Выполнено исследование свободной линейной усадки ненаполненных (ПС50-50, МВС3-Т, Romocast 105, Romocast 152) и наполненных (Romocast 252, Romocast 325) модельных составов в зависимости от температуры окружающей среды. Полученные результаты выявили следующие основные особенности в изменении указанного технологического параметра. Установлено, что наибольшей свободной линейной усадкой обладают ненаполненные модельные составы, а наименьшей -наполненные. При этом процессы, связанные со свободной линейной усадкой, протекали в образцах в течение длительного времени (до 24 ч). Это, вероятно, связано с продолжительностью процессов полимеризации и низкой теплопроводностью модельных составов. Изменение температуры окружающей среды в интервале от -5 до +35 °С оказывает существенное влияние на величину изменения линейных размеров образцов из исследованных модельных составов. Изменение длины образцов из ненаполненных модельных составов варьируется в диапазоне от +0,3 до -0,4 %, а из наполненных -от +0,2 до -0,15 %. При охлаждении до -5 °С и последующем нагреве до +20 °С образцов из ненаполненных составов их исходная длина уменьшается в среднем на 0,2 мм, а при нагреве до +35 °С и последующем охлаждении до +20 °С она увеличивается в среднем на 0,2-0,3 мм. При аналогичных изменениях температуры окружающей среды у образцов из наполненных модельных составов изменение размеров составляет не более 0,1 мм. Для устранения растрескивания огнеупорных керамических форм предложено проводить захолаживание системы «выплавляемая модельогнеупорная керамическая форма», что обеспечивает гарантированный зазор между моделью и формой и нивелирует негативное влияние расширяющегося модельного состава.Ключевые слова: литье по выплавляемым моделям, свободная линейная усадка, огнеупорная керамическая форма, система «выплавляемая модель -огнеупорная керамическая форма».Никитин К.В. -докт. техн. наук, доцент, декан факультета машиностроения, металлургии и транспорта Самарского государственного технического университета (СамГТУ) (443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244).
The study of free linear shrinkage of unfilled (PS50-50, MBC 3-T, Romocast 105, Romocast 152) and filled (Romocast 252, Romocast 325) model compositions for investment casting depending on the ambient temperature was carried out. It has been shown that unfilled model compositions have the greatest free linear shrinkage, and filled ones have the smallest. Moreover, the processes associated with free linear shrinkage proceeded in the samples for a long time (up to 24 h). This is probably caused by the duration of the polymerization processes and the low thermal conductivity of the model compositions. A change in the ambient temperature in the range from –5 to +35 °C has a significant effect on the linear dimensions of the samples from the studied model compositions. The length of samples from unfilled model compositions varies from +0.3 to –0.4%, and from filled ones from +0.2 to –0.15%. When samples from unfilled compositions cooled to –5 °C and subsequently heated to +20 °C, their initial length decreases on average by 0.2 mm, and at heating to +35 °C and subsequent cooling to +20 °C, it increases on average by 0.2–0.3 mm. At similar changes in ambient temperature, the dimensional change of samples from filled model compositions is not more than 0.1 mm.
The study covers the free linear shrinkage of samples from PLA, HIPS, and ABS filaments used for FDM 3D printing in the ranges of extrusion operating temperatures (t). It was found that the PLA filament features by shrinkage values in the range of 0.2–0.6 % at Δt =200÷220 °С. HIPS filaments (Δt = 220÷240 °С) and ABS filaments (Δt = 240÷270 °С) have a shrinkage of 0.3–0.8 %. Linear shrinkage values must be taken into account when designing mathematical models of the future cast product. The influence of the print density dр (degree of internal structure filling) on the ash residue A when burning out samples obtained from the studied filaments was investigated. It was shown that the A value also increases with an increase in dр (5–15–30 %). The PLA filament has minimum A values (0.19–0.48 %). It was concluded that the PLA filament features the highest processability in the FDM 3D printing of casting patterns for casting into refractory ceramic molds (RCM) in terms of the set of free linear shrinkage and ash residue indicators. Clusters were made by FDM 3D printing from the PLA filament to produce «Nozzle» castings by casting into RCMs. Clusters were used to form RCMs. When burning out the clusters from RCMs, it was found that some RCMs cracked under linear heating. This was due to excessive pressure exerted by the expanding filament when heated to its softening temperature, and pressure exerted by gas emitted during the subsequent filament burn-out. The proportion of cracked RCMs increased with an increase in the heating rate. A stepwise mode of RCM heating combined with RCM calcination was developed in order to prevent cracking. There was no RCM cracking when clusters were removed in the stepwise mode. Experimental «Nozzle» castings were obtained from BrA9ZH3L bronze. The casting quality met the design documentation requirements.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.