Адаптація процесу адитивного виготовлення моделей для газифікації їх в піщаній формі при заливанні металу, а також для утилізації відходів пінополістиролу

Адаптація процесу адитивного виготовлення моделей для газифікації їх в піщаній формі при заливанні металу, а також для утилізації відходів пінополістиролу

УДК 669.13: 621.74.045 TThe technological method in the field of foundry production is described, which combines additive manufacturing (AM) of disposable foundry polymer patterns with waste polystyrene (EPS) waste disposal. It was created to switch to the method of Lost Foam casting on gasified pat...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2023
Автори: Шинський, О. Й., Михнян, О. В., Нейма, О. В., Дорошенко, В. С.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2023
Теми:
лиття за моделями
що газифікуються
3D-друк
адитивне виробництво
разові моделі
моделі
що випалюються
пінополістирол
утилізація відходів полімерів
Онлайн доступ:https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/adaptation-process-additive-production-patterns-their-gasificati
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-35
record_format ojs
institution Casting Processes
baseUrl_str
datestamp_date 2023-05-31T05:03:28Z
collection OJS
language Ukrainian
topic лиття за моделями
що газифікуються
3D-друк
адитивне виробництво
разові моделі
моделі
що випалюються
пінополістирол
утилізація відходів полімерів
spellingShingle лиття за моделями
що газифікуються
3D-друк
адитивне виробництво
разові моделі
моделі
що випалюються
пінополістирол
утилізація відходів полімерів
Шинський, О. Й.
Михнян, О. В.
Нейма, О. В.
Дорошенко, В. С.
Адаптація процесу адитивного виготовлення моделей для газифікації їх в піщаній формі при заливанні металу, а також для утилізації відходів пінополістиролу
topic_facet лиття за моделями
що газифікуються
3D-друк
адитивне виробництво
разові моделі
моделі
що випалюються
пінополістирол
утилізація відходів полімерів
Lost Foam casting
gasified patterns
3D printing
additive manufacturing
one-time patterns
burning patterns
expanded polystyrene
disposal of polymer waste
format Article
author Шинський, О. Й.
Михнян, О. В.
Нейма, О. В.
Дорошенко, В. С.
author_facet Шинський, О. Й.
Михнян, О. В.
Нейма, О. В.
Дорошенко, В. С.
author_sort Шинський, О. Й.
title Адаптація процесу адитивного виготовлення моделей для газифікації їх в піщаній формі при заливанні металу, а також для утилізації відходів пінополістиролу
title_short Адаптація процесу адитивного виготовлення моделей для газифікації їх в піщаній формі при заливанні металу, а також для утилізації відходів пінополістиролу
title_full Адаптація процесу адитивного виготовлення моделей для газифікації їх в піщаній формі при заливанні металу, а також для утилізації відходів пінополістиролу
title_fullStr Адаптація процесу адитивного виготовлення моделей для газифікації їх в піщаній формі при заливанні металу, а також для утилізації відходів пінополістиролу
title_full_unstemmed Адаптація процесу адитивного виготовлення моделей для газифікації їх в піщаній формі при заливанні металу, а також для утилізації відходів пінополістиролу
title_sort адаптація процесу адитивного виготовлення моделей для газифікації їх в піщаній формі при заливанні металу, а також для утилізації відходів пінополістиролу
title_alt Adaptation of the process of additive production of patterns for their gasification in sand form during metal pouring, as well as for the disposal of polystyrene foam waste
description УДК 669.13: 621.74.045 TThe technological method in the field of foundry production is described, which combines additive manufacturing (AM) of disposable foundry polymer patterns with waste polystyrene (EPS) waste disposal. It was created to switch to the method of Lost Foam casting on gasified patterns (LFC), from the current method of casting on printed patterns of fired. The latter method is used because modern printed patterns have a high density and ash content, which degrades the quality of metal castings when used for LFC. EPS disposal gives an environmental effect, and AM patterns are an example of the spread of digitalization and automation of foundry production. Examples of EPS disposal, examples of castings after firing additively manufactured patterns and the ash residue, consisting of carbon, found in the working cavities of molds after firing such patterns are described. Examples of printing patterns with a cellular core and a ventilation channel are shown, an unsuccessful example of aluminum casting by the LFC method in a vacuumed sand mold, as well as an example of a 3D printer for printing using crushed plastic or plastic granules. The developed method of printing one-time foundry patterns for gasification in sand foundry mold corresponds to the trend of spreading AM in foundry production. If the specific weight of the printed pattern is too high, then new LFC methods are used with the removal of excess gases from the gasification of the pattern through the ventilation duct in the pattern and tubular evaporation outside the mold and their oxidation, in particular by our method. Such neutralization of gaseous waste at LFC rightly complements the utilization of EPS solid waste as a raw material for AM foundry patterns, together these methods give a synergistic effect on environmental protection, improving the working conditions of foundries and reducing the cost of cast products while improving its quality.   References 1. Patent 2024558 RF, C1, C08J 11/12. Method for obtaining a composite material / A. B. Korzhenevskij, V. A. Burmistrov, I. A. Ovechkin. Publ. 15.12.1994. [in russian].2. Patent 82838 Ukrayina, MPK S08J 11/04. Method for maintaining a polymer composite material / O. J. Shinskij, A. O. Stryuchenko, V. S. Doroshenko, I. O. Shinskij et al. Publ. 12.08.2013, Bull. 15. [in Ukrainian].3. Shinskij O. I., Tihonova O. A., Stryuchenko A. A., Doroshenko V. S. (2011) Study of the processes of thermal compaction of polystyrene waste. Tverdye bytovye othody. No 4. P. 48–50. [in russian].4. Uttaravalli A. N., Dinda S. & Gidla B. R. (2020) Scientific and Engineering Aspects of Recycling and Reuse of Expanded Polystyrene Waste for Various Potential Applications: A Review. Process Safety and Environmental Protection, 137, 140–148.5. Trunilina A. V., Baurova N. I. Polymer composites with biodegradation properties. Vse materialy. Enciklopedicheskij spravochnik. 2019. No 1. P. 9–13. [in russian].6. Vinnichenko A. V., Nazarevich S. A. (2021) Development of a technical solution for iterative filamentization of 3D plastic / Materialy II vseross. nauchn. konf. Modelirovanie i situacionnoe upravlenie kachestvom slozhnyh sistem. 19–23.04.2021. Sb. dokl. SPb.: GUAP, 2021. P. 107–111. [in russian].7. Mitrakov G. N., Evdokimov S. N., Lavrik E. G., Sazonov V. S. (2015) The use of additive technologies for casting burned models. Omskij nauchnyj vestnik. No 2. P. 80–84. [in russian].8. Andrianov P. A., Kolmakov A. E., Utkin M. M. (2019) Steel casting according to burnt out additive models. Izvestiya TulGU. Tehnicheskie nauki. Issue. 4. P. 346–344. [in russian].9. Shulyak V. S. (2007) Casting on gasified models. SPb.: NPO «Professional», 408 p. [in russian].10. Digital technologies in foundry production / V. S. Miroshnichenko. Innovacionnye tehnologii v litejnom proizvodstve: Sbornik trudov Mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, / pod red. K. A. Batysheva, K. G. Semenova. M.: IIU MGOU, 2019. P. 330–333. [in russian].11. Prohorchuk E. A., Trapeznikov A. V., Larionov S. A., Sokolov A. V. (2021) Research and selection of the optimal filament composition for 3D printing of a cast-out model. Litejnoe proizvodstvo. No 4. P. 23–27. [in russian].12. Patent 151359 Ukrayina, MPK B22C 9/02, B22C 15/02. The method of additive variation of a polystyrene liquor model of another trivi- mer object with a folding configuration / O. J. Shinskij, V. S. Doroshenko, P. B. Kalyuzhnij et al. Publ. 13.07.2022, Bull. 28. [in Ukrainian].13. Ile Kauppila. 3D Printing From Plastic Waste: 10 Successful Projects. Sep 20, 2021. URL: https://all3dp.com/1/3d-printing-from-plastic-waste/14. Patent 147217 Ukrayina, MPK B22C 7/02, B22C 9/04. The method of casting metal for models that are gasified, for oxidizing gasification products / O. J. Shinskij, V. S. Doroshenko. Publ. 24.04.2021, Bull. 16. [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/adaptation-process-additive-production-patterns-their-gasificati
work_keys_str_mv AT šinsʹkijoj adaptationoftheprocessofadditiveproductionofpatternsfortheirgasificationinsandformduringmetalpouringaswellasforthedisposalofpolystyrenefoamwaste
AT mihnânov adaptationoftheprocessofadditiveproductionofpatternsfortheirgasificationinsandformduringmetalpouringaswellasforthedisposalofpolystyrenefoamwaste
AT nejmaov adaptationoftheprocessofadditiveproductionofpatternsfortheirgasificationinsandformduringmetalpouringaswellasforthedisposalofpolystyrenefoamwaste
AT dorošenkovs adaptationoftheprocessofadditiveproductionofpatternsfortheirgasificationinsandformduringmetalpouringaswellasforthedisposalofpolystyrenefoamwaste
AT šinsʹkijoj adaptacíâprocesuaditivnogovigotovlennâmodelejdlâgazifíkacíííhvpíŝaníjformíprizalivannímetaluatakoždlâutilízacíívídhodívpínopolístirolu
AT mihnânov adaptacíâprocesuaditivnogovigotovlennâmodelejdlâgazifíkacíííhvpíŝaníjformíprizalivannímetaluatakoždlâutilízacíívídhodívpínopolístirolu
AT nejmaov adaptacíâprocesuaditivnogovigotovlennâmodelejdlâgazifíkacíííhvpíŝaníjformíprizalivannímetaluatakoždlâutilízacíívídhodívpínopolístirolu
AT dorošenkovs adaptacíâprocesuaditivnogovigotovlennâmodelejdlâgazifíkacíííhvpíŝaníjformíprizalivannímetaluatakoždlâutilízacíívídhodívpínopolístirolu
first_indexed 2025-09-24T17:42:37Z
last_indexed 2025-09-24T17:42:37Z
_version_ 1850424280250056704
spelling oai:ojs2.localhost:article-352023-05-31T05:03:28Z Adaptation of the process of additive production of patterns for their gasification in sand form during metal pouring, as well as for the disposal of polystyrene foam waste Адаптація процесу адитивного виготовлення моделей для газифікації їх в піщаній формі при заливанні металу, а також для утилізації відходів пінополістиролу Шинський, О. Й. Михнян, О. В. Нейма, О. В. Дорошенко, В. С. лиття за моделями, що газифікуються 3D-друк адитивне виробництво разові моделі моделі, що випалюються пінополістирол утилізація відходів полімерів Lost Foam casting gasified patterns 3D printing additive manufacturing one-time patterns burning patterns expanded polystyrene disposal of polymer waste УДК 669.13: 621.74.045 TThe technological method in the field of foundry production is described, which combines additive manufacturing (AM) of disposable foundry polymer patterns with waste polystyrene (EPS) waste disposal. It was created to switch to the method of Lost Foam casting on gasified patterns (LFC), from the current method of casting on printed patterns of fired. The latter method is used because modern printed patterns have a high density and ash content, which degrades the quality of metal castings when used for LFC. EPS disposal gives an environmental effect, and AM patterns are an example of the spread of digitalization and automation of foundry production. Examples of EPS disposal, examples of castings after firing additively manufactured patterns and the ash residue, consisting of carbon, found in the working cavities of molds after firing such patterns are described. Examples of printing patterns with a cellular core and a ventilation channel are shown, an unsuccessful example of aluminum casting by the LFC method in a vacuumed sand mold, as well as an example of a 3D printer for printing using crushed plastic or plastic granules. The developed method of printing one-time foundry patterns for gasification in sand foundry mold corresponds to the trend of spreading AM in foundry production. If the specific weight of the printed pattern is too high, then new LFC methods are used with the removal of excess gases from the gasification of the pattern through the ventilation duct in the pattern and tubular evaporation outside the mold and their oxidation, in particular by our method. Such neutralization of gaseous waste at LFC rightly complements the utilization of EPS solid waste as a raw material for AM foundry patterns, together these methods give a synergistic effect on environmental protection, improving the working conditions of foundries and reducing the cost of cast products while improving its quality.   References 1. Patent 2024558 RF, C1, C08J 11/12. Method for obtaining a composite material / A. B. Korzhenevskij, V. A. Burmistrov, I. A. Ovechkin. Publ. 15.12.1994. [in russian].2. Patent 82838 Ukrayina, MPK S08J 11/04. Method for maintaining a polymer composite material / O. J. Shinskij, A. O. Stryuchenko, V. S. Doroshenko, I. O. Shinskij et al. Publ. 12.08.2013, Bull. 15. [in Ukrainian].3. Shinskij O. I., Tihonova O. A., Stryuchenko A. A., Doroshenko V. S. (2011) Study of the processes of thermal compaction of polystyrene waste. Tverdye bytovye othody. No 4. P. 48–50. [in russian].4. Uttaravalli A. N., Dinda S. & Gidla B. R. (2020) Scientific and Engineering Aspects of Recycling and Reuse of Expanded Polystyrene Waste for Various Potential Applications: A Review. Process Safety and Environmental Protection, 137, 140–148.5. Trunilina A. V., Baurova N. I. Polymer composites with biodegradation properties. Vse materialy. Enciklopedicheskij spravochnik. 2019. No 1. P. 9–13. [in russian].6. Vinnichenko A. V., Nazarevich S. A. (2021) Development of a technical solution for iterative filamentization of 3D plastic / Materialy II vseross. nauchn. konf. Modelirovanie i situacionnoe upravlenie kachestvom slozhnyh sistem. 19–23.04.2021. Sb. dokl. SPb.: GUAP, 2021. P. 107–111. [in russian].7. Mitrakov G. N., Evdokimov S. N., Lavrik E. G., Sazonov V. S. (2015) The use of additive technologies for casting burned models. Omskij nauchnyj vestnik. No 2. P. 80–84. [in russian].8. Andrianov P. A., Kolmakov A. E., Utkin M. M. (2019) Steel casting according to burnt out additive models. Izvestiya TulGU. Tehnicheskie nauki. Issue. 4. P. 346–344. [in russian].9. Shulyak V. S. (2007) Casting on gasified models. SPb.: NPO «Professional», 408 p. [in russian].10. Digital technologies in foundry production / V. S. Miroshnichenko. Innovacionnye tehnologii v litejnom proizvodstve: Sbornik trudov Mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, / pod red. K. A. Batysheva, K. G. Semenova. M.: IIU MGOU, 2019. P. 330–333. [in russian].11. Prohorchuk E. A., Trapeznikov A. V., Larionov S. A., Sokolov A. V. (2021) Research and selection of the optimal filament composition for 3D printing of a cast-out model. Litejnoe proizvodstvo. No 4. P. 23–27. [in russian].12. Patent 151359 Ukrayina, MPK B22C 9/02, B22C 15/02. The method of additive variation of a polystyrene liquor model of another trivi- mer object with a folding configuration / O. J. Shinskij, V. S. Doroshenko, P. B. Kalyuzhnij et al. Publ. 13.07.2022, Bull. 28. [in Ukrainian].13. Ile Kauppila. 3D Printing From Plastic Waste: 10 Successful Projects. Sep 20, 2021. URL: https://all3dp.com/1/3d-printing-from-plastic-waste/14. Patent 147217 Ukrayina, MPK B22C 7/02, B22C 9/04. The method of casting metal for models that are gasified, for oxidizing gasification products / O. J. Shinskij, V. S. Doroshenko. Publ. 24.04.2021, Bull. 16. [in Ukrainian]. УДК 669.13: 621.74.045 Описано технологічний метод з галузі ливарного виробництва, що поєднує адитивне виробництво (АВ) разових ливарних полімерних моделей з утилізацією відходів пінополістиролу (ППС). Його створено для переходу на спосіб лиття за моделями, що газифікуються, від нинішнього способу лиття за друкованими моделями, що випалюються. Останній спосіб застосовують тому, що сучасні друковані моделі мають високу густину і зольність, це погіршує якість металевих виливків при застосуванні їх для ЛГМ. Утилізація ППС дає екологічний ефект, а АВ моделей є прикладом поширення цифровізації і автоматизації ливарного виробництва. Описано приклади утилізації ППС, приклади виливків за випалюваними адитивно виготовленими моделями та виявлений в робочих порожнинах форм зольний залишок, що складається з вуглецю, після випалювання таких моделей. Показано приклади друку моделей з комірчастою їх серцевиною і вентиляційним каналом, невдалий приклад лиття алюмінію способом ЛГМ у вакуумованій піщаній формі, а також приклад 3D-принтера для друку з застосуванням подрібненого пластику або пластикових гранул. Розроблений спосіб друку разових ливарних моделей для газифікації у піщаній ливарній формі відповідає тенденції поширення АВ у ливарному виробництві. Якщо питома вага друкованої моделі надто висока, то застосовують нові способи ЛГМ з виведенням надлишку газів від газифікації моделі крізь вентиляційний канал у моделі і трубчастий випор за межі форми і з окисленням цих газів, зокрема за розробленим нами способом. Така нейтралізація газоподібних відходів при ЛГМ слушно доповнює утилізацію твердих відходів ППС, як сировини для АВ ливарних моделей. Воднораз ці способи дають синергічний ефект щодо екологічного збереження довкілля, покращення умов праці ливарників та зниження собівартості литої продукції разом з підвищенням її якості.   Список літератури 1. Патент 2024558 РФ, C1, C08J 11/12. Способ получения композиционного материала / А. Б. Корженевский, В. А. Бурмистров, И. А. Овечкин. Опубл. 15.12.1994.2. Патент 82838 Україна, МПК С08J 11/04. Спосіб одержання полімерного композиційного матеріалу / О. Й. Шинський, А. О. Стрюченко, В. С. Дорошенко, И. О. Шинський та ін. Опубл. 12.08.2013, Бюл. 15.3. Шинский О. И., Тихонова О. А., Стрюченко А. А., Дорошенко В. С. Исследование процессов термокомпактирования отходов пенополистирола. Твердые бытовые отходы. 2011. № 4. С. 48–50.4. Uttaravalli A.N., Dinda S. & Gidla B.R. (2020). Scientific and Engineering Aspects of Recycling and Reuse of Expanded Polystyrene Waste for Various Potential Applications: A Review. Process Safety and Environmental Protection, 137, 140–148.5. Трунилина А. В., Баурова Н. И. Полимерные композиты со свойствами биодеградации. Все материалы. Энциклопедический справочник. 2019. № 1. С. 9–13.6. Винниченко А. В., Назаревич С. А. Разработка технического решения для итеративной филаментизации 3D-пластика / Материалы ІІ всеросс. научн. конф. Моделирование и ситуационное управление качеством сложных систем. 19–23.04.2021. Сб. докл. СПб.: ГУАП, 2021. С. 107–111.7. Митраков Г. Н., Евдокимов С. Н., Лаврик Е. Г., Сазонов В. С. Использование аддитивных технологий при литье по выжигаемым моделям. Омский научный вестник. 2015. № 2. С. 80–84.8. Литье стали по выжигаемым аддитивным моделям / П.А. Андрианов, А.Е. Колмаков, М.М. Уткин / Известия ТулГУ. Технические науки. 2019. Вып. 4. С. 346–344.9. Шуляк В. С. Литье по газифицируемым моделям. СПб.: НПО «Профессионал», 2007. 408 с.10. Цифровые технологии в литейном производстве / В. С. Мирошниченко. Инновационные технологии в литейном производстве: Сборник трудов Международной научно-технической конференции / под ред. К. А. Батышева, К. Г. Семенова. М.: ИИУ МГОУ, 2019. С. 330–333.11. Прохорчук Е. А., Трапезников А. В., Ларионов С. А., Соколов А. В. Исследование и выбор оптимального состава филамента для 3D-печати литейной выжигаемой модели. Литейное производство. 2021. № 4. С. 23–27.12. Патент 151359 Україна, МПК B22C 9/02, B22C 15/02. Спосіб адитивного виробництва полістирольної ливарної моделі чи іншого тривимірного об'єкту складної конфігурації / О. Й. Шинський, В. С. Дорошенко, П. Б. Калюжний та ін. Опубл. 13.07.2022. Бюл. № 28.13. Ile Kauppila. 3D Printing From Plastic Waste: 10 Successful Projects. Sep 20, 2021. URL: https://all3dp.com/1/3d-printing-from-plastic-waste/14. Патент 147217 Україна, МПК B22C 7/02, B22C 9/04. Спосіб лиття металу за моделями, що газифікуються, з окисленням продуктів газифікації / О. Й. Шинський, В. С. Дорошенко. Опубл. 24.04.2021, Бюл. 16. 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/adaptation-process-additive-production-patterns-their-gasificati 10.15407/plit2022.04.042 Casting processes; Casting processes №4 (150) 2022 Процеси лиття; Процеси лиття №4 (150) 2022 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/adaptation-process-additive-production-patterns-their-gasificati/37 Авторське право (c) 2023 О. Й. Шинський, О. В. Михнян, О. В. Нейма, В. С. Дорошенко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Схожі ресурси