Методи поєднання вакуумно-плівкової формовки з литтям за друкованими моделями, що газифікуються
Physico-Techological institure of Metals and Alloys of NAS of Ukraine (Kyiv, Ukraine) УДК 621.74.045 The use of 3D printing technology or additive manufacturing (AM) is becoming more common in industrial production. The concept of the simplest and least expensive introduction of 3D printing in domes...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/methods-combining-v-process-lost-foam-casting-process-gasified-p |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Casting Processes |
Institution
Casting Processes| id |
oai:ojs2.localhost:article-29 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Casting Processes |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-05-31T05:03:54Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
вакуумно-плівкова формовка друковані моделі лиття за моделями що газифікуються 3D-друк адитивне виробництво ливарне виробництво відходи ППС |
| spellingShingle |
вакуумно-плівкова формовка друковані моделі лиття за моделями що газифікуються 3D-друк адитивне виробництво ливарне виробництво відходи ППС Дорошенко, В. C. Михнян, О. В. Калюжний, П. Б. Нейма, О. В. Методи поєднання вакуумно-плівкової формовки з литтям за друкованими моделями, що газифікуються |
| topic_facet |
вакуумно-плівкова формовка друковані моделі лиття за моделями що газифікуються 3D-друк адитивне виробництво ливарне виробництво відходи ППС V-process printing patterns Lost Foam Casting process 3D printing additive manufacturing foundry production EPS waste |
| format |
Article |
| author |
Дорошенко, В. C. Михнян, О. В. Калюжний, П. Б. Нейма, О. В. |
| author_facet |
Дорошенко, В. C. Михнян, О. В. Калюжний, П. Б. Нейма, О. В. |
| author_sort |
Дорошенко, В. C. |
| title |
Методи поєднання вакуумно-плівкової формовки з литтям за друкованими моделями, що газифікуються |
| title_short |
Методи поєднання вакуумно-плівкової формовки з литтям за друкованими моделями, що газифікуються |
| title_full |
Методи поєднання вакуумно-плівкової формовки з литтям за друкованими моделями, що газифікуються |
| title_fullStr |
Методи поєднання вакуумно-плівкової формовки з литтям за друкованими моделями, що газифікуються |
| title_full_unstemmed |
Методи поєднання вакуумно-плівкової формовки з литтям за друкованими моделями, що газифікуються |
| title_sort |
методи поєднання вакуумно-плівкової формовки з литтям за друкованими моделями, що газифікуються |
| title_alt |
Methods of combining v-process with lost foam casting process on gasified printed patterns |
| description |
Physico-Techological institure of Metals and Alloys of NAS of Ukraine (Kyiv, Ukraine)
УДК 621.74.045
The use of 3D printing technology or additive manufacturing (AM) is becoming more common in industrial production. The concept of the simplest and least expensive introduction of 3D printing in domestic foundry production, which is most easy and profitable to implement through the technology Lost Foam Casting (LFC) process, requires the creation of a number of subordinate technologies that will be prerequisites for such implementation. The study is devoted to the development of methods for rapid automated production of disposable polymer patterns with indicators close to traditional patterns of expanded polystyrene (EPS), using 3D printing on common simple printers. The appearance on the world market of light polymeric and foam-forming threads that foam at elevated temperatures and layers of traditional density form at lower printing temperatures is described. Examples of printed materials from foam materials are given. Such foam and lightweight materials for 3D printing, both threads and granules, are still in their infancy to be implemented for LFC. We have developed and patented a material for a single pattern and a method of printing it from shredded EPS waste in order to bring the performance of products from it, to such properties of used traditional patterns of EPS. The concept of molding according to the printed one-time pattern is proposed, which is “transformed” into a shell, and the foundry form becomes similar to the form in the V-process. The use of traditional for vapors allows the removal of excess gas through them during metal filling and gasification of the shell pattern in the event that the vacuum of the mold will not be enough to suck these gases into the sand of the mold. A method of using a “paired” 3D printer and a 3D milling machine for printing and removing “excess” printing has also been developed. Positioning and strong fixing in vacuum sand, as in the conductor, of products of difficult geometry is suitable for machining of any details from metal or plastic.
References
1. Daniel Temprado. Foam & Lightweight Filament – How and Why to 3D Print with It. Jun 9, 2022. URL: https://all3dp.com/1/foam-lightweight-filament-how-and-why-to-3d-print-w...2. Rishennya vid 17.01.2022 po zayavci u202105814 Ukrayina, MPK: МПК8 B22C 9/02, B22C 15/02, В29С47/78. Method of additive production of polystyrene foundry model or other three-dimensional object of complex configuration / O. J. Shinskij, V. S. Doroshenko, P. B. Kalyuzhnij, O. V. Mihnyan, O. V. Nejma. Zayavleno 18.10.2021. [in Ukrainian].3. J. O'Connell. 3D Printing Infill: The Basics – Simply Explained. 24.02.2022. URL: https://all3dp.com/2/infill-3d-printing-what-it-means-and-how-to-use-it/4. Doroshenko V. S., Kalyuzhnij P. B., Mihnyan O. V., Nejma O. V. (2022). Combination of vacuum-film molding with casting by gasified printed patterns. Novi materiali i tehnologiyi v mashinobuduvanni-2022. Materiali XIV mizhnar. nauk.-tehn. konf. (Kyiv, 28–29 april 2022). Kyiv, 2022. P. 48–51. [in Ukrainian].5. Boldyrev A. A. (2013). Development of technology for finishing parts based on rheological fluids: dis… PhD / Voronezhskij gos. tehn. universitet. Voronezh. 137 p. [In Russian].6. A. s. SSSR 1063528 А, MPK B22C 9/02. A method of manufacturing casting molds by vacuum molding. Publ. 30.12.1983, Bull. № 48. [in Russian].7. Doroshenko V. S. (2021). Neutralization of gases during metal casting by gasified patterns and prerequisites for the use of 3D printed patterns. Casting Processes. № 3. P. 32–43. [in Ukrainian].8. Doroshenko V. S. (2021). Neutralization of gases emitted during casting by gasified patterns. Metal i littya Ukrayini. № 2. P. 64–71. [in Ukrainian].9. Doroshenko V. S. (2021). 3D printed polymer pattern for gasification in the mold. Novi materiali i tehnologiyi v mashinobuduvanni-2021. Materiali XIII mizhnar. nauk.-tehn. konf. (Kyiv, 28-29 april 2021). Kyiv. P. 77. [in Ukrainian]. |
| 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/methods-combining-v-process-lost-foam-casting-process-gasified-p |
| work_keys_str_mv |
AT dorošenkovc methodsofcombiningvprocesswithlostfoamcastingprocessongasifiedprintedpatterns AT mihnânov methodsofcombiningvprocesswithlostfoamcastingprocessongasifiedprintedpatterns AT kalûžnijpb methodsofcombiningvprocesswithlostfoamcastingprocessongasifiedprintedpatterns AT nejmaov methodsofcombiningvprocesswithlostfoamcastingprocessongasifiedprintedpatterns AT dorošenkovc metodipoêdnannâvakuumnoplívkovoíformovkizlittâmzadrukovanimimodelâmiŝogazifíkuûtʹsâ AT mihnânov metodipoêdnannâvakuumnoplívkovoíformovkizlittâmzadrukovanimimodelâmiŝogazifíkuûtʹsâ AT kalûžnijpb metodipoêdnannâvakuumnoplívkovoíformovkizlittâmzadrukovanimimodelâmiŝogazifíkuûtʹsâ AT nejmaov metodipoêdnannâvakuumnoplívkovoíformovkizlittâmzadrukovanimimodelâmiŝogazifíkuûtʹsâ |
| first_indexed |
2025-09-24T17:42:36Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:42:36Z |
| _version_ |
1850424279483547648 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-292023-05-31T05:03:54Z Methods of combining v-process with lost foam casting process on gasified printed patterns Методи поєднання вакуумно-плівкової формовки з литтям за друкованими моделями, що газифікуються Дорошенко, В. C. Михнян, О. В. Калюжний, П. Б. Нейма, О. В. вакуумно-плівкова формовка друковані моделі лиття за моделями що газифікуються 3D-друк адитивне виробництво ливарне виробництво відходи ППС V-process printing patterns Lost Foam Casting process 3D printing additive manufacturing foundry production EPS waste Physico-Techological institure of Metals and Alloys of NAS of Ukraine (Kyiv, Ukraine) УДК 621.74.045 The use of 3D printing technology or additive manufacturing (AM) is becoming more common in industrial production. The concept of the simplest and least expensive introduction of 3D printing in domestic foundry production, which is most easy and profitable to implement through the technology Lost Foam Casting (LFC) process, requires the creation of a number of subordinate technologies that will be prerequisites for such implementation. The study is devoted to the development of methods for rapid automated production of disposable polymer patterns with indicators close to traditional patterns of expanded polystyrene (EPS), using 3D printing on common simple printers. The appearance on the world market of light polymeric and foam-forming threads that foam at elevated temperatures and layers of traditional density form at lower printing temperatures is described. Examples of printed materials from foam materials are given. Such foam and lightweight materials for 3D printing, both threads and granules, are still in their infancy to be implemented for LFC. We have developed and patented a material for a single pattern and a method of printing it from shredded EPS waste in order to bring the performance of products from it, to such properties of used traditional patterns of EPS. The concept of molding according to the printed one-time pattern is proposed, which is “transformed” into a shell, and the foundry form becomes similar to the form in the V-process. The use of traditional for vapors allows the removal of excess gas through them during metal filling and gasification of the shell pattern in the event that the vacuum of the mold will not be enough to suck these gases into the sand of the mold. A method of using a “paired” 3D printer and a 3D milling machine for printing and removing “excess” printing has also been developed. Positioning and strong fixing in vacuum sand, as in the conductor, of products of difficult geometry is suitable for machining of any details from metal or plastic. References 1. Daniel Temprado. Foam & Lightweight Filament – How and Why to 3D Print with It. Jun 9, 2022. URL: https://all3dp.com/1/foam-lightweight-filament-how-and-why-to-3d-print-w...2. Rishennya vid 17.01.2022 po zayavci u202105814 Ukrayina, MPK: МПК8 B22C 9/02, B22C 15/02, В29С47/78. Method of additive production of polystyrene foundry model or other three-dimensional object of complex configuration / O. J. Shinskij, V. S. Doroshenko, P. B. Kalyuzhnij, O. V. Mihnyan, O. V. Nejma. Zayavleno 18.10.2021. [in Ukrainian].3. J. O'Connell. 3D Printing Infill: The Basics – Simply Explained. 24.02.2022. URL: https://all3dp.com/2/infill-3d-printing-what-it-means-and-how-to-use-it/4. Doroshenko V. S., Kalyuzhnij P. B., Mihnyan O. V., Nejma O. V. (2022). Combination of vacuum-film molding with casting by gasified printed patterns. Novi materiali i tehnologiyi v mashinobuduvanni-2022. Materiali XIV mizhnar. nauk.-tehn. konf. (Kyiv, 28–29 april 2022). Kyiv, 2022. P. 48–51. [in Ukrainian].5. Boldyrev A. A. (2013). Development of technology for finishing parts based on rheological fluids: dis… PhD / Voronezhskij gos. tehn. universitet. Voronezh. 137 p. [In Russian].6. A. s. SSSR 1063528 А, MPK B22C 9/02. A method of manufacturing casting molds by vacuum molding. Publ. 30.12.1983, Bull. № 48. [in Russian].7. Doroshenko V. S. (2021). Neutralization of gases during metal casting by gasified patterns and prerequisites for the use of 3D printed patterns. Casting Processes. № 3. P. 32–43. [in Ukrainian].8. Doroshenko V. S. (2021). Neutralization of gases emitted during casting by gasified patterns. Metal i littya Ukrayini. № 2. P. 64–71. [in Ukrainian].9. Doroshenko V. S. (2021). 3D printed polymer pattern for gasification in the mold. Novi materiali i tehnologiyi v mashinobuduvanni-2021. Materiali XIII mizhnar. nauk.-tehn. konf. (Kyiv, 28-29 april 2021). Kyiv. P. 77. [in Ukrainian]. Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна) УДК 621.74.045 Використання технології 3D-друку або адитивного виробництва (АВ) все більше поширюється у промисловому виробництві. Концепція найбільш простого і низьковитратного впровадження 3D-друку в вітчизняне ливарне виробництво, яку найбільш нескладно і вигідно реалізувати через технологію лиття за моделями, що газифікуються (ЛГМ), потребує створення ряду підпорядкованих цій концепції технологій, що стануть передумовами такого впровадження. Дослідження присвячене розробці способів швидкого автоматизованого виробництва разових полімерних моделей з показниками, близькими до традиційних моделей з пінополістиролу (ППС), використовуючи 3D-друк на широко поширених нескладних принтерах. Описано появу на світовому ринку легких полімерних і утворюючих піну ниток, що спінюються при підвищених температурах, а шари традиційної щільності утворюють при більш низьких тем- пературах друку. Наведено приклади друкованих виробів з піноматеріалів. Такі пінопластові та легкі матеріали для 3D-друку, як нитки, так і гранули, поки знаходяться в «зародковому» стані, щоб їх впроваджувати для ЛГМ. Нами розроблено і патентується матеріал для разової моделі та спосіб її друку з подрібнених відходів ППС з метою наблизити показники виробів з нього, до таких властивостей відпрацьованих традиційних моделей з ППС. Запропоновано концепцію формування за друкованою разовою моделлю, яку «перетворюють» в оболонкову, а ливарна форма при цьому стає подібною до форми при вакумно-плівковій формовці. Застосування традиційних для ВПФ випорів дає можливість виводу надлишків газу крізь них при заливанні металом і газифікації оболонкової моделі в разі, якщо вакууму форми буде недостатньо, щоб відсмоктати ці гази в пісок форми. Також розроблено метод застосування «в парі» 3D-принтера і 3D-фрезера для друку і видалення «надлишків» друку. А позиціонування і міцна фіксація в вакуумованому піску, як у кондукторі, виробів складної геометрії придатне для механічної обробки будь-яких деталей з металу чи пластику. Список літератури 1. Daniel Temprado. Foam & Lightweight Filament – How and Why to 3D Print with It. Jun 9, 2022. URL: https://all3dp.com/1/foam-lightweight-filament-how-and-why-to-3d-print-w...2. Рішення від 17.01.2022 по заявці u202105814 Україна, МПК: МПК8 B22C 9/02, B22C 15/02, В29С47/78. Спосіб адитивного виробництва полістирольної ливарної моделі чи іншого тривимірного об'єкту складної конфігурації / О. Й. Шинський, В. С. Дорошенко, П. Б. Калюжний, О. В. Михнян, О. В. Нейма. Заявлено 18.10.2021.3. J. O'Connell. 3D Printing Infill: The Basics – Simply Explained. 24.02.2022. URL: https://all3dp. com/2/infill-3d-printing-what-it-means-and-how-to-use-it/4. Дорошенко В. C., Калюжний П. Б., Михнян О. В., Нейма О. В. Поєднання вакуумно- плівкової формовки з литтям за друкованими моделями, що газифікуються. Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2022. Матеріали XІV міжнар. наук.-техн. конф. (Київ, 28-29 квіт. 2022). Київ, 2022. С. 48–51.5. Болдырев А. А. Разработка технологии чистовой обработки деталей с базированием в среде реологических жидкостей: дис… канд. техн. наук / Воронежский гос. техн. уни- верситет. Воронеж, 2013. 137 с.6. А. с. СССР 1063528 А. М. Кл. B22C 9/02. Способ изготовления литейных форм вакуумной формовкой. Опубл. 30.12.1983, Бюл. № 48.7. Дорошенко В. С. Нейтралізація газів при литті металу за моделями, що газифікуються, та передумови застосування для цього 3D-друкованих моделей. Процеси лиття. 2021. № 3. С. 32–43.8. Дорошенко В. С. Знешкодження газів, які виділяються при литті за моделями, що газифікуються. Метал і лиття України. 2021. № 2. С. 64–71.9. Дорошенко В. С. 3D друкована полімерна модель для газифікації у формі. Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2021. Матеріали XІІІ міжнар. наук.-техн. конф. (Київ, 28–29 квіт. 2021). Київ, 2021. С. 77. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2023-05-29 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/methods-combining-v-process-lost-foam-casting-process-gasified-p Casting processes; Casting processes №3 (149) 2022 Процеси лиття; Процеси лиття №3 (149) 2022 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/methods-combining-v-process-lost-foam-casting-process-gasified-p/31 Авторське право (c) 2023 В. C. Дорошенко, О. В. Михнян, П. Б. Калюжний, О. В. Нейма https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |