Utilization of fly ash as an alternative to silica sand for green sand mould casting process

Sadarang, Jatin; Nayak, Ramesh Kumar

doi:10.1016/j.jmapro.2021.06.077

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“…In addition, it is also optimal to cast sand on ice pattern at sub-freezing temperature, as higher temperature may result in the melting of ice pattern during casting process. Therefore, it is suggested that the sand mould is mixed at −5°C temperature for less than 300 s. As a minimum compressive strength of 0.049 MPa is usually required for silica sand–based mould for casting products with density of up to 7,800 kg/m 3 (Sadarang and Nayak, 2021), the suggested mixing temperature and mixing time could ensure a sufficient sand mould strength (above 0.6 MPa) to carry the weight of concrete components in most cases (with density of 2,500 kg/m 3 ).…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

A sustainable formwork system based on ice pattern and sand mould for fabricating customised concrete components

Lin

Xie

2022

RPJ

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Purpose Optimised concrete components are often of complex geometries, which are difficult and costly to cast using traditional formworks. This paper aims to propose an innovative formwork system for optimised concrete casting, which is eco-friendly, recyclable and economical. Design/methodology/approach In the proposed formwork system, ice is used as mould pattern to create desired geometry for concrete member, then sand mould is fabricated based on the ice pattern. A mix design and a mixing procedure for the proposed sand mould are developed, and compression tests are also performed to ensure sufficient strength of the sand mould. Furthermore, surface preparation of the sand mould is investigated for easy demoulding and for achieving good concrete surface quality. Additionally, recyclability of the proposed sand mould is tested. Findings The proposed mix design and mixing procedure can provide sufficient strength for sand mould in concrete casting. The finished components exhibit smooth surfaces and match designed geometries, and the proposed sand mould can be fully recycled with satisfactory strength. Originality/value To the best of the authors’ knowledge, this is the first study that combines ice pattern and sand mould to create recyclable formwork system for concrete casting. The new techniques developed in this research has great potential to be applied in the fabrication of large-scale concrete structures with complex geometries.

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

A sustainable formwork system based on ice pattern and sand mould for fabricating customised concrete components

Lin

Xie

2022

RPJ

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“…Penambahan fly ash hasil limbah industri pembangkit listrik pada cetakan green sand mempengaruhi karakterstik cetakan green sand. Penambahan fly ash sampai 15% dapat dilakukan untuk mendapatkan karakteristik cetakan yang diinginkan (Sadarang & Nayak, 2021). Bahan tambahan lain yang dapat digunakan adalah tepung kulit pisang.…”

Section: Pendahuluanunclassified

“…Cetakan green sand dengan kadar bentonit 3,5 % menghasilkan mampu bentuk sebesar 34 ± 5,1 %, sedangkan dengan kadar bentonit 4,3 % menghasilkan mampu bentuk cetakan green sand sebesar 36 ± 2,51 %. Mampu bentuk cetakan green sand meningkat akibat kenaikan bentonit (Sadarang & Nayak, 2021). Kenaikan bentonit meningkatkan daya ikat antar butir pasir sehingga cetakan lebih sulit memadat ketika terkena beban kejut.…”

Section: Karakteristik Cetakan Green Sandunclassified

“…Hasil ini menunjukkan bahawa kadar bentonit 3,5 % masih menghasilkan cetakan green sand dengan mampu geser di bawah standar yang ditetapkan. Peningkatan komposisi bentonit mampu meningkatkan mampu geser cetakan green sand (Sadarang & Nayak, 2021) karena bentonit yang mengikat pasir makin banyak sehingga pasir lebih sulit bergeser ketika ada gaya / beban geser yang mengenainya.…”

Section: Karakteristik Cetakan Green Sandunclassified

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Perubahan karakteristik cetakan green sand dan cacat inklusi pasir akibat perubahan kadar bentonit

Sutiyoko¹,

Madani²

2022

JEEMM

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Bentonit merupakan salah satu bahan utama dalam cetakan green sand dan berpengaruh pada karakteristik cetakan serta hasil benda cor. Kadar bentonit mempengaruhi permeabilitas, kompaktibilitas, kekuatan geser, dan kekuatan tekan cetakan green sand. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan karakteristik cetakan greensand akibat perubahan kadar bentonit serta pengaruhnya terhadap cacat inklusi pasir. Variasi kadar bentonit sebesar 3,5 % dan 4,3 % dari berat total bahan cetakan. Pengujian cetakan mencakup uji mampu bentuk, kekuatan tekan, dan kadar air. Uji coba pada benda cor disc brake mobil untuk menganalisa pengaruhnya terhadap cacat cor yang terjadi. Hasil pengujian karakteristik cetakan green sand menunjukkan bahwa kadar bentonit 3,5 % memiliki mampu tekan cetakan 13,7±0,4 N/cm2 (standar : 14 – 18 N/cm2) dan mampu bentuk cetakan 34±5,1 % (standar: 33 – 58 %). Kedua karakteristik ini masih berada di bawah standar cetakan green sand. Kadar bentonit 4,3 % memiliki karakteristik cetakan yang sesuai dengan standar cetakan green sand untuk semua karakteristik cetakan yang diuji. Hasil pengecoran besi cor nodular menunjukkan terjadinya cacat inklusi pasir pada benda cor. Kekurangan kadar bentonit menurunkan mampu bentuk cetakan sehingga cetakan mudah rontok ketika cairan logam masuk. Rontoknya cetakan ini dapat membawa pasir sehingga terjadi inklusi pasir pada benda cor. Demikian halnya dengan mampu tekan cetakan yang di bawah standar. Kekuatan tekan rendah memungkinkan cetakan erosi ketika terkena tekanan cairan logam.

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“…que dentro de la industria nacional es un producto que es ampliamente distribuido como repuestos y el alcance es presentar los parámetros de desarrollo de este producto mediante la fundición de arena para obtener un elemento funcional de producción nacional y que sea viable su manufactura, para así contribuir a la industria y al cambio de matriz productiva, teniendo en consideración la optimización de las características del material y su porcentaje de elementos aleantes a la matriz principal de aluminio (Gumbmann et al, 2017). Tanto las características de la fundición, así como los elementos complementarios para obtener un molde de arena, deben satisfacer las propiedades necesarias para el elemento fundido (Sadarang & Kumar, 2021). Así mismo este trabajo se enfoca en el diseño del elemento mediante ingeniería inversa mediante escaneo 3D y fotogrametría del elemento ya indicado www.concienciadigital.org La fundición como proceso de manufactura es necesaria altos consumos de energía por lo cual para que la fundición de estos elementos sea viable económicamente es necesario tener en cuenta la eficiencia energética del proceso (Haraldsson & Johansson, 2018).…”

Section: Introductionunclassified

Optimización del proceso de fundición mediante el proceso de ingeniería inversa y aditiva de un cabezote de un motor de bajo cilindraje

2022

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Introducción: En la industria manufactura de piezas y partes en la industria automotriz se ha visto escasamente desarrollada en nuestro país, es por ello por lo que se ha creado políticas gubernamentales como el acuerdo ministerial N 14 264, el cual busca ampliar la gama de productos de fabricación nacional para la industria automotriz. Objetivos: El objetivo se enfoca en la obtención del modelo y los parámetros del proceso de manufactura para obtener un modelo mediante la ingeniería inversa; para conseguir un prototipo de alta calidad y económicamente viable. Metodología: El proceso de manufactura elegido es la fundición en arena el cual es un proceso que nos permite obtener figuras complejas con alta calidad y coste asequible, para ello es necesario realizar el elemento, el procedimiento aplicado es un proceso de escaneo, que el resultado es una nube de punto, para luego transformar a una malla y obtener un elemento sólido obteniendo las características iniciales del proceso. Resultados: Con las características del proceso de moldeo, mediante iteraciones teniendo un error de 0.39 % para un caudal de 0.17285433 ; Y el canal del bebedero tiene una forma tronco cónica teniendo diámetro superior de bebedero de 16,73 mm, y un diámetro inferior del bebedero de 10.21 mm. Conclusiones: Utilizamos manufactura aditiva para el proceso de fundición fue una vez obtenido los valores antes descritos para que la fundición sea óptima, obteniendo un cálculo económico para que nuestro proceso sea competitivo en relación calidad vs costo.

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Utilization of fly ash as an alternative to silica sand for green sand mould casting process

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A sustainable formwork system based on ice pattern and sand mould for fabricating customised concrete components

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Optimización del proceso de fundición mediante el proceso de ingeniería inversa y aditiva de un cabezote de un motor de bajo cilindraje

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