ساخت و مشخصه‌یابی ساختار‌های مشبک فلزی به روش تولید افزودنی غیر‌مستقیم

Abstract

علی‌رغم خواص منحصر به فرد‌ مواد سلولی، وجود حفره‌ها‌ی نامنظم، کنترل خواص ا‌ین مواد را دشوار و کاربرد آن‌ها را محدود ساخته‌است. هرچند که استفاده از مواد مشبک، ا‌ین محدود‌یت را برطرف ساخته، ولی به دلیل هندسه پیچیده، تولید نمونه‌های فلزی از ا‌ین مواد با روش‌ها‌ی سنتی امکان‌پذ‌یر نبوده و استفاده از روش‌ها‌ی تولید افزودنی مستقیم نیز بسیار هز‌ینه‌بر است. در این پژوهش به منظور تولید و مشخصه‌یابی ساختارها‌ی مشبک فلز‌ی ارزان از فرآ‌یند تولید افزودنی غیر‌مستقیم، متشکل از دو روش تولید افزودنی رسوب مذاب و ر‌یخته‌گر‌ی ثقلی، استفاده شده و تاثیر پارامترها‌ی مختلف بر کیفیت نمونه نهایی، از طریق آزمایشات تجربی و شبیه‌سازی عددی، بررسی می‌گردد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی مبین آن است که با کاهش زمان بارریزی و افزایش دمای مذاب، دمای قالب، ارتفاع سیستم راهگاه و قطر پیوند‌ها، درصد پر شدن قالب افزایش می‌‌یابد. در نمونه‌های ساخته شده، با کاهش قطر پیوند اختلاف بین قطر در الگوهای فداشونده و قطر طراحی، به خصوص برای پیوندهای افقی، به شدت افزایش می‌یابد. در خصوص نمونه‌های فلزی، اختلاف قطر پیوند با قطر طراحی بیشتر ناشی از فرآیند تولید افزودنی بکار رفته بوده و خطای ایجاد شده بواسطه فرآیند ریخته‌گری تنها 2/2 درصد می‌باشد. همچنین با استفاده از این فرآیند تولید ساختار‌های مشبک فلزی با قطر کمتر از 3 میلی‌متر ممکن نیست. تصاویر میکروسکوپی تهیه شده حاکی از آنست که عیوب ایجاد شده در نمونه‌ها عمدتا از نوع عیب نیامد بوده که برای ساختارهای BCC و BCCZ در صفحه فوقانی و برای ساختار SC در پیوندهای افقی اتفاق می‌افتد.