مقدمه

استفاده از مدلهای فومی از بین رونده[1] برای ساخت قطعات ریختهگری برای اولـین بـار توسـط شـرویر( Shroyer )در سال 1958 ابداع گردید. مدلها در ابتدا با برش کاری بلوک هـای پلـ یاسـتیرن منبسـط شـــونده تهیـــه شـــده و قالـــ بگیـــری بـــا ماســـه چســـ بدار انجـــام مـــی شـــد . ایـــن اختـــراع توسط کمپانی گرونزوی و هارتمان( Grunzweiy & Hartmann ) خریداری و پس از توسـعه برای تولید صنعتی مورد استفاده قرار گرفت. پس از آن ایده استفاده از ماسه بدون چسـب توسـطT. Smith در سال 1964 مطرح گردید[1]. در سادهترین صورت این فرآیند، مدلهای فومی پس از تهیه با یک دیرگداز پوشش داده م یشـون د. سـپس مدل در داخل یک درجه قرار داده شده و درجه از ماسه بدون چسب پر شده و با ایجاد لرزش ، ماسـ ه در اطراف مدل متراکم میشود. پس از آن فلز مـذاب بـداخل قالـب ریختـه شـده و جـایگزین مـدل فـومی میگردد. این روش ریختهگری و فرآیندهای نزدیک آ ن بـا نـامهـای مختلفـی شـناخته مـیشـوند نظیـر ریختهگری با مدل انبساطی[2] ، ریخته گری با مدلهای تبخیرشونده[3]، فرآیند فوم حـذف شـونده[4]، فرآینـد قالب پ ر[5]، فرآیند کستیرال[6]، فرآیند رپلیکست[7] و فرآیند پلیکست[8]. برای رفع ابهام بدلیل وجـود نامهـای مختلف فرآیند، انجمن ریختهگری آمریک ا9 نام ریختهگری با مدل انبسـاطی (EPC) را بعنـوان نـام ایـن فرآیند برگزید

فهرست مطالب

چکیده              1

مقدمه         2

  • فصل اول- شرح کلی روش ریخته گری فومی  

1-1- فرآیند ریخته گری        EPC               ا                                               7

  • 2-فهرست مزایای فرآیند EPC و نوع قطعات مناسب                         9
    • معایب فرآیند                   11
    • شمای مراحل تولید روش EPCا             12
      • طراحی قطعه و ساخت قالب تولید فوم                       13
      • ساخت مقاطع فومی                  13

1- 4- 3- سرهمبندی مقاطع فومی                                                          17

1-4-4- پوشش و مدل فومی                                                                17

1-4-5- پرکردن و فشرده سازی قالب                                                     18

1-4-6- بارریزی                                                                             19

1-4-7- تخلیه و تمیز کاری                                                                  19

1

فصل دوم- بررسی عوامل موثر بر فرآیند ریخته گری فومی                 22

  • 1-کلیات                            23
    • شرح مختصری از تحقیقات انجام شده                     23
    • روش آزمایش و مواد مورد استفاده در تحقیق کاتاشیما                   25

2-3-1- مواد و تجهیزات مورد استفاده                                                     25

2-3-2-روش و مراحل انجام کار                                                          26

2-3-3- آزمایش سیالیت و متالوگرافی نمونه ها                                         26

   2-4- نتایج و بحث                                                                     26

    2-4-1- تاثیر دانسیته فوم                                                             26

2-4-2- بررسی تاثیر ضخامت پوشش                                                27

2-4-3- تاثیر درجه حرارت ریخته گری                                             29

2-4-4- تاثیر متغیر ها روی ساختار میکروسکوپی                             30

2

فصل سوم – نکات تکنیکی و مدل های ریاضی مطرح شـده

3-1- مطالعه حرکت مذاب در فرآیند EPC                     ا                    33

3-2- مدل سازی ریاضی                                                               34

3-3- روش عددی                                                                         38

3-4- نتایج و بحث                                                                        41

  • 4- 1- بررسی تاثیر دانسیته فوم روی سیالیت مذاب                       41

   3-4-2- محاسبه اثر متغیر ها                                                       42

3-5- بررسی اثر فشار و سرعت حرکت گاز فوم با استفاده از شبیه سـازیفرآیند EPC توسط نرم افزار Flow – 3D

                   50

3-6- بررسی حرکت سیال در LFC                                 ا                52

3- 7- زمان انجماد قطعه ریختگی                          56

3

فصل چهارم تشریح نرم افزارهای مورد استفاده در شبیه سازی فرآیند ریخته گری فومی

    4-1- کلیات                                                                            63

   4-2- مش بندی یا المان بندی از قطعه یا قالب                                     65

4-3- روشهای المان محدود (FEM ) و روش تفاضلی محدود( FDM)    ا           65

   4-4- شبیه سازی در صنعت                                                                67

    4-5- نیازهای مدلسازی ریخته گری                                                   67

    4-6- شبیه سازی انجماد                                                                    70

   4-7- ساختار نرم افزارهای شبیه سازی                                                    72

    4-8- تقسیم بندی نرم افزارهای شبیه سازی                                              74

      نتیجه گیری                                                                                  83

    پیشنهادات                                                                                      85

فهرست منابع فارسی ولاتین                          88

چکیده انگلیسی                           91

ضمیمه 1 فهرست نرم افزار های مورد استفاده در LFCا                        93

فهرست جدول ها

جدول( 1- 1)- تلرانس تخمین مدلهای EPS                            ا                       9

جدول2-1 ( )- شمای مراحل تولید روش EPC                      ا                      11

جدول (1-2)- چگالی مدل های مورد نیاز برای ریخته گری با مدل فومی                14

جــدول 1-2() – دانــه بنــدی ماســه سیلیســی مــورد اســتفاده در تحقیــق  کاتاشیما                    25

   جدول 2-2() – آنالیز شیمایی آلیاژ آلومینیوم 365[8] .                ا               25

1-فرآیند ریخته گری

یکی از محدودیتهای طراحی یک قطعه به قابلیت فرآیند ریختهگـری در ت ولیـ د آن مربـوط مـ یشـو د.روشهای قالبگیری مرسوم محدودیتهایی را به بخش طراحی تحمیل میکننـد، زیـرا در اغلـب روشـها از مدلهای دائمی استفاده میشود که بایستی پیش از ریختهگری از قالب خارج شوند. در طراحی یک مدل دائمی باید به قابلیت خروج آن از قالب نیز توجه کرد. با استفاده از مدلهای فومی بسیاری از محدودیتهای موجود در طراحی برداشته میشود. بدلیل آنکه مدل فومی، پیش از بـارریزی از قالـب خـارج نمـیشـود، مهندس طراح مدلهای EPC آزادی بیشتری در طراحی مدل جهت قالبگیری دارد [4] . اگر چه این فرآیند برای تولی د تمامی قطعات ریختهگری م ناسب نیس ت ول ی در مواردی که استفاده از مدل فومی مناسب باشد، کاهش هزینهای بین 20 تا 60 درصد امکان پذیر است. فرآیند EPC برای انـواع آلیاژهای آلومینیوم، برنج، برنز، چدن و فولاد قابل بکارگیری است. از مدلهای فـومی معمـولاً در قالبهـای ماسهای بدون چسب استفاده میشود و در هنگام بارریزی، مذاب جـایگزین فـوم احاطـه شـده بـا ماسـه میگردد. شرط موفقیت این فرآیند ، حذف کامل مدل فومی به هنگام بار ریزی است، چرا که در غیر این صورت معایبی نظیر عیب کربن در چدنها و یا سرد جوشی و تخلخل در آلیاژهای آلومینیوم بوجود خواهد آمد . البته می توان از ماسه چسب دار نیز استفاده کرد. قطعات ریخته گری خیلی بزرگ نظیر کفشک قالبهای بزرگ را معمولاً در قالبهای تهیه شده از ماسه چسب دار تولید می کنند. ماسه چسب دار پس از قرار گرفتن در اطراف مدل، استحکام مییابد و سپس قبل از بسـتن قالبهـا، فـوم خـارج شـده و ریختـهگـ ری انجـام   م یشود [1] . حالت دیگری که از فوم استفاده میشود شبیه به استفاده از موم در روش ریختهگری دقیق اسـت. در این روش که به رپلیکست معروف است، یک پوسته در اطراف فوم ایجاد شده و هنگام حـرارت دادن (بـه منظور پختن این پوسته سرامیکی) فوم خارج میشود. این روش برای قطعات بزرگی کـه تولیـد آنهـا بـه روش ریختهگری دقیق مقرون به صرفه نیست، کاربرد دارد. قطعات فولادی اغلب به یکی از ایـن دو روش ساخته می شوند [4] . از مهمترین مزایای فرآیندEPC حذف ماهیچه و خط جدایش، دقت ابعادی بیشتر و استفاده از ماسه بدون چسب است. بدلیل آنکه ماسه بدون چسب میتواند براحتی به حفرات داخلی موجود در مدل فومی راه یابد، نیازی به استفاده از ماهیچه در فرآیندEPC نمـیباشـ د. از آنجـا کـه بـرای راهیـابی ماسـه بـهمسیرهای داخلی مدل فومی نیازی به کانالهای بزرگ نیست، تولید قطعات پیچیده نیز میسر است. بدلیل عدم نیاز به ماهیچه بسیاری از مشکلات استفاده از ماهیچه نظیر ایجاد پلیسه، شکست ماهیچه، جابجایی ماهیچه ، خارج کردن ماهیچه از کانالهای قطعه و تمیز کاری کانالهـا مرتفـع خواهـد شـد. ایجـاد سـطح جدایش در قطعات ، ناشی از چند تکه بودن مدل است که در روش EPC دیده نمی شود. همچنین بدلیل عدم خروج مدل فومی از قالب، نیازی به در نظر گرفتن شیب[1] برای مدل نمی باشد که این امر باعـث بـالا رفتن دقت ابعادی قطعه می شود[2] . خط جدایش خود ایجاد محدودیت میکند. مثلاً جهت قرارگیری مدل در قالب یا پینهای راهنما برای قرارگیری صحیح راهگاهها و تغذیهها، که در روشEPC ایـن محـدودیتهـا برداشـته مـیشـو د. بسـتن نادرست قالب نیز م یتواند عامل معیوب کننده برای قطعه باشد.[2] جابجا شدن دو لنگه قالب نسبت به هـم در حد mm75/0 طبیعی است که البته این امر از دقت ابعادی قطعه می کاهد. در روشهایی که از مدلهای دائمی استفاده میشود بدلیل سایش تدریجی مدلها و جعبه ماهیچهها، از دقت ابعادی کاسته میگردد. همچنین بدلیل خوب جفت نشدن ماهیچه در قالب در محل فصل مشترک با قالب پلیسه ایجاد خواهد شد. با در نظر گرفتن تمامی موارد بـالا دقـت ابعـادی حاصـل از روشEPC نسبت به روشهای متداول ریختهگری بالاتر است. تلرانس( دقت ابعادی ) مدلهایEPC در جدول 1-1() زیر آماده است


مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

فایل pdf همراه با فایل word

قیمت35000تومان