Непрямой изготовлении решетчатых металлов с шлифах с помощью центробежного литья

Общая цель этого видео — продемонстрировать процесс заполнения клеточной микрополости расплавленным металлом для изготовления решетчатых металлов методом центробежного литья. Это сообщение может помочь ответить на ключевые вопросы, такие как корреляция параметров процесса, свойств материала расплавленного металла и геометрия полости решетчатой формы с текучестью и затвердеванием при быстром микролитье. Эта технология дополняет прямую 3D-печать массивов металлов, при изготовлении решетчатых металлов, а также расширяет выбор материалов в пространстве проектирования решетчатых металлов.

Сегодня я продемонстрирую эту процедуру вместе с докторантом Дживоном Муном. В процессе подготовки нарисуйте жертвенный образец конструкции октетной фермы с литниковой системой с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования. Этот интегрированный узор октетной стропильной конструкции с литниковой системой расплавляется во время литья.

С помощью программного обеспечения CAD запишите объем жертвенного шаблона, чтобы рассчитать необходимую массу металла. После печати акриловой модели приступайте к процессу литья, который подробно описан в текстовом протоколе. Следующим этапом является выплавка поддерживающего материала.

После этого остатки поддерживающего материала дополнительно удаляются. Затем выкройка собирается. После его сборки выполняется процесс смешивания по выплавляемым моделям.

Обязательно удалите все комочки в водной смеси. Далее идет процесс выгорания. Для начала установите время на печи в соответствии с графиком нагрева и охлаждения.

Для колбы такого размера выгорание займет шесть часов. Теперь включаем печь и запускаем график выжигания. Во время выгорания жертвенный узор плавится и диссоциирует в газ.

Теперь продолжите процесс кастинга, описанный в следующих двух разделах. Перед началом работы убедитесь, что рычаг машины центробежного литья вращается с угловой скоростью 425 об/мин. Найдите необходимую настройку для этой скорости с помощью тахометра.

Выберите керамический тигель для плавления каждого сплава. С помощью резака по металлу измельчите сплавы на кусочки размером от 10 до 20 миллиметров. Измельчите около 150 грамм каждого сплава, в данном случае это алюминий и медь.

Теперь взвесьте точную массу каждого сплава, необходимую для конструкции решетки. Полость шаблона должна быть точно заполнена до отказа расплавленным сплавом. Теперь возьмите наготове ведро воды комнатной температуры.

Достаточно 30 литров. Далее наденьте огнезащитную одежду и наденьте перчатки и очки. Теперь временно выньте гипсовую форму из печи.

Поместите его в колбу колбы машины для центробежного литья и уравновесьте рычаг центрифуги. Затем верните гипсовую форму обратно в печь, и начните нагревать машину до 482 градусов по Цельсию. Тем временем поместите тигель в держатель тигля и загрузите измельченный сплав в тигель.

Далее настройте ацетиленовую горелку. Откройте клапан подключенного кислородного баллона и поддерживайте давление газа около 96,5 килопаскаль или 14 фунтов на квадратный дюйм. Затем осторожно подожгите факел и контролируйте интенсивность пламени давлением газа.

Будьте очень осторожны. Пламя достигает 1,200 градусов по Цельсию. Теперь осторожно расплавьте измельченный сплав в тигле до полного разжижения.

С помощью угольного стержня перемешайте сплав и расплавьте его с нейтральной частью пламени факела. Правильное плавление металла имеет решающее значение, ведь если металл будет слишком холодным, он не заполнит всю форму. Но если будет слишком жарко, увеличение пористости вызовет структурные проблемы.

Теперь возьмите предварительно нагретую гипсовую форму из печи и загрузите ее в держатель колбы рядом с тиглем с расплавленным сплавом. Закройте крышку автомата и дайте руке вращаться не менее трех минут. Машина начинает вращаться автоматически при закрытии крышки.

Скорость вращения около 420 об/мин создает скорость на входе в полость формы 8,03 метра в секунду, рассчитанную по макроскопической динамике частиц и угловой скорости. Через три минуты отключите питание центробежной литейной машины. Затем откройте крышку, и с помощью щипцов снимите гипсовую форму с колбы-люльки.

Дайте форме остыть при комнатной температуре в течение 15-20 минут, пока цвет сплава не вернется к цвету его твердой фазы. Затем с помощью щипцов затушите гипсовую форму в ведре с водой около пяти минут. Когда плесень окажется близкой к комнатной температуре, ее полностью гасят.

Теперь, чтобы получить решетчатый металл внутри формы, достаточно растворить форму в воде. Форма Jibsen легко растворится в течение двух минут. Теперь возможна постобработка, такая как очистка пескоструйной обработкой, которая описана в текстовом протоколе.

Обязательно используйте описанное давление пескоструйной обработки, так как формы несколько хрупкие, особенно алюминиевая октетная ферма, которая имеет тонкие стенки. С помощью непрямого аддитивного производства, описанного в разделе протокола, для изготовления октетных ферменных металлов были использованы сплавы алюминия и меди. Процесс выжигания проводился в течение шести часов, чтобы расплавить жертвенный узор.

После процесса центробежного литья конечными продуктами стали октетные ферменные металлы, изготовленные из алюминиевых и медных сплавов. Расплавленный алюминиевый сплав полностью заполнил всю полость решетчатой формы без сбоев. С другой стороны, сплав расплавленной меди имел дефект литья, вызванный преждевременным затвердеванием на ранней стадии впрыска расплавленного металла на входе.

Посмотрев это видео, вы должны хорошо понимать влияние параметров процесса на заполнение расплавленного металла в ячеистую микрополость, производя непрямое изготовление решетчатых металлов методом центробежного литья. После своего развития этот метод проложил путь исследователям в области решетчатых металлов к изучению непрямого изготовления, сочетая 3D-печать полимеров с центробежным литьем.