تلفيق غير المباشر للشعرية المعادن مع أقسام رقيقة عن طريق صب الطرد المركزي

الهدف العام من هذا الفيديو هو توضيح عملية ملء التجويف الخلوي الدقيق بالمعدن المنصهر لتصنيع المعادن الشبكية عن طريق الصب بالطرد المركزي. يمكن أن تساعد هذه الرسالة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية مثل ، كيف ترتبط معلمات العملية ، وخصائص المواد للمعدن المنصهر ، وهندسة تجويف القالب الشبكي بالتدفق والتصلب في الصب الدقيق السريع. تكمل هذه التقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المباشرة الضخمة من المعادن ، في تصنيع المعادن الشبكية ، وتوسع اختيار المواد في مساحة تصميم المعادن الشبكية.

اليوم ، سأعرض الإجراء مع طالب الدكتوراه جيون مون. أثناء التحضير ، ارسم نمطا قرابين لهيكل الجمالون الثماني بتات باستخدام نظام ذرب باستخدام برنامج تصميم بمساعدة الكمبيوتر. يذوب هذا النمط المتكامل لهيكل الجمالون الثماني بتات مع نظام الذبابة أثناء الصب.

باستخدام برنامج CAD ، سجل حجم نمط القرابين لحساب الكتلة المعدنية المطلوبة. بعد طباعة نموذج الأكريليك ، تابع عملية الصب ، والتي تم تفصيلها في بروتوكول النص. الخطوة التالية هي ذوبان مادة الدعم.

بعد ذلك ، تتم إزالة بقايا مواد الدعم بشكل أكبر. ثم يتم تجميع النمط. بعد تجميعها ، يتم إجراء عملية خلط الاستثمار.

تأكد من إزالة جميع الكتل الموجودة في خليط الماء الاستثماري. التالي ، هو عملية الإرهاق. للبدء ، اضبط الوقت على الفرن وفقا لجدول التدفئة والتبريد.

بالنسبة لقارورة بهذا الحجم ، سيستغرق الإرهاق ست ساعات. الآن ، قم بتشغيل الفرن وابدأ جدول الإرهاق. أثناء الإرهاق ، يذوب نمط القرابين ويتفكك إلى غاز.

الآن ، استمر في عملية الصب الموضحة في القسمين التاليين. قبل البدء ، تأكد من أن ذراع آلة الصب بالطرد المركزي تدور بسرعة زاوية تبلغ 425 دورة في الدقيقة. ابحث عن الإعداد المطلوب لهذه السرعة باستخدام مقياس سرعة الدوران.

حدد بوتقة خزفية لإذابة كل سبيكة. باستخدام قاطع معدني ، قم بتقطيع السبائك إلى قطع من 10 ملم إلى 20 ملم. اقطع حوالي 150 جراما من كل سبيكة ، وهي في هذه الحالة من الألومنيوم والنحاس.

الآن ، قم بوزن الكتلة الدقيقة لكل سبيكة مطلوبة لتصميم الشبكة. يجب ملء تجويف النمط بدقة إلى السعة بالسبيكة المنصهرة. الآن ، احصل على دلو من الماء في درجة حرارة الغرفة جاهزا.

30 لترا كافية. بعد ذلك ، ارتد ملابس مثبطة للهب وارتد القفازات والنظارات الواقية. الآن ، أخرج قالب الجص مؤقتا من الفرن.

ضعه في مهد القارورة لآلة الصب بالطرد المركزي ، وقم بموازنة ذراع جهاز الطرد المركزي. بعد ذلك ، أعد قالب الجص مرة أخرى إلى الفرن ، وابدأ في تسخين الماكينة إلى 482 درجة مئوية. في هذه الأثناء ، ضع البوتقة في حامل البوتقة ، وقم بتحميل السبيكة المفرومة في البوتقة.

بعد ذلك ، قم بإعداد شعلة الأسيتيلين. افتح صمام خزان الأكسجين المتصل ، وحافظ على ضغط الغاز بالقرب من 96.5 كيلو باسكال أو 14 رطل لكل بوصة مربعة. بعد ذلك ، أشعل الشعلة بعناية وتحكم في شدة اللهب بضغط الغاز.

كن حذرا جدا. يصل اللهب إلى 1،200 درجة مئوية. الآن ، قم بإذابة السبيكة المفرومة بعناية في البوتقة حتى تصبح سائلة تماما.

استخدم قضيب كربون لتقليب السبيكة وإذابتها بالجزء المحايد من لهب الشعلة. يعد الذوبان الصحيح للمعدن أمرا بالغ الأهمية ، لأنه إذا كان المعدن باردا جدا ، فلن يملأ النموذج بالكامل. ولكن ، إذا كان الجو حارا جدا ، فإن المسامية المتزايدة ستسبب مشاكل هيكلية.

الآن ، خذ قالب الجص المسخن مسبقا من الفرن ، وقم بتحميله في ذراع حامل القارورة بجوار البوتقة بالسبيكة المنصهرة. أغلق غطاء الجهاز واترك الذراع يدور لمدة ثلاث دقائق على الأقل. تبدأ الماكينة في الدوران تلقائيا عند إغلاق الغطاء.

حوالي 420 دورة في الدقيقة يخلق سرعة مدخل في تجويف القالب تبلغ 8.03 متر في الثانية ، كما تم حسابها بواسطة ديناميكيات الجسيمات العيانية والسرعة الزاوية. بعد ثلاث دقائق ، قم بقطع الطاقة عن آلة الصب بالطرد المركزي. ثم افتح الغطاء ، وباستخدام الملقط ، قم بإزالة قالب الجص من مهد القارورة.

دع القالب يبرد في درجة حرارة الغرفة لمدة 15 إلى 20 دقيقة ، حتى يعود لون السبيكة إلى لون مرحلته الصلبة. ثم ، باستخدام الملقط ، قم بإخماد قالب الجص في دلو الماء لمدة خمس دقائق تقريبا. عندما يكون القالب بالقرب من درجة حرارة الغرفة ، يتم إخماده تماما.

الآن ، للحصول على المعدن الشبكي داخل القالب ، ما عليك سوى إذابة القالب في الماء. سوف يذوب قالب Jibsen بسهولة في غضون دقيقتين. المعالجة اللاحقة ممكنة الآن ، مثل التنظيف عن طريق السفع الرملي ، وهو موصوف في بروتوكول النص.

تأكد من استخدام ضغط السفع الرملي الموصوف لأن القوالب هشة إلى حد ما ، خاصة الجمالون الثماني من الألومنيوم الذي له جدران رقيقة. باستخدام التصنيع المضاف غير المباشر الموصوف في قسم البروتوكول ، تم استخدام سبائك الألومنيوم والنحاس لتصنيع معادن الجمالون الثمانية. تم تنفيذ عملية الإرهاق لمدة ست ساعات لإذابة نمط القرابين.

بعد عملية الصب بالطرد المركزي ، كانت المنتجات النهائية عبارة عن معادن الجمالون الثماني مصنوعة من الألومنيوم وسبائك النحاس. ملأت سبائك الألومنيوم المنصهرة تجويف القالب الشبكي بالكامل دون حدوث خطأ في العمل. من ناحية أخرى ، يبدو أن سبائك النحاس المنصهرة بها عيب صب ناتج عن التصلب المبكر في المرحلة المبكرة من حقن المعدن المنصهر عند المدخل.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لتأثير معلمات العملية على ملء المعدن المنصهر في التجويف الدقيق الخلوي ، والقيام بالتصنيع غير المباشر للمعادن الشبكية باستخدام صب الطرد المركزي. بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال المعادن الشبكية لاستكشاف التصنيع غير المباشر ، من خلال الجمع بين الطباعة ثلاثية الأبعاد للبوليمرات والصب بالطرد المركزي.