20291

۲۰۲۹۱

بررسي اثر مشخصات بازو (قطر و طول و نسبت ساختار شبكه) و شرايط پيش گرم قالب بر استحكام ساختار آلومينيمي توليد شده به روش شبه ماهيچه اي Core Packing System

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد

۹۷-۹۸

۱۳۹۷/۱۲/۱۴

دكتر مهدي ديواندري

دكتر بهمن ميرزاخاني

مواد و متالورژي

ساختار مشبك زيرمجموعه¬اي از مواد سلولي به شمار مي¬رود. ساختار از يك سلول واحد تعريف شده كه با تكرار آن در جهات مختصاتي، شكل نهايي را به خود مي¬گيرد. اين ساختارها عضوي از خانواده مواد سلولي منظم محسوب مي¬شوند و تفاوت اصلي اين مواد با مواد سلولي نامنظم مانند فوم فلزي، قابل پيش¬بيني و امكان بهبود خواص آن است. در اين پژوهش براي بررسي اثر متغيرهاي ريخته¬گري و خواص مكانيكي ساختارهاي مشبك از سلول واحدي گوه¬اي شكل استفاده شد. اين سلول واحد در مختصات استوانه¬اي تكرار شد تا ساختار نهايي شكل گيرد. آلياژ Al413 به دليل سياليت بالا در اين پژوهش انتخاب شد. ابتدا مدل ماهيچه، توسط نرم¬افزار طراحي و به كمك چاپگر سه¬بعدي آماده شد. از مدل چاپ شده، قالب سيليكوني تهيه شده و ماهيچه ماسه¬اي درون قالب سيليكوني آماده شد. از قرار دادن ماهيچه¬ها كنار يكديگر و پوشاندن اطراف آن با ماسه، قالب نهايي آماده و سازه¬هايي با چگالي نسبي 15/0، 25/0 و 35/0 طراحي و ساخته شد. تاثير چگالي نسبي و نحوه چيده شدن سلول واحد بر استحكام فشاري ساختار مورد بررسي قرار گرفت. مشاهده شد كه با افزايش چگالي نسبي در ساختارهاي نوع اول از 15/0 به 35/0، استحكام فشاري از 0/24 مگاپاسكال به 6/54 مگاپاسكال رسيد. همچنين در ساختارهاي نوع دوم با افزايش چگالي نسبي از 15/0 به 35/0 استحكام فشاري از 6/7 مگاپاسكال به 6/17 مگاپاسكال رسيد. از متغير¬هاي ريخته¬گري دماي قالب انتخاب شد. شبيه¬سازي دو سيستم راهگاهي سرريز و كف¬ريز براي نمونه¬ها انجام گرفت. براي كار عملي سيستم سرريز با دماي قالب 25 و 400 درجه سانتي¬گراد انتخاب شد. با توجه به نتايج براي رسيدن به ساختار سالم بيش¬گرم قالب الزامي است.

1398/01/21

Effect of Septum Cell Specifications and Preheat on Aluminium Lattice Structure Strength Produced by Core Packing System Method

3/4/2020 12:00:00 AM

The lattice structure is a subset of cellular materials. For this structure a unit cell is defined in terms of its repetition in the coordinate directions of the final shape. This structure is a part of regular cellular material and the main difference with irregular cellular materials such as metal foams, is predictability and the ability to improve its properties. In this research, for the study of the effect of casting variables and mechanical properties of lattice structures, a wedge-shaped cell was used and this unit cell was repeated in cylindrical coordinates to form the final structure. The AL413 alloy was selected due to high fluidity in this research. At first, the muscle model was designed by the software and was built with 3D printer. From this model, a silicon mold was made and sand cored model was made in it. With the placement of these cores together and surrounding them by sand, the final mold was prepared. Structures with relative density of 0.15, 0.25 and 0.35 were designed and constructed. The effect of relative density and arrangement of unit cells on the compressive strength of the structure was investigated. It was observed that with increasing relative density in R-structures from 0.15 to 0.35, the compressive strength increased from 24 MPa to 54.6 MPa. Also in M-structures, with increasing relative density from 0.15 to 0.35, compressive strength increased from 7.6 Mpa to 17.6 Mpa. From the die casting parameters, the mold temperature is selected and simulation of two overflow and sinking systems was performed. For practical operation, the overflow system with a mold temperature of 25 and 400 ° C was selected and it was observed that a pre-heating is required to reach a safe sample.