Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Multi Response Optimization of the Functional Properties of Rubber Seed – Shear Butter Based Core Oil Using D-Optimal Mixture Design

Onyekwere O. S., Odiakaose C., Uyanga K. A.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 4

207--223

EN

In this study, rubber seed/shea butter oil was used to formulate core oil. The formulated core oil was characterised. D-optimal mixture design was used for multi response optimisation of the functional properties of rubber seed-shea butter coil oil. Desirable values for some responses might be obtained from a factor combination while for others responses not so desirable values. Through multiple response optimisations, a factor setting that gives the desirable values for all responses was obtained. The selected optimum mixture setting for the formulated core oil is 65.937% Rubber seed and 34.063% Shea butter oil at desirability of 0.924. Under the optimum condition the functional properties of the core oil was found to be 39.57KN/M2, 626.85KN/M2, 36.63KN/M2, 593.906KN/M2, 412.605 and 167.309s for Green Compressive Strength, Dry Compressive Strength, Green Tensile Strength, Dry Tensile Strength, Permeability and Collapsibility respectively. The optimum conditions were validated with less than 0.2% error. The functional properties of the formulated core oil was compared to the functional properties of linseed core oil. It was found that rubber seed-shea butter core oil can be used for producing cores suitable for Aluminium casting.

2

Development of Flux Structure for Processing of Aluminium Casting Production Wastes

Turakhodjaev N. D., Tursunov T. K., Yakubov L. E., Abdurakhmanov K. Z., Turakhodjaeva S. N.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 3 spec.

91--94

EN

The objective of research is to define aluminium and its production wastes melting modes in electric unit while applying protective fluxes layer. This article cites the results of researches on development of flux structure for melting of aluminium production wastes. Melting unit diagram and results of research defining aluminium production wastes melting temperature regime are exemplified. Modes of metal charging, heating-up and melting of aluminium and its production wastes are exemplified for the electric unit with movable upper and immovable lower electrodes. The article describes the results of researches and recommendations that smelting chamber temperature to be maintained in the range of 1000-1100 °С, with melting zone temperature at 1400-1500 °С. It is recommended that charging of production wastes slag was carried after flux melt and reached 700-750 °С. Tables cite fluxes compositions that allow conducting aluminium melting process in various units. In the conclusion it is stated that application of a corresponding design of melting unit in aggregate with graphite electrodes and protective fluxes provides: - reduction of irretrievable metal burn-off losses; - savings on energy expenditures; - quality upgrade of liquid smelt due to decrease of oxide inclusions and occluded gas concentration.

3

Zastosowanie techniki wizyjnej w automatyzacji pomiarów geometrii i podnoszeniu jakości wyrobów wytwarzanych w przemyśle motoryzacyjnym

Świłło S.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 257

3--128

PL

Głównym celem opracowania jest prezentacja nowych rozwiązań usprawniania procesów produkcji dla przemysłu motoryzacyjnego przy wykorzystywaniu aplikacji opartych na systemach wizyjnych. W rezultacie zrealizowanych przez autora prac badawczych w tym zakresie zaprojektowano i zbudowano wizyjne systemy pomiarowe oraz przedstawiono nowe bardziej doskonałe rozwiązania w pomiarach dokładności oraz analizie jakości wytwarzanych wyrobów metalowych. Zaproponowane w monografii rozwiązania miały duży udział w procesie określania potencjalnych możliwości dla nowo powstałych systemów wizyjnych dedykowanych do eksploracji wybranych technik wytwarzania elementów motoryzacyjnych. Podniesienie bowiem jakości w procesie kontroli techniki wytwarzania prowadzi do lepszego rozumienia strategii doboru właściwych rozwiązań. W szczególności, przedstawione rozwiązania miały duży udział w procesie uzyskiwania wysokiej dokładności w analizie danych pomiarowych. Proces ten dokonywany był poprzez wykorzystanie zaawansowanych technik numerycznej obróbki obrazu dla wzorów powierzchniowych, jak również dla obiektów trójwymiarowych. Dzięki wdrażaniu metod doświadczalnych i teoretycznych oraz tworzeniu na tej bazie nowych propozycji, autor przedstawił wszechstronne podejście do zagadnień automatyzacji pomiarów oraz podnoszenia jakości w obszarze kształtowania blach, procesu zawijania, kontroli wymiarowej otworów po obróbce maszynowej oraz inspekcji powierzchniowej odlewów aluminiowych. W pierwszej części monografii przedstawiono analizę procesu kształtowania blach z uwzględnieniem pomiaru jej geometrii i kinematyki procesu. Aktualnie dostępne rozwiązania w tym zakresie, to między innymi: stanowiska badawcze do wyznaczania krzywych odkształceń granicznych, systemy wizyjne do pomiarów odkształceń czy układy optyczne do zadań rekonstrukcji obiektów trójwymiarowych. Przedstawione przez autora rozwiązanie dotyczy w pełni automatycznego stanowiska laboratoryjnego do realizacji i analizy prób wybrzuszania hydraulicznego blach. Do prób kształtowania plastycznego zastosowano metodę wybrzuszania krążków blachy (utwierdzonej na brzegach) ciśnieniem cieczy. W tej operacji występuje dwuosiowe, równomierne rozciąganie, czego efektem jest formowanie wytłoczki o kształcie czaszy kulistej. Zastosowany przykład procesu tłoczenia blach pozwala na uzyskanie wielu rozwiązań, tak w zakresie opisu kinematyki, jak i badania warunków utraty stateczności dzięki braku występowania tarcia na powierzchni kontaktu narzędzia z materiałem. Stanowisko to pozwala na prowadzenie dwóch typów pomiarów. Do pierwszej grupy zaliczyć można rejestrację przebiegu procesu kształtowania plastycznego w postaci ciśnienia i przemieszczenia, a do drugiej pomiar kinematyki i kształtu próbek wybrzuszanych. Ta pełna charakterystyka procesu wybrzuszania pozwala na prowadzenie pomiarów własności plastycznych oraz na opracowanie mechanizmów kontroli przebiegu procesu kształtowania. Do takich elementów kontroli zaliczyć można miedzy innymi możliwości automatycznego sterowania przebiegiem procesu z możliwością jego przerwania w ściśle określonej fazie deformacji. W uzupełnieniu do zaproponowanych rozwiązań automatyzacji pomiarów odkształceń przedstawione zostały wyniki prac w zakresie przewidywania momentu pękania. Od wielu lat stosowana przez rożnych autorów metoda analizy siatek regularnych i stochastycznych w połączeniu z procesem obróbki obrazu doczekała się licznych rozwiązań. Nie dają one jednak wciąż odpowiedzi na podstawowe pytanie odnośnie sposobu unikania lub eliminowania niebezpieczeństw związanych z przekroczeniem granicznych wartości odkształceń dla procesów realizowanych w warunkach przemysłowych. W kolejnej części dotyczącej problematyki tłoczenia blach, autor przedstawia kompleksową informację na temat metod projektowania narzędzi do tłoczenia części nadwozia. W ramach tych informacji przedstawiona jest aktualna strategia prac projektowych z wyróżnieniem czynników technologicznych. Przedstawiono technikę komputerowego wspomagania projektowania i kontrolowania jakości wyrobów. Zaproponowana zaawansowana technika wizyjna jest współczesnym narzędziem przemysłowym, które znajduje zastosowanie również w przemyśle samochodowym umożliwiając dokonanie pomiaru geometrii szybko i dokładnie. Przedstawione rozwiązanie dotyczy stanowiska mobilnego do zastosowania w warunkach przemysłowych w analizie kształtu i pomiarze odkształceń z wykorzystaniem obróbki obrazu. Proces obróbki obrazu i jego analizy, w celu rekonstrukcji badanych obiektów (blach) został zaprezentowany na przykładzie aplikacji przemysłowej. Kolejnym zagadnieniem niniejszej monografii jest propozycja nowej metody pomiaru odkształceń w procesie trzystopniowego zawijania. Proces zawijania stosowany jest dla potrzeb zwiększenia wydajności i jakości części konstrukcyjnych karoserii samochodów. Konieczność monitorowania parametrów tego procesu wynika z faktu, że rzutuje on na końcową jakość wyrobu. Dlatego też, w celu zminimalizowania błędów powstałych na etapie projektowania procesu zawijania koniecznym było kompleksowe poznanie tego procesu do czego dotychczas nie przykładano tak dużej uwagi. Osiągnięto to poprzez opracowanie nowej metody opisu kinematyki procesu zawijania, geometrii i jakość kształtowanej powierzchni. Dzięki tym pracom możliwe jest szybkie i dokładne zanalizowanie procesu zawijania dla dowolnych wielkości geometrycznych i materiałowych występujących w wybranych obszarach karoserii samochodowej. W przeciwieństwie do czasochłonnych i mało precyzyjnych metod oceny bazującej na analizie wzrokowej proponowana metoda z wykorzystaniem systemu wizyjnego pozwala na natychmiastową i ilościową analizę gotowego wyrobu. Kontrola wymiarowa przy zastosowaniu inspekcji wizyjnej to coraz częściej wykorzystywana technika pomiarowa pozwalająca na szybkie i dokładne odwzorowanie badanego wyrobu w celu jego modyfikacji, powtórnego odwzorowania lub inspekcji geometrycznej. Spośród licznej grupy urządzeń pomiarowych wyróżnić można urządzenia do pomiarów dyskretnych i optyczne urządzenia do skanowania. Przewagą stosowania rozwiązań optycznych jest szybkość przy konkurencyjnej dokładności pomiarów. Stąd, zaproponowanie przez autora techniki wizyjnej do rekonstrukcji obiektów (wyrobów), w celu dokonania weryfikacji geometrii powstałej po obróbce maszynowej. Określenie położenia otworów, linii brzegowych wyrobu we współrzędnych lokalnych i globalnych to podstawowe cele tych operacji kontroli. Zaproponowane przez autora rozwiązania w tym zakresie polegają na zastosowaniu połączonego systemu układu wizyjnego i napędowego. Ten złożony system pomiarowy umożliwia realizację połączonych zadań pomiarowo-decyzyjnych. Dziki zastosowaniu układu wizyjnego możliwe jest dokonanie szybkiej i precyzyjnej kontroli wymiarowej badanego wyrobu. Proponowane rozwiązania w tym zakresie dotyczą głownie rozpoznawania krawędzi otworów z dokładnością podpikselową. Na zakończenie opracowania przedstawiona została nowa propozycja wizyjna automatyzacji procesu inspekcji defektów powierzchniowych w odlewach aluminiowych. Problem występowania defektów powierzchniowych jest istotnym ograniczeniem dla wyrobów w przemyśle odlewniczym z uwagi na konieczność osiągnięcia wysokiej jakości końcowej wyrobu. W zależności od przebiegu procesu technologicznego procesowi odlewania może towarzyszyć tworzenie się pęknięć czy porów. Nieciągłości te w sposób istotny mogą ograniczać późniejszą funkcjonalność wyrobów lub zdolność do przenoszenia znacznych sił. Zaproponowane rozwiązanie dotyczy komputerowej inspekcji z wykorzystaniem systemu wizyjnego, inspekcji będącej alternatywą dla powszechnie stosowanych metod kontroli wzrokowej. Opracowany przez autora system wizyjny pracujący w trybie online wykorzystuje zaawansowane techniki obróbki umożliwiające wykrywanie i identyfikowanie rożnych typów defektów powierzchniowych. System ten został pomyślnie przetestowanym dla grupy trzech typów defektów powierzchniowych występujących w odlewach aluminiowych.

EN

The main focus of the present work is on the demonstration of new methods for the manufacturing process improvement specifically through the application of machine vision inspection in automotive technologies. In particular, the results of the undertaken research include optical systems development and engineering product improvement by searching for new, more accurate methods for measuring and analyzing surface quality, dimensional control and process performance analysis. The proposed solutions have contributed to the understanding on how new imaging systems have a large potential in exploring manufacturing technologies and provide an entirely new perspective on process control that leads to the new thinking in the process control strategy. In particular, the author proposed a new understanding on how to achieve a high-level of process performance analysis by using advanced digital imaging techniques for two- and three-dimensional object location, recognition, and inspection as well as surface detective metrology. By searching and using advanced solutions in mathematics and physics, the author provides comprehensive information and incremental knowledge about the manufacturing process improvement with application of both theoretical and experimental methods in the field of sheet metal forming and hemming, dimension control after machining and surface defect inspection for aluminum casting. As for the first task, the geometry and kinematics of product behavior after sheet metal forming have been investigated. Currently, we can find, among others, methods that serve the determination of forming limit curves, which, combined with calculations of the deformation occurring in the examined products, provide comprehensive information about the state of the material. The developed solution by author comprises a fully automatic test stand for the hydro-bulging process. In this operation, a biaxial uniform stretching occurs, producing objects in the form of a spherical cap. The use of the stand allows running two types of the measurements. The first group of measurements allows recording the run of the plastic forming process in terms of pressure and displacement, while second group includes measurements of the process kinematics and of the shape of the bulged samples based on the both: regular and stochastic grids. Full description of the bulging process should enable further materials research and development of process control mechanisms. The elements of such control can include, among others, an option for automatic monitoring of the process run and the possibility of its interruption at a strictly determined stage of deformation. As complementary to the created solutions of automated strain measurement, studies are carried out to predict the crack initiation, since the problem of accurate method for quality inspection for the sheet metal in production environmental is still present. In the next section, the authors provide comprehensive information on methods used in design of tools for the die forming of car body parts. As part of the information, current strategy adopted in design work has been presented, with emphasis put on the technological factors. The proposed advanced vision-based technology is a modern tool for the industrial uses, applicable especially in the automotive sector as a means to provide quick and accurate measurement of product geometry and quality. The described solution of stereovision refers to a mobile stand operating under industrial conditions to enable shape and deformation analysis through image processing. The image acquisition process and digital analysis of the images have been presented to recognize and analyze the objects taken from camera. In the vision control process, the author proposed a new method for the strain measurement in a three-stage hemming process. Hemming is performed to increase the productivity and quality of car body structural parts. The expectation to monitor the parameters of this process results from the fact that they affect the final product quality. Therefore, to reduce to minimum errors occurring at the stage of the hemming process design, a comprehensive understanding of the process, which so far has not been given enough attention, was necessary. This was done by developing an entirely new method, allowing the strain characteristics and crack propagation to be determined in the plastic forming process. The ultimate goal was to determine experimentally the limit parameters of the process, the kinematics, and the geometry and surface quality achievable during hemming. This stage involves the determination of the location of defects, analysis of deformation and measurement of critical dimensions. These characteristics of the inspected parts, which the vision inspection system will examine, are very important and essential for a fully successful implementation of the vision system. The vision inspection system proposed by the author responds to the demand of users for systems that are easier in operation, cost less and are more flexible. These improvements make the vision inspection system more accessible to all manufacturers. The dimensional control using visual inspection is increasingly being used as a measurement technique that allows quick and accurate representation of product tested for its modification, re-mapping or geometric inspection. Currently, two methods of measurement, namely by vision and by contact, are commonly used to implement this type of measurement tasks, allowing quick and precise mapping of the examined surface. The advantage of vision solution is the speed of measurements combined with competitive accuracy. Hence comes the idea to propose a non-contact technique for the reconstruction of two-dimensional objects. Determining the shapes of holes and their locations in local and global coordinates are basic objectives of these control operations. The solutions proposed by the author in this area rely on the use of a complex system, including a vision system, and a drive system. This complex measurement system enables execution of the combined tasks of measurement and decision making. Owing to the application of a vision system it is possible to make rapid and accurate reconstruction of the measured element. The solutions proposed in this area concern the edge detection of objects with a sub-pixel accuracy. Finally, a new camera-based machine vision system for the automatic inspection of surface defects in aluminum die casting was developed and presented by the author. The problem of surface defects in aluminum die casting is widespread throughout the foundry industry and their detection is of paramount importance in maintaining product quality. Depending on part design and processing techniques, castings may develop surface discontinuities such as cracks or tears and pores that greatly influence the material ability to withstand these loads. The proposed, computer based, visual inspection provides a viable alternative to human inspectors. The, developed by the author, machine vision system uses a fast image processing algorithm to detect defects with different sizes and shapes. The machine vision system has been successfully tested for the different types of defects on the surface of castings.

4

Effect of microstructural banding in hot-work tool steel on thermal expansion anisotropy

Pawłowski B., Bała P., Dziurka R., Krawczyk J.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 56, nr 1

14--19

EN

Purpose: The objective of the present work was to study the effect of the microstructural banding on the thermal anisotropy of hot-work tool steel used for die for aluminium alloy die-casting. In particular, the major purpose of this research was to find possible correlation between geometrically oriented thermal expansion coefficient values and the presence of number of parallel cracks on the working surface of die. Design/methodology/approach: The studies were performed on the specimens which were cut from the failed prematurely die along the three axes of the coordinate system (X-axe was parallel to the cracks direction). Macroscopic, metallographic, SEM and dilatometric examination were made. Findings: Surface cracks of die are parallel to the microstructural banding orientation. Differences in the values of thermal expansion coefficient determined along the three axes of the coordinate system probably promote cracks propagation direction. Research limitations/implications: Studies were performed on the single prematurely failed die for economic reason. This work findings should be compared to the similar examinations results obtained for the another failed dies. Practical implications: The incorrect microstructural banding orientation of the die core and related differences in the values of thermal expansion coefficient promote crack propagation. Originality/value: This show the relationship between microstructural banding and the thermal anisotropy of hot-work tool steel used for die for aluminium alloy die-casting.

5

The effect of major alloying elements on the size of the secondary dendrite arm spacing in the as-cast Al-Si-Cu alloys

Djurdjevič M. B., Grzinčič M. A.

Archives of Foundry Engineering

|

2012

|

Vol. 12, iss. 1

19-24

EN

A comprehensive understanding of melt quality is of paramount importance for the control and prediction of actual casting characteristics. Among many phenomenons that occur during the solidification of castings, there are four that control structure and consequently mechanical properties: chemical composition, liquid metal treatment, cooling rate and temperature gradient. The cooling rate and alloy composition are among them most important. This paper investigates the effect of some major alloying elements (silicon and copper) of Al-Si-Cu alloys on the size of the secondary dendrite arm spacing. It has been shown that both alloying elements have reasonable influence on the refinement of this solidification parameter.

6

Materiały ogniotrwałe dla przetwórstwa aluminium

Pawełek A., Czechowski J.

Prace Instytutu Szkła, Ceramiki, Materiałów Ogniotrwałych i Budowlanych

|

2010

|

R. 3, nr 5

93-101

PL

Omówiono procesy korozyjne materiałów glinokrzemianowych w kontakcie ze stopami aluminium i określono sposoby zwiększenia trwałości materiałów ogniotrwałych stykających się z ciekłym metalem. Przedstawiono wyniki badań dotyczące opracowania betonu ogniotrwałego z udziałem szkła kwarcowego do rynien transportowych i wyłożeń urządzeń w ciągach technologicznych stosowanych w przetwórstwie aluminium, w szczególności w urządzeniach do ciągłego, poziomego odlewania aluminium. Zaprezentowano również wyniki badań nad opracowaniem formowanych izostatycznie rur do niskociśnieniowego odlewania aluminium z osnową sialonową, otrzymywanych na drodze reakcyjnego spiekania.

EN

Corosion processes of aluminosilicate materials on the contact with melted aluminium were desribed and the methods of increasing the time of service of refractories in such contact were determined. The results of investigation on fused silica containing refractory castables for runers and linings for aluminium casting processes as well as on isostaticaly pressed tubes with sialon matrix for low pressure aluminium casting process obtained by reaction sintering have been presented.

7

Design and manufacture of casting pattern plates by rapid tooling

Pereira A., Perez J. A., Dieguez J. L., Pelaez G.

Archives of Materials Science

|

2008

|

Vol. 29, nr 1-2

63-67

EN

The primary target of this project consists of combining the technique of rapid prototyping and casting to produce aluminum parts in a sand mold being made the corresponding models and core boxes by means of the technology of rapid tooling, FDM (fused deposition modeling) of ABS. The followed process to obtain the pieces is casting, that consists of the fused metal spill in a mold pattern previously conformed, followed of a cooling and later rinding of the solidified piece. The models and core box, generally, is made in wood or plaster, but in this case they were made by means of a Rapid prototyping machine of the company 3Ddimension. The phase of design and manufacture of the model and the mold are most expensive and critical of the process. In this work it is tried to study the valuation of the time of manufacture of the models, core box and molds. The application Catia V5 R17 has been used for the geometric definition of the model and care box. This model is exported in stereolithography format (stl) and after this, the file was sent to the printer Dimension BST 768 and begin the construction of the models. The proposal methodology using rapid prototyping to generate the models is a clean and fast solution, and in addition it allows to obtain geometries that are nonviable by another procedure. The surface finish quality of the model is appropriate for the casting process, and reproduces with a high reliability the model CAD.

8

Kierunki rozwoju materiałów ogniotrwałych dla przemysłu aluminiowego

Pawełek A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2006

|

R. 51, nr 8

470-474

PL

Od kilku lat, zarówno w Polsce, jak i w świecie, wzrasta zapotrzebowanie na wyroby aluminiowe, które z powodzeniem zastępują m.in. wyroby stalowe i tworzywa sztuczne, głównie w przemyśle motoryzacyjnym i w budownictwie. Zmienia się również, zgodnie z ogólnymi tendencjami światowymi, struktura produkowanych stopów obejmująca z jednej strony materiał wsadowy w postaci gąsek aluminium pierwotnego lub jego stopów, z drugiej złom poamortyzacyjny. Ten ostatni wykazuje znaczne zróżnicowanie, zarówno w odniesieniu do rodzaju, jak i wielkości kawałków oraz stopnia zanieczyszczenia. Wpływa to wyraźnie na ilości wytwarzanych zgarów, powstanie związków typu spineli, niebezpieczeństwo uszkodzenia wymurówki podczas załadunku pieca i duże zmiany temperatury. Wszystkie te czynniki negatywnie działają na trwałość materiałów ogniotrwałych i tym samym wyznaczają kierunki ich rozwoju pod kątem wzrostu odporności, m.in. na korodujące działanie płynnego metalu. W referacie zostaną przedstawione zmiany, jakie zachodzą w technologii materiałów ogniotrwałych, uwzględniające zmienione warunki, zarówno w strukturze topienia aluminium, jak i jego przetwórstwie. Uwzględnione zostaną nowe materiały ogniotrwałe, jakie wchodzą w ostatnim okresie do eksploatacji w nowoczesnych procesach przetwórczych, w tym na linii ciągłego poziomego odlewania aluminium oraz w metodzie niskociśnieniowego odlewania. Przedstawione zostaną nowe tendencje w zakresie wyłożeń monolitycznych (głównie piece topielne), prefabrykatów betonowych o zwiększonej odporności na działanie metalu (elementy wchodzące w skład linii poziomego ciągłego odlewania) oraz wyrobów formowanych zwartych z uwzględnieniem nowych rodzajów wiązań tworzyw ceramicznych i nowych rozwiązań technologicznych.

EN

From several years in Poland as well as in other countries the demand for aluminium articles, which replace steel or plastic in automotive and construction industries has been systematically increasing. According to the general trends the structure of produced alloys has been changing including both: batch of initial aluminium ingots (and its alloys) and aluminium scrap processing. In the second case significant differentiation concerning the type, dimensions and contamination level of used metal scrap is observed and may be strictly connected with amount of generated melting loss, formation of spinel-like compounds, possibility of the refractory lining failure during furnace loading and large temperature fluctuations. All mentioned above factors act negatively on refractory materials reliability and set new directions for development concerning the increase of corrosion resistance of material with among other liquid metal as a corrosive agent. In this report progress in refractory materials considering the changed conditions of melting and processing of aluminium is presented. New refractory materials introduced lately to modern metallurgical systems comprise products used in horizontal line of continuous casting and in low-pressure casting. New tendencies in case of monolithic linings (smelting furnaces), prefabricated castables with increased corrosion resistance (elements used in continuous casting line) and shaped ceramic products with new kinds of bonding systems and technological solutions will be presented.