータ、溶融金属の材料特性、およびラティス金型キャビティの形状が、流動および凝固とどのように相関しているかという重要な疑問に答えるのに役立ちます。この手法は、ラティス金属の製造において金属の直接3Dプリンティングを補完し、ラティス金属の設計空間における材料選択肢を広げるものです。本日は、博士課程の学生であるJiwon Munと共に手順を実演します。準備として、CADソフトウェアを用いて、湯道システムを備えたオクテットトラス構造の犠牲パターンを作図します。この湯道システム一体型のオクテットトラス構造パターンは、鋳造中に溶解します。CADソフトウェアを使用して犠牲パターンの体積を記録し、必要な金属質量を算出します。アクリルモデルをプリントした後、テキストプロトコルに詳述されている鋳造プロセスに進みます。次のステップは、サポート材の溶出です。続いて、支持材の残渣をさらに除去します。その後、パターンを組み立てます。組み立て後、インベストメントの混合工程を行います。埋没材と水の混合物から、すべての塊を完全に取り除いてください。次に、バーンアウト工程に移ります。まず、加熱および冷却スケジュールに従って、電気炉の時間を設定します。このサイズのフラスコの場合、バーンアウトには6時間かかります。ここで、電気炉の電源を入れ、バーンアウトスケジュールを開始します。バーンアウトの間、犠牲パターンが融解し、ガスとなって分解されます。次に、続く2つのセクションで説明するキャスティング工程に進みます。開始する前に、遠心鋳造機の腕が425 RPMの角速度で回転することを確認してください。タコメーターを使用して、この速度に必要な設定を確認してください。各合金を溶解するためのセラミックるつぼを選択します。メタルカッターを用いて、合金を10 millimeterから20 millimeterの大きさに切り分けます。ここではアルミニウムと銅を用いますが、各合金を約150 gramsずつ切り分けて準備します。次に、格子設計に必要な各合金の正確な質量を計量します。パターンの空洞は、溶融した合金で容量一杯まで正確に満たす必要があります。ここで、室温の水を入れたバケツを用意します。30 litersで十分です。次に、難燃性の衣服を着用し、手袋とゴーグルを装着してください。そして、石膏型を一時的に炉から取り出します。それを遠心鋳造機のフラスコ台にセットし、遠心機のアームのバランスを調整します。次に、石膏型を炉に戻し、装置を482 °Cまで加熱し始めます。その間に、るつぼをるつぼホルダーに設置し、刻んだ合金をるつぼに充填します。次に、アセチレントーチを準備します。接続された酸素タンクのバルブを開き、ガス圧を96.5 kilopascalsまたは14 PSI付近に維持します。その後、注意深くトーチに点火し、ガス圧で炎の強度を調整します。細心の注意を払ってください。炎の温度は1,200 °Cに達します。次に、刻んだ合金をるつぼに入れ、完全に液状になるまで注意深く溶解させます。カーボンロッドを使用して合金をかき混ぜ、トーチの炎の中立炎で溶解させます。金属を適切に溶解させることは極めて重要です。なぜなら、金属の温度が低すぎると型全体に充填されず、逆に温度が高すぎると気孔率が増加し、構造的な問題が生じるためです。次に、予熱した石膏型を炉から取り出し、溶融合金が入ったるつぼの隣にあるフラスコクレードル保持アームにセットします。装置のカバーを閉じ、アームを少なくとも3分間回転させます。カバーを閉じると、装置は自動的に回転を開始します。マクロ粒子力学と角速度から計算すると、約 420 RPM で回転させることで、鋳型空洞への流入速度が 8.03 meters per second になります。3 分後、遠心鋳造機の電源を切ります。次に、カバーを開け、トングを使用してフラスコクレードルから石膏型を取り出します。合金の色が固相の状態に戻るまで、型を室温で15〜20分間冷却します。その後、トングを使用して、石膏型を水バケツに入れ、約5分間急冷します。型が室温に近づけば、急冷は完了です。次に、金型内部の格子状金属を取り出すために、金型を水に溶解させます。Jibsen金型は2分以内に容易に溶解します。これで、テキストプロトコルに記載されているサンドブラストによる洗浄などの後処理が可能になります。金型は、特に壁面の薄いアルミニウム製オクテットトラスなど、やや脆弱であるため、必ず記載されたサンドブラスト圧を使用してください。プロトコルセクションに記載されている間接付加製造法を用いて、アルミニウムおよび銅合金によるオクテットトラス金属を製作しました。犠牲パターンを溶かし出すために、6時間のバーンアウト工程を実施しました。遠心鋳造プロセスの後、最終製品としてアルミニウム合金および銅合金によるオクテットトラス金属が得られた。溶融アルミニウム合金は、湯流れ不良を起こすことなく格子状の鋳型空洞全体を完全に充填した。一方、溶融銅合金では、溶融金属の注入口への注入初期段階における早期凝固に起因する鋳造欠陥が見られた。このビデオを視聴することで、遠心鋳造を用いたラティス金属の間接作製における、溶融金属のセル状マイクロキャビティへの充填に対するプロセスパラメータの影響について、十分に理解することができるはずです。この手法の開発により、ポリマーの3Dプリンティングと遠心鋳造を組み合わせることで、ラティス金属分野の研究者が間接作製を探索する道が開かれました。

indirect-fabrication-lattice-metals-with-thin-sections-using

Research

JoVE Journal

Engineering

工学

テラヘルツ周波数​​でメタマテリアルは、ユニークな機会を提供していますが、大量に製造するために挑戦しています。我々は、安価に工業的規模で潜在的にメタマテリアルを作製する微細構造ポリマー光ファイバの製作手順を適応させる。我々は、テラヘルツプラズモン応答を示す〜100μm程度、で区切ら〜10μmの直径インジウムワイヤを含むポリ繊維を製造する。...

ファイバー描画法を用いたメタマテリアルの作製

フェムト秒レーザー直接描画が頻繁ポリマーおよびガラス中の3次元（3D）のパターンを作成するために使用されます。しかし、3Dでパターニング金属が課題として残されている。我々は800nm​​を中心としたフェムト秒レーザーを用いた高分子マトリックス内に埋め込まれた銀ナノ構造体の製造方法を説明します。...

3Dで切断された銀ナノ構造体を製造する方法

我々は、パルスレーザー堆積（PLD）、フォトリソグラフィ及びマイクロメートルスケールの複合酸化物デバイスを作成するためのワイヤボンディング技術の使用を記載している。...

空間的に閉じ込められた複合酸化物の作製

均一な筐体を実現するために2つのシリコンウェーハを永久に接着する方法が記載されている。これには、ウエハー製剤、洗浄、RTボンディング、およびアニーリングプロセスが含まれます。得られた結合されたウェーハ(細胞)は、エンクロージャ〜1%1,2の均一性を有する。結果として得られる幾何学は限られた液体およびガスの測定を可能にする。...

シリコン直接ウェハー接合による均一ナノスケールキャビティの作製

生体活性で機械的に信頼性の高い金属足場は、多孔質Tiの製造のための動的凍結鋳造とTi足場のコーティングと緻密化の2つのプロセスからなる方法で製造されています。緻密化プロセスはシンプルで効果的であり、機能的に等級付けされた足場の製造に適用できます。...

バイオメディカル応用のための機械的に調整可能な生物活性金属スキャフォールドの作製

特注の工業スケールされた装置を用いた鋳造アルミニウム合金で形成計装ウォームの回転のための実験プロトコルが提示されます。熱的および機械的効果などの実験的検討事項は、自動車の車輪の本格処理と相似と同様に、議論されています。...

キャストアルミ部品の暖かいスピニングのための実験手順

この原稿は、高コストの複雑な設備を必要とせず凹マイクロウェルの作成の堅牢なメソッドを紹介します。磁気力、スチール ビーズ、貫通穴の配列を使用して、いくつかの百マイクロウェルは 3 cm × 3 cm ポリジメチルシロキサン (PDMS)...

ペアになっているビーズと磁石配列変数の凹面形状とマイクロウェルを成形

このプロトコルは、完全に埋め込まれた厚い金属メッシュを備えた、高性能で柔軟性のある透明電極のためのソリューションベースの製造戦略を記述しています。このプロセスによって製造された可撓性透明電極は、極低シート抵抗、高い光透過率、曲げ下での機械的安定性、強い基材接着性、表面平滑性および環境安定性を含む、報告された最高性能の中で実証されている。...

埋め込み金属メッシュを用いた高性能で柔軟で透明な電極のための拡張可能なソリューション処理製作戦略

コロイドのリソグラフィ技術を用いた定期金 nanocup アレイの試作、nanoplasmonic...

コロイド リソグラフィーを用いた定期的な金 Nanocup アレイの試作

ショー マルチ材料添加剤の製造を使用して (いる) この研究融合フィラメントの作製 (FFF)...

金属-セラミック部品の溶融フィラメント製作 (FFF)

学ぶ遠心鋳造による格子金属の間接製造法。3Dプリントしたポリマー金型にアルミニウムや銅合金の溶融金属を充填し、複雑なオクテットトラス構造を作製する技術を解説します。

遠心鋳造を使用した薄い部分との格子金属の間接製作

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