1.
C. Bleicher
Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability LBF, Nemčija
OCENA CIKLIČNEGA PONAŠANJA NEPRAVILNOSTI V MATERIALU PRI DEBELOSTENSKI NODULARNI LITINI S POMOČJO NEPORUŠNIH RAZISKAV

2.
K. Asano
Univerza Kindai, Japonska
MIKROSTRUKTURA IN LASTNOSTI LITIH KOVINSKIH MATRIČNIH KOMPOZITOV

3.
Badarinath Kalkunte1, Lorenzo Valente2, Cristian Viscardi2, Vlastimil Kolda3
1Calcom ESI SA, Švica
2Ecotre Valente SRL, Italija
3Mecas ESI SRO, Češka republika
VIRTUALNI NADZOR DIMENZIJ ZA NAPOVEDOVANJE IN MERJENJE KONČNE OBLIKE LITIH DELOV

4.
M. Petrič1, R. Cerc Korošec2, M. Vončina1, P. Mrvar1, S. Kastelic1
1 Univerza v Ljubljani, Naravoslovnotehniška fakulteta, Ljubljana, Slovenija
2 Univerza v Ljubljani, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, Ljubljana, Slovenija
UPORABA 3D TISKANIH POLIMERNIH MODELOV V LIVARSTVU

1.
C. Bleicher
Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability LBF, Nemčija

OCENA CIKLIČNEGA PONAŠANJA NEPRAVILNOSTI V MATERIALU PRI DEBELOSTENSKI NODULARNI LITINI S POMOČJO NEPORUŠNIH RAZISKAV

Izvleček

Nepravilnosti v materialu pri velikih ulitkih, izdelanih iz nodularne litine, kot so skrčki in ocvirki, ni mogoče zlahka odkriti z metodami nedestruktivnega testiranja (NDT). S tega vidika se pojavlja vprašanje, ali in do katere mere se zmanjšajo kvazistatična in ciklična nihajna trdnost komponente ob prisotnostih takšnih napak. Ker trenutni standardi in smernice ne omogočajo nedvoumne ocene življenjske dobe komponente, zaznane nepravilnosti livarnam povzročajo precej dela z odstranjevanjem lokalnih nepravilnosti ali zaradi zavrnitve celotne komponente. Do slednjega pride, če ni mogoče zanesljivo oceniti življenjske dobe komponente.
Namen je torej poiskati ustrezne metode nedestruktivnega testiranja za določanje lastnosti nepravilnosti materialov, kot sta togost in gostota, pri debelostenskih ulitkih iz nodularne litine ter določiti koncept določanja življenjske dobe komponent, na katero vplivajo skrčki in ocvirki na podlagi informacij nedestruktivnega testiranja.
V okviru dveh raziskovalnih projektov so bili izdelani veliki liti bloki iz različnih nodularnih litin z velikimi območji ocvirkov in skrčkov. Ti bloki so bili predmet preučevanj z različnimi metodami nedestruktivnega testiranja, kot je ultrazvočno vzorčenje faznih nizov (Sampling Phased Array) in mehansko ultrazvočno preskušanje z namenom pridobitve digitaliziranih informacij o položaju in lastnostih določene napake. Izvedene so bile tudi raziskave s preverjanjem magnetnih delcev, računalniška tomografija in preskusa na žveplo. Nato sta bila iz ulitih blokov odstranjena vzorca utrujenega in napetega materiala ter preverjena z natezanjem in obremenitvijo za določitev vedenja materiala pri ciklični obremenitvi različnih vzorcev z nepravilnostmi in brez njih. Posebna pozornost je bila namenjena oceni togosti materiala ali virtualnih prožnostnih modulov po Youngu, na kar so pomembno vplivale napake v vsakem vzorcu.
Med preiskavami se je izkazalo, da je mogoče določiti posebne parametre nepravilnosti, kot sta togost in gostota, kar je mogoče digitalno prenesti v številčno analizo, to pa nadalje uporabiti pri oceni utrujenosti posamezne komponente.

Ključne besede: nodularna litina, debelostenska, nepravilnosti v materialu, nedestruktivno testiranje

2.
K. Asano
Univerza Kindai, Japonska

MIKROSTRUKTURA IN LASTNOSTI LITIH KOVINSKIH MATRIČNIH KOMPOZITOV

Izvleček

Mikrostruktura in lastnosti kompozitov s kovinsko osnovo, zlasti kompozitov iz aluminijeve zlitine, ojačene s kratkimi ogljikovimi vlakni, izdelani s stiskalnim litjem. Pri kompozitih z osnovo iz čistega aluminija, ojačenih z ogljikovimi vlakni na osnovi PAN, se je na fazni meji vlakno/matrica sprožil produkt reakcije (Al4C3). Ko je bila za ojačenje matrice in/ali ogljikovo vlakno na smolni osnovi uporabljena zlitina Al-Si, produkta reakcije ni bilo mogoče opaziti. Toplotna prevodnost zlitine Al-Si se je povečala zaradi ojačitve vlakna na smolni osnovi, zmanjšala pa se je pri ojačitvi vlakna na osnovi PAN. Tlačna trdnost kompozita z vlakni na osnovi PAN je bila večja kot pri kompozitu z vlakni na smolni osnovi. Obraba zlitine Al-Si pri suhem drsenju je bila bistveno manjša zaradi ogljikovih vlaken. Pri pogojih hude obrabe, kot sta visoka hitrost drsenja in velika obremenitev, je bila obraba manjša pri kompozitu z vlakni na smolni osnovi kot pri kompozitu z vlakni na osnovi PAN.

Ključne besede: kompozit, aluminij, ogljikovo vlakno, stiskalno litje

3.
Badarinath Kalkunte1, Lorenzo Valente2, Cristian Viscardi2, Vlastimil Kolda3
1Calcom ESI SA, Švica
2Ecotre Valente SRL, Italija
3Mecas ESI SRO, Češka republika

VIRTUALNI NADZOR DIMENZIJ ZA NAPOVEDOVANJE IN MERJENJE KONČNE OBLIKE LITIH DELOV

Izvleček

Avtomobilska tehnologija je izredno tekmovalna in vedno pogosteje zahteva visoko kakovostne ulitke visoke strukturne trdnosti z dobrimi mehanskimi lastnosti in nadzorom dimenzij v mejah toleranc za vgradnjo v podsestave in sestave.
Na lite komponente delujejo stalne in spreminjajoče se toplotno-mehanske obremenitve med celotnim proizvodnim procesom, tj. tako med postopkom litja kot tudi, kadar obstaja potreba po toplotni obdelavi. Posledica je nastanek vedno novih obremenitev. Obremenitve se kopičijo še posebej, ko je ulitek v kokili med polnjenjem in strjevanjem, ter se sprostijo in vnovič porazdelijo med odpiranjem kokile, izmetom dela in naknadnih obdelavah, npr. med obrezovanjem in toplotno obdelavo. Njihova posledica so dimenzijske variacije v okviru proizvodnega procesa. Zato je pomembno proučiti takšne variacije med procesom, da bi jih lahko premostili v primeru neskladnosti geometrije končnega ulitka z želenimi dimenzijami, ki jih zahtevajo lastniki delov.

Modeliranje procesa se neprestano razvija in čeprav se je o modeliranju preostale napetosti govorilo že v preteklosti, je vedno obstajal izziv, kako napovedati in primerjati dimenzijske variacije med simulacijami in resničnostjo. Celoten proces modeliranja z namenom čim bolj natančnega mapiranja temperatur in obvladovanje vseh vidikov simuliranega procesa se proučuje vedno temeljiteje.
To vodi v možnost virtualnega dimenzijskega nadzora z namenom napovedovanja končne geometrije dela skozi simulacijo in nato primerjavo z dejanskim ulitkov ali ciljnimi dimenzijami dela. Natanko na takšen način se v obratih v zadnjih letih izvaja dimenzijsko zagotavljanje kakovosti delov, kjer se 3-D sken ulitega dela primerja s ciljnimi dimenzijami dela.
Takšna vrsta integriranih orodij v okviru razvoja omogoča oblikovalcem tako pravočasno izvedbo nujnih ukrepov kot tudi znatno krajši čas, potreben za izvedbo meritev s strani oddelkov zagotavljanja kakovosti. Tukaj je predstavljen nov napredek za premostitev propada med razvojem, proizvodnjo in zagotavljanjem kakovosti.

Ključne besede: Simulacija litja, tlačno litje, HPDC, toplotna obremenitev, mazanje kokile, nadzor dimenzij

UPORABA 3D TISKANIH POLIMERNIH MODELOV V LIVARSTVU

Izvleček

Delo opisuje raziskave različnih materialov za 3D tisk in natisnjenih modelov za uporabo pri različnih livarskih tehnologijah. Za izdelavo modelov in vzorcev sta bili uporabljeni dve tehnologiji 3D tiska, in sicer tehnologija ciljnega nalaganja materiala (FDM) ter stereolitografska tehnika (SLA). Natisnili so se trije različni materiali, kot so material na osnovi polilaktične kisline (PLA), polivinil alkohola (PVA) ter akrilatne fotosenzitivne smole (Castable). Natisnjeni vzorci so bili analizirani z metodami, kot so diferenčna vrstična kalorimetrija (DSC), dilatometrijska analiza ter določevanje vsebnosti pepela. S temi analizami smo okarakterizirali materiale za uporabnost pri tehnologiji precizijskega litja, kjer je temperatura tališča modela, temperaturna razteznost ter ostanek pepela po izžiganju modela ključnega pomena za uspešno izdelavo ulitka.
Rezultati so pokazali, da so temperaturi tališča PLA in PVA materialov nižji kot pri smoli Castable in znašajo med 140 in 180 °C, kar je primerno za proces izžiganja modela. Podobno je temperaturna razteznost omenjenih materialov ugodna, saj pri segrevanju do 120 °C ne izkazujeta znatnega širjenja, nasprotno pa se smola Castable med segrevanjem do 120 °C širi, kar lahko povzroči pokanje školjk med segrevanjem. Delež pepela je bil največji pri PLA materialu, pri PVA in Castable pa je bil najmanjši. Iz rezultatov je moč zaključiti, da je za proizvodnjo modelov za precizijsko litje najugodnejši material PVA.

Ključne besede: 3D tisk, polimerni materiali, precizijsko litje