ريخته گري بدون قالب، روشي نوين براي توليد قطره اي قطعات

ريخته گري بدون قالب، روشي نوين براي توليد قطره اي قطعات

در روش هاي ريخته گري متداول هزينه هاي زيادي براي طراحي و ساخت مدل ها و قالب ها صرف مي شود. در قطعات پيچيده تر اين هزينه ها بيشتر مي شود. براي حذف هزينه هاي اين كار برخي مراحل ساخت قطعات ريخته گري بايد حذف شود. با الهام از روش هاي نمونه سازي سريع قطعه سازي به صورت قطره اي، يا به صورت جرياني از قطرات مذاب با دما، قطر و نرخ خروج مناسب، جهت ايجاد لايه هاي قطعه كار و در نتيجه ساخت قطعه كارهاي پيچيده مورد استفاده قرار مي گيرد. اين روش قابليت ساخت قطعات ريخته گري پيچيده كه ساخت قالب آنها طي روش هاي متداول مشكل مي باشد، را دارد. در اين مقاله ابتدا به طراحي و ساخت يك دستگاه توليد سريع قطعات به صورت قطره اي پرداخته شده است. در اين روش مواد اوليه به صورت سيم تغذيه مي-شوند، كه پس از ذوب، جريان قطرات مذاب مورد نظر را ايجاد مي كند. در اين مقاله از آلياژ قلع و سرب به عنوان ماده اوليه استفاده شده است. مي توان با تغييرات جزيي در دستگاه، از سيم هايي با جنس هاي مختلف استفاده نمود. قطرات مذاب داراي سه خاصيت مي باشند كه بر روي شكل لايه ها و خواص قطعه ايجاد شده تاثير مي گذارد. اين سه خاصيت عبارتند از: قطر، دما و نرخ خروج قطرات. عواملي كه بر روي اين خواص تاثير دارند، عبارتند از: سرعت تغذيه سيم، دما و قطر نازل خروجي. در اين مقاله ابتدا به طراحي و ساخت دستگاه مورد نظر پرداخته شده است. سپس وابستگي بين خواص قطره و فاكتورهاي دستگاه بررسي شده است. با كنترل قطر، دما و نرخ خروج قطرات سرعت نسبي و نحوه حركت ميز نسبت به كله گي قطره ساز مشخص مي شود.

In the new method of rapid manufacturing, the molten metal is dropped on a substrate, making layers after another. This method has the potentiality to be used for complicated castings which are difficult to make their molds and patterns as usual ways. In droplet-based manufacturing process the castings are constructed by molten metal droplets having proper flow rate, temperature and diameter. In this paper a new system is designed and constructed which makes 3D parts and patterns by depositing molten metal droplets. Raw material wire melts and droplets are generated in droplet generating head. Molten metal Droplets deposit on a high temperature bed making the first layer. Next layers place on the previous ones to shape the final arbitrary part. These droplets are surrounded by natural air. Here tin60%, lead40% alloy wire is used. it is possible to apply other materials or wires having different diameters just with a little change in system. The wire is fed in special speeds which lead to different rates of droplets leaving the nozzle. Droplets have three properties which affect the layers and depositing way. These properties are droplet temperature and volume and their deposition rate. To control them several parameters of the system must be adjusted appropriately. At first it is assumed that these machine parameters are outlet nozzle diameter and feeding wire speed and also droplet temperature which affect droplet volume and deposition rate. Droplet temperature is measured exactly where they leave outlet nozzle. Droplet volume is estimated by several experiments, which lead to learn how different machine parameters create various droplet volumes. By knowing droplet volume and feeding wire speed, droplet rate can be calculated. In this paper the design essence of the constructed droplet based manufacturing machine is told. And dependency of droplet properties to machine adjustments is studied. These studies are done to control droplet properties. By knowing droplet properties, the moving speed of CNC heating table is determined.