مطالعه تجربي متغيرهاي فرآيند ريخته‌گري مدل فومي فدا شونده با استفاده از روش تاگوچي

An Experimental study on Lost Foam Casting using the Taguchi method

روش ريخته‌گري مدل فومي فدا شونده، يك روش نوين براي ريخته‌گري قطعات پيچيده مي‌باشد كه علاوه بر داشتن مزاياي فني و اقتصادي نسبت به روش سنتي داراي مزاياي زيست محيطي نيز بوده و از اين‌رو مورد توجه ويژه قرار گرفته است. در اين پژوهش به بررسي اثر متغيرهاي چگالي فوم، دماي ذوب‌ريزي و ويسكوزيته پوشان كه از اثرگذارترين متغيرهاي فرآيند ريخته‌گري مدل فومي فداشونده بر روي درصد تخلخل و سختي نمونه‌ها هستند، پرداخته مي‌شود. به منظور طراحي آزمايشات و تعيين سطوح بهينه هريك از متغيرهاي در نظر گرفته شده از روش تاگوچي و تحليل نسبت سيگنال به نويز و واريانس استفاده گرديد. كليه متغيرهاي درنظر گرفته شده در سه سطح و با استفاده از روش تحليل تاگوچي آرايه متعامدL9 مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج بدست آمده نشان داد كه چگالي فوم 20 kg/m3، دماي ذوب‌ريزي 740° C و ويسكوزيته پوشان 20 sec به علت ايجاد حالت مناسب بين تجزيه حرارتي و تبخير فوم با سرعت پيشروي مذاب و خروج گاز بوجود آمده در مدل از طريق منافذ پوشان و همچنين ايجاد كمترين مقدار درصد تخلخل(2.6%) به همراه بيشترين مقدار سختي(27.7 HRA)، مقادير بهينه براي متغيرها بوده كه چگالي فوم و دماي ذوب‌ريزي به ترتيب تاثيرگذارترين پارامترها بر روي درصدتخلخل و سختي با مقادير ضريب تاثير 64.58% و 56.35% مي‌باشند.

Lost foam casting is a new method for casting complex parts. This method, in addition to its technical and economic advantages over the traditional methods, has environmental benefits and therefore has been of special interest. In this study, the effects of foam density, pouring temperature, and coating viscosity were studied, which are the most important factors affecting porosity and hardness in the lost foam casting method. The Taguchi method, signal to noise ratio and analysis of variance were used to design experiments and determine the optimal levels of each variable. All the considered variables were evaluated in three levels using L9 orthogonal array Taguchi analysis. Results showed that foam density of 20 kg/m3, pouring temperature of 740° C and coating viscosity of 20 sec were the optimal values for the variables due to creating appropriate condition between thermal decomposition and foam evaporation with speed of melting advancement and exhaust gas through the pores in the coating and creating the lowest porosity (2.6%) and the highest hardness value (27.7 HRA). Foam density and pouring temperature were the most influential parameters on the porosity and hardness with the impact factors of 64.58% and 56.35%, respectively.