The present article describes selected aspects of investment casting technology for manufacturing of open-cell aluminium. The main focus is, among others, on the precursor thickening. Two groups of total 30 samples were produced, basing on open-cell polyurethane foam used as the precursor. Each of the two sample groups was thickened with a different type of suspension consisting of carbonaceous substances and organic binders. The influence of the coating mixture type was compared, leading to conclusions regarding the desired composition and fluidity of the suspensions. Both sample groups of the obtained open-cell aluminium had stochastic cell distributions, the average pore diameter was 5.2 mm and the PPI index was 8. The apparent densities were respectively: 0.485 g/cm3 and 0.312 g/cm3 , which reflected the impact of the precursor coating. Additionally, samples from both groups differed in quality.
In 2014 we finished research works involved in the development of a technology for manufacturing innovative ceramic-carbon foam filters for molten metal alloys filtration, which were financed by the National Centre for Research and Development (NCBiR) from INNOTECH programme resources. A batch of the filters produced in this technology was tested in practice in domestic cast steel and cast iron foundries. The trials were successful and foundries declared their intention to purchase the newly-developed filters for the current production of casts. This provided an incentive for “Ferro-Term” Sp. z o.o. to start design works on the prototype line for a serial production of these filters. At the same time, in co-operation with a scientific consortium, including the co-authors of the technology, i.e. the Institute of Ceramics and Building Materials, Refractory Materials Division in Gliwice, Institute for the Chemical Processing of Coal in Zabrze and Foundry Research Institute in Cracow, the company made a successful attempt to raise some funds for the necessary adaptation of the developed technology from the semi-technical to industrial scale from Intelligent Development Operational Programme. In the article we have presented information on the effects of works performed within the framework of the project entitled “Modernization and adaptation of the existing technological line for purposes related to technology verification and start-up of the production of innovative ceramic-carbon filters for molten metal alloy filtration”.
W artykule zostały przedstawione techniki powstawania prototypowych odlewów z zastosowaniem połączenia technologii odlewniczych z technikami szybkiego prototypowania. Pokazano kolejne etapy procesów wykonywania odlewów gazo-hamulca, części uchwytu kierownicy, odbojnika pojazdu gąsienicowego, elementu stawu kolanowego.
EN
The techniques of the creation of prototype castings using a combination of casting technologies and rapid prototyping techiques are presented in the paper. The successive stage of he gas-brake part, steering handle, tracked vehicle and knee joint casting process are shown.
The modern designing techniques and development procedures requires the use of advanced integrated methods. That kind of approach requires the involvement of series of steps which leads to the logical work stream known as Integrated Computational Material Engineering. The steps involve the design and evaluation process in the virtual environment of CAD/CAE and simulation software. The use of simulation software allows for online optimization of the shape and properties of designed part. The publication presents a design and manufacturing process of a component of the larger assembly of the chassis of heavy-duty machine. Established methodology includes the analysis of the initial geometry of the part of the heavy vehicle used in difficult wetland environmental conditions.
The development of a new element is a very complex procedure requiring a combination of many factors related to the design and manufacture phases. The most efficient way is to use computer simulation which allows for verification of the whole design and production process. Over the years, the development of computer technologies has allowed for the development of an Integrated Computational Material Engineering (ICME). This method in logical sequence makes it possible to integrate the project activities, to develop new manufacturing methods, to select suitable materials and to verify the final process. Such multi-threaded operations significantly shorten the time required for the production of the prototype which speeds up the implementation of the planned production of the designed casting. The additional advantage of such work is the possibility of ongoing monitoring of the changes and their impact on the final product.
PL
Opracowanie nowej konstrukcji jest bardzo skomplikowaną procedurą wymagającą połączenia wielu zazębiających się kroków projektowych połączonych z przesłankami technologicznymi wybranej metody wytwarzania. Obowiązujące trendy projektowania uwzględniają wykorzystanie symulacji komputerowej, która znajduje zastosowanie w ocenie założeń konstrukcyjnych oraz analizę numeryczną zjawisk występujących w trakcie wytwarzania. Wieloletni rozwój takiego podejścia pozwolił na stworzenie zintegrowanego systemu projektowania z ang. Integrated Computational Material Engineering (ICME). Ogólna charakterystyka metody polega na utworzeniu logicznego ciągu przyczynowo-skutkowego projektowania, doboru materiału i weryfikacji procesu wykonywania oraz eksploatacji. Takie wielowątkowe podejście pozwala na znaczące skrócenie czasu wymaganego do przygotowania produkcji funkcjonalnego prototypu, a następnie wprowadzenie go do testów przemysłowych. Niewątpliwą zaletą jest możliwość ciągłego monitorowania zmian konstrukcyjnych i technologicznych oraz ich wpływ na efekt końcowy produktu.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents compression test results of self-made open-cell aluminium which was produced by the investment casting method. Two groups of samples were studied: prototype samples containing some structural imperfections (apparent density 0.485 g/cm3 ) and regular samples without visible mistakes (apparent density 0.312 g/cm3 ). Performed experimental research covered quasi-static compression tests with one hysteresis loop. Based on experimental results, new measures to help material characterisation were proposed: instant and average loop secant gradients (E**inst.sec and E**av.inst.sec) and average linear loop gradient (E**av.lin).
There are many different casting technologies and their selection depends on the criteria to be met by a cast made. One of the less frequently used precision casting technology is a technology that uses gypsum block forms. From many years are available pre-mixed gypsum for the various alloys, and mold making technology itself can be based on melted wax models or models permanent removed from the mold after hardening the gypsum mix. In case of use permanent models to produce them may be used various types of flexible materials. This solution allows you to make complicated models that can be removed from the mold only by the fact that they are flexible and at the same time capable of large elastic deformations.
Application of simulation analysis has become increasingly inseparable part of the design process of casting technology. The possibility of a virtual observation of the temperature distribution, heat transfer between the liquid metal and the mould, evaluation of the nature of the liquid metal flow are values that are impossible to monitor during real-time production. Through the computer simulations, there is a possibility of a preliminary assessment of the phenomenon without the need for expensive and time consuming trials. On the example of the diesel engine compressor rotor the process of preparation of foundry technology, simulation analysis, the visualization of filling of the mold cavity and solidification of the liquid metal was presented. The casting was performed on the VC3000D INDUTHERM furnace that uses the phenomenon of POV (Pressure over Vacuum).
W systemach sterowania przygotowaniem wsadu do pieców odlewniczych wyznaczony, na przykład za pomocą metod optymalizacyjnych, namiar wsadu stanowi informację wejściową dla urządzeń naważających poszczególne materiały wsadowe. Ważenie i dozowanie materiałów wsadowych o zróżnicowanej kawałkowatości, za pomocą różnych urządzeń (na przykład chwytaki elektromagnetyczne, rynny wibracyjne) może być przyczyną nieprawidłowej masy i składu chemicznego zestawianego wsadu. W artykule zaproponowano model matematyczny wyznaczania maksymalnych wartości rozrzutu udziałów poszczególnych materiałów wsadowych, gwarantujących otrzymanie ciekłego metalu o założonym składzie chemicznym.
EN
The control systems used in the preparation procedure of the batch material for the melting furnaces, i. e. optimization methods, generates data used as input for the weighting devices of individual materials. The input batch materials of varying shapes and sizes are dosed by different devices (e. g. electromagnetic grippers, vibratory conveyors) which could result with incorrect batch weight and chemical composition. The article proposes a mathematical model for the determination of the maximum value of the dispersion shares of the various input materials, which guarantee of obtaining of the liquid metal witch assumed correct chemical composition.
W komputerowych programach do symulacji zdarzeń losowych stosuje się generatory liczb pseudolosowych. Przykładem takich zdarzeń może być symulacja naważania materiałów wsadowych dla pieców odlewniczych. W artykule przedstawiono matematyczne zależności wybranych generatorów pseudolosowych, stosowanych w różnych kompilatorach i programach symulacyjnych. Przedstawiono także graficzną interpretację rozkładu liczb pseudolosowych, która może posłużyć do uproszczonej oceny jakości badanych generatorów. Całość uzupełnia definicja generowania wartości naważek materiałów wsadowych o założonej dyspersji.
EN
Quasi-random incidents are implemented in computer simulations using random number generators. A simulation of charge materials weighting for foundry furnaces is an example of such occurrences. The article presents mathematical equations for selected quasi-random generators, used in different compiler and simulation programs. Graphical interpretation of quasi-random distribution and simplified assessment of tested generators quality is included. The whole paper is supplemented by the definition of generation of charge materials weighting.
W artykule przedstawiono badania rozszerzalności temperaturowej wybranych gum silikonowych stosowanych na matryce elastyczne do wykonywania modeli woskowych w metodach szybkiego prototypowania. Pomiary prowadzono w warunkach odzwierciedlających rzeczywiste parametry pracy, gdy formy silikonowe są podgrzewane przed zalaniem ich ciekłym woskiem. Jako narzędzie pomiarowe wykorzystano trójwymiarowy skaner optyczny ATOS III. Pomiary zmian wymiarowych próbek silikonów prowadzono w wybranych temperaturach w zakresie od 25 do 100 ˚C przy jednoczesnej rejestracji przebiegu zmian temperatur w objętości nagrzewanych próbek. Uzyskane wyniki pomiarów przedstawiono w tabeli oraz na wykresie, wraz z wykresem z rejestracji przebiegu zmian rozkładu temperatur w objętości badanych próbek podczas nagrzewania. Efektem końcowym prowadzonych prac było określenie rozszerzalności form silikonowych, co w zastosowaniu praktycznym będzie wykorzystywane do uzyskiwania modeli woskowych o większej dokładności wymiarowej.
EN
This article presents research the expansion of selected temperature silicone rubber used on elastic mold to make wax models in rapid prototyping methods. Measurements were carried out in conditions reflecting real operating parameters of when the silicone molds are heated before pouring the liquid wax. As a measurement tool used for three-dimensional optical scanner ATOS III. Measurements of structural silicone samples was performed at selected temperatures range from 25 to 100 ˚C while recording the temperature changes in the volume of heated samples. The results of measurements are shown in the table and the graph, along with a graph of the data recorder of the temperature distribution changes in the volume of the sample during heating. The end result of the work was to determine the expansion silicone molds, which in practical application will be used to receive wax models of higher dimensional accuracy.
W artykule przedstawiono propozycję obniżenia energochłonności wykonania półfabrykatów elementów przekładni planetarnej dzięki zastosowaniu technologii odlewniczej. W pierwszej kolejności dokonano analizy ilości skrawanego materiału dla wytwarzanych elementów w technologii wytaczania z pełnej bryły oraz dla surowych odlewów. Następnie opracowana została technologia odlewania poszczególnych elementów, dla której oprzyrządowanie wykonano przy zastosowaniu metod szybkiego prototypowania. Efektem prowadzonych prac było uzyskanie serii odlewów prototypowych, przeznaczonych do testów eksploatacyjnych oraz uruchomienie produkcji analizowanych podzespołów przekładni planetarnej.
EN
The article presents a proposal for reduced energy consumption level when making semi-finished components of the planetary gear by casting technology. First, an analysis was made of the material volume removed from elements machined by boring from a full block as compared with raw castings. Then the casting technology was developed for different elements, for which tooling was made by the rapid prototyping technique. The result of the work was obtaining a series of prototype castings intended for field testing, and launching the production of the analysed components of the planetary gear.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The aim of the present study is to review information on modern methods of measurement engineering. The article illustrates the three-dimensional scanning of prototype casting and compares the results with a virtual solid model, developed from flat file in a 3D graphic editor. The results of scanning are presented together with specified dimensions and colour map on the model surface. For scanning (digitising), an ATOS III optical scanner, which allows measurement of objects in sizes ranging from a few millimetres to a few dozen meters, was used. This technique can be used in the measurement of both casting and pattern tooling.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.