Про оптимізацію литих конструкцій та зв’язувальних композицій для 3D-друку ливарних форм
Physico-Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine (Kyiv, Ukraine) Received 05.10.2021 UDK 621.744 Additive or 3D-technologies today are increasingly used in foundry production for layer printing of both foundry models and molds or metal castings. The so-called “silent revolu...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/about-optimization-cast-constructions-and-binding-compositions-3 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Casting Processes |
Репозитарії
Casting Processes| id |
oai:ojs2.localhost:article-10 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Casting Processes |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-05-31T05:04:37Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
адитивне виробництво 3D-технології піщана форма формовка холоднотвердна суміш біонічні конструкції оптимізація конструкцій |
| spellingShingle |
адитивне виробництво 3D-технології піщана форма формовка холоднотвердна суміш біонічні конструкції оптимізація конструкцій Дорошенко, В. С. Про оптимізацію литих конструкцій та зв’язувальних композицій для 3D-друку ливарних форм |
| topic_facet |
адитивне виробництво 3D-технології піщана форма формовка холоднотвердна суміш біонічні конструкції оптимізація конструкцій additive production 3D-technologies sand mold molding cold-solid mixture bionic constructions design optimization |
| format |
Article |
| author |
Дорошенко, В. С. |
| author_facet |
Дорошенко, В. С. |
| author_sort |
Дорошенко, В. С. |
| title |
Про оптимізацію литих конструкцій та зв’язувальних композицій для 3D-друку ливарних форм |
| title_short |
Про оптимізацію литих конструкцій та зв’язувальних композицій для 3D-друку ливарних форм |
| title_full |
Про оптимізацію литих конструкцій та зв’язувальних композицій для 3D-друку ливарних форм |
| title_fullStr |
Про оптимізацію литих конструкцій та зв’язувальних композицій для 3D-друку ливарних форм |
| title_full_unstemmed |
Про оптимізацію литих конструкцій та зв’язувальних композицій для 3D-друку ливарних форм |
| title_sort |
про оптимізацію литих конструкцій та зв’язувальних композицій для 3d-друку ливарних форм |
| title_alt |
About Optimization of Cast Constructions and Binding Compositions for 3D-Printing of Molds |
| description |
Physico-Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine (Kyiv, Ukraine)
Received 05.10.2021
UDK 621.744
Additive or 3D-technologies today are increasingly used in foundry production for layer printing of both foundry models and molds or metal castings. The so-called “silent revolution” of 3D technologies shortens the time of introduction in the production of a new nomenclature of Lithuanian without paper documents from digital files by computer programs. 3D-printing technologies are able to eliminate bottlenecks in supply chains, increasing the level of localization of production. But to realize this potential, developers of 3D-printing solutions must increase the speed and efficiency of production based on this technology; create a service network; focus on “soft” integration of solutions for 3D-printing. The described examples of cast bionic structures show significant opportunities for computer optimization of casting structures in combination with 3D-printing of molds. Criticism of additive technologies shows the need to reduce their cost, in particular, through the use of inexpensive molding materials, preferably with inorganic binders. For this purpose, adaptation for additive molding of long-used mixtures of traditional molding is proposed. Compositions of mixtures for 3D-printing have a wide range of regulation and a basis for creation of inexpensive mixes on analogs applied today in traditional foundries. Complementing the known methods of hardening the molding mixture by additive molding methods using chemically fast-setting binders will use the potential of HTS technology, experience in implementing cohesive-adhesive binder mechanism to strengthen sand mixtures in the conditions of fast thin-layer molding. The created method of making sand samples by 3D- printing on standard equipment will allow to test and compare new additively created mixtures with the indicators of currently used mixtures of traditional foundry.
References
1 Airbus Defence and Space Optimising Components Using 3D Printing for New Eurostar E3000 Satellite Platforms. 1.06.2015. URL: https://additivemanufacturing.com/tag/airbusdefence-and-space/. [in English]. 2 Jiten Shah. (2021). Mini drone cast with help of 3D printed patterns. Casting Source. 2021. Mar/Apr. P. 18–19. [in English]. 3 Bernard A., Thompson M. K., Moroni G., Vaneker T., Pei E., Barlier C. (2019) Functional, Technical and Economical Requirements Integration for Additive Manufacturing Design Education. In: Pei E., Monzón M., Bernard A. (Eds.) Additive Manufacturing – Developmentsin Training and Education. Springer, Cham. P. 171–185. https://doi.org/10.1007/978-3-319-76084-1_12 [in English]. 4 AFS-Funded Research. URL: https://www.afsinc.org/research. [in English] 5 Naresh Shanker. What is wrong with 3D printing now and how it will help businesses in the future. 06.11.2020. URL: https://rb.ru/opinion/3D print-problems/. [in Russian]. 6 Doroshenko S. P. et al. (1990). Molding materials and mixtures. Кyiv. Vishcha shkola, 1990, 415 p. [in Russian]. 7 Doroshenko V. S.(2015). On layer-by-layer printing of sandy form with differentiated strength.Litejnoe proizvodstvo. No. 4. P. 19–25. [in Russian]. 8 Doroshenko V. S. (2015). Optimization of the granulometric composition of sand mixtures for filtration molding. Protsessyi litya. No. 1. P. 47–53. [in Russian]. 9 Doroshenko V. S. (2016). Variants of hardening of molding mixtures when casting on ice patterns. Liteynoe proizvodstvo. No. 3. P. 29–34. [in Russian].10 Patent 80509 of Ukraine, MPK В22С 9/04, 9/12, 7/02, 1/16. Method of making a shell mold according to a Iow-mettme pattern / V. S. Dorosemko, J. I. Shinskiy, A. A. Ctyuchenko. Opubl. 2013. Byul. 11. [in Ukrainian].11 Special methods of casting: Handbook. Edit by V. A. Efimova. M.: Mashinostroenie, 1991, p. 169–171. [in Russian].12 Korneev V. I., Danilov V. V. (1996). Soluble and liquid glass. Spb.: Stroyizdat. p. 107–109. [in Russian].13 Lyutiy R. V., Doroshenko V. S., Tishkovets M. V. (2021). Investigation of curing processes of rod mixtures with phosphate binder components, including for additive formation. Metal I littya Ukrayini. No. 1. P. 61–69. [in Ukrainian].14 Patent 148770 of Ukraine, MPK B22 9/22, B22C 15/02, Method of additive production of a sample of sand molding or rod mixture / O. Y. Shinskiy, V. S. Doroshenko, R. V. Lyutiy ta in. Opubl.2021. Byul 37. [in Ukrainian].15 Doroshenko V. S. (2016). Additive technologies in casting processes. The design and material of the casting are optimized by a computer. Spetsialna metalurgiya: vchora, sogodni, zavtra: mat. XIV Vseukrayinskoyi naukovo-prakt. konf., Kyiv, 19.04.2016. K.: NTUU «KPI»», 2016.P. 331– 341. [in Russian].16 Doroshenko V. S. (2021). Casting on gasified models into evacuated molds from loose sand. Metallurgiya mashinostroeniya. No. 2. P. 42–45. [in Russian].17 Doroshenko V. S. (2020). About casting of protective and wear-resistant structures from isothermically hardened high-strength cast iron. Ch. 1, 2. Liteynoe proizvodstvo. No. 5. P. 28–31, No. 7. P. 21–25. [in Russian]. |
| publisher |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/about-optimization-cast-constructions-and-binding-compositions-3 |
| work_keys_str_mv |
AT dorošenkovs aboutoptimizationofcastconstructionsandbindingcompositionsfor3dprintingofmolds AT dorošenkovs prooptimízacíûlitihkonstrukcíjtazvâzuvalʹnihkompozicíjdlâ3ddrukulivarnihform |
| first_indexed |
2025-09-24T17:42:33Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:42:33Z |
| _version_ |
1850424277059239936 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-102023-05-31T05:04:37Z About Optimization of Cast Constructions and Binding Compositions for 3D-Printing of Molds Про оптимізацію литих конструкцій та зв’язувальних композицій для 3D-друку ливарних форм Дорошенко, В. С. адитивне виробництво 3D-технології піщана форма формовка холоднотвердна суміш біонічні конструкції оптимізація конструкцій additive production 3D-technologies sand mold molding cold-solid mixture bionic constructions design optimization Physico-Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine (Kyiv, Ukraine) Received 05.10.2021 UDK 621.744 Additive or 3D-technologies today are increasingly used in foundry production for layer printing of both foundry models and molds or metal castings. The so-called “silent revolution” of 3D technologies shortens the time of introduction in the production of a new nomenclature of Lithuanian without paper documents from digital files by computer programs. 3D-printing technologies are able to eliminate bottlenecks in supply chains, increasing the level of localization of production. But to realize this potential, developers of 3D-printing solutions must increase the speed and efficiency of production based on this technology; create a service network; focus on “soft” integration of solutions for 3D-printing. The described examples of cast bionic structures show significant opportunities for computer optimization of casting structures in combination with 3D-printing of molds. Criticism of additive technologies shows the need to reduce their cost, in particular, through the use of inexpensive molding materials, preferably with inorganic binders. For this purpose, adaptation for additive molding of long-used mixtures of traditional molding is proposed. Compositions of mixtures for 3D-printing have a wide range of regulation and a basis for creation of inexpensive mixes on analogs applied today in traditional foundries. Complementing the known methods of hardening the molding mixture by additive molding methods using chemically fast-setting binders will use the potential of HTS technology, experience in implementing cohesive-adhesive binder mechanism to strengthen sand mixtures in the conditions of fast thin-layer molding. The created method of making sand samples by 3D- printing on standard equipment will allow to test and compare new additively created mixtures with the indicators of currently used mixtures of traditional foundry. References 1 Airbus Defence and Space Optimising Components Using 3D Printing for New Eurostar E3000 Satellite Platforms. 1.06.2015. URL: https://additivemanufacturing.com/tag/airbusdefence-and-space/. [in English]. 2 Jiten Shah. (2021). Mini drone cast with help of 3D printed patterns. Casting Source. 2021. Mar/Apr. P. 18–19. [in English]. 3 Bernard A., Thompson M. K., Moroni G., Vaneker T., Pei E., Barlier C. (2019) Functional, Technical and Economical Requirements Integration for Additive Manufacturing Design Education. In: Pei E., Monzón M., Bernard A. (Eds.) Additive Manufacturing – Developmentsin Training and Education. Springer, Cham. P. 171–185. https://doi.org/10.1007/978-3-319-76084-1_12 [in English]. 4 AFS-Funded Research. URL: https://www.afsinc.org/research. [in English] 5 Naresh Shanker. What is wrong with 3D printing now and how it will help businesses in the future. 06.11.2020. URL: https://rb.ru/opinion/3D print-problems/. [in Russian]. 6 Doroshenko S. P. et al. (1990). Molding materials and mixtures. Кyiv. Vishcha shkola, 1990, 415 p. [in Russian]. 7 Doroshenko V. S.(2015). On layer-by-layer printing of sandy form with differentiated strength.Litejnoe proizvodstvo. No. 4. P. 19–25. [in Russian]. 8 Doroshenko V. S. (2015). Optimization of the granulometric composition of sand mixtures for filtration molding. Protsessyi litya. No. 1. P. 47–53. [in Russian]. 9 Doroshenko V. S. (2016). Variants of hardening of molding mixtures when casting on ice patterns. Liteynoe proizvodstvo. No. 3. P. 29–34. [in Russian].10 Patent 80509 of Ukraine, MPK В22С 9/04, 9/12, 7/02, 1/16. Method of making a shell mold according to a Iow-mettme pattern / V. S. Dorosemko, J. I. Shinskiy, A. A. Ctyuchenko. Opubl. 2013. Byul. 11. [in Ukrainian].11 Special methods of casting: Handbook. Edit by V. A. Efimova. M.: Mashinostroenie, 1991, p. 169–171. [in Russian].12 Korneev V. I., Danilov V. V. (1996). Soluble and liquid glass. Spb.: Stroyizdat. p. 107–109. [in Russian].13 Lyutiy R. V., Doroshenko V. S., Tishkovets M. V. (2021). Investigation of curing processes of rod mixtures with phosphate binder components, including for additive formation. Metal I littya Ukrayini. No. 1. P. 61–69. [in Ukrainian].14 Patent 148770 of Ukraine, MPK B22 9/22, B22C 15/02, Method of additive production of a sample of sand molding or rod mixture / O. Y. Shinskiy, V. S. Doroshenko, R. V. Lyutiy ta in. Opubl.2021. Byul 37. [in Ukrainian].15 Doroshenko V. S. (2016). Additive technologies in casting processes. The design and material of the casting are optimized by a computer. Spetsialna metalurgiya: vchora, sogodni, zavtra: mat. XIV Vseukrayinskoyi naukovo-prakt. konf., Kyiv, 19.04.2016. K.: NTUU «KPI»», 2016.P. 331– 341. [in Russian].16 Doroshenko V. S. (2021). Casting on gasified models into evacuated molds from loose sand. Metallurgiya mashinostroeniya. No. 2. P. 42–45. [in Russian].17 Doroshenko V. S. (2020). About casting of protective and wear-resistant structures from isothermically hardened high-strength cast iron. Ch. 1, 2. Liteynoe proizvodstvo. No. 5. P. 28–31, No. 7. P. 21–25. [in Russian]. Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна) Надійшла 05.10.2021 УДК 621.744 Адитивні чи 3D-технології сьогодні все більше застосовують в ливарному виробництві для пошарового друку як ливарних моделей, так і форм, чи виливків. Так звана «тиха революція» 3D-технологій скорочує термін впровадження у виробництво нової номенклатури литва без паперових документів з цифрових файлів за комп’ютерними програмами. Технології 3D-друку здатні усунути вузькі місця в ланцюжках поставок, підвищуючи рівень локалізації виробництва. Але для реалізації цього потенціалу розробники рішень з 3D-друку мають підвищити швидкість і економічність виробництва на базі цієї технології; створити мережу сервісного обслуговування; орієнтуватися на «м’яку» інтеграцію рішень для 3-D друку. Описані приклади литих біонічних конструкцій показують значні можливості комп’ютерної оптимізації конструкцій виливків у поєднанні з 3D-друком ливарних форм. Критика адитивних технологій показує потребу їх здешевлення, зокрема, за рахунок застосування недорогих формувальних матеріалів бажано з неорганічними зв’язувальними. Для цього запропоновано адаптацію для адитивної формовки давно застосовуваних сумішей традиційної формовки. Склади сумішей для 3D-друку мають широкий діапазон регулювання і підґрунтя для створення недорогих сумішей за аналогами, що застосовують сьогодні в традиційних ливарних цехах. Доповнення відомих способів зміцнення формувальної суміші методами адитивного формування за допомогою хімічно швидкотвердних зв’язувальних композицій дозволить задіяти потенціал технології ХТС, досвід реалізації когезійно-адгезійного зв’язувального механізму зміцнення піщаних сумішей в умовах швидкоплинної тонкошарової формовки. Створений спосіб виготовлення піщаних зразків 3D-друком на стандартному обладнанні дозволить випробувати і порівняти нові адитивно створені суміші з показниками сумішей традиційного ливарництва, що нині застосовуються. Список літератури 1 Airbus Defence and Space Optimising Components Using 3D Printing for New Eurostar E3000 Satellite Platforms. 1.06.2015. URL: https://additivemanufacturing.com/tag/airbusdefence-and-space/. 2 Jiten Shah. Mini drone cast with help of 3D printed patterns. Casting Source. 2021. Mar/ Apr. P. 18–19. 3 Bernard A., Thompson M.K., Moroni G., Vaneker T., Pei E., Barlier C. (2019) Functional, Technical and Economical Requirements Integration for Additive Manufacturing Design Education. In: Pei E., Monzón M., Bernard A. (Eds.) Additive Manufacturing – Developmentsin Training and Education. Springer, Cham. P. 171–185. https://doi.org/10.1007/978-3-319-76084-1_12 4 AFS-Funded Research. URL: https://www.afsinc.org/research. 5 Нареш Шанкер. Что не так с 3D печатью сейчас и как она поможет бизнесу в будущем. 06.11.2020. URL: https://rb.ru/opinion/3D print-problems/. 6 Дорошенко С. П. и др. Формовочные материалы и смеси. К. Вища школа, 1990, 415 с. 7 Дорошенко В. С. О послойном печатании песчаной формы с дифференцированной прочностью. Литейное производство. 2015. № 4. С. 19–25. 8 Дорошенко В. С. Оптимизация гранулометрического состава песчаных смесей для фильтрационной формовки. Процессы литья. 2015. № 1. С. 47–53. 9 Дорошенко В. С. Варианты твердения формовочных смесей при литье по ледяным моделям. Литейное производство. 2016. № 3. С. 29–34.10 Патент 80509 Україна, МПК В22С 9/04, 9/12, 7/02, 1/16. Спосіб виготовлення оболонкової форми по легкоплавкій моделі / В. С. Дорошенко, О. И. Шинський, А. А. Cтрюченко. Опубл. 2013. Бюл. 11.11 Специальные способы литья: Справочник. Под ред. В.А. Ефимова. М.: Машиностроение, 1991, с. 169–17112 Корнеев В. И., Данилов В. В. Растворимое и жидкое стекло. Спб.: Стройиздат. 1996, с. 107–109.13 Лютий Р. В., Дорошенко В. С., Тишковець М. В. Дослідження процесів тверднення стрижневих сумішей з фосфатними зв’язувальними компонентами, в тому числі для адитивного формування. Метал і лиття України. 2021. № 1. С. 61–6914 Патент 148770 Україна, МПК8 B22C 9/02, B22C 15/02. Спосіб адитивного виробництва зразка піщаної формувальної чи стрижневої суміші / О. Й. Шинський, В. С. Дорошенко, Р. В. Лютий та ін. Опубл 2021. Бюл.№ 37.15 Дорошенко В. С. Аддитивные технологии в литейных процессах. Конструкцию и материал отливки оптимизирует компьютер. Спеціальна металургія: вчора, сьогодні, завтра: мат. XIV Всеукраїнської науково-практ. конф., Київ, 19.04.2016. К.: НТУУ «КПІ»,2016. С. 331–341.16 Дорошенко В. С. Литье по газифицируемым моделям в вакуумируемые формы из сыпучего песка. Металлургия машиностроения. 2021. № 2. С. 42–417 Дорошенко В. С. О литье защитных и износостойких конструкций из изотермически закаленного высокопрочного чугуна. Ч. 1, 2. Литейное производство. 2020. № 5. С. 28–31, № 7. С. 21–25. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2023-05-27 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/about-optimization-cast-constructions-and-binding-compositions-3 10.15407/plit2022.01.045 Casting processes; Casting processes №1 (147) 2022 Процеси лиття; Процеси лиття №1 (147) 2022 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/about-optimization-cast-constructions-and-binding-compositions-3/11 Авторське право (c) 2022 В. С. Дорошенко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |