Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

पतली वर्गों के साथ जाली धातु के अप्रत्यक्ष निर्माण केन्द्रापसारक कास्टिंग का प्रयोग

Published: May 14, 2016 doi: 10.3791/53605
Automatic Translation
1, 1, 2
1Department of Mechanical and Energy Engineering, University of North Texas, 2Department of Studio Art, University of North Texas

Summary

एक अप्रत्यक्ष additive विनिर्माण एक केन्द्रापसारक कास्टिंग के साथ पॉलिमर के एक 3 डी मुद्रण के संयोजन विधि 3 डी ओकटेट पुलिंदा धातुओं (अल और घन मिश्र) 0.5 मिमी की दीवार मोटाई के साथ 5 मिमी की एक इकाई सेल लंबाई होने के निर्माण के लिए दिए गए है।

Abstract

ठेठ तरीकों 3 डी जाली धातुओं का निर्माण करने के लिए एक तरह के रूप में चयनित लेजर पिघलने (SLM) और इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने (ईबीएम) डायरेक्ट-धातु additive विनिर्माण (एएम) प्रक्रिया है। इसकी क्षमता प्रसंस्करण क्षमता के बावजूद, प्रत्यक्ष कर रहा हूँ विधि इस तरह के उच्च लागत, अंतिम उत्पादों के गरीब सतह खत्म, सीमा सामग्री के चयन में, उच्च थर्मल तनाव, और अन्य अंगों की anisotropic गुण के रूप में कई नुकसान है। हम 3 डी जाली धातुओं का निर्माण करने के लिए एक लागत प्रभावी विधि का प्रस्ताव। जैसे, ओकटेट पुलिंदा 5 मिमी की एक इकाई सेल लंबाई और एक सेल दीवार मोटाई वाले अल और घन मिश्र धातु के बने हैं, इस अध्ययन का उद्देश्य 3D जाली एक जटिल आकार और एक पतली दीवार मोटाई वाले धातुओं के निर्माण पर एक विस्तृत प्रोटोकॉल प्रदान करने के लिए है 0.5 मिमी। एक समग्र प्रयोगात्मक प्रक्रिया आठ वर्गों में बांटा गया है: (क) बलि पैटर्न के 3 डी प्रिंटिंग (ख) पिघल बाहर सहायता सामग्री (ग) समर्थन सामग्री के अवशेषों को हटाने के (घ) पैटर्न assemblवाई (ई) निवेश (एफ) बलि पैटर्न (G) केन्द्रापसारक कास्टिंग (ज) बाद के प्रसंस्करण के अंतिम उत्पादों के लिए जला हुआ। अल मिश्र के साथ जाली संरचनाओं जैसे,; सुझाव अप्रत्यक्ष AM तकनीक संभावित अल्ट्रा हल्के जाली धातुओं के निर्माण के लिए प्रदान करता है।। ऐसा लगता है कि प्रक्रिया के मानकों को ठीक से सामग्री और जाली ज्यामिति के आधार पर नियंत्रित किया जाना चाहिए, अप्रत्यक्ष AM तकनीक द्वारा ओकटेट पुलिंदा धातुओं के अंतिम उत्पादों को देख।

Introduction

सेलुलर धातुओं ठोस struts या प्लेटों की एक परस्पर नेटवर्क से बना धातुओं रहे हैं और 1 रिक्तियों के साथ जटिल सूक्ष्म आर्किटेक्चर की है। दोनों उदाहरण i) बेतरतीब ढंग से संरचित स्टोकेस्टिक फोम और शामिल ii) समय समय पर दो आयामी (2 डी) honeycombs और तीन आयामी (3 डी) जाली पुलिंदा संरचनाओं का आदेश दिया। वे अपने उच्च विशिष्ट कठोरता और ताकत 1-3 और उच्च विशिष्ट लचीलापन 4-5, प्रभाव लोड हो रहा है 6, 7 ध्वनिक इन्सुलेशन, गर्मी dissipaters और हीट एक्सचेंजर्स 8 के संभावित डिजाइन के लिए उत्कृष्ट ऊर्जा अवशोषण की वजह से ध्यान प्राप्त हुआ है। विशेष रूप से, समय समय पर आदेश दिया जाली संरचनाओं एक क्षमता आंतरिक झरझरा नेटवर्क ज्यामिति को नियंत्रित करने के साथ बेहतर गुण इंजीनियर की क्षमता है।

उनके जटिल आंतरिक झरझरा नेटवर्क ज्यामिति के कारण, यह पारंपरिक subtractive machinin का उपयोग कर सेलुलर धातुओं का निर्माण करने के लिए मुश्किल हैजी। इस तरह, शोधकर्ताओं वैकल्पिक तरीकों सेलुलर धातुओं के निर्माण की तलाश शुरू कर दी है के रूप में: तरल धातु में गैस बनाने या उड़ाने एजेंटों के साथ धातु पाउडर मिश्रण स्टोकेस्टिक धातु रूपों 9 के निर्माण के लिए पता लगाया गया। सेल टोपोलॉजी पर नियंत्रण की कमी के कारण, यह यांत्रिक गुणों दर्जी करना मुश्किल है। वैकल्पिक रूप से, समय समय पर आदेश दिया सेलुलर धातुओं के लिए निर्माण के तरीकों का पता लगाया गया: एक नालीदार आकार आवधिक संरचनाओं 10 बनाने के लिए उन्हें शामिल होने के द्वारा पीछा में धातु की पतली शीट मुद्रांकन, संबंध धातु शीट 11, बाहर निकालना 12, बुनाई और चमकदार धातु तंतु रखा कपड़ा 13 बनाना। हालांकि इन तरीकों निर्माण repeatable पैटर्न की पेशकश, पैटर्न अभी भी तलीय दिशा में सीमित कर रहे हैं। 3 डी पैटर्न पुनरावृत्ति उत्पन्न करने के प्रयास में, शोधकर्ताओं additive विनिर्माण (एएम) का उपयोग शुरू कर दिया है, जैसे, चयनित लेजर पिघलने (SLM) 14, इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने (ईबीएम) 16। उनकी क्षमता के निर्माण के लिए 3 डी जटिल geometries जाली आदेश दिया बावजूद, वहाँ अब भी कुछ सीमाएं मौजूद हैं: कठिनाई लेजर या इलेक्ट्रॉन पिघलने के दौरान उच्च तापीय चालकता और उच्च ऑप्टिकल परावर्तन 17, उच्च तापीय अवशिष्ट तनाव 18, 'डांट लगाई' घटना के साथ गरीब सतह खत्म करने के साथ धातुओं का उपयोग 19, anisotropic गुण बहुस्तरीय विनिर्माण, अनाज, पाउडर आकार, शक्ति और लेजर या इलेक्ट्रॉन बीम 15, उच्च ऊर्जा की खपत, आदि की स्कैनिंग गति के anisotropic गठन के एक संयुक्त प्रभाव की वजह से भागों में से 20-21।

धातु कास्टिंग के साथ बहुलक आधारित हूँ संयोजन एक वैकल्पिक तरीका जाली धातुओं के निर्माण के लिए प्रदान कर सकता है। एक इस "अप्रत्यक्ष AM" कह सकते हैं। अप्रत्यक्ष AM ऊपर उल्लेख धातुओं के प्रत्यक्ष कर रहा हूँ की तकनीकी समस्याओं को दूर करने के लिए एक समाधान उपलब्ध करा सकता है। कई प्रयास एमए किया गया हैजैसे, एक निवेश ढलाई इनकार बयान मॉडलिंग (FDM) के साथ संयुक्त एक जाली मिश्र धातु 22-25 या रेत एक रेत पाउडर के साथ संयुक्त कास्टिंग निर्माण करने के लिए, डी अप्रत्यक्ष गुरुत्वाकर्षण आधारित कास्टिंग 22-25 के साथ पॉलिमर के 3 डी मुद्रण के संयोजन का उपयोग कर रहा हूँ जाली धातुओं का निर्माण करने के लिए पूर्वाह्न 23 के आधार पर। Misrun और पिघला हुआ धातुओं के अचानक solidification की वजह से जब वे जाली संरचनात्मक नए नए साँचे 25-26 के तेज कोनों के साथ नेटवर्क संरचनाओं सफर porosity - गुरुत्वाकर्षण आधारित कास्टिंग एक तकनीकी चुनौती पर काबू पाने के लिए रहने के लिए प्रकट होता है। जाली संरचनात्मक नए नए साँचे के अपेक्षाकृत बड़े क्षेत्र की सतह भी अचानक ठंडा करने के लिए योगदान करने के लिए समय से पहले solidification 25-26, जिसके परिणामस्वरूप में प्रकट होता है।

एक जाली मोल्ड गुहा एक 3 डी मुद्रित जाली बलि बहुलक पैटर्न द्वारा बनाई गई करने के लिए केन्द्रापसारक कास्टिंग - इस अध्ययन में, हम एक वैकल्पिक अप्रत्यक्ष कर रहा हूँ कि जाली धातुओं के निर्माण के दौरान misrun को दूर कर सकते प्रस्ताव। हम एक डिजिटल का उपयोगप्रकाश प्रसंस्करण (डीएलपी) एक जाली संरचनात्मक बलि पैटर्न अल और घन मिश्र की केन्द्रापसारक कास्टिंग के द्वारा पीछा के निर्माण के लिए आधारित 3 डी मुद्रण विधि। इस अध्ययन का उद्देश्य 3D जाली एक जटिल आकार और एक पतली दीवार मोटाई वाले धातुओं के निर्माण पर एक विस्तृत प्रोटोकॉल प्रदान करना है। इस प्रक्रिया का मुख्य योगदान जाली धातुओं के निर्माण के लिए कम उत्पादन लागत के साथ सामग्री के चयन का विस्तार करने का अवसर प्रदान करना है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. प्रयोग की योजना

  1. एक बलि पैटर्न (एक स्प्रू प्रणाली के साथ एक ओकटेट ट्रस संरचना) कम्प्यूटर एडेड डिजाइन (सीएडी) सॉफ्टवेयर का उपयोग कर ड्रा के रूप में चित्र 1 में दिखाया गया है और एक एसटीएल फ़ाइल स्वरूप के रूप में सीएडी मॉडल बचाने के लिए।
    नोट: बलि पैटर्न एक स्प्रू प्रणाली है कि अंत में कास्टिंग के लिए पिघल जाएगा साथ ओकटेट ट्रस संरचना का एक एकीकृत पैटर्न है। क्योंकि बलि पैटर्न दोनों ओकटेट ट्रस संरचना और स्प्रू प्रणाली भी शामिल है, यह वास्तव में ओकटेट पुलिंदा खुद का प्रतिनिधित्व नहीं करता है। बलि पैटर्न के एक एसटीएल फ़ाइल प्रदान की जाती है। सीएडी सॉफ्टवेयर द्वारा प्रदान की बलि पैटर्न है, जो धातुओं 'जन गणना के लिए इस्तेमाल किया जाएगा की मात्रा रिकॉर्ड।
  2. 3 डी मुद्रण पैटर्न मुद्रण के लिए एक 3 डी प्रिंटर से जुड़े सॉफ्टवेयर पर बलि पैटर्न के सीएडी ड्राइंग खोलें।
  3. सुनिश्चित करें 3 डी प्रिंटर के लिए पर्याप्त यूवी का इलाज / castable एक्रिलिक प्लास्टिक और एक समर्थन सामग्री एक मोम से बना हैप्रिंटर कारतूस में।

2. बलि पैटर्न का निर्माण

  1. बलि ओकटेट ट्रस संरचना और स्प्रू प्रणाली एक 3 डी प्रिंटर (- सी चित्रा 2A) का उपयोग कर से मिलकर पैटर्न का निर्माण।
    नोट: 2.1.3 प्रक्रियाओं - अगर एक 3 डी प्रिंटर जो समर्थन सामग्री उत्पन्न नहीं करता है प्रयोग किया जाता है 2.1.7 आवश्यकता नहीं है।
    1. 3 डी प्रिंटर के लिए बलि का पैटर्न के एक एसटीएल फ़ाइल भेजें एक बलि पैटर्न (2A चित्रा) मुद्रित करने के लिए।
    2. 2 घंटा (चित्रा 2 बी) के लिए - (70 सी 60) का समर्थन सामग्री के पिघलने के तापमान के ऊपर एक ओवन में बलि पैटर्न के एक समर्थन सामग्री बाहर पिघला।
      नोट: समर्थन सामग्री हटाने के लिए तापमान बहुत अधिक नहीं होना चाहिए। अन्यथा, यह बलि पैटर्न के लिए नुकसान का कारण बन सकता है। बलि का पैटर्न इस अध्ययन में लगभग 80 सेल्सियस पर क्षतिग्रस्त हो रही शुरू होता है।
      नोट: suppor के पिघलने के तापमानटी सामग्री 3 डी प्रिंटर जहां विभिन्न सहायता सामग्री का इस्तेमाल किया जा सकता है के साथ बदलता रहता है।
    3. 2.5 एल के लिए बच्चे के तेल के साथ एक डिजिटल अल्ट्रासोनिक क्लीनर को भरें, अधिकतम मात्रा कि क्लीनर शामिल कर सकते हैं (चित्रा -2)।
      नोट: यह 3 डी प्रिंटर मोम की तरह समर्थन सामग्री के अवशेषों को भंग करने के लिए बच्चे के तेल का उपयोग करने के आपूर्तिकर्ता द्वारा सिफारिश की गई थी।
    4. डिजिटल अल्ट्रासोनिक क्लीनर में बलि पैटर्न रखो और क्लीनर (चित्रा -2) की सत्ता पर बारी। सुनिश्चित करें कि बलि पैटर्न पूरी तरह से तेल में डूबे हुए है बनाओ।
    5. 40 मिनट के लिए 65 सी (चित्रा -2) पर तेल में बलि पैटर्न सूई से समर्थन सामग्री के अवशेषों को हटाने।
    6. यदि समर्थन सामग्री पूरी तरह से हटा दिया जाता है क्लीनर से बलि पैटर्न बाहर ले लो।
    7. आर टी (~ 20 सी) (चित्रा -2) पर एक प्रशंसक के साथ बलि पैटर्न सूखी है।
      नोट: यह लगभग 2 घंटा लेता हैबलि पैटर्न की सतह पर तेल जब तक पूरी तरह से सूख रहा है। यदि सतह चिपचिपा नहीं है बलि पैटर्न पूरी तरह से सूख मानते हैं।

3. मोल्ड का निर्माण

  1. पैटर्न विधानसभा
    1. बलि पैटर्न (स्प्रू प्रणाली के साथ ओकटेट पुलिंदा) के लिए एक रबर गैसकेट देते हैं और 6.35 सेमी की ऊंचाई और 6.35 सेमी (चित्रा 2 डी) की एक व्यास के साथ एक सिलेंडर के आकार का कुप्पी के तल पर उन्हें जगह है।
      नोट: प्रत्येक धातु की ढलाई के लिए दो बोतल तैयार; अल और घन मिश्र।
    2. दोहरी जांच बलि पैटर्न के साथ रबर गैसकेट पूरी तरह से कुप्पी के नीचे से जुड़ा हुआ है।
    3. एक डक्ट टेप के साथ कुप्पी लपेटें तो यह है कि निवेश पाउडर पानी के मिश्रण, जिसका प्रक्रिया अगले भाग में वर्णित किया जाएगा, कुप्पी से लीक नहीं हो सकती है।
  2. निवेश मोल्ड की तैयारी
    1. निवेश पाउडर तैयार (Caso 4 3) 89 जी, जो 87.16 मिलीलीटर है। निवेश पाउडर वजन के लिए पैमाने का प्रयोग करें।
      नोट: निवेश पाउडर के भौतिक गुणों तालिका 1 में दिखाया जाता है।
    2. एक मिश्रण का कटोरा (1 एल) में निवेश पाउडर डालो।
    3. मिश्रण का कटोरा में पानी (114 मिलीलीटर) डालो। पानी की मात्रा को मापने के लिए एक बीकर का प्रयोग करें।
    4. 3 मिनट के लिए कटोरे में पानी के साथ निवेश पाउडर मिलाएं। अच्छी तरह मिक्स तक वहां निवेश पाउडर पानी के मिश्रण में कोई गांठ कर रहे हैं। अन्यथा, यह निवेश मोल्ड के गरीब गुणवत्ता की सतह का कारण बन सकता है। के रूप में 3 चित्र में दिखाया गया है, काम के प्रवाह का पालन करें।
    5. हवा के बुलबुले 90 सेकंड के लिए एक निर्वात चैम्बर में, मिश्रण में दूर करने के लिए कटोरा जगह जब तक हवा के बुलबुले नंगे आंखें (चित्रा 3) के साथ मिश्रण में नहीं देखा जा सकता है आदेश में।
    6. एक कुप्पी बलि पैटर्न और रबर गैसकेट (चित्रा 2 ई) embedding में मिश्रण डालो।
    7. flas रखें90 सेकंड के लिए फिर से निर्वात चैम्बर में कश्मीर मिश्रण (चित्रा 3) के अंदर हवा के बुलबुले के अवशेषों को हटाने के लिए।
    8. कुप्पी के अंदर मिश्रण सूखा जब तक यह आरटी (चित्रा 3) पर कठोर है।
      नोट: आमतौर पर, यह लगभग 10 लेता है - 15 मिनट के लिए मिश्रण आरटी पर कठोर किया जा सके।
    9. कुप्पी में मिश्रण के नीचे फ्लास्क और रबर गैसकेट हटाये एक बार मिश्रण (चित्रा 3) कठोर है। इस उत्पाद को एक प्लास्टर मोल्ड बुलाया जा सकता है।
  3. खराब हुए
    1. हीटिंग के बाद और (चित्रा 4) 23 से हीटिंग 150 डिग्री सेल्सियस के लिए 2.1 सेल्सियस / मिनट पर ठंडा अनुसूची जबकि एक भट्ठी में एक जला हुआ समय ढांचा; 150 3.7 सेल्सियस / मिनट पर 370 ग के लिए; 1.85 सी / मिनट पर 480 ग के लिए 370; 4.17 सी / मिनट पर 730 ग के लिए 480; 1 घंटे के लिए 730 सी; -4.17 सी / मिनट पर 480 सेल्सियस तक ठंडा 730।
      नोट: जला हुआ वर के लिए समयएक कुप्पी के आकार के साथ एँ। इस अध्ययन में, 6 घंटा के लिए जला हुआ समय निर्धारित किया है।
    2. एक भट्ठी (चित्रा 2 एफ) में प्लास्टर मोल्ड रखें।
    3. भट्ठी पर बारी और भट्ठी में तापमान में वृद्धि प्लास्टर मोल्ड के अंदर बलि पैटर्न हटा दें। चित्रा 4 में तापमान हालत का पालन करें।
      नोट: क्योंकि यूवी का इलाज / castable एक्रिलिक प्लास्टिक, बलि पैटर्न की सामग्री, एक थर्मामीटरों एक्रिलिक बहुलक प्लास्टिक की है, यह प्रवाह नहीं है लेकिन भट्ठी में एक गैस चरण के लिए अलग है।
  4. केन्द्रापसारक कास्टिंग (चित्रा 2 जी)
    1. जाँच करें कि केन्द्रापसारक कास्टिंग मशीन के हाथ एक केन्द्रापसारक कास्टिंग मशीन के बिजली चालू करने के बाद टैकोमीटर का उपयोग कर 425 आरपीएम की एक कोणीय वेग के साथ घूमती है।
    2. दो चीनी मिट्टी crucibles कि पकड़ कर सकते हैं एक 150 ग्राम मिश्र धातु पिघला करने के लिए तैयार करें। उन्हें ई के साथ दूषित किया जा रहा से रखने के लिए अल और घन मिश्र धातुओं के लिए अलग crucibles का प्रयोग करेंACH अन्य।
    3. केन्द्रापसारक कास्टिंग मशीन की सत्ता पर बारी।
    4. लंबाई में 20 मिमी - एक धातु कटर का प्रयोग, 10 के साथ टुकड़ों में काट मिश्र। उन्हें पर्याप्त पूरी तरह से मोल्ड गुहा जिसका मात्रा बलि पैटर्न के रूप में ही होना चाहिए भरने के लिए तैयार करें।
      नोट: मोल्ड गुहा का एक ही मात्रा बाहर भरने के लिए आवश्यक धातुओं के बड़े पैमाने पर प्रत्येक धातु के लिए घनत्व अलग-अलग विचार भिन्न होता है।
    5. लौ retardant कपड़ा और दस्ताने, और काले चश्मे पहनें। एक (30 एल) आरटी पर पानी की बाल्टी तैयार करें।
    6. धारा 3.3 में अस्थायी रूप से बाहर भट्ठी से प्लास्टर मोल्ड लो, फ्लास्क पालने में इसे स्थापित करने और केन्द्रापसारक कास्टिंग मशीन (चित्रा 5) के हाथ संतुलन।
    7. प्लास्टर मोल्ड वापस 482 डिग्री सेल्सियस के लिए भट्ठी और पूर्व गर्मी अप करने के लिए कास्टिंग से पहले रखें।
    8. क्रूसिबल धारक (चित्रा 5) में क्रूसिबल रखें।
    9. क्रूसिबल में कटा मिश्र रखो।
    10. एक ऑक्सीजन के वाल्व खोलेंटैंक एक ऑक्सीजन एसिटिलीन मशाल के साथ जुड़ा हुआ है और 96.5 किलो पास्कल (14 साई) के टैंक में एक दबाव स्तर को बनाए रखने।
    11. एक लाइटर के साथ ऑक्सीजन एसिटिलीन मशाल प्रज्वलित और गैसों के मिश्रण का समायोजन करके लौ की तीव्रता को नियंत्रित।
      नोट: जब ऑक्सीजन एसिटिलीन मशाल का उपयोग करते हुए सावधानी की जरूरत है। मशाल की अपनी अधिकतम तापमान लगभग 1,200 डिग्री सेल्सियस है।
    12. क्रूसिबल में मशाल के साथ कटा मिश्र धातु (अल मिश्र धातु या घन मिश्र धातु) पिघला जब तक पूरी तरह से मिश्र धातु तरल हो जाता है।
    13. एक कार्बन रॉड के साथ क्रूसिबल में मिश्र धातु हलचल जब तक कटा मिश्र धातु पूरी तरह से पिघल रहा है।
    14. कुप्पी पालने में प्लास्टर मोल्ड वापस अगले पिघला हुआ मिश्र धातु (चित्रा 5) युक्त क्रूसिबल के लिए रखें।
    15. केन्द्रापसारक कास्टिंग मशीन के कवर बंद, केन्द्रापसारक हाथ घुमाएँ करते हैं और 3 मिनट के लिए कम से कम प्रतीक्षा करें।
      नोट: केन्द्रापसारक कास्टिंग मशीन के रूप में जल्द ही के रूप में कास्टिंग मशीन के कवर बंद कर दिया है ऑपरेटिंग शुरू होता है। केन्द्रापसारक हाथ425 आरपीएम की गति जो बलि पैटर्न का मोल्ड गुहा में प्रवेश वेग से मेल खाती है पर घूमता है, वी आर = 8.03 मीटर / 5 चित्रा जहां इनलेट वेग एक कोणीय से स्थूल कण गतिशीलता उपयोग कर की गणना की जाती है में सेकंड 28, 29 केन्द्रापसारक कास्टिंग के वेग हाथ 28, 29।
    16. हाथ के 3 मिनट के रोटेशन के बाद केन्द्रापसारक कास्टिंग मशीन की बिजली बंद करें।
    17. कास्टिंग मशीन के कवर खोलें।
    18. चिमटे का उपयोग कर कुप्पी पालने से बाहर प्लास्टर मोल्ड ले लो।
    19. जब तक पिघला हुआ धातु का रंग ठोस चरण में इसकी मूल एक में बदल जाता है 20 मिनट - 15 के लिए आरटी पर ढालना रखें।
    20. चिमटे का उपयोग करना, पानी में प्लास्टर मोल्ड के बारे में 5 मिनट के लिए आरटी पर एक बाल्टी (30 एल) में रखा बुझा लेते हैं। यकीन प्लास्टर मोल्ड के तापमान शमन के बाद आर टी के करीब है कि सुनिश्चित करें।
    21. आदेश में जाली धातु मोल्ड के अंदर प्राप्त करने के लिए, भंगपानी में ढालना। मोल्ड जिप्सम से बना पानी में आसानी से घुल।

4. के लिए Octet पुलिंदा धातु के अंतिम उत्पादों पोस्ट प्रोसेसिंग

  1. एक sandblaster की सत्ता पर बारी।
  2. sandblaster अंदर मंच पर ओकटेट पुलिंदा धातुओं की जगह और मशीन का दरवाजा बंद कर दें।
  3. दस्ताने पर रखो और sandblaster पिस्तौल ले लो।
  4. धातु उत्पाद की स्प्रू हिस्सा ले लो और 2 घंटे के लिए sandblaster के साथ जाली धातु से अवशिष्ट प्लास्टर बाहर उड़ा।
    नोट: sandblaster की तीव्रता स्वचालित रूप से 550 किलो पास्कल लगभग तय हो गई है। एक बार जब sandblaster चलाया जा रहा है, तो हवा बाहर स्वचालित रूप से पिस्तौल से आता है।
  5. जब तक ओकटेट पुलिंदा धातु के अंदर निवेश प्लास्टर अवशेषों पूरी तरह से जबकि नग्न आंखों के साथ की जाँच निकाल दिया जाता है sandblaster चालू रखने के लिए।
    नोट: वहाँ प्लास्टर अवशेषों को हटाने पर एक सूक्ष्म कसौटी नहीं है। यह इस अध्ययन के दायरे से परे है। टीवह प्लास्टर अवशेषों को हटाने के लिए आसानी से नग्न आंखों से निर्धारित होता है। क्योंकि ओकटेट पुलिंदा एक खुला सेल संरचना है, इसके माध्यम से देख सकते हैं और अगर जांच या नहीं, प्लास्टर अवशेषों को पूरी तरह से हटा दिया जाता है संभव है।
    नोट: सावधानी sandblaster उच्च दबाव (550 किलो पास्कल) पर एक पतली दीवार मोटाई (0.5 मिमी) के साथ ओकटेट पुलिंदा धातु को नुकसान नहीं करने के लिए आवश्यक है।
  6. एक दिन के लिए पानी में एक अल्ट्रासोनिक सफाई या उत्पाद छोड़ने जैसे,; ओकटेट पुलिंदा धातु के अंदर निवेश प्लास्टर अवशेषों को पूरी तरह से हटा दिया sandblaster के साथ नहीं है, तो अतिरिक्त पद प्रसंस्करण विधियों का उपयोग करें।
  7. एक अल्ट्रासोनिक क्लीनर का उपयोग करने के मामले में, अल्ट्रासोनिक क्लीनर में 0.7 एल पानी भरने और अल्ट्रासोनिक क्लीनर में प्लास्टर अवशेषों के साथ ओकटेट पुलिंदा धातु जगह है।
    1. अल्ट्रासोनिक क्लीनर की सत्ता पर बारी।
    2. उदाहरण के लिए, 70 डिग्री सेल्सियस पर 3 घंटा, एक ऑपरेशन हालत सेट करें।
    3. अल्ट्रासोनिक क्लीनर से बाहर ओकटेट पुलिंदा धातु लो एक बार वेंई आपरेशन समाप्त होता है।
    4. सूखी आरटी पर ओकटेट पुलिंदा धातु धातु की सतह पर पानी जब तक पूरी तरह से हटा दिया जाता है।
  8. एक विकल्प के पद प्रसंस्करण विधि के रूप में, पानी में ओकटेट पुलिंदा धातु छोड़ दें। इस प्लास्टर अवशेषों पानी में भंग होने का कारण बनता।
    1. पानी में प्लास्टर अवशेषों के साथ ओकटेट पुलिंदा धातु की जगह और एक दिन के लिए छोड़ दें तो यह है कि निवेश प्लास्टर और धातु की सतह के बीच संबंधों के बल पानी में कमजोर हो जाता है।
    2. पानी से बाहर ओकटेट पुलिंदा धातु ले लो।
    3. सूखी आरटी पर ओकटेट पुलिंदा धातु धातु की सतह पर पानी जब तक पूरी तरह से हटा दिया जाता है।
  9. एक देखा या अन्य उचित साधनों का प्रयोग, धातु उत्पाद के बाहर स्प्रू प्रणाली हिस्से की गुहा भरा धातु में कटौती और 25 मिमी x 25 मिमी x 25 मिमी के आकार के साथ अंतिम ओकटेट पुलिंदा धातु प्राप्त है, के रूप में चित्रा 1 बी में दिखाया गया है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

अप्रत्यक्ष additive विनिर्माण प्रोटोकॉल खंड में वर्णित का उपयोग करना, अल और घन मिश्र के रूप में चित्र 1 में दिखाया गया है, विनिर्माण ओकटेट पुलिंदा धातुओं के लिए इस्तेमाल किया गया पूरे कास्टिंग प्रक्रिया चित्रा 2 में संक्षेप प्रक्रिया आठ वर्गों के होते हैं:।। (क) बलि पैटर्न मुद्रण (ख) समर्थन सामग्री (ग) समर्थन सामग्री (घ) पैटर्न विधानसभा (ई) निवेश (एफ) बलि पैटर्न (G) केन्द्रापसारक कास्टिंग, और (ज) का जला हुआ के अवशेषों को हटाने के पिघलने से बाहर पोस्ट प्रसंस्करण। के रूप में 3 चित्र में दिखाया निवेश प्रक्रिया मिश्रण आदेश में यकीन निवेश पानी के मिश्रण में कोई गांठ है कि वहाँ थे, बनाने के लिए किया गया था। जला हुआ प्रक्रिया बलि पैटर्न बाहर पिघल करने के लिए 6 घंटे के लिए बाहर किया गया था के रूप में चित्र में दिखाया गया है 4, केन्द्रापसारक कास्टिंग प्रक्रिया (चित्रा 2 जी और चित्रा 5) द्वारा पीछा किया। चित्रा 6अल और घन मिश्र के साथ ओकटेट पुलिंदा धातुओं के अंतिम उत्पादों से पता चलता है। ऐसा नहीं है कि पिघला हुआ अल मिश्र धातु पूरी तरह से misrun के बिना पूरे जाली मोल्ड गुहा भरता पता चलता है। दूसरी ओर, पिघला हुआ घन मिश्र प्रवेश पर पिघला हुआ धातु के इंजेक्शन के प्रारंभिक चरण में समय से पहले solidification के साथ एक कास्टिंग दोष है प्रकट होता है।

आकृति 1
चित्रा 1. एक Sprue सिस्टम के साथ Octet ट्रस संरचना का एक योजनाबद्ध। चित्रा 1 इस अध्ययन में इस्तेमाल एक स्प्रू प्रणाली के साथ ओकटेट ट्रस संरचना का एक बलि पैटर्न के एक योजनाबद्ध दिखाता है। स्प्रू प्रणाली एक 1 मिमी मोटाई के एक पत्रक, एक 25 मिमी चौड़ाई, और एक स्तंभ ऊंचाई में 10 मिमी और व्यास में 6 मिमी होने के होते हैं। स्प्रू प्रणाली, अगर जरूरत है, सीएडी सॉफ्टवेयर का उपयोग कर संशोधित किया जा सकता तरल धातु के बेहतर तरलता के डिजाइन के लिए। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2. केन्द्रापसारक कास्टिंग प्रक्रिया के साथ अप्रत्यक्ष AM का अवलोकन: (ए) पैटर्न मुद्रण (बी) पिघल बाहर समर्थन सामग्री (सी) का समर्थन सामग्री के अवशेषों को हटाने के (डी) पैटर्न विधानसभा (ई) निवेश (एफ) को जला बलि पैटर्न (जी) केन्द्रापसारक कास्टिंग, और (एच) पोस्ट प्रोसेसिंग के आउट। यह आंकड़ा केन्द्रापसारक कास्टिंग के साथ अप्रत्यक्ष रहा हूँ का उपयोग ओकटेट पुलिंदा धातुओं fabricating पर पूरी प्रक्रिया से पता चलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

ई 3 "src =" / files / ftp_upload / 53605 / 53605fig3.jpg "/>
चित्रा 3. प्लास्टर मोल्ड की तैयारी पर काम अनुसूची। चित्रा 3 प्लास्टर मोल्ड और प्रक्रिया फ्लास्क में यह कड़ा करने की तैयारी से पता चलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4
प्लास्टर मोल्ड के अंदर बलि पैटर्न की चित्रा 4. जला हुआ अनुसूची। चित्रा 4 कठोर मिश्रण अंदर बलि पैटर्न का जला हुआ प्रक्रिया से पता चलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

डी / 53605 / 53605fig5.jpg "/>
। मुख्य शाफ्ट, आधार, कास्टिंग हाथ, वजन, फ्लास्क पालने, हाथ, क्रूसिबल धारक पकड़े कुप्पी पालने, और क्रूसिबल पकड़े हथियार: चित्रा 5. एक एक केन्द्रापसारक कास्टिंग मशीन के योजनाबद्ध केन्द्रापसारक कास्टिंग मशीन आठ घटक होते हैं। आवरण हाथ कास्टिंग हाथ के साथ वजन हिल के साथ संतुलित है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 6
चित्रा 6 Octet पुलिंदा धातु के अंतिम उत्पाद के साथ (ए) अल और (बी) घन मिश्र Octet पुलिंदा संरचनाओं। यह ओकटेट पुलिंदा अल मिश्र धातु पर पूरा होने के एक काफी अच्छा डिग्री से पता चलता। दूसरी ओर, पूरा होने के एक गरीब डिग्री ओकटेट पुलिंदा घन मिश्र धातु के साथ मनाया जाता है।फ़ाइलें / ftp_upload / 53605 / 53605fig6large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

संपत्ति मूल्य [इकाई]
20 डिग्री सेल्सियस पर घनत्व 1,019 [किग्रा / मी ^ 3]
20 डिग्री सेल्सियस पर थर्मल चालकता 0.47 [डब्ल्यू / (एम * कश्मीर)]
20 डिग्री सेल्सियस पर थर्मल विस्तार गुणांक 7.22E-6 [/ डिग्री सेल्सियस]
बेअदबी 2.72E-6 [एम]

तालिका 1। निवेश पाउडर के गुण। इस तालिका में निवेश इस अध्ययन में इस्तेमाल पाउडर के भौतिक गुणों से पता चलता है।

40 मिलीलीटर पानी 100 ग्राम पाउडर के लिए
फ्लास्क व्यास ऊंचाई
5.08 सेमी 6.35 सेमी 7.62 सेमी 8.89 सेमी 10.16 सेमी 12.7 सेमी 15.24 सेमी
6.35 सेमी 226.8 जी 91 मिलीलीटर 283.5 जी 114 मिलीलीटर 340.19 जी 136 मिलीलीटर 396.89 जी 160 मिलीलीटर 453.59 जी 183 मिलीलीटर 566.99 जी 228 मिलीलीटर
(शीर्ष आंकड़ा - निवेश पाउडर (छ), नीचे आंकड़ा - जल (एमएल))
नोट: इस अध्ययन में, 6.35 सेमी की ऊंचाई और 6.35 सेमी की एक व्यास के साथ एक कुप्पी प्रयोग किया जाता है।

तालिका 2। एक बदलती के लिए पानी के साथ निवेश पाउडर की शर्तें मिश्रणफ्लास्क आकार: इस तालिका में निवेश पाउडर और एक अलग कुप्पी आकार निर्माता से सिफारिश के लिए पानी के मिश्रण की स्थिति से पता चलता है। इस अध्ययन में, 6.35 सेमी की ऊंचाई और 6.35 सेमी की एक व्यास के साथ एक कुप्पी प्रयोग किया जाता है।

(क) अल मिश्र धातु की रासायनिक संरचना
सामग्री इकाई
एल्यूमीनियम मिश्र धातु रासायनिक संरचना
अल सीआर
न्यूनतम अधिकतम। > 99 <0.05
(ख) अल मिश्र धातु के भौतिक गुण
संपत्ति इकाई
Liquidus तापमान 660 डिग्री सेल्सियस
660 डिग्री सेल्सियस
घनत्व 2,340 [किग्रा / मी ^ 3] @ 850 डिग्री सेल्सियस
विशिष्ट ताप 1,090 जम्मू / किलो ∙ डिग्री सेल्सियस
ऊष्मीय चालकता 0.9428 [डब्ल्यू / (सेमी * डिग्री सेल्सियस)] @ 850 डिग्री सेल्सियस
चिपचिपापन 0.00087 [pa ∙ एस] @ 850 डिग्री सेल्सियस
सतह तनाव गुणांक 900 [एन / मिमी]

। अल मिश्र धातु 30 3 टेबल रासायनिक संरचना और भौतिक गुण: (क) अल मिश्र धातु और (ख) अल मिश्र धातु के भौतिक गुणों की रासायनिक संरचना।

(क) घन मिश्र धातु की रासायनिक संरचना
सामग्री इकाई
कॉपर मिश्र धातु (आभूषण कांस्य) रासायनिक संरचना (% मैक्स, मतलब की सीमा के रूप में दिखाया जब तक)
घन si Zn मिलीग्राम पंजाब
न्यूनतम अधिकतम। 91.9 4 4 0.25 मैक्स 0.25 मैक्स
(ख) घन मिश्र धातु के भौतिक गुण
संपत्ति इकाई
Liquidus तापमान 1,035 डिग्री सेल्सियस
Solidus तापमान 1,005 डिग्री सेल्सियस
घनत्व 7200 [किग्रा / मी ^ 3] @ 1200 डिग्री सेल्सियस विशिष्ट ताप 380 जम्मू / किलो ∙ डिग्री सेल्सियस
ऊष्मीय चालकता 1.44 [डब्ल्यू / (सेमी * ℃)] @ 1200 डिग्री सेल्सियस
चिपचिपापन 0.0038 [pa ∙ एस] @ 1200 डिग्री सेल्सियस
सतह तनाव गुणांक 1,500 [एन / मिमी]

। घन मिश्र 30 की तालिका 4 रासायनिक संरचना और भौतिक गुण: (क) घन मिश्र धातु और (ख) घन मिश्र धातु के भौतिक गुणों की रासायनिक संरचना।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

पारंपरिक धातु की ढलाई के लिए, यह पिघला हुआ धातु के प्रवाह चिकनी और मोल्ड गुहा में 'लामिना' में सुव्यवस्थित रखने के लिए और नहीं बल्कि अनियमित और उत्तेजित प्रवाह आम तौर पर अशांत प्रवाह 27 में मनाया से बचने के लिए महत्वपूर्ण है। तदनुसार, यह ठीक से एक केन्द्रापसारक बांह की घूर्णन गति जाली मोल्ड गुहा 'लामिना' अंदर पिघला हुआ धातु के प्रवाह को बनाए रखने के लिए के साथ जुड़े स्प्रू प्रणाली के इनलेट डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।

इस अध्ययन में, प्रोटोकॉल के महत्वपूर्ण कदम पानी, बलि पैटर्न का जला हुआ साथ निवेश पाउडर का मिश्रण, और केन्द्रापसारक कास्टिंग प्रक्रिया कर रहे हैं। पानी के साथ निवेश पाउडर के मिश्रण की प्रक्रिया महत्वपूर्ण है क्योंकि प्लास्टर मोल्ड की गुणवत्ता में मुख्य रूप से इस प्रक्रिया के द्वारा नियंत्रित किया जाता है, बाद में ओकटेट पुलिंदा धातुओं के अंतिम उत्पादों के पूरा होने की डिग्री को प्रभावित है। उदाहरण के लिए, निवेश के पानी के मिश्रण भी मोटे है, तो सतह roughnईएसएस अंतिम उत्पादों के गरीब सतह खत्म, जिसके परिणामस्वरूप अधिक हो जाता है। बलि पैटर्न का जला हुआ प्रक्रिया अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता निर्धारित करने के लिए है क्योंकि बलि पैटर्न के अवशेषों ऐसे misrun या धातु पैठ के रूप में एक कास्टिंग दोष का कारण बनता है, तो बलि का पैटर्न पूरी तरह से बाहर नहीं जला है भी आवश्यक है। पिछले महत्वपूर्ण कदम केन्द्रापसारक कास्टिंग प्रक्रिया है। ढलाई के लिए उचित स्थापना पूरी तरह से तरल धातु एक जटिल नेटवर्क के आकार का ओकटेट ट्रस संरचना के साथ निवेश मोल्ड गुहा में बाहर भरने के लिए आवश्यक है।

के रूप में, चित्रा 6 में देखा जा सकता है, एक ही प्रसंस्करण की शर्तों के तहत उदा।, इनलेट वेग, पिघला हुआ धातु, मिट्टी के पूर्व गर्मी के तापमान की इनलेट तापमान, घन मिश्र धातु एक दीवार मोटाई के साथ एक जाली मोल्ड गुहा में एक समय से पहले solidification से पता चलता 0.5 मिमी (चित्रा 6 (ख))। यह सोचा था कि उच्च सतह तनाव (1500 एन / मिमी) और उच्च चिपचिपापन (0.00038 पा · एस) की वजह से किया जा रहा हैजाली मोल्ड गुहा में सूक्ष्म चैनल के माध्यम से कॉपर मिश्र धातु। दूसरी ओर, यह प्रतीत होता है कि पिघला हुआ अल मिश्र धातु की एक अपेक्षाकृत कम सतह तनाव गुणांक (900 एन / मिमी) और चिपचिपापन (0.00087 पा · एस) यह पूरी तरह से ओकटेट पुलिंदा जाली मोल्ड गुहा को भरने के लिए सक्षम बनाता है। यह आदेश पिघला हुआ धातु का प्रवाह दिशा में अचानक परिवर्तन और सूक्ष्म चैनल में सतह तनाव के प्रभाव पर काबू पाने के लिए एक पतली दीवार मोटाई के साथ कास्टिंग 3 डी नेटवर्क जाली संरचनाओं के लिए पिघला हुआ धातु का एक इष्टतम इनलेट वेग लगाने के लिए सिफारिश की है संरचनात्मक मोल्ड गुहा जाली।

पिघला हुआ धातु की सतह तनाव प्रभाव एक पतली चैनल जहां इस जाली इस अध्ययन में गुहा ढालना ज्यामिति का प्रयोग किया जा सकता है पर प्रभावी होने के लिए जाना जाता है। यह एक मोटा दीवार मोटाई और हमारे पिछले काम 28-29 में प्रदर्शन के रूप में केन्द्रापसारक कास्टिंग के उच्च इंजेक्शन वेग के साथ एक जाली घन मिश्र धातु का निर्माण करने के लिए संभव हो सकता है।

प्रत्यक्ष कर रहा हूँ तरीकों सफलताSLM और ईबीएम घंटा की गति के हल्के 3 डी जाली धातुओं के लिए संभव निर्माण के तरीकों के लिए विचार किया गया है। हालांकि, प्रत्यक्ष कर रहा हूँ तरीकों सामग्री के चयन में सीमित हो दिखाई देते हैं। उदाहरण के लिए, वर्तमान ईबीएम प्रौद्योगिकी तिवारी 6 एएल -4 वी और Inconel 31 तक सीमित है। एयरोस्पेस और जैव प्रत्यारोपण अनुप्रयोगों, एल्यूमीनियम में इसकी व्यापक उपयोग के बावजूद, उदाहरण के लिए, इस तकनीक का उपयोग कर उत्पादन किया जा रहा है। सैद्धांतिक रूप से, यह प्रक्रिया मापदंडों के करीब नियंत्रण के माध्यम से अन्य धातुओं पाउडर करने के लिए प्रत्यक्ष कर रहा हूँ का विस्तार करने के लिए संभव हो सकता है। बहरहाल, व्यावहारिक, प्रत्यक्ष कर रहा हूँ उच्च ऑप्टिकल reflectance और उच्च तापीय चालकता, उदा।, अल साथ धातु पाउडर के साथ भागों fabricating में कठिनाई होती है करने के लिए सूचित कर दिया गया है। इसके अलावा, वाष्पीकरण और बिल्ड कक्ष के अंदर संभव विस्फोट एल्यूमीनियम पाउडर 31 के लिए जारी किए गए हैं।

प्रस्तावित अप्रत्यक्ष AM तकनीक महत्वपूर्ण है, क्योंकि इस धातुओं जहां के साथ जाली संरचनाओं का निर्माण करने के लिए सक्षम बनाता हैप्रत्यक्ष कर रहा हूँ तरीकों धातुओं के चयन की रेंज का विस्तार करते हुए दोनों को प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष रूप से एम्स के साथ 3 डी जाली धातुओं के समग्र विनिर्माण क्षमता को सशक्त बनाने में जिसके परिणामस्वरूप, कठिनाई का अनुभव। इसके अलावा, केन्द्रापसारक कास्टिंग में, इस अध्ययन में एक कदम है, मोल्ड गुहा में पिघला हुआ धातु की अपेक्षाकृत बराबर प्रसार के कारण धातु भागों की एक isotropic संपत्ति प्रदान करने के लिए जाना जाता है। यह दोनों स्तरों पर होती विनिर्माण और अनाज 20-21 की anisotropic गठन की वजह से anisotropy पर प्रत्यक्ष कर रहा हूँ की वर्तमान समस्या को हल कर सकता है।

जाली geometries पर प्रक्रिया के मानकों के प्रभाव पर अध्ययन के साथ एक साथ अप्रत्यक्ष AM के लिए अन्य धातुओं की खोज हमारे भविष्य के काम करने के लिए छोड़ दिया जाएगा।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

इस अध्ययन में उत्तर टेक्सास विश्वविद्यालय में अनुसंधान और आर्थिक विकास के लिए उपाध्यक्ष के रिसर्च दीक्षा अनुदान (रिग) (UNT) से समर्थन प्राप्त है। लेखकों को भी आंशिक रूप से इस अध्ययन के समर्थन के लिए KCIS कंपनी लिमिटेड धन्यवाद। इस प्रकाशन की सफलता के लिए UNT पर PACCAR प्रौद्योगिकी संस्थान से समर्थन काफी सराहना की है।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Motorized centrifugal casting machine Rey Motorized Centrifugal Casting Machine, Rey Industries Inc. Made in U.S.A. by Rey industries, Inc. Dallas, TX 75220
Gypsum powder Satin Cast 20, FindingKing Kerr 7960 Gypsum powder is used to make the investment mixture
Ployjet 3D printer Projet HD3500 Plus, 3D Systems This polymer based 3D printer to print out sacrificial pattern for casting.
Cartridge materials - UV curable and castable acrylic plastic VisiJet Procast, 3D Systems This is castable material that is going to be burn out before casting
Cartridge materials- support material VijiJet S300, 3D Systems This is support material that is going to be removed before pattern assemble
Ancient Bronze Casting Grain Rio Grande 706051 This true bronze grain contains no zinc. Highly fluid, it melts quickly, casts cleanly and provides a good balance between strength and durability. The warm, deep-bronze color has rich red undertones, and the alloy takes a good patina.
Composition is 90% copper with an amount of tin; fits into the CDA#90700 category. This grain is sold in 1 lb. packages.
Aluminum Round Wire, 1/8", 1-Lb. Spool, Dead Soft Rio Grande 134700 Lightweight and strong, aluminum wire is an economical and versatile choice. Not as bright-white as silver, aluminum offers a warmer tone much like that of platinum. Solder ONLY with low-temp solders such as Stay-Brite; suitable for both pulse-arc and laser welding. This quality aluminum wire is packaged on 1 lb. spools.
Computer aided design software (Pro-e) This software can be replaced with the others such as Auto CAD, Catia, and so on.
ProJet Finisher 1-A 3D Systems This machine is used to melt the support material.
160 Watt 2.5 Liters Digital Ultrasonic Cleaner with Timer Heater Rings Tools Chicago, Electric, Power Tools 85 oz. capacity, Five cleaning cycles: 90, 180, 280, 380 and 480 seconds, Clean with or without heat, Easy-to-read LED digital timer, Clear-view window
Fan  Honeywell Inc.  HT-800 120 V A.C., 60 Hz., 0.85 A. TP
Paraffin wax for wax sheet - Modeler's Pink Wax Sheet, 3" by 6", 24-Ga. Rio Grande 700075 Sheet wax is flexible and can be cut or formed into any shape. It’s ideal for designing since you can draw or trace directly onto the sheet; choose green or pink depending on which will best show your designs. High manufacturing standards ensure exceptional consistency and significant price savings. Value is enhanced by larger package quantities at the same price as the smaller packages available elsewhere. Each 8-oz. package contains approximately 30 sheets.
Paraffin wax for wax stick - Modeler's Medium Red Sprue Wax, 8-Ga Rio Grande 700741 A pliable, softer sprue wax than the firm blue. Good for forming gates and sprues and burns out cleanly with no residue.
Alcohol Lamp Rio Grande 700008 Use this lamp to heat wax-working tools or as a flame polisher. The heavy glass reservoir has faceted sides to allow it to be tipped for angling the flame. A screw adjustment for the 7" x 3/16" wick controls the height of the flame. A safety cap snuffs the flame and prevents fuel evaporation. For the best flame, use methyl alcohol fuel. Replacement wicks available. Reservoir holds 5 oz. (150 ml) of fuel.
Wax carving tool set - Soft Grip Wax Carvers, Set of 10 Rio Grande 700329 This boxed set offers the best in cutting and shaping technology. Each of these ten high-quality steel wax-carving tools features a 5/16" PVC covered handle that ensures a sure, comfortable grip through hours of work and all have sharp edges for shaping and fine detailing. Sharpen or custom-shape each tool to fit your needs. These tools provide exceptional tool strength and deliver excellent results. This set comes in a hinged, foam-lined wood box.
Rubber Mixing Bowl, 1 - 1/2 Qt. Rio Grande 702131 This highly-flexible vulcanized rubber bowl is easy to grip, will not be marred by a spatula and cleans with ease.
Pyrex Beaker, 1,000ml Rio Grande 335040 Ideal for holding and heating bath plating solutions, this genuine Pyrex glass beaker is sturdy and durable.
Rio Premium Stainless Steel Flask, 2 - 1/2" dia. Rio Grande 70201514 This solid, #304-quality stainless steel flask is corrosion-resistant, durable for a long service life and performs under extreme temperature without distortion.
CAST/T Ceramic Casting Crucible, 450 g Rio Grande 705047 Made exclusively for the CAST/T centrifugal casting machine, this crucible is designed with an angled base that slides into the hinged bracket on top of the casting machine. This brings the crucible into perfect alignment with the center of the flask ring to ensure an error-free pour.
MyWeigh iBalance 300 Digital Scale Rio Grande 116850 This scale is used to measure the weight of the sacrificial and sprue system for metal which is going to be used for centrifugal casting.
Rubber bottom - CAST/T Flask Ring Base Rio Grande 705025 Specially made for the CAST/T centrifugal casting machine, this rubber base accommodates all Table King flask ring styles, creating a secure, airtight seal throughout the investment process. The center post fits either of the wax disc styles for complete versatility.
Scotch® Colored Duct Tape, 1 7/8" x 20 Yd., Blue OfficeMax  22353766 This scotch tape is used to make sure that the gypsum-water mixture fully covers the assembled sacrificial pattern inside the flask by allowing for extra material above the flask height
Vacuum casting machine - V.I.C. 12 Tabletop Solid- and Perforated-Flask Casting Machine with The Rio Assistant, 110-Volt Rio Grande 70511814 The V.I.C. 12 casting machine offers all the latest technical innovations for efficient, productive vacuum investing and casting. Designed to meet the demands of medium-sized casting operations, this machine includes a powerful 1/2 hp, 5cfm vacuum pump for effective vacuuming and outstanding casting results. The V.I.C. 12 casts small or large flasks. Includes an adapter table that accepts standard solid flasks up to 5" x 7" high and is mounted on rubber feet for stability.
Furnace for burn out sacrificial pattern -Rio Model 1000 Enameling Kiln with Nine Program Controller Rio Grande 703121 The Rio enameling kiln features three pre-set firing temperatures for enamels and six that you can define. Use the exclusive Rio controller to set and maintain firing temperatures. Perfect for all types of enameling, including tall pieces. Includes ample space for firing and an easy-latch door that will not jar your enamels when opening and closing. Also suitable for metal clay, glass and ceramics. Galvanized steel case with high-temperature insulating firebrick keeps them cool. Element protected in recessed groove. Includes user instructions.
Smith Complete Little Torch Acetylene and Oxygen System Rio Grande 500030 Get everything you need to equip your shop for soldering and brazing. Use Little Torch systems for gold
or silver soldering, brazing and casting applications. Complete every soldering and melting job with confidence and ease! This system accepts all Little Torch accessory tips for melting, brazing and large soldering jobs and is a staple for every jeweler.
Heat-Resistant Safety Apron Rio Grande 750160 The specially designed apron has an 800 °F (427 °C) temperature resistance. Its reflective finish repels hot metal splashes and helps insulate the wearer from heat.
Radnor Heat-Resistant Gloves Rio Grande 350050 These flexible, heat-resistant gloves are ideal for enameling projects, allowing you to grip even small tongs securely. Blue, shoulder-split leather gloves are made of tough cowhide and lined with cotton and foam, and have reinforced thumb wings.
Platinum Soldering Glasses, #7 Rio Grande 113914 Protect yourself and your employees when soldering platinum. Comfortable glasses feature adjustable earpieces and 52mm IR green polycarbonate #7 lenses. The #7 lens is approved by The Platinum Guild.
Economy Light-Duty Flask Tongs Rio Grande 704026 Constructed of bent steel, these tongs are designed to handle flasks 3-1/2" or less in diameter. The small-angle notches grip smaller flask sizes and the larger, rounded contour area securely holds larger flasks.
Separating Screen Bucket Rio Grande 201360 15"-diameter, 11-1/2"-deep
Sand blaster - Econoline - 101701CB-A - Free-Standing Cabinets Workspace Width (Inch): 60 Workspace Depth (Inch): 48 MSC industrial supply Co.  223818 Ree-Standing Cabinets; Workspace Width (Inch): 60; Workspace Depth (Inch): 48; Workspace Height (Inch): 40; Air Requirement: 12 CFM @ 80 psi; Overall Cabinet Width (Inch): 65; Maximum Cabinet Depth (Inch): 86
Johnson's Baby Oil Shea & Cocoa Butter  Wal-Mart 260074132 This baby  oil is used for removing the residue of the support material for the castable sacrificial pattern using Digital Ultrasonic Cleaner.
German 4" Saw Frame and Saw Blade Kit Rio Grande 110112 Quality, German-made frames are our most popular saw frames, and this frame includes a sampler pack of Rio German saw blades! The adjustable saw frame allows you to achieve the blade tension you want. Throat depth is 102mm (4"). Saw blades have rounded backs that make cutting curves and corners easy and are made from hardened, tempered steel.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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).

Tags

इंजीनियरिंग अंक 111 additive विनिर्माण तेजी से कास्टिंग जाली धातु सेलुलर सामग्री केन्द्रापसारक कास्टिंग
पतली वर्गों के साथ जाली धातु के अप्रत्यक्ष निर्माण केन्द्रापसारक कास्टिंग का प्रयोग
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Mun, J., Ju, J., Thurman, J.… More

Mun, J., Ju, J., Thurman, J. Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting. J. Vis. Exp. (111), e53605, doi:10.3791/53605 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter