Армування виливків при литті за моделями, що газифікуються
Based on the analysis of patent solutions for reinforcement methods, the article investigates the technological features of manufacturing reinforced and bimetallic castings using the lost foam casting (LFC) method. The authors analyze the drawbacks of traditional reinforcement methods in hollow sand...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| Автори та афіліації: | |
| Ключові слова: | keywords |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Veröffentlicht: |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2026-2-5 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Metal Science and Treatment of Metals |
Institution
Metal Science and Treatment of Metals| _version_ | 1868928817981030400 |
|---|---|
| author | Doroshenko, V. S. Nebozhak, I. A. |
| author_facet | Doroshenko, V. S. Nebozhak, I. A. |
| author_institution_txt_mv | [] |
| author_sort | Doroshenko, V. S. |
| baseUrl_str | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-06-24T11:08:09Z |
| description | Based on the analysis of patent solutions for reinforcement methods, the article investigates the technological features of manufacturing reinforced and bimetallic castings using the lost foam casting (LFC) method. The authors analyze the drawbacks of traditional reinforcement methods in hollow sand molds, the most critical of which are the difficulty of spatial fixation of the reinforcement, the risks of displacement of its elements during mold tilting or transportation, and the high probability of destruction of the sand mold surface when mounting the reinforcement to its walls. The concept of using a polymer pattern not only as a shaping element but also as a reliable mounting base is substantiated. This approach allows for the integration of reinforcing components directly into the pattern body, ensuring high positioning accuracy in the future casting. The dual functional role of the reinforcing elements is noted: in addition to mechanical strengthening, they act as internal micro-chillers, which allows for effective control of crystallization processes, refinement of the metal structure, and minimization of shrinkage defects in massive sections. Attention is also paid to the synergy of the LFC process with additive technologies. The use of 3D printing of polymer patterns makes it possible to create internal niches in the pattern and place reinforcement in them with high geometric precision. The paper presents the practical implementation of this technique on the example of the development of a cast armored barrier with integrated spring elements. The mechanism of the TRIP effect (transformation-induced plasticity) realization for hardened iron-carbon alloys is described, where spring structures act as accumulators of phase transformation energy, which increases the survivability of the structure under dynamic and impact loads. The proposed technology opens up new opportunities for the production of lightweight metal products with differentiated properties, intelligent means of passive protection, and highly loaded mechanical engineering parts. |
| first_indexed | 2026-06-25T01:03:32Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | oai:oai.momjournal.org.ua:article-368 |
| institution | Metal Science and Treatment of Metals |
| keywords_txt_mv | keywords |
| last_indexed | 2026-06-25T01:03:32Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | |
| spelling | oai:oai.momjournal.org.ua:article-3682026-06-24T11:08:09Z Reinforcement of castings in lost foam casting process Армування виливків при литті за моделями, що газифікуються Doroshenko, V. S. Nebozhak, I. A. lost foam casting casting reinforcement mounting base polymer pattern additive technologies 3D printing of patterns spring elements internal chillers TRIP effect differentiated properties лиття за моделями, що газифікуються армування виливків монтажна основа полімерна модель адитивні технології 3D-друк моделей пружинні елементи внутрішні холодильники TRIP-ефект диференційовані властивості Based on the analysis of patent solutions for reinforcement methods, the article investigates the technological features of manufacturing reinforced and bimetallic castings using the lost foam casting (LFC) method. The authors analyze the drawbacks of traditional reinforcement methods in hollow sand molds, the most critical of which are the difficulty of spatial fixation of the reinforcement, the risks of displacement of its elements during mold tilting or transportation, and the high probability of destruction of the sand mold surface when mounting the reinforcement to its walls. The concept of using a polymer pattern not only as a shaping element but also as a reliable mounting base is substantiated. This approach allows for the integration of reinforcing components directly into the pattern body, ensuring high positioning accuracy in the future casting. The dual functional role of the reinforcing elements is noted: in addition to mechanical strengthening, they act as internal micro-chillers, which allows for effective control of crystallization processes, refinement of the metal structure, and minimization of shrinkage defects in massive sections. Attention is also paid to the synergy of the LFC process with additive technologies. The use of 3D printing of polymer patterns makes it possible to create internal niches in the pattern and place reinforcement in them with high geometric precision. The paper presents the practical implementation of this technique on the example of the development of a cast armored barrier with integrated spring elements. The mechanism of the TRIP effect (transformation-induced plasticity) realization for hardened iron-carbon alloys is described, where spring structures act as accumulators of phase transformation energy, which increases the survivability of the structure under dynamic and impact loads. The proposed technology opens up new opportunities for the production of lightweight metal products with differentiated properties, intelligent means of passive protection, and highly loaded mechanical engineering parts. У статті на основі аналізу патентних рішень способів армування проведено дослідження технологічних особливостей виготовлення армованих і біметалевих виливків із використанням методу лиття за моделями, що газифікуються (ЛГМ). Авторами проаналізовано недоліки традиційних способів армування у порожнистих піщаних формах, серед яких найбільш критичними є складність просторової фіксації арматури, ризики зміщення її елементів при кантуванні півформ чи транспортуванні форм та висока ймовірність руйнування піщаної поверхні форми при монтажі арматури до її стінок. Обґрунтовано концепцію використання полімерної моделі не лише як формотворчого елемента, а й як надійної монтажної основи. Такий підхід дозволяє інтегрувати армувальні компоненти безпосередньо в тіло моделі, забезпечуючи високу точність їх розташування у майбутньому виливку. Відзначено подвійну функціональну роль армувальних елементів: крім механічного зміцнення, вони діють як внутрішні мікрохолодильники, що дозволяє ефективно керувати процесами кристалізації, подрібнювати структуру металу та мінімізувати усадочні дефекти у масивних вузлах. Також увагу приділено синергії ЛГМ-процесу з адитивними технологіями. Застосування 3D-друку полімерних моделей дозволяє створювати внутрішні ніші в моделі і розміщувати в них арматуру з високою геометричною точністю. У роботі представлено практичну реалізацію цієї методики на прикладі розробки литої бронеперешкоди з інтегрованими пружинними елементами. Описано механізм реалізації TRIP-ефекту (перетворення, індуковане пластичністю) для загартованих залізовуглецевих сплавів, де пружинні структури діють як акумулятори енергії фазового перетворення, що підвищує живучість конструкції при динамічних та ударних навантаженнях. Запропонована технологія відкриває нові можливості для виробництва легковагих металовиробів з диференційованими властивостями, інтелектуальних засобів пасивного захисту та високонавантажених деталей машинобудування. Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine 2026-05-31 Article Article https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2026-2-5 Scientific Technical journal ‘’Metal Science and Treatment of Metals’’; Vol. 32 No. 2 (2026): The Scientific Technical journal Metal Science and Treatment of Metals; 48-60 Науково-технічний журнал ‘’Металознавство та обробка металів‘’; Том 32 № 2 (2026): Науково-технічний журнал Металознавство та обробка металів; 48-60 2664-2441 2073-9583 Copyright (c) 2026 V. S. Doroshenko, I. A. Nebozhak https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | лиття за моделями що газифікуються армування виливків монтажна основа полімерна модель адитивні технології 3D-друк моделей пружинні елементи внутрішні холодильники TRIP-ефект диференційовані властивості Doroshenko, V. S. Nebozhak, I. A. Армування виливків при литті за моделями, що газифікуються |
| title | Армування виливків при литті за моделями, що газифікуються |
| title_alt | Reinforcement of castings in lost foam casting process |
| title_full | Армування виливків при литті за моделями, що газифікуються |
| title_fullStr | Армування виливків при литті за моделями, що газифікуються |
| title_full_unstemmed | Армування виливків при литті за моделями, що газифікуються |
| title_short | Армування виливків при литті за моделями, що газифікуються |
| title_sort | армування виливків при литті за моделями, що газифікуються |
| topic | лиття за моделями що газифікуються армування виливків монтажна основа полімерна модель адитивні технології 3D-друк моделей пружинні елементи внутрішні холодильники TRIP-ефект диференційовані властивості |
| topic_facet | lost foam casting casting reinforcement mounting base polymer pattern additive technologies 3D printing of patterns spring elements internal chillers TRIP effect differentiated properties лиття за моделями що газифікуються армування виливків монтажна основа полімерна модель адитивні технології 3D-друк моделей пружинні елементи внутрішні холодильники TRIP-ефект диференційовані властивості |
| url | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2026-2-5 |
| work_keys_str_mv | AT doroshenkovs reinforcementofcastingsinlostfoamcastingprocess AT nebozhakia reinforcementofcastingsinlostfoamcastingprocess AT doroshenkovs armuvannâvilivkívprilittízamodelâmiŝogazifíkuûtʹsâ AT nebozhakia armuvannâvilivkívprilittízamodelâmiŝogazifíkuûtʹsâ |