Name: Pośrednie wytwarzanie metali kratowych o cienkich przekrojach przy użyciu odlewania odśrodkowego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-05-14T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 32 s
Description: Poznaj metodę pośredniego wytwarzania metali kratowych z cienkimi przekrojami przy użyciu odlewania odśrodkowego. Technika łączy druk 3D polimerów z odlewaniem stopów aluminium i miedzi.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

To badanie otrzymało wsparcie z Grantu Inicjacji Badań (RIG) Wiceprezydenta ds. Badań i Rozwoju Gospodarczego na Uniwersytecie Północnego Teksasu (UNT). Autorzy dziękują również KCIS Co. Ltd za częściowe wsparcie tego badania. Wsparcie ze strony Instytutu Technologicznego PACCAR przy UNT dla sukcesu tej publikacji jest bardzo cenne.

1. Planowanie eksperymentu
<ol>
	<li>Narysuj wzór protektorowy (strukturę kratownicy oktetu z systemem wlewów) za pomocą oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), jak pokazano na rysunku 1, i zapisz model CAD w formacie pliku STL. 
	Uwaga: Wzór ofiarny jest zintegrowanym wzorem struktury kratownicy oktetu z systemem wlewów, który ostatecznie zostanie stopiony do odlewania. Ponieważ wzór ofiarny obejmuje zarówno strukturę kratownicy oktetowej, jak i system wlewu, nie reprezentuje dokładnie samej kratownicy oktetu. Dostarczony jest plik STL ze wzorem ofiarnym. Zapisz objętość wzoru ofiarnego dostarczonego przez oprogramowanie CAD, który zostanie wykorzystany do obliczenia masy metali.</li>
	<li>Otwórz rysunek CAD wzoru ofiarnego w oprogramowaniu do drukowania 3D podłączonym do drukarki 3D w celu wydrukowania wzoru.</li>
	<li>Upewnij się, że drukarka 3D ma wystarczającą ilość plastiku akrylowego utwardzanego promieniami UV/odlewanego oraz materiał nośny wykonany z wosku we wkładach drukarki.</li>
</ol>
2. Wytwarzanie wzoru ofiarnego
<ol>
	<li>Wykonaj wzór ofiarny składający się ze struktury kratownicy oktetu i systemu wlewu za pomocą drukarki 3D (Rysunek 2A - C). 
	Uwaga: Procesy w 2.1.3 - 2.1.7 nie są wymagane, jeśli używana jest drukarka 3D, która nie generuje materiałów pomocniczych.
	<ol>
		<li>Wyślij plik STL wzoru ofiarnego do drukarki 3D, aby wydrukować wzór ofiarny (Rysunek 2A).</li>
		<li>Rozpuść materiał podporowy o wzorze protektorowym w piecu w temperaturze wyższej niż temperatura topnienia materiału podporowego (60 - 70 ̊C) przez 2 godziny (Rysunek 2B). 
		Uwaga: Temperatura do usunięcia materiału podporowego nie powinna być zbyt wysoka. W przeciwnym razie może to spowodować uszkodzenie wzoru ofiarnego. W tym badaniu wzór ofiarny zaczyna ulegać uszkodzeniu w temperaturze około 80 ̊C. 
		Uwaga: Temperatura topnienia materiałów podporowych różni się w zależności od drukarek 3D, w których można stosować różne materiały podporowe.</li>
		<li>Napełnij cyfrową myjkę ultradźwiękową oliwką dla niemowląt do 2.5 l, co jest maksymalną objętością, jaką może pomieścić odkurzacz (Rysunek 2C). 
		Uwaga: Dostawca drukarki 3D zalecił stosowanie oliwki dla niemowląt do rozpuszczania pozostałości woskopodobnego materiału podporowego.</li>
		<li>Umieść wzór ofiarny w cyfrowej myjce ultradźwiękowej i włącz zasilanie odkurzacza (Rysunek 2C). Upewnij się, że wzór ofiarny jest całkowicie zanurzony w oleju.</li>
		<li>Usunąć pozostałości materiału podporowego, zanurzając wzór protektorowy w oleju w temperaturze 65 ̊C na 40 minut (rysunek 2C).</li>
		<li>Wyjmij wzór ofiarny z odkurzacza, jeśli materiał podporowy zostanie całkowicie usunięty.</li>
		<li>Doprowadzić wzór ofiarny do wyschnięcia za pomocą wentylatora w temperaturze RT (~20 ̊C) (Rysunek 2C). 
		Uwaga: Potrzeba około 2 godzin, aby olej na powierzchni wzoru ofiarnego całkowicie wyschł. Weź pod uwagę, że wzór ofiarny jest całkowicie wysuszony, jeśli powierzchnia nie jest lepka.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Wytwarzanie formy
<ol>
	<li>Montaż wzoru
	<ol>
		<li>Przymocuj gumową uszczelkę do wzoru ofiarnego (kratownica oktetowa z systemem wlewu) i umieść je na dnie kolby w kształcie walca o wysokości 6,35 cm i średnicy 6,35 cm (Rysunek 2D). 
		Uwaga: Przygotuj dwie kolby do odlewania każdego metalu; Stopy Al i Cu.</li>
		<li>Dokładnie sprawdź, czy gumowa uszczelka ze wzorem protektorowym jest całkowicie przymocowana do dna kolby.</li>
		<li>Owinąć kolbę taśmą klejącą, aby mieszanina proszku inwestycyjnego i wody, której procedura zostanie opisana w następnym rozdziale, nie mogła wyciekać z kolby.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Przygotowanie formy inwestycyjnej
	<ol>
		<li>Przygotować proszek osłaniający (CaSO4, ρ = 1019 kg/m3) o masie 89 g, czyli 87,16 ml. Do zważenia proszku osłaniającego należy użyć wagi. 
		Uwaga: Właściwości fizyczne proszku osłaniającego przedstawiono w tabeli 1.</li>
		<li>Wsyp proszek inwestycyjny do miski miksującej (1 L).</li>
		<li>Wlej wodę (114 ml) do miski miksującej. Użyj zlewki, aby odmierzyć objętość wody.</li>
		<li>Mieszaj proszek inwestycyjny z wodą w misce przez 3 min. Dobrze wymieszaj, aż w mieszance inwestycyjnej proszku i wody nie będzie grudek. W przeciwnym razie może to spowodować złą jakość powierzchni formy inwestycyjnej. Postępuj zgodnie z przepływem pracy, jak pokazano na rysunku 3.</li>
		<li>W celu usunięcia pęcherzyków powietrza z mieszaniny, umieść miskę w komorze próżniowej na 90 sekund, aż pęcherzyki powietrza nie będą widoczne w mieszaninie gołymi oczami (Rysunek 3).</li>
		<li>Wlać mieszaninę do kolby, w której osadzony jest wzór ofiarny i gumowa uszczelka (rysunek 2E).</li>
		<li>Umieścić kolbę ponownie w komorze próżniowej na 90 sekund, aby usunąć pozostałości pęcherzyków powietrza wewnątrz mieszaniny (rysunek 3).</li>
		<li>Wysuszyć mieszaninę wewnątrz kolby, aż stwardnieje w temperaturze pokojowej (Rysunek 3). 
		Uwaga: Zwykle potrzeba około 10 - 15 minut, aby mieszanina utwardziła się w temperaturze pokojowej.</li>
		<li>Po stwardnieniu mieszaniny usunąć kolbę i gumową uszczelkę znajdującą się na dnie mieszaniny w kolbie (rysunek 3). Ten produkt można nazwać formą gipsową.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Wypalenie zawodowe
	<ol>
		<li>Ustaw czas wygrzewania w piecu, postępując zgodnie z harmonogramem ogrzewania i chłodzenia (rysunek 4) ogrzewanie od 23 do 150 °C przy 2,1 ̊C/min; 150 do 370 ̊C przy 3,7 ̊C/min; 370 do 480 ̊C przy 1,85 ̊C/min; 480 do 730 ̊C przy 4,17 ̊C /min; 730 ̊C przez 1 godzinę; chłodzenie 730 do 480 ̊ C przy -4,17 ̊C /min. 
		Uwaga: Czas wypalenia różni się w zależności od wielkości kolby. W tym badaniu ustaw czas wypalenia na 6 godzin.</li>
		<li>Umieść formę gipsową w piecu (Rysunek 2F).</li>
		<li>Włącz piec i zwiększ temperaturę w piecu, aby usunąć wzór ofiarny wewnątrz formy gipsowej. Postępuj zgodnie z warunkami temperatury na rysunku 4. 
		Uwaga: Ponieważ tworzywo akrylowe utwardzane promieniami UV / odlewane, materiały wzoru ofiarnego, jest termoutwardzalnym tworzywem akrylowo-polimerowym, nie płynie, ale jest dysocjowane do fazy gazowej w piecu.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Odlewanie odśrodkowe (rysunek 2G)
	<ol>
		<li>Sprawdzić, czy ramię maszyny do odlewania odśrodkowego obraca się z prędkością kątową 425 obr./min za pomocą obrotomierza po włączeniu mocy odśrodkowej maszyny</li> odlewniczej.
		<li>Przygotuj dwa tygle ceramiczne, które mogą pomieścić stopik o wadze 150 g do stopienia. Używaj oddzielnych tygli do stopów Al i Cu, aby zapobiec ich wzajemnemu zanieczyszczeniu.</li>
		<li>Włącz zasilanie odlewanej odśrodkowo</li>.
		<li>Za pomocą noża do metalu posiekaj stopy na kawałki o długości 10 - 20 mm. Przygotuj je na tyle, aby całkowicie wypełnić jamę formy, której objętość powinna być taka sama jak wzór ofiarny. 
		Uwaga: Masa metali niezbędna do wypełnienia tej samej objętości gniazda formy różni się w zależności od różnej gęstości dla każdego metalu.</li>
		<li>Nosić trudnopalne ściereczki, rękawice i okulary. Przygotuj wiadro z wodą (30 l) w temperaturze pokojowej.</li>
		<li>Wyjmij tymczasowo formę gipsową z pieca opisaną w rozdziale 3.3, zainstaluj ją w kołysce kolby i zrównoważ ramię maszyny do odlewania odśrodkowego (rysunek 5).</li>
		<li>Umieść formę gipsową z powrotem w piecu i podgrzej do 482 °C przed odlaniem.</li>
		<li>Umieścić tygiel w uchwycie tygla (Rysunek 5).</li>
		<li>Włożyć posiekany stop do tygla.</li>
		<li>Otworzyć zawór butli tlenowej połączonej palnikiem tlenowo-acetylenowym i utrzymać ciśnienie w zbiorniku na poziomie 96,5 kPa (14 psi).</li>
		<li>Zapal palnik tlenowo-acetylenowy zapalniczką i kontroluj intensywność płomienia, regulując mieszankę gazów. 
		Uwaga: Należy zachować ostrożność podczas korzystania z palnika tlenowo-acetylenowego. Maksymalna temperatura palnika wynosi około 1 200 °C.</li>
		<li>Stopić posiekany stop (stop Al lub stop Cu) za pomocą palnika w tyglu, aż stop całkowicie stanie się płynny.</li>
		<li>Mieszaj stop w tyglu za pomocą pręta węglowego, aż posiekany stop całkowicie się rozpuści.</li>
		<li>Umieść formę gipsową w kołysce kolby z powrotem obok tygla zawierającego stopiony stop (Rysunek 5).</li>
		<li>Zamknij pokrywę maszyny do odlewania odśrodkowego, pozwól ramieniu odśrodkowemu się obrócić i odczekaj co najmniej 3 min. 
		Uwaga: Maszyna do odlewania odśrodkowego zaczyna działać, gdy tylko pokrywa maszyny odlewniczej zostanie zamknięta. Ramię odśrodkowe obraca się z prędkością 425 obr./min, co odpowiada prędkości wlotowej we wnęce formy wzoru ofiarnego, vr = 8,03 m/s28, 29 na rysunku 5, gdzie prędkość wlotowa jest obliczana przy użyciu makroskopowej dynamiki cząstek z prędkości kątowej odśrodkowego ramienia odlewniczego28, 29.</li>
		<li>Wyłącz zasilanie odlewarki odśrodkowej po 3-minutowym obrocie ramienia.</li>
		<li>Otwórz pokrywę maszyny odlewniczej.</li>
		<li>Wyjmij formę gipsową z kołyski kolby za pomocą szczypiec.</li>
		<li>Trzymaj formę w temperaturze RT przez 15 - 20 minut, aż kolor stopionego stopu zmieni się na pierwotny w fazie stałej.</li>
		<li>Za pomocą szczypiec ugasić formę gipsową w wodzie umieszczonej w wiadrze (30 L) o temperaturze RT na około 5 minut. Upewnij się, że temperatura formy gipsowej po hartowaniu jest zbliżona do RT.</li>
		<li>W celu uzyskania metalowej kraty wewnątrz formy należy rozpuścić formę w wodzie. Forma wykonana z gipsu łatwo rozpuszcza się w wodzie.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Obróbka końcowa produktów końcowych z metali kratownicowych oktetu
<ol>
	<li>Włącz moc piaskarki.</li>
	<li>Umieść metalowe kratownice oktetowe na platformie wewnątrz piaskarki i zamknij drzwi maszyny.</li>
	<li>Załóż rękawice i chwyć pistolet do piaskownicy.</li>
	<li>Chwyć część wlewową produktu metalowego i wydmuchaj resztki tynku z metalu kratowego za pomocą piaskarki przez 2 godz. 
	Uwaga: Intensywność piaskarki jest automatycznie ustalana na około 550 kPa. Po uruchomieniu piaskarki powietrze wydostaje się automatycznie z pistoletu.</li>
	<li>Utrzymuj piaskarkę w ruchu, aż pozostałości tynku inwestycyjnego wewnątrz metalu kratownicy oktetowej zostaną całkowicie usunięte, sprawdzając gołym okiem. 
	Uwaga: Nie ma mikroskopijnego kryterium usuwania resztek tynku. Wykracza to poza zakres tego badania. Usunięcie resztek gipsu można łatwo określić gołym okiem. Ponieważ kratownica oktetowa jest strukturą otwartą, można przejrzeć i sprawdzić, czy pozostałości tynku zostały całkowicie usunięte. 
	Uwaga: Należy zachować ostrożność, aby piaskarka nie uszkodziła metalowej kratownicy oktetowej o cienkiej grubości ścianki (0,5 mm) pod wysokim ciśnieniem (550 kPa).</li>
	<li>Jeśli pozostałości tynku inwestycyjnego wewnątrz metalu kratownicy oktetowej nie zostaną całkowicie usunięte za pomocą piaskarki, należy zastosować dodatkowe metody obróbki końcowej; Np. czyszczenie ultradźwiękowe lub pozostawienie produktu w wodzie na jeden dzień.</li>
	<li>W przypadku korzystania z myjki ultradźwiękowej należy wlać 0,7 l wody do myjki ultradźwiękowej i umieścić w myjce ultradźwiękowej metalową kratownicę oktetu z resztkami gipsu.
	<ol>
		<li>Włącz zasilanie myjki ultradźwiękowej.</li>
		<li>Ustaw warunek operacji; np. 3 godziny w temperaturze 70 °C.</li>
		<li>Po zakończeniu operacji wyjmij metalową kratownicę oktetu z myjki ultradźwiękowej.</li>
		<li>Wysuszyć metalową kratownicę oktetu w temperaturze pokojowej, aż woda z powierzchni metalu zostanie całkowicie usunięta.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Jako alternatywną metodę obróbki końcowej pozostaw metalową kratownicę oktetu w wodzie. Powoduje to rozpuszczenie resztek tynku w wodzie.
	<ol>
		<li>Metalową kratownicę oktetu z pozostałościami tynku należy umieścić w wodzie i pozostawić na jeden dzień, aby siła wiązania między tynkiem osłaniającym a powierzchnią metalu uległa osłabieniu w wodzie.</li>
		<li>Wyjmij metalową kratownicę oktetu z wody.</li>
		<li>Wysuszyć metalową kratownicę oktetu w temperaturze pokojowej, aż woda z powierzchni metalu zostanie całkowicie usunięta.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Za pomocą piły lub innych odpowiednich narzędzi wytnij metalową wnękę części systemu wlewu z produktu metalowego i uzyskaj końcową metalową kratownicę oktetową o wymiarach 25 mm x 25 mm x 25 mm, jak pokazano na rysunku 1B. </li>
</ol>

<ol><li>Gibson, L. J., Ashby, M. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGibson%2C+LJ+%22Cellular+Solids-Structure+and+properties%22">Cellular Solids-Structure and properties</a>. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. (1997).</li>
<li>Schaedler, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultralight+Metallic+Microlattices%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Science%22%5BJournal%5D)">Ultralight Metallic Microlattices.</a> J. Science. 334 (6058), 962-965 (2011).</li>
<li>Zheng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrastiff+Mechanical+Metamaterials%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Science%22%5BJournal%5D)">Ultrastiff Mechanical Metamaterials.</a> J. Science. 334 (6190), 1373-1377 (2014).</li>
<li>Ju, J., Summers, J. D., Ziegert, J., Fadel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+Honeycombs+for+Modulus+and+Yield+Strain+in+Shear%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Eng.+Mater.+%26+Technol%22%5BJournal%5D)">Design of Honeycombs for Modulus and Yield Strain in Shear.</a> J. Eng. Mater. & Technol. 134 (1), 11-22 (2012).</li>
<li>Lee, J., Kim, K., Ju, J., Kim, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compliant+Cellular+Materials+with+Elliptical+Holes%3A+Materials+Design+with+Mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+ASME%3A+Eng.+Maters.+%26+Technol%22%5BJournal%5D)">Compliant Cellular Materials with Elliptical Holes: Materials Design with Mechanisms.</a> Transactions of the ASME: Eng. Maters. & Technol. 131 (1), 1-14 (2015).</li>
<li>Tan, H., Qu, S. Chap 6: Impact of Cellular Materials. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTan%2C+H+%22Cellular+and+Porous+Materials+in+Structures+and+Processes%22">Cellular and Porous Materials in Structures and Processes</a>. , CISM International Centre for Mechanical Science, Springer. (2010).</li>
<li>Phani, A. S., Woodhouse, J., Fleck, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wave+Propagation+in+Two-Dimensional+Periodic+Lattices%5BTitle%5D)+AND+%22Acoust.+Soc.+A%22%5BJournal%5D)">Wave Propagation in Two-Dimensional Periodic Lattices.</a> Acoust. Soc. A. 119 (4), 1995-2005 (2006).</li>
<li>Kumar, R. S., McDowell, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Preliminary+Design+of+Rectangular+Linear+Cellular+Alloys+for+Maximum+Heat+Transfer%5BTitle%5D)+AND+%22AIAA%22%5BJournal%5D)">Rapid Preliminary Design of Rectangular Linear Cellular Alloys for Maximum Heat Transfer.</a> AIAA. 42 (8), 1652-1661 (2004).</li>
<li>Banhart, J., Weaire, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+Road+Again%3A+Metal+Foams+Find+Favor%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+Today%22%5BJournal%5D)">On the Road Again: Metal Foams Find Favor.</a> Physics Today. 55 (7), 37-42 (2002).</li>
<li>Wadley, H. N. G., Fleck, N. A., Evans, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+and+Structural+Performance+of+Periodic+Cellular+Metal+Sandwich+Structures%5BTitle%5D)+AND+%22Comp.+Sci.+and+Technol%22%5BJournal%5D)">Fabrication and Structural Performance of Periodic Cellular Metal Sandwich Structures.</a> Comp. Sci. and Technol. 63, 2331-2343 (2003).</li>
<li>Mori, L. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deformation+and+Fracture+Modes+of+Sandwich+Structures+Subjected+to+Underwater+Impulsive+Loads%5BTitle%5D)+AND+%22Mech.+of+Mater.+%26+Struct%22%5BJournal%5D)">Deformation and Fracture Modes of Sandwich Structures Subjected to Underwater Impulsive Loads.</a> Mech. of Mater. & Struct. 2 (10), 1981-2006 (2007).</li>
<li>Queheillalt, D. T., Murty, Y., Wadley, H. N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+Properties+of+an+Extruded+Pyramidal+Lattice+Truss+Sandwich+Structure%5BTitle%5D)+AND+%22Scripta+Materialia%22%5BJournal%5D)">Mechanical Properties of an Extruded Pyramidal Lattice Truss Sandwich Structure.</a> Scripta Materialia. 58 (1), 76-79 (2008).</li>
<li>Queheillalt, D. T., Desphande, V. S., Wadley, H. N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Truss+Waviness+Effects+in+Cellular+Lattice+Structures%5BTitle%5D)+AND+%22Mech.+of+Mater.+%26+Struct%22%5BJournal%5D)">Truss Waviness Effects in Cellular Lattice Structures.</a> Mech. of Mater. & Struct. 2 (9), 1657-1675 (2007).</li>
<li>Mullen, L., Stamp, R. C., Brooks, W. K., Jones, E., Sutcliffe, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+Laser+Melting%3A+A+Regular+Unit+Cell+Approach+for+the+Manufacture+of+Porous%2C+Titanium%2C+Bone+In-Growth+Constructs%2C+Suitable+for+Orthopedic+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed.+Mater.+Res.+Part+B%3A+Appl.+Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Selective Laser Melting: A Regular Unit Cell Approach for the Manufacture of Porous, Titanium, Bone In-Growth Constructs, Suitable for Orthopedic Applications.</a> Biomed. Mater. Res. Part B: Appl. Biomaterials. 89, 325-334 (2009).</li>
<li>Murr, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Next-Generation+Biomedical+Implants+using+Additive+Manufacturing+of+Complex%2C+Cellular+and+Functional+Mesh+Arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Phil.+Trans.+R.+Soc.+A%22%5BJournal%5D)">Next-Generation Biomedical Implants using Additive Manufacturing of Complex, Cellular and Functional Mesh Arrays.</a> Phil. Trans. R. Soc. A. 368, 1999-2032 (2011).</li>
<li>Murali, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Selective+Laser+Sintering+of+Iron-Graphite+Powder+Mixture%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Proc.+Technol%22%5BJournal%5D)">Direct Selective Laser Sintering of Iron-Graphite Powder Mixture.</a> Mater. Proc. Technol. 136, 179-185 (2003).</li>
<li>Lott, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+of+an+Optical+System+for+the+In-Situ+Process+Monitoring+of+Selective+Laser+Melting+%28SLM%29%5BTitle%5D)+AND+%22Ph.+P%22%5BJournal%5D)">Design of an Optical System for the In-Situ Process Monitoring of Selective Laser Melting (SLM).</a> Ph. P. 12, 683-690 (2011).</li>
<li>Song, B., Dong, S., Liu, Q., Liao, H., Coddet, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vacuum+Heat+Treatment+of+Iron+Parts+Produced+by+Selective+Laser+Melting%3A+Microstructure%2C+Residual+Stress%2C+and+Tensile+Behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Design%22%5BJournal%5D)">Vacuum Heat Treatment of Iron Parts Produced by Selective Laser Melting: Microstructure, Residual Stress, and Tensile Behavior.</a> Mater. Design. 54, 727-733 (2014).</li>
<li>Yadroitsev, I., Smurov, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+Morphology+in+Selective+Laser+Melting+of+Metal+Powders%5BTitle%5D)+AND+%22Ph.+P%22%5BJournal%5D)">Surface Morphology in Selective Laser Melting of Metal Powders.</a> Ph. P. 12, 264-270 (2011).</li>
<li>Antonysamy, A. A., Meyer, J., Prangnell, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Build+Geometry+on+the+%CE%B2-grain+Structure+and+Texture+in+Additive+Manufacture+of+Ti-6Al-4V+by+Selective+Election+Beam+Melting%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Mat.+Charact%22%5BJournal%5D)">Effect of Build Geometry on the β-grain Structure and Texture in Additive Manufacture of Ti-6Al-4V by Selective Election Beam Melting.</a> J. of Mat. Charact. 84, 153-168 (2013).</li>
<li>Ladani, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+and+Global+Mechanical+Behavior+and+Microstructure+of+Ti6Al4V+Parts+Built+Using+Electron+Beam+Melting+Technology%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Metalllur.+%26+Mater.+Trans%22%5BJournal%5D)">Local and Global Mechanical Behavior and Microstructure of Ti6Al4V Parts Built Using Electron Beam Melting Technology.</a> J. of Metalllur. & Mater. Trans. 46, (2015).</li>
<li>Chiras, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Structural+Performance+of+Near-Optimized+Truss+Core+Panels%5BTitle%5D)+AND+%22Solids+Struct%22%5BJournal%5D)">The Structural Performance of Near-Optimized Truss Core Panels.</a> Solids Struct. 39, 4093-4115 (2002).</li>
<li>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).</li>
<li>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).</li>
<li>Mun, J., Yun, B. -G., Ju, J., Chang, B. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Indirect+Additive+Manufacturing+Based+Casting+of+a+Periodic+3D+Cellular+Metal+-+Flow+Simulation+of+Molten+Aluminum+Alloy%5BTitle%5D)+AND+%22Manufact.+Process%22%5BJournal%5D)">Indirect Additive Manufacturing Based Casting of a Periodic 3D Cellular Metal - Flow Simulation of Molten Aluminum Alloy.</a> Manufact. Process. 17, 28-40 (2015).</li>
<li>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).</li>
<li>Taylor, H. F., Flemings, M. C., Wulff, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTaylor%2C+HF+%22Foundry+Engineering%22">Foundry Engineering</a>. , John Wiley. (1959).</li>
<li>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).</li>
<li>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).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volume+2+Properties+and+Selection%3A+Nonferrous+Alloys+and+Pure+Metals%5BTitle%5D)+AND+%22Metals+Handbook+Ninth+Edition%22%5BJournal%5D)">Volume 2 Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Pure Metals.</a> Metals Handbook Ninth Edition. , American Society for Metals. Metals Park, Ohio. (1979).</li>
<li>Romano, J., Ladani, L., Razmi, J., Sadowski, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature+Distribution+and+Melt+Geometry+in+Laser+and+Electron-beam+Melting+Processes+-+A+Comparison+Among+Common+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22J.+of+Additive+Manuf%22%5BJournal%5D)">Temperature Distribution and Melt Geometry in Laser and Electron-beam Melting Processes - A Comparison Among Common Materials.</a> J. of Additive Manuf. 8, 1-11 (2015).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W przypadku konwencjonalnego odlewania metali ważne jest, aby przepływ stopionego metalu był płynny i opływowy w "laminarnym" gnieździe formy i raczej unikał nieregularnego i wzburzonego przepływu, który zwykle obserwuje się w przepływie turbulentnym27. W związku z tym ważne jest, aby odpowiednio zaprojektować wlot systemu wlewów w powiązaniu z prędkością obrotową ramienia odśrodkowego, aby utrzymać przepływ stopionego metalu wewnątrz "laminarnej" wnęki formy kratowej.
W tym badaniu...

Metale komórkowe to metale zbudowane z połączonej sieci solidnych rozpórek lub płyt i mają złożone mikroarchitektury z pustymi przestrzeniami1. Przykłady obejmują zarówno i) pianki stochastyczne o losowej strukturze, jak i ii) okresowo uporządkowane dwuwymiarowe (2D) plastry miodu i trójwymiarowe (3D) kratownicowe struktury kratownicowe. Zwrócono na nie uwagę ze względu na ich wysoką sztywność i wytrzymałość właściwą1-3oraz wysoką sprężystość właściwą4-5, doskonałą absorpcję energii przy obciążeniach udarowych6, izolacyjność akustyczną7, możliwą konstrukcję rozpraszaczy ciepła i wymienników ciepła8. W szczególności okresowo uporządkowane struktury kratowe mają potencjał do projektowania właściwości lepszych ze zdolnością do kontrolowania wewnętrznej geometrii sieci porowatej.
Ze względu na ich skomplikowaną geometrię wewnętrznej porowatej sieci, trudno jest wytwarzać metale komórkowe przy użyciu konwencjonalnej obróbki subtraktywnej. W związku z tym naukowcy zaczęli poszukiwać alternatywnych metod wytwarzania metali komórkowych: badano formowanie gazu w ciekłym metalu lub mieszanie proszku metalu ze środkami porotwórczymi w celu wytwarzania stochastycznych form metalowych9. Ze względu na brak kontroli nad topologią ogniw trudno jest dostosować właściwości mechaniczne. Alternatywnie, zbadano metody wytwarzania okresowo zamawianych metali komórkowych: tłoczenie cienkich arkuszy metalu w kształt falisty, a następnie łączenie ich w celu stworzenia okresowych struktur10, klejenie szczelinowych blachmetalowych 11, wytłaczanie12, tkanie i wypalanie włókien metalowych w celu wytworzenia tekstyliów13. Mimo że te metody produkcji oferują powtarzalne wzory, wzory są nadal ograniczone w kierunku płaskim. Starając się wygenerować powtórzenia wzorów 3D, naukowcy zaczęli stosować wytwarzanie przyrostowe (AM); np. selektywne topienie laserowe (SLM)14, topienie wiązką elektronów (EBM)15 i bezpośrednie spiekanie laserowe metali (DMLS)16. Pomimo ich zdolności do wytwarzania złożonych geometrii sieci uporządkowanych w 3D, nadal istnieją pewne ograniczenia: trudności w stosowaniu metali o wysokiej przewodności cieplnej i wysokim współczynniku odbicia optycznego17, wysokie termiczne naprężenia szczątkowe18, słabe wykończenie powierzchni ze zjawiskiem "kulkowania" podczas topienia laserem lub elektronami 19, właściwości anizotropowe20-21 części spowodowanych połączonym efektem produkcji warstwowej, anizotropowym tworzeniem ziaren, wielkością proszku, mocą i prędkością skanowania wiązki laserowej lub elektronowej15, wysokim zużyciem energii itp.
Połączenie AM na bazie polimeru z odlewaniem metalu może stanowić alternatywną metodę produkcji metali kratowych. Można to nazwać "pośrednim AM". Pośrednie wytwarzanie przyrostu może stanowić rozwiązanie pozwalające przezwyciężyć problemy techniczne związane z bezpośrednim wytwarzaniem przyrostu metali, o których mowa powyżej. Podjęto kilka wysiłków w celu wytworzenia metali kratowych przy użyciu pośredniego AM, łącząc drukowanie 3D polimerów z odlewaniem grawitacyjnym22-25; np. odlewanie metodą traconego wosku w połączeniu z modelowaniem osadzania topionego (FDM) w celu wytworzenia stopu kratowego22-25 lub odlewu piaskowego w połączeniu z AM23 na bazie proszku piaskowego. Odlewanie grawitacyjne wydaje się pozostawać wyzwaniem technicznym do pokonania - nieprawidłowy przebieg i porowatość spowodowane nagłym krzepnięciem stopionych metali, gdy stykają się one ze strukturami sieciowymi z ostrymi narożnikami kratowych form konstrukcyjnych25-26. Wydaje się, że stosunkowo duża powierzchnia sieciowych form strukturalnych również przyczynia się do nagłego ochłodzenia, co skutkuje przedwczesnym krzepnięciem25-26.
W tym badaniu proponujemy alternatywne pośrednie AM, które może przezwyciężyć błąd podczas produkcji metali kratowych - odlewanie odśrodkowe do wnęki formy kratowej wykonanej za pomocą wydrukowanego w 3D wzoru polimeru protektorowego w kratę. Używamy metody druku 3D opartej na cyfrowym przetwarzaniu światła (DLP), aby zbudować siatkowy strukturalny wzór ofiarny, a następnie odlewać odśrodkowo stopy Al i Cu. Celem tego badania jest dostarczenie szczegółowego protokołu wytwarzania metali kratowych 3D o złożonym kształcie i cienkiej grubości ścianek. Głównym wkładem tego procesu jest zapewnienie możliwości rozszerzenia wyboru materiałów o niskich kosztach produkcji do produkcji metali kratowych.

<table><tbody><tr><td>Zmotoryzowana maszyna do odlewania odśrodkowego</td><td>Rey Zmotoryzowana maszyna do odlewania odśrodkowego, Rey Industries Inc.</td><td></td><td>Wyprodukowano w USA przez Rey industries, Inc. Dallas, TX 75220</td></tr><tr><td>Gips w proszku</td><td>Satin Cast 20, FindingKing Kerr</td><td>7960</td><td>Gips w proszku służy do produkcji mieszanki inwestycyjnej</td></tr><tr><td>Drukarka 3D Ployjet</td><td>Projet HD3500 Plus, 3D Systems</td><td></td><td>Ta drukarka 3D na bazie polimeru do drukowania wzoru ofiarnego do odlewania.</td></tr><tr><td>Materiały wkładów - utwardzane promieniami UV i odlewane tworzywo akrylowe</td><td>VisiJet Procast, systemy</td><td></td> 3D <td>Jest to materiał do odlewania, który zostanie wypalony przed odlaniem</td></tr><tr><td>Materiały wkładów - materiał nośny</td><td>VijiJet S300, systemy</td><td></td> 3D <td>Jest to materiał podporowy, który zostanie usunięty przed złożeniem wzoru</td></tr><tr><td>Starożytne ziarno odlewu z brązu</td><td>Rio Grande</td><td>706051</td><td>To prawdziwe ziarno brązu nie zawiera. Bardzo płynny, szybko się topi, odlewa czysto i zapewnia dobrą równowagę między wytrzymałością a trwałością. Ciepły, ciemnobrązowy kolor ma bogate czerwone odcienie, a stop dobrze się patynowa. Skład to 90% miedzi z dużą ilością cyny; pasuje do kategorii CDA#90700. To ziarno jest sprzedawane w opakowaniach o wadze 1 funta.</td></tr><tr><td>Drut aluminiowy okrągły, 1/8", szpula 1 funt, martwy miękki</td><td>Rio Grande</td><td>134700</td><td>Lekki i mocny drut aluminiowy to ekonomiczny i wszechstronny wybór. Nie tak jaskrawobiałe jak srebro, aluminium oferuje cieplejszy odcień, podobnie jak platyna. TYLKO z lutami niskotemperaturowymi, takimi jak Stay-Brite; Nadaje się zarówno do spawania łukiem pulsacyjnym, jak i spawania laserowego. Ten wysokiej jakości drut aluminiowy jest pakowany na szpule o wadze 1 funta.</td></tr><tr><td>Oprogramowanie do projektowania wspomaganego komputerowo (Pro-e)</td><td></td><td></td><td>To oprogramowanie można zastąpić innymi, takimi jak Auto CAD, Catia i tak dalej.</td></tr><tr><td>Finisher ProJet 1-A</td><td>3D Systems</td><td></td><td>Ta maszyna służy do topienia materiału podporowego.</td></tr><tr><td>160 Watt 2,5 litra Cyfrowa myjka ultradźwiękowa z pierścieniami grzewczymi timera Narzędzia</td><td>Chicago, Elektryczny, Elektronarzędzia</td><td></td><td>Pojemność 85 uncji, Pięć cykli czyszczenia: 90, 180, 280, 380 i 480 sekund, Czyste z ogrzewaniem lub bez, Łatwy do odczytania cyfrowy timer LED, Wentylator z przezroczystym okienkiem</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>Wosk parafinowy do arkusza woskowego - Arkusz woskowy Modeler's Pink Wax, 3" na 6", 24-Ga.</td><td>Wosk do blach Rio Grande</td><td>700075</td><td>jest elastyczny i można go ciąć lub formować w dowolny kształt. To jest Idealny do projektowania, ponieważ można rysować lub śledzić bezpośrednio na arkuszu; Wybierz zielony lub różowy w zależności od tego, który najlepiej pokaże Twoje projekty. Wysokie standardy produkcji zapewniają wyjątkową spójność i znaczne oszczędności cen. Wartość zwiększa większa ilość opakowań w tej samej cenie, co mniejsze opakowania dostępne gdzie indziej. Każde opakowanie o pojemności 8 uncji zawiera około 30 arkuszy.</td></tr><tr><td>Wosk parafinowy do wosku w sztyfcie - Modeler's Medium Red Sprue Wax, 8-Ga</td><td>Rio Grande</td><td>700741</td><td>Giętki, bardziej miękki wosk do wlewów niż twardy niebieski. Nadaje się do formowania bram i wlewów, wypala się czysto bez pozostałości.</td></tr><tr><td>Lampa alkoholowa</td><td>Rio Grande 700008</td><td></td><td>Użyj tej lampy do podgrzewania narzędzi woskowych lub jako polerki płomieniowej. Ciężki szklany zbiornik ma fasetowane boki, aby umożliwić jego przechylenie w celu pochylenia płomienia. Regulacja śrubowa 7" x 3/16" kontroluje wysokość płomienia. Nasadka zabezpieczająca gasi płomień i zapobiega parowaniu paliwa. Aby uzyskać najlepszy płomień, użyj paliwa z alkoholem metylowym. Dostępne wymienne. Zbiornik mieści 5 uncji (150 ml) paliwa.</td></tr><tr><td>Zestaw narzędzi do rzeźbienia w wosku - Soft Grip Wax Carvers, zestaw 10 sztuk</td><td>Rio Grande</td><td>700329</td><td>Ten pudełkowy zestaw oferuje najlepszą technologię cięcia i kształtowania. Każde z tych dziesięciu wysokiej jakości stalowych narzędzi do rzeźbienia w wosku ma rękojeść pokrytą PVC 5/16", która zapewnia pewny, wygodny chwyt przez wiele godzin pracy i wszystkie mają ostre krawędzie do kształtowania i drobnych detali. Wyostrz lub dostosuj kształt każdego narzędzia do swoich potrzeb. Narzędzia te zapewniają wyjątkową wytrzymałość narzędzi i zapewniają doskonałe wyniki. Ten zestaw jest dostarczany w drewnianym pudełku na zawiasach, wyłożonym pianką.</td></tr><tr><td>Gumowa miska do mieszania, 1 - 1/2 kwarty</td><td>Rio Grande</td><td>702131</td><td>Ta wysoce elastyczna wulkanizowana gumowa miska jest łatwa do uchwycenia, nie zostanie uszkodzona szpatułką i łatwo się czyści.</td></tr><tr><td>Zlewka Pyrex, 1 000 ml</td><td>Rio Grande</td><td>335040</td><td>Idealna do przechowywania i podgrzewania roztworów galwanicznych, ta oryginalna zlewka ze szkła Pyrex jest wytrzymała i trwała.</td></tr><tr><td>Kolba ze stali nierdzewnej Rio Premium, średnica 2 - 1/2".</td><td>Rio Grande</td><td>70201514</td><td>Ta solidna kolba ze stali nierdzewnej o jakości #304 jest odporna na korozję, trwała przez długi okres użytkowania i działa w ekstremalnych temperaturach bez zniekształceń.</td></tr><tr><td>Ceramiczny tygiel odlewniczy CAST/T, 450 g</td><td>Rio Grande</td><td>705047</td><td>Wykonany wyłącznie dla maszyny do odlewania odśrodkowego CAST/T, tygiel ten został zaprojektowany z kątową podstawą, która wsuwa się w zawiasowy wspornik na górze maszyny odlewniczej. Dzięki temu tygiel znajduje się w idealnym wyrównaniu ze środkiem pierścienia kolby, aby zapewnić bezbłędne nalewanie.</td></tr><tr><td>Waga cyfrowa MyWeigh iBalance 300 Rio</td><td>Grande</td><td>116850</td><td>Ta waga służy do pomiaru masy systemu protektorowego i wlewowego do metalu, który będzie używany do odlewania odśrodkowego.</td></tr><tr><td>Gumowy dno - Podstawa pierścienia kolby CAST/T</td><td>Rio Grande</td><td>705025</td><td>Ta gumowa podstawa, zaprojektowana specjalnie dla maszyny do odlewania odśrodkowego CAST/T, pasuje do wszystkich stylów pierścieni kolby Table King, tworząc bezpieczne, hermetyczne uszczelnienie w całym procesie inwestycyjnym. Środkowy słupek pasuje do każdego stylu tarczy woskowej, zapewniając pełną wszechstronność.</td></tr><tr><td>Szkocka&reg; Kolorowa taśma klejąca, 1 7/8" x 20 jardów, niebieska</td><td>OfficeMax&nbsp;</td><td>22353766</td><td>Ta taśma klejąca służy do upewnienia się, że mieszanina gipsu i wody w pełni pokrywa zmontowany wzór ofiarny wewnątrz kolby, pozwalając na dodatkowy materiał powyżej wysokości kolby</td></tr><tr><td>Maszyna do odlewania próżniowego - V.I.C. 12 Stołowa maszyna do odlewania kolb pełnych i perforowanych z asystentem Rio, 110-woltowa</td><td>Rio Grande</td><td>70511814</td><td>Maszyna odlewnicza V.I.C. 12 oferuje wszystkie najnowsze innowacje techniczne w zakresie wydajnego i produktywnego inwestowania w próżnię i odlewania. Zaprojektowana z myślą o spełnieniu wymagań średniej wielkości operacji odlewniczych, maszyna ta zawiera wydajną pompę próżniową o mocy 1/2 KM i 5 cfm, która zapewnia skuteczne odkurzanie i doskonałe wyniki odlewania. V.I.C. 12 odlewa małe lub duże kolby. Zawiera stół adaptera, który akceptuje standardowe solidne kolby o wysokości do 5" x 7" i jest zamontowany na gumowych nóżkach dla stabilności.</td></tr><tr><td>Piec do wypalania wzoru ofiarnego -Piec do emaliowania Rio Model 1000 z dziewięcioma programami Kontroler</td><td>Rio Grande</td><td>703121</td><td>Piec do emaliowania Rio posiada trzy wstępnie ustawione temperatury wypalania emalii i sześć, które można zdefiniować. Użyj ekskluzywnego sterownika Rio, aby ustawić i utrzymać temperaturę wypalania. Idealny do wszystkich rodzajów emaliowania, w tym wysokich elementów. Zawiera dużo miejsca do wypalania i łatwe do zatrzaskiwania drzwiczki, które nie zgrzytają emaliami podczas otwierania i zamykania. Nadaje się również do metalu, gliny, szkła i ceramiki. Ocynkowana stalowa obudowa z izolacyjną cegłą szamotową o wysokiej temperaturze utrzymuje je w chłodzie. Element zabezpieczony w wgłębionym rowku. Zawiera instrukcję obsługi.</td></tr><tr><td>Smith Complete Little Torch Acetylen and Oxygen System</td><td>Rio Grande</td><td>500030</td><td>Zdobądź wszystko, czego potrzebujesz, aby wyposażyć swój warsztat w i twarde. Używaj systemów Little Torch do, twardego i odlewania złotem lub srebrem. Wykonaj każde zadanie i topienia z pewnością i łatwością! Ten system akceptuje wszystkie końcówki akcesoriów Little Torch do topienia, twardego i dużych prac lutowniczych i jest podstawą dla każdego jubilera.</td></tr><tr><td>Fartuch ochronny żaroodporny</td><td>Rio Grande</td><td>750160</td><td>Specjalnie zaprojektowany fartuch ma 800 & F (427 &deg; C) odporność na temperaturę. Odblaskowe wykończenie odpycha gorące rozpryski metalu i pomaga izolować użytkownika od ciepła.</td></tr><tr><td>Rękawice żaroodporne Radnor</td><td>Rio Grande</td><td>350050</td><td>Te elastyczne, żaroodporne rękawice są idealne do projektów emaliowanych, umożliwiając pewny chwytanie nawet małych szczypiec. Niebieskie skórzane rękawiczki z dwojeniem ramion są wykonane z wytrzymałej skóry bydlęcej i wyściełane bawełną i pianką oraz mają wzmocnione skrzydełka kciuka.</td></tr><tr><td>Platynowe okulary lutownicze, #7</td><td>Rio Grande</td><td>113914</td><td>Chroń siebie i swoich pracowników podczas platyny. Wygodne okulary wyposażone są w regulowane słuchawki i soczewki z zielonego poliwęglanu 52 mm IR #7. Obiektyw #7 jest zatwierdzony przez The Platinum Guild.</td></tr><tr><td>Ekonomiczne szczypce do lekkich kolb</td><td>Rio Grande</td><td>704026</td><td>Wykonane z giętej stali, szczypce te są przeznaczone do obsługi kolb o średnicy 3-1/2" lub mniejszej. Nacięcia o małym kącie chwytają mniejsze kolby, a większy, zaokrąglony obszar konturu bezpiecznie utrzymuje większe kolby.</td></tr><tr><td>Wiadro separacyjne</td><td>Rio Grande</td><td>201360</td> Piaskowarka o <td>średnicy 15 cali i głębokości 11 1/2 cala</td></tr><tr><td>- Econoline - 101701CB-A - Szafy wolnostojące Szerokość przestrzeni roboczej (cale): 60 Głębokość przestrzeni roboczej (cale): 48</td><td>MSC Industrial supply Co.&nbsp;</td><td>223818</td><td>szafy stojące; Szerokość przestrzeni roboczej (cale): 60; Głębokość przestrzeni roboczej (cale): 48; Wysokość przestrzeni roboczej (cale): 40; Zapotrzebowanie na powietrze: 12 CFM @ 80 psi; Całkowita szerokość szafy (cale): 65; Maksymalna głębokość szafki (cale): 86</td></tr><tr><td>Johnson's Baby Oil Shea & Masło kakaowe&nbsp;</td><td>Wal-Mart</td><td>260074132</td><td>Ten olej dla niemowląt służy do usuwania pozostałości materiału nośnego do odlewanego wzoru ofiarnego za pomocą cyfrowej myjki ultradźwiękowej.</td></tr><tr><td>Niemiecka 4-calowa rama piły i zestaw brzeszczotów</td><td>Rio Grande</td><td>110112</td><td>Jakość, niemieckie ramy to nasze najpopularniejsze ramy do pił, a ta rama zawiera próbnik niemieckich brzeszczotów Rio! Regulowana rama piły pozwala na osiągnięcie pożądanego naprężenia ostrza. Głębokość gardzieli wynosi 102 mm (4 "). Brzeszczoty mają zaokrąglone grzbiety, które ułatwiają cięcie krzywizn i narożników i są wykonane z hartowanej, hartowanej stali.</td></tr></tbody></table>

pośrednie wytwarzanie metali kratowych o cienkich przekrojach przy użyciu odlewania odśrodkowego

Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting

Jedną z typowych metod produkcji metali kratowych 3D jest proces bezpośredniego wytwarzania metalu (AM), taki jak selektywne topienie laserowe (SLM) i topienie wiązką elektronów (EBM). Pomimo potencjalnej zdolności przetwórczej, metoda bezpośredniego wytwarzania przyrostowego ma kilka wad, takich jak wysoki koszt, słabe wykończenie powierzchni produktów końcowych, ograniczenia w doborze materiałów, wysokie naprężenia termiczne i właściwości anizotropowe części. Proponujemy opłacalną metodę produkcji metali kratowych 3D. Celem tego badania jest dostarczenie szczegółowego protokołu wytwarzania metali kratowych 3D o złożonym kształcie i cienkiej grubości ścianki; np. kratownica oktetowa wykonana ze stopów Al i Cu o długości jednostkowej komórki 5 mm i grubości ścianki komórki 0,5 mm. Ogólna procedura eksperymentalna jest podzielona na osiem sekcji: (a) drukowanie 3D wzorów ofiarnych, (b) wytapianie materiałów podporowych, (c) usuwanie pozostałości materiałów podporowych, (d) montaż szablonów, (e) inwestycja, (f) wypalanie wzorów ofiarnych, (g) odlewanie odśrodkowe, (h) przetwarzanie końcowe produktów końcowych. Zaproponowana pośrednia technika wytwarzania przyrostowego zapewnia potencjał do produkcji ultralekkich metali sieciowych; np. struktury kratowe ze stopami aluminium. Wydaje się, że parametry procesu powinny być odpowiednio kontrolowane w zależności od materiałów i geometrii sieci, obserwując końcowe produkty metali kratownicowych oktetu techniką pośredniego AM.

Wykorzystując pośrednią produkcję addytywną opisaną w sekcji protokołu, do wytworzenia metalowych struktur kratownicowych typu octet użyto stopów Al i Cu, co przedstawiono na Rysunku 1. Cała procedura odlewania została podsumowana na Rysunku 2. Procedura składa się z ośmiu etapów: (a) drukowanie wzorców poświęcalnych (b) wytapianie materiału podporowego (c) usuwanie pozostałości materiału podporowego (d) montaż wzorca (e) formowanie inwestycyjne (f) wypal...

Pośrednia metoda wytwarzania przyrostowego, łącząca drukowanie 3D polimerów z odlewaniem odśrodkowym, jest opisana do produkcji metali kratownicowych 3D (stopy Al i Cu) o długości komórki elementarnej 5 mm i grubości ścianki 0,5 mm.

Pośrednie wytwarzanie metali kratowych o cienkich przekrojach przy użyciu odlewania odśrodkowego

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

Ogólnym celem tego filmu jest zademonstrowanie procesu wypełniania mikrokomory komórkowej stopionym metalem w celu wytwarzania metali sieciowych metodą odlewania odśrodkowego. Materiał ten może pomóc w odpowiedzi na kluczowe pytania, takie jak to, w jaki sposób parametry procesu, właściwości materiałowe stopionego metalu i geometria otworu formy sieciowej korelują z przepływem i krzepnięciem w szybkim mikroodlewie. Technika ta uzupełnia bezpośredni druk 3D masywnych metali w produkcji metali sieciowych i rozszerza wybór materiałów w przestrzeni projektowej metali sieciowych.Dzisiaj, wraz z doktorantką Jiwon Mun, zaprezentuję tę procedurę. W ramach przygotowań, przy użyciu oprogramowania do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), należy narysować wzór poświęcalny struktury kratownicy typu octet wraz z systemem wlewowym. Ten zintegrowany wzór struktury kratownicy typu octet z systemem wlewowym ulega stopieniu podczas odlewania.Za pomocą oprogramowania CAD należy odnotować objętość wzorca poświęcalnego, aby obliczyć wymaganą masę metalu. Po wydrukowaniu akrylowego modelu należy przystąpić do procesu odlewania, który został szczegółowo opisany w protokole tekstowym. Kolejnym krokiem jest wytopienie materiału podporowego.Następnie usuwa się pozostałości materiału podporowego. Potem montuje się wzór. Po jego zamontowaniu przeprowadza się proces mieszania masy formierskiej.Należy upewnić się, że z mieszaniny wody i masy formierskiej usunięto wszystkie grudki. Następnie przeprowadza się proces wypalania. Aby rozpocząć, należy ustawić czas w piecu zgodnie z harmonogramem nagrzewania i chłodzenia.W przypadku kolby o takim rozmiarze proces wypalania trwa sześć godzin. Teraz należy włączyć piec i uruchomić harmonogram wypalania. Podczas wypalania wzór poświęcalny topi się i rozkłada do postaci gazu.Następnie należy kontynuować proces odlewania opisany w dwóch kolejnych sekcjach. Przed rozpoczęciem upewnij się, że ramię maszyny do odlewania odśrodkowego obraca się z prędkością kątową 425 RPM. Wyznacz za pomocą tachometru ustawienie niezbędne do uzyskania tej prędkości.Wybierz ceramiczny tygiel do przetopienia każdego stopu. Za pomocą przecinaka metalowego potnij stopy na kawałki o długości od 10 mm do 20 mm. Potnij około 150 g każdego stopu, którymi w tym przypadku są aluminium i miedź.Teraz odważ precyzyjną masę każdego stopu potrzebną do projektu sieci. Wnęka formy musi zostać wypełniona stopionym stopem dokładnie do pełna. Następnie przygotuj wiadro wody w temperaturze pokojowej.Wystarczy 30 litrów. Następnie załóż odzież ognioodporną, rękawice oraz gogle. Teraz tymczasowo wyjmij formę gipsową z pieca.Umieść go w gnieździe na kolbę w maszynie do odlewania odśrodkowego i zrównoważ ramię wirówki. Następnie wprowadź formę gipsową z powrotem do pieca i rozpocznij nagrzewanie urządzenia do 482 °C. W międzyczasie umieść tygiel w uchwycie i wsyp pocięty stop do tygla.Następnie przygotuj palnik acetylenowy. Otwórz zawór podłączonej butli z tlenem i utrzymuj ciśnienie gazu na poziomie około 96.5 kilopascals lub 14 PSI. Następnie ostrożnie zapal palnik i kontroluj intensywność płomienia za pomocą ciśnienia gazu.Należy zachować szczególną ostrożność. Płomień osiąga temperaturę do 1 200 °C. Teraz ostrożnie przetop posiekaną stopkę w tyglu, aż zostanie całkowicie upłynniona.Użyj grafitowego pręta do mieszania stopu i przetop go w neutralnej części płomienia palnika. Prawidłowe przetopienie metalu jest kluczowe, ponieważ jeśli metal będzie zbyt chłodny, nie wypełni on całej formy. Jednak w przypadku zbyt wysokiej temperatury, zwiększona porowatość spowoduje problemy strukturalne.Teraz wyjmij rozgrzaną formę gipsową z pieca i umieść ją w ramieniu uchwytu kolby, obok tygla z przetopionym stopem. Zamknij pokrywę urządzenia i pozwól ramieniu obracać się przez co najmniej trzy minuty. Urządzenie zaczyna obracać się automatycznie po zamknięciu pokrywy.Prędkość ok. 420 RPM generuje prędkość wlotową w formie na poziomie 8,03 metrów na sekundę, obliczoną na podstawie makroskopowej dynamiki cząstek i prędkości kątowej. Po trzech minutach odłącz zasilanie maszyny do odlewania siłowego. Następnie otwórz pokrywę i za pomocą kleszczy wyjmij formę gipsową z uchwytu kolby.Pozostaw formę do ostygnięcia w temperaturze pokojowej przez 15 do 20 minut, aż kolor stopu powróci do barwy właściwej dla jego fazy stałej. Następnie, używając kleszczy, schłodź formę gipsową w wiadrze z wodą przez około pięć minut. Forma uznawana jest za całkowicie schłodzoną, gdy osiągnie temperaturę bliską temperaturze pokojowej.Aby uzyskać metalową kratownicę wewnątrz formy, należy po prostu rozpuścić formę w wodzie. Forma Jibsen rozpuści się łatwo w ciągu dwóch minut. Można teraz przeprowadzić obróbkę końcową, taką jak oczyszczanie poprzez piaskowanie, które zostało opisane w protokole tekstowym.Należy ściśle przestrzegać opisanego ciśnienia piaskowania, ponieważ formy są dość kruche, zwłaszcza aluminiowa kratownica typu octet, która posiada cienkie ścianki. Wykorzystując opisaną w sekcji protokołu pośrednią produkcję addytywną, do wytworzenia metalowych kratownic typu octet zastosowano stopy aluminium i miedzi. Proces wypalania przeprowadzono przez sześć godzin w celu stopienia wzorca poświęcalnego.Po procesie odlewania odśrodkowego produktami końcowymi były metalowe kratownice oktetowe wykonane ze stopów aluminium i miedzi. Stop aluminium w stanie ciekłym całkowicie wypełnił całą jamę formy kratowej, nie tworząc niedolewów. Z kolei w przypadku ciekłego stopu miedzi pojawiła się wada odlewnicza spowodowana przedwczesnym krzepnięciem na wczesnym etapie wtrysku ciekłego metalu przez wlew.Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat wpływu parametrów procesu na wypełnianie komórkowej mikrojamistości stopionym metalem podczas pośredniego wytwarzania struktur kratownicowych przy użyciu odlewania odśrodkowego. Po opracowaniu technika ta utorowała badaczom z dziedziny metali kratownicowych drogę do eksploracji pośredniego wytwarzania poprzez połączenie druku 3D polimerów z odlewaniem odśrodkowym.

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Metamateriały w częstotliwościach terahercowych oferują unikalne możliwości, jednak ich wytwarzanie w skali masowej jest trudne. Adaptujemy procedurę wytwarzania mikrostrukturalnych polimerowych światłowodów, aby tanio produkować metamateriały potencjalnie na skalę przemysłową. Wytwarzamy włókna z polimetakrylanu metylu zawierające druty indu o średnicy ~10 μm oddalone od siebie o ~100 μm, które wykazują terahercową odpowiedź plazmonową.

Wytwarzanie metamateriałów przy użyciu metody wyciągania włókien

Bezpośredni zapis laserem femtosekundowym jest często wykorzystywany do tworzenia trójwymiarowych (3D) wzorów w polimerach i szkle. Jednakże formowanie metali w 3D wciąż stanowi wyzwanie. Opisujemy metodę wytwarzania nanostruktur srebrnych osadzonych w matrycy polimerowej przy użyciu lasera femtosekundowego o długości fali 800 nm.

Metoda wytwarzania rozłącznych nanostruktur srebrowych w 3D

Opisujemy zastosowanie pulsacyjnego osadzania laserowego (PLD), fotolitografii i technik łączenia drutów do tworzenia złożonych urządzeń tlenkowych w skali mikrometrycznej. PLD jest wykorzystywany do hodowli cienkich warstw epitaksjalnych. Wprowadza się techniki fotolitografii i łączenia drutowego w celu stworzenia praktycznych urządzeń do celów pomiarowych.

Wytwarzanie przestrzennie ograniczonych złożonych tlenków

Opisano metodę trwałego łączenia dwóch płytek krzemowych w celu uzyskania jednolitej obudowy. Obejmuje to przygotowanie płytek, czyszczenie, klejenie RT i procesy wyżarzania. Powstałe połączone płytki (komórki) mają jednorodność obudowy ~1%1,2. Uzyskana geometria pozwala na pomiary zamkniętych cieczy i gazów.

Wytwarzanie jednolitych wnęk w nanoskali za pomocą bezpośredniego łączenia płytek krzemowych

Bioaktywne i mechanicznie niezawodne rusztowania metalowe zostały wyprodukowane metodą składającą się z dwóch procesów, dynamicznego odlewania zamrażalnego w celu wytworzenia porowatego Ti oraz powlekania i zagęszczenia rusztowań Ti. Proces zagęszczania jest prosty, skuteczny i ma zastosowanie do wytwarzania rusztowań o stopniu funkcjonalnym.

Produkcja mechanicznie przestrajalnych i bioaktywnych rusztowań metalowych do zastosowań biomedycznych

Przedstawiono eksperymentalny protokół do oprzyrządowanego formowania na ciepło odlewanych stopów aluminium przy użyciu specjalnie zaprojektowanego urządzenia na skalę przemysłową. Omówiono rozważania eksperymentalne, w tym efekty termiczne i mechaniczne, a także podobieństwa z pełnoskalowym przetwarzaniem kół samochodowych.

Procedura doświadczalna przędzenia na ciepło elementów odlewanych z aluminium

Ten manuskrypt przedstawia solidną metodę wytwarzania wklęsłych mikrostudzienek bez potrzeby skomplikowanych, kosztownych urządzeń. Wykorzystując siłę magnetyczną, stalowe kulki i układ otworów przelotowych, uformowano kilkaset mikrostudzienek w podłożu z polidimetylosiloksanu (PDMS) o wymiarach 3 cm x 3 cm.

Sparowany układ ściegów i magnesów do formowania mikrostudzienek o zmiennej geometrii wklęsłej

Ten protokół opisuje strategię produkcji opartą na rozwiązaniach dla wysokowydajnych, elastycznych, przezroczystych elektrod z w pełni wbudowaną, grubą metalową siatką. Elastyczne przezroczyste elektrody wytwarzane w tym procesie wykazują jedne z najwyższych zgłoszonych parametrów, w tym bardzo niską rezystancję arkusza, wysoką przepuszczalność optyczną, stabilność mechaniczną przy zginaniu, silną przyczepność podłoża, gładkość powierzchni i stabilność środowiskową.

Skalowalna strategia produkcji oparta na roztworze dla wysokowydajnych, elastycznych i przezroczystych elektrod z wbudowaną metalową siatką

Pokazujemy wytwarzanie okresowych matryc nanokubków złotych za pomocą technik litograficznych koloidalnych i omawiamy znaczenie warstw nanoplazmonowych.

Wytwarzanie okresowych matryc złotych nanokubków przy użyciu litografii koloidalnej

To badanie pokazuje wielomateriałową produkcję addytywną (AM) przy użyciu produkcji topionych włókien (FFF) ze stali nierdzewnej i tlenku cyrkonu.

Produkcja stopionych włókien (FFF) elementów metalowo-ceramicznych

Poznaj metodę pośredniego wytwarzania metali kratowych z cienkimi przekrojami przy użyciu odlewania odśrodkowego. Technika łączy druk 3D polimerów z odlewaniem stopów aluminium i miedzi.

Pośrednie wytwarzanie metali kratowych o cienkich przekrojach przy użyciu odlewania odśrodkowego

Przeglądaj więcej filmów