MX2007002323A - Macho de arena pre-tensado. - Google Patents

Abstract

Se proporcionan los metodos para sustituir los agujeros de perforacion en las piezas moldeadas mediante machos de arena pre-tensados. Este metodo se utiliza en macho de arena de forma cilindrica larga en procedimientos frios de cajas de machos. El macho de arena de uretano se coloca en compresion para aumentar la resistencia del macho durante el manejo, colocando dentro del molde. El macho de arena de uretano pre-tensado se ajusta en un molde de colada para formar una cavidad en el molde de colada. El metal fundido se vierte para formar la cavidad dentro de la pieza moldeada. El macho de arena de uretano pre-tensado mantiene su forma inicial durante el colado.

Description

MACHO DE ARENA PRE-TENSADO REFERENCIA CRUZADA RELACIONADA CON LA SOLICITUD Esta solicitud reclama el beneficio de la Solicitud Provisional U. S. No. 60/604,621, presentada en Agosto 25, 2004, incorporada a la presente en su totalidad como referencia.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la invención Esta invención se refiere a mejoramientos y obtención de una calidad más alta en métodos usando machos de arena de uretano, facilitando al mismo tiempo los procedimientos de producción de ellos. También esta invención se refiere a mejorar los procedimientos de fabricación y reemplazar las operaciones para sustituir los agujeros de perforación a través de piezas moldeadas, mejorando de esta manera el ciclo durante el procedimiento de fabricación.

Descripción de la técnica anterior para moldeado de piezas Hasta ahora se ha empleado una variedad de métodos de fabricación para metal, plástico y cerámica. El moldeado es una parte del maquinado que se ha usado extensamente para fabricar metal. El moldeado por inyección se usa ampliamente para fabricar moldes de plástico o cerámica. En estos procedimientos de fabricación de los materiales antes mencionados, un macho metálico (que no se desintegra) o un macho que se desintegra se usa en general para fabricar artículos que tienen una sección hueca o una sección con corte oblicuo.

El macho metálico anterior se usa únicamente en casos en que el macho se puede extraer directamente desde un molde o extraer con la deformación del artículo fabricado. Por consiguiente, el uso del macho metálico está limitado a un cierto rango pequeño. El macho posterior que se desintegra en general se forma de arena y por lo tanto proporcionado las siguientes desventajas: El macho de arena es difícil de formar a una forma predeterminada y tiende a desintegrarse fácilmente por lo tanto tiene dificultad para manejarse. Adicionalmente, el macho de arena no puede llenar los requisitos en conflicto de resistencia a la compresión durante la fabricación y las características de desintegración después de la fabricación.

Con respecto a esto, se ha propuesto recientemente en el campo de moldeado de metal, emplear un macho de arena cuya superficie se recubre con un material de recubrimiento particular para mejorar la resistencia a la compresión durante el moldeado. El macho de arena recubierto se usa en un molde de colada. Sin embargo, aún empleando un macho de arena recubierto se tienen las siguientes dificultades: (1) Se necesita una pluralidad de capas del material de recubrimiento para formar el macho de arena, haciendo por lo tanto difícil la formación de las capas de recubrimiento. Esta operación problemática aumenta el número de pasos de un procedimiento de producción a medida que aumenta tiempo y costo para el procedimiento de producción. (2) Es difícil eliminar completamente el aglomerado como componentes del material de recubrimiento y el macho de arena, después del moldeado. La eliminación del aglomerado generalmente se realiza quemando o tratando con calor el macho de arena. (3) Es difícil formar el macho de arena ya que requiere un equipo complicado y pasos considerables en el procedimiento de producción. Adicionalmente, el macho de arena tiende a desintegrarse fácilmente y por lo tanto su manejo es difícil, aumentando el número de pasos en el procedimiento de producción a medida que degrada la producción. de las piezas moldeadas. (4) Durante el colado, se requiere una complicada regulación de presión para prevenir que el macho de arena se desintegre. Adicionalmente es difícil, desintegrar completamente el macho de arena después de la colada. Lo antes mencionado requiere un paso de tratamiento con calor para el macho de arena' y un paso de eliminación de arena, y un paso de inspección para eliminar la arena de las piezas moldeadas resultantes (producto) "lo cual aumenta el número de pasos en el procedimiento de producción aumentando de esta manera tiempo y costo para el procedimiento de producción. (5) La penetración ' de metal fundido entre las partículas de arena del macho de " arena y la penetración de componentes del macho de arena en las piezas moldeadas (producto) se produce durante el colado. Esto tiende a producir pequeños agujeros o cavidades en las piezas moldeadas degradando ' por lo tanto el producto y productividad de las piezas moldeadas (producto) . (6) Eliminar completamente la arena del macho de arena es difícil después de la colada, por lo que la arena permanece adherida sobre las piezas moldeadas (producto) provocando, por lo tanto, desgaste y daño a las piezas moldeadas (producto) . (7) Es difícil o considerablemente imposible producir una complicada y/o gran colada. Esto limita la aplicación de métodos de colado usando el macho de arena a un rango pequeño, proporcionando problemas en diseño y producción de moldes de colada. (8) Volver a usar la arena del" macho de arena es difícil debido a que el macho de arena contiene los materiales de recubrimiento y el aglomerado, el cual es difícil eliminarlo completamente. Para reutilizar la arena del macho de arena, se requieren más pasos en el procedimiento de producción, aumentando por ' lo tanto tiempo y costo para el procedimiento de producción. (9) El método de colado usando el macho de arena y el taladrado profundo se realiza generalmente con los siguientes pasos, lo cuales requieren tiempo y costo de producción aumentados: (a) Formar un macho de arena; (b) Recubrir el macho de arena; (c) Secar el macho de arena; (d) Formar un molde de colada; (e) Verter un metal fundido para realizar una operación de colado; (f) Eliminar la arena de un molde de colada (producto) ; (g) Tratar con calor la arena del molde de colada (producto) ; (h) Inspeccionar la eliminación total de arena; (i) Eliminar la rebaba del molde de colada (producto); (j) enviar el producto de la colada a la línea de maquinado; (k) Perforar los agujeros de fabricación a cero en las piezas moldeadas (producto) ; (1) Perforar los agujeros necesarios en la pieza moldeada (producto) ; (m) Obtener una pieza moldeada completa (producto) .

Se entiende que los problemas antes mencionados en el método de colado se encuentran también en los métodos de moldeado (usando el macho de arena) para hierro colado y manganeso.

Descripción de la técnica anterior para reemplazo de barrenos Hasta ahora, se ha empleado una variedad de métodos de perforación para metal. El maquinado se ha usado extensamente para fabricar metal. Se han usado herramientas de maquinado de alta velocidad en Máquinas CNC y barrenos de carburo estándar en los procedimientos de línea de transferencia.

En relación con los métodos de perforación profunda, se necesita mucho dinero para construir una estación de perforación profunda ,y se necesita mantenimiento para conservar los procedimientos de fabricación funcionando. Estos métodos se emplean con las siguientes dificultades: (1) Es difícil regular el flujo de enfriador y provoca el rompimiento del barreno. (2) Los barreno se usan pasando sobre su vida diseñada y otra vez ocurre el rompimiento del barreno. (3) Detener la línea para cambiar el barreno reduce el tiempo del ciclo en' el procedimiento de fabricación. (4) Dar mantenimiento y reemplazar partes 'de la estación de perforación profunda incluye el buje, abrazadera, etc.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método mejorado de fabricación de un artículo usando un macho de arena pre-tensado y un artículo producido por ese medio, lo cual supera desventajas encontradas en el método y artículo similar convencional.

Otro objetivo de la "presente invención es proporcionar un método mejorado de fabricación de un artículo usando un macho de arena pre-tensado y un artículo mejorado producido por ese medio, por medio de lo cual se pueden obtener artículos de alta calidad reduciendo el número de machos rotos en un procedimiento de producción, aún si el artículo tiene una forma hueca.

Un aspecto de la presente invención reside en un método de fabricación de un artículo, ' consiste en los siguientes pasos en la secuencia antes mencionada: colocar un alambre en una caja de macho en- frío y poner abrazaderas en los extremos del alambre, estas abrazaderas tensan el alambre; entonces se cierran las cajas de macho y se forma un macho de uretano alrededor del alambre; al separar la caja de macho se -libera la tensión en el alambre, se comprime el macho, y así se forma el macho.

Otro aspecto más de la presente invención reside en el macho usado en un molde de fabricación para producir un artículo que tenga al menos una sección hueca, entonces se forma el macho de arena pre-tensado.

De acuerdo con el principio de la presente invención se obtienen los siguientes efectos ventajosos: (1) Al usar el macho de arena dé uretano pre-tensado, el cual no se desintegra fácilmente, facilita la fabricación de un macho en un molde de colada reduciendo, por lo tanto, el rompimiento del macho y simplificando el procedimiento de manufactura y reduciendo el número de pasos en una producción reduciendo, al mismo tiempo, el tiempo y costo. (2) El macho de arena de uretano pre-tensado no tiende a romperse fácilmente aún bajo condiciones rudas de manejo y tiene facilidad de manejo, facilitando el transporte y almacenamiento del mismo. (2) El macho de arena de uretano pre-tensado reduce el rompimiento del macho dentro del colado y por lo tanto, no penetran piezas rotas del macho en la pieza moldeada (producto) , por lo tanto, evita la producción de pequeños agujeros o cavidades en la pieza moldeada (producto) . Esto previene la producción de productos con fallas, mejorando, por lo tanto, el rendimiento y la productividad de la pieza moldeada (producto) , proporcionando calidad más alta de las piezas moldeadas (productos). (4) El macho de arena de uretano pre-tensado hace más fácil la formación de una sección hueca de una pieza moldeada (producto) . (5) Esta sección hueca toma el lugar del agujero taladrado en la pieza moldeada (producto) '. (6) Por lo tanto, se omite una estación de taladrado profundo del procedimiento de fabricación. (7) El mantenimiento de la estación de taladrado profundo también se elimina. Adrcionalmente, se mejora en resistencia y por lo tanto, hace posible producir la pieza moldeada teniendo una forma completa y tamaño total sin importar el tamaño, extendiendo de esta manera el rango de aplicación de las piezas moldeadas.

Se coloca un alambre dentro de la parte baja" de una caja de machos (aglomerado) . Dentro del aglomerado están abrazaderas asegurando y sosteniendo cada extremo del alambre en su lugar. La mitad superior baja sobre la mitad inferior del aglomerado y se juntan. A medida que el aglomerado cierra las abrazaderas en cada extremo se mueve hacia fuera entre ellas y se crea tensión sobre el alambre hasta que las abrazaderas alcanzan una distancia designada. La arena mezclada con resina se sopla en la caja de macho y entonces se sopla el catalizador para endurecer la arena y resina en su lugar alrededor del alambré. Cuando se termina de catalizar las mitades superior e inferior del aglomerado se separan. A medida que las dos mitades del aglomerado se separan, las abrazaderas liberan el alambre. Cuando "el" alambre se libera de las abrazaderas, el alambre empieza a retraerse colocando el macho en compresión. El macho de arena de uretano trabaja' bien en compresión, sin embargo, el alambre no se retracta solo una parte de la distancia y do se retraer a la posición original. Esto provoca que el alambre "aún esté tenso, cuando el macho está" todavía comprimido .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un método de la invención, un macho de arena pre-tensado se usa para formar un molde de fabricación usando un macho de arena de dimensiones menores de ancho, a menores porcentajes de resina, que los que se habían usado antes. Parece que hasta ahora ha sido imposible usar el macho de arena pre-tensado como un macho para la fabricación de moldes. El molde de fabricación formado de esta manera usando el macho pre-tensado se emplea para la producción de piezas de moldeado (producto) . El macho de arena pre-tensado es particularmente adecuado para la fabricación de un artículo que tenga una forma cilindrica. Se necesita que el macho de arena pre-tensado tenga tanto una resistencia a la presión o características de no desintegración durante la fabricación y una característica de desintegración después de la fabricación, ambas características están en conflicto entre sí. Adicionalmente, el ' macho de arena pre-tensado preferentemente necesita no afectar el producto durante la fabricación, es decir, no tener características frágiles y evitar el rompimiento del macho.

El macho de arena pre-tensado se usa preferentemente en un molde de colada para' roducir una pieza moldeada (producto) bajo la colada, y formar formas cilindricas alrededor. Por consiguiente, en la primera modalidad se describirá un método (método de colado) para producirlas usando machos de forma cilindrica (macho de arena pre-tensado) bajo un procedimiento de colado de baja gravedad o gravedad. En esta modalidad, el macho de arena pre-tensado 1, se produce por medio de un método de aglomerado en caja fría de resina fenólica, para tener una forma de S. La arena pre-tensada se coloca de manera fija entre un molde superior y un molde inferior obteniendo de esta manera un molde de colada. El macho de arena pre-tensado tiene uno o ambos extremos montados de manera segura entre el moldé superior "y el molde inferior. Se forma una cavidad entre el molde superior y el molde inferior y el macho de arena pre-tensado. La forma de la cavidad ' corresponde a la de la pieza moldeada (producto) que se va a producir bajo colado".

Un metal fundido de un material metálico como aluminio se vierte bajo presión en la cavidad formada en el molde de colada para obtener la pieza " moldeada (producto) que una forma que ' corresponda al de la cavidad. Se entiende que se puede " seleccionar una variedad de metales como material metálico del metal fundido para que corresponda al material de la pieza moldeada (producto) que se va a producir.

La pieza moldeada (producto) formada se saca abriendo el molde de colada completando de esta forma un procedimiento de colado. De allí en adelante, las partes innecesarias como la rebaba se eliminan de las piezas moldeadas (producto) obteniendo un resultado o pieza moldeada completa como se requiere. Este método de colado usando el macho de arena pre-tensado efectivamente previene el rompimiento del macho durante el procedimiento de colado, proporcionando la pieza moldeada (producto) , la cual está mejorada en cualidades de apariencia y funcionalidad. Adicionalmente, el método de colado en este caso (de acuerdo con la presente invención) omite el procedimiento de fabricación de perforaciones y se usa extensamente en el método de colado convencional usando uh macho de arena. El método de colado convencional generalmente incluye los siguientes pasos: (1) Formar un macho de arena; (2) Secar el macho de arena; (3) Sacar el macho de arena de la caja de machos; (4) Transportar el macho de arena al carrusel y colocarlo en el molde; (5) Verter un metal fundido para realizar una operación de colado; (6) Eliminar la arena de un molde de colada (producto); (7) Tratar con calor la arena de la pieza moldeada (producto); (8) Inspeccionar la eliminación total de arena; (9) Eliminar las protuberancias y rebaba de la pieza moldeada (producto) ; (10) Obtener una pieza moldeada completa (producto); (11) Perforar los agujeros en la pieza moldeada (producto) con un taladro de pistola; (12) Mantenimiento de la operación de perforación; (13) Reemplazar o re-afilar el taladro de pistola cuando pierde el filo. (14) Reemplazar el taladro de pistola cuando se rompa haciendo más lenta la producción. (15) Mantener el refrigerante en la proporción correcta de la composición química. Se entiende que los pasos antes mencionados (11) , (12) , (13), (14), (15) se pueden omitir y ser innecesarios en el método de colado de esta modalidad de la presente invención. Como se menciona anteriormente, de acuerdo con el método de colado de esta modalidad de la presente invención, las piezas moldeadas (producto) se pueden obtener eficazmente en calidad más alta al mismo tiempo que se reduce el número de pasos para formar un agujero y aumentar la habilidad de los machos de arena comparados con el método de colado convencional usando el macho de arena.

El macho de arena pre-tensado mencionado anteriormente mantiene su forma inicial durante el colado (desde el momento de verter el metal fundido y hasta después de la solidificación del metal fundido) contribuyendo de esta manera a formar la pieza moldeada (producto) requerida. Sin embargo, la superficie del macho de arena pre-tensado se quema después del colado bajo la acción del calor remanente al verter y solidificar el metal fundido, y eliminar manualmente o por tratamiento con calor después de que la pieza moldeada (producto) se saca del molde de colada para que no quede material residual correspondiente al macho de arena pre-tensado en la pieza moldeada (producto) resultante. En el método de colado antes mencionado, la temperatura inicial, por ejemplo, alrededor de 660°C en caso de metal fundido de aluminio) del metal fundido vertido se baja considerablemente cuando el metal fundido "alcanza la cavidad del molde de colada, lo que puede originar el hecho de que el macho de arena pre-tensado pueda mantener su forma inicial aún durante el colado. Adicionalmente, el macho de arena pre-tensado mantiene su forma inicial bajo la acción de la temperatura y calor latente por sí solo. Cuando ha pasado un tiempo predeterminado para permitir que el metal fundido se solidifique después de terminar de verter el metal fundido en la cavidad del molde de colada, el macho de arena pre-tensado se saca por medio de tratamiento de calor o manualmente.

Como se menciona anteriormente, se requiere que el macho de arena pre-tensado tenga tanto una resistencia a la presión (compresión) como características de no desintegración durante el colado y características de desintegración después del colado, cuyas características están en conflicto entre sí, y preferentemente requieren que no afecten la pieza moldeada (producto) durante" el colado, es decir, que no tenga una característica que genere una gran cantidad de gas.

A medida que el método de colado de la presente invención ha sido mostrado y descrito siendo aplicado al colado por gravedad de molde metálico, se entenderá que el principio de la presente . invención se puede aplicar también a colado por gravedad de molde de arena, colado a baja presión, colado de' precisión, y similares.

La pieza moldeada resultante (producto) puede tener una variedad de dimensiones cilindricas de acuerdo con el método de colado de la presente invención.

Se apreciará que las modificaciones se pueden aplicar al método de colado para mejorar más la calidad y similares de las piezas moldeadas resultantes (producto) .

Los siguientes son efectos ventajosos del método de colado de la presente invención. (1) Usar el macho de arena pre-tensado que no tiende a desintegrarse fácilmente facilita la fabricación de un macho en un molde de colada, simplificando por lo tanto el equipo e colado y reduciendo el número de pasos en un procedimiento de producción, reduciendo ' a la vez el tiempo y costo requerido en el procedimiento de producción. (2) El macho de arena pre-tensado no tiende a romperse fácilmente aún bajo manejo rudo y es fácil de manejar, facilitando por lo tanto el transporte y' almacenaje del mismo. Adicionalmente, se hace innecesaria una regulación de presión durante el colado, reduciendo de ésta manera el número de pasos en un procedimiento de producción, reduciendo a la vez el tiempo y costo requerido en el procedimiento de producción. (3) El macho de arena pre-tensado facilita la formación de una sección hueca de la pieza moldeada (producto) . Adicionalmente, está mejorado en resistencia y por lo tanto hace posible producir la pieza moldeada teniendo una forma completa y tamaño completo sin importar la forma y el tamaño, extendiendo de esta manera el intervalo de aplicación de las piezas moldeadas. (4) El macho de arena pre-tensado se proporciona tanto con resistencia a la presión como características de no desintegración durante el colado y características de desintegración después del colado, cuyas características están en conflicto entre sí. Por consiguiente, la penetración del metal fundido en la pieza moldeada (producto) se puede prevenir haciendo innecesario el control de presión durante el colado. Adicionalmente, la desintegración completa y sacar el macho de arena pre-tensado 1 se puede facilitar después del colado.

Aunque el método de colado se ha mostrado y descrito en la presente modalidad, se apreciará que el principio de la presente modalidad se puede aplicar para colar hierro y magnesio, los cuales tienen más calidad y, por lo tanto, facilitan el procedimiento de producción. Adicionalmente, se apreciará que el macho de arena pre- tensado de la presente invención se puede emplear en un molde usado para hierro colado o piezas moldeadas de magnesio (producto) , en las cuales el macho de arena pre-tensado puede proporcionar efectos similares ventajosos a las piezas moldeadas de aluminio (producto) resolviendo problemas en las técnicas correspondientes convencionales .

Aunque el macho de arena pre-tensado se muestra y está hecho en una forma cilindrica, se apreciará que el macho de arena pre-tensado se puede aplicar a cualquier macho de arena de caja de macho frío con un área estructural delgada en el macho a un porcentaje bajo de resina donde el alambre puede adicionar resistencia al macho por compresión y se puede sacar manualmente o a través de un tratamiento con calor. Mientras que el macho de arena pre-tensado se muestra y describe para reemplazar barrenos al fabricar piezas moldeadas de aluminio (productos) el macho de arena pre-tensado 1 se puede aplicar a colar hierro y magnesio, lo cual puede satisfacer las condiciones en conflicto (la resistencia a la presión durante la fabricación y las características de desintegración después de la fabricación) .

En modalidades preferentes, la invención se dirige a métodos como sigue: Un alambre metálico se coloca en un aparato y cada extremo del alambre metálico se mantiene en su lugar por medio de una abrazadera dentro del aparato a medida que las abrazaderas jalan cada extremo del alambre metálico y aplican tensión al alambre metálico.

El aparato mantiene el alambre metálico en tensión dentro del punto de rendimiento del material del alambre metálico.

El aparato con el alambre metálico' colocado se denomina un aglomerante de la caja de machos, cuyo aparato tiene una mezcla de arena de uretano soplada en el aparato formando alrededor del alambre metálico. (sic) El aparato es un dispositivo diseñado para soplar una mezcla de arena de uretano con una cantidad designada de psi y se sopla la mezcla de arena de uretano hacia el dispositivo de caja de macho se forma en la forma del macho cuando la mezcla se encuentra en la forma del macho y un líquido o gas catalizador se sopla bajo presión hacia la caja de macho provocando que la mezcla se endurezca en un periodo de tiempo muy corto.

El alambre metálico colocado hacia la caja de macho se aplica a machos que tienen forma cilindrica lineal, cuyos machos se forman alrededor del alambre y endurecen con el catalizador.

El alambre metálico colocado hacia la caja de macho se aplica a machos que tienen formas triangulares cilindricas, cuyos machos se forman alrededor del alambre y endurecen con el catalizador.

El alambre metálico colocado hacia la caja de macho se aplica a machos que tienen formas rectangulares cilindricas, cuyos machos se forman alrededor del alambre y endurecen con el catalizador.

El alambre metálico colocado hacia la caja de macho se aplica a machos que no tienen formas y el alambre se coloca en una forma lineal, cuyos machos se forman alrededor del alambre y endurecen con el catalizador.

Las "abrazaderas en cada extremo del alambre se liberan y después de lo cual el procedimiento de formación del macho entero, el alambre continúa en tensión en las libras designadas por pulgada cuadrada.

Una vez que las abrazaderas liberan .el alambre metálico, el alambre metálico vuelve a su forma original antes de que el alambre metálico se colocara en tensión.

El alambre metálico tiene salientes o formas redondas asentadas perpendicularmente al diámetro del alambre metálico donde las formas redondas se enlazan al alambré metálico para evitar que se muevan" y el lugar de estas formas está en cada extremo del macho.

Una vez que las abrazaderas se liberan, las formas empiezan a contraerse a lo' largo del alambré metálico y a medida que las formas metálicas se contraen comprimen el macho de arena de uretano que se forma alrededor del alambre.

A medida que las formas se contraen, comprimen el macho que se forma alrededor de alambre, ' el cual coloca el macho de arena en compresión aumentando la resistencia del macho por lo tanto la compresión del macho de arena no excede la última resistencia del macho.

Se puede usar cualquier alambre metálico que tenga propiedades dúctiles en la medida en que el alambre usado no exceda la resistencia última de compresión del macho de arena .

Este procedimiento se usa para machos fríos, machos calientes, procedimiento de caja de macho de corteza delgada y pone el macho de arena en aplicación de pretensión donde este macho de arena cilindrico se usa para reemplazar aplicaciones de barrenos que se van a colocar en moldes para piezas moldeadas de "aluminio, hierro colado, magnesio y acero.

Este procedimiento se usa para machos fríos, machos calientes, procedimiento de caja de macho de corteza delgada y pone el macho de arena en aplicación de pretensión donde este macho de arena cilindrico se usa para crear cavidades en las piezas moldeadas . dé aluminio, hierro colado, magnesio y acero.

El método para sacar el mach de arena pre-tensado puede ser por medio de cualquier vibrador para sacar la arena y después sacar el alambre por sí mismo, o tratamiento con calor del colado quemando la' resina dejando el alambre en su lugar para sacarlo fácilmente, o sacar el macho con el alambre del colado después de la solidificación del colado.

El alambre dentro del macho permite que el macho se doble sin romperse.. El macho se puede doblar hasta que ,1a resistencia dúctil en la pared externa del macho alcance la última resistencia y empiece a escamarse y rompers .

El macho sé puede formar en forma cilindrica recta y después doblarse en un arco o forma curveada ' cuando se coloca en el' molde. La forma curveada creará una cavidad cilindrica curveada dentro de ' la pieza moldeada después de la solidificación del colado. La 'forma cilindrica incluye rectangular, triangular y redonda.

El alambre del macho de arena pre-tensado se coloca a través de la longitud completa de la caja de macho, -se dobla dentro de la caja de macho para crear machos de arena pre-tensados curvos. Las salientes 'se extienden del alambre prensado contra la pared de la caja de machos mantiene el alambre en el lugar designado dentro de la cavidad de la caja de macho. El macho curveado se forma en la caja de machos.

Los alambres de pueden colocar en la caja de machos en forma de zigzag. Los machos se forman alrededor del alambre en forma de zigzag dentro de la caja de machos para formar las cavidades en forma de zigzag dentro de las piezas moldeadas. Similarmente, el alambre puede colocarse en la caja de machos en una forma de cadena.

Un alambre pre-tensado aplica en áreas de machos que son muy delgadas. Cuando se coloca en parte de la cavidad de caja de machos para pre-tensar la parte delgada del macho. Ambos extremos tienen abrazadera. Un extremo está alineado con el alambre del macho, el otro extremo del alambre tiene una saliente perpendicular al alambre. La saliente perpendicular tiene una abrazadera en la caja de macho para crear la tensión en el alambre.

Un alambre pre-tensado aplicado en áreas de macho que son muy delgadas. El alambre se coloca' en parte de la cavidad de la caja de macho para pre-tensar la parte delgada del macho. Ambos extremos tienen abrazadera. Ambos extremos del alambre tiene una saliente perpendicular al alambre. La saliente perpendicular tiene abrazadera a la caja de machos para crear la tensión en el alambre.

Se aplica un alambre pre-tensado en áreas de machos que son muy delgadas. El alambre se coloca en parte de la cavidad de la caja de machos para pre-tensar la parte delgada del macho. Ambos extremos tienen abrazadera. Ambos extremos del alambre están alineados con el macho y tienen abrazadera.

El alambre se conecta a otro alambre por medio de un conector. El extremo de cada alambre conecta al conector para hacer el alambre más largo. Los extremos de cada alambre se pueden conectar repetidamente para hacer una longitud sin limite.

Un conector es una pieza separada del alambre que conecta juntos dos extremos de dos alambres separados. El conector es capaz de permitir que ocurra la pre-tensión en un alambre con forma nueva.

Alambre con extremos en forma de broche. Los extremos del alambre con forma para conectar una extremo de un alambre para abrochar con otro extremo de otro alambre para formar un alambre más largo. Es capaz de permitir que ocurra la pre-tensión en alambre con forma nueva .

El conector o los extremos con forma de broche tienen la habilidad para girar el alambre 180 grados.

El alambre conectado junto por medio de alambre más pequeños usando un conector se coloca en una caja de machos en una formación lineal y se coloca en un estado pre-tensado.

El macho compuesto pre-tensado formado en una caja de machos con un alambre conectado junto por medio de alambres más pequeños usando un conector o extremos en forma de broche. Los conectores o extremos en forma de broche están expuestos y tienen el mismo diámetro del macho. El macho se dobla en el conector para formar la forma de zigzag deseada. El macho compuesto en forma de zigzag con los conectores se coloca en la pieza moldeada para formar una cavidad en forma de zigzag.

Los alambres pequeños conectados juntos por medio de conectores o extremos en forma de broche permiten formar una rosca en forma de espiral. Los conectores o extremos en forma de broche tienen salientes pequeñas que presionan contra la pared de la caja de machos. El alambre se pre-tensa antes de formar el macho en la caja de machos. El macho en forma de espiral se saca de la caja de machos y se coloca en una pieza moldeada para formar una cavidad de rosca en forma de espiral.

Los alambres pequeños conectados juntos por medio de conectores o extremos en forma de broche permiten formar un macho en forma de q rizada. Los conectores o extremos en forma de broche tienen salientes pequeñas que presionan contra la pared de la caja de machos. El alambre se pre-tensa antes de formar el macho en la caja de machos. El macho en forma de q rizada se saca de la caja de machos y se coloca en una pieza moldeada para formar una cavidad en forma de q rizada.

Los alambres pequeños conectados juntos por medio de conectores o extremos en forma de broche permiten formar un macho sin forma. Los conectores o extremos en forma de broche tienen salientes pequeñas que presionan contra la pared de la caja de machos. El alambre se pre-tensa antes de formar el macho en la caja de machos. El macho sin forma se saca de la caja de machos y se coloca en una pieza moldeada para formar una cavidad sin forma.

Las salientes que se extienden contra el muro de la caja de machos tienen que ser de un material que no se extienda cuando se forma la pieza moldeada alrededor del macho para crear la cavidad en la pieza moldeada para sacar fácilmente el alambre del macho de la pieza moldeada.

Las modalidades preferentes de la invención se describen en el siguiente ejemplo. Otras modalidades dentro de la gama de las reivindicaciones serán evidentes para una persona con experiencia en la técnica al considerar la especificación o práctica de la invención como se describe en la presente. Se intenta que la especificación, junto con el ejemplo, se considere como ejemplar únicamente, con el campo y espíritu de 1 invención indicadas por las reivindicaciones que siguen el ejemplo.

Ejemplo, Macho de Arena Pre-tensado Detalles de este ejemplo se proporcionan en Martín Zoldan, 2005, MS Thesis, Department of Mechanical Engineering, Wayne State University, y en la Solicitud Provisional de Patente US No.- 60/604,621, presentada en Agosto 25, 2004, incorporada en su totalidad a la presente para referencia.

Las compañías de maquinado y plantas de motores de la industria automotriz gastan millones de dólares para máquinas y barrenos para perforar agujeros en piezas moldeadas. El siguiente método se creó para un proceso de colado existente y tiene la habilidad - para más aplicaciones versátiles. El método descrito en la presente también se puede usar para varios métodos de colado de aluminio, hierro colado, acero y magnesio. Los métodos de colado a los que se puede aplicar la presente son procesos de baja gravedad, alta gravedad, espuma de merma y colado con boquilla. Los procesos de machos de área a los que se puede aplicar la presente son: corteza, sin hornear, caja caliente y caja fría. El método propuesto reemplaza los agujeros de perforación en las piezas moldeadas por medio de los machos de arena pretensados. Las piezas moldeadas son cabezas de cilindro y bloques de cilindro que se usan en el ensamblado de motores. En lugar de" maquinar' los agujeros en el proceso de fabricación, los agujeros e hacen en el proceso de colado. Se intenta que este método propuesto se u'se para una aplicación existent para reemplazar el' barrenar un conducto de aceite a través de la cabeza dé cilindro. Los machos de arena de forma cilindrica larga, hechos en un proceso de caja de machos fría, se colocan en compresión, lo que ocurre al colocar' un alambre en la caja de machos y pre-tensar el alambre. Los resultados directos de colocar los machos de arena en compresión se incrementan en la resistencia del macho durante el manejo, colocándolo dentro del molde, y el proceso de vertido. Al aumentar la resistencia del macho se acorta el ciclo de producción al hacer la cabeza, y elimina los problemas que aparecen al perforar el agujero en la pieza moldeada. Los problemas que se intenta eliminar son el rompimiento de los barrenos y la porosidad sin cubrir en las piezas moldeadas después de perforar los agujeros en las piezas moldeadas. El macho de arena pre-tensado se ajusta en un molde de colada para formar una cavidad en la pieza moldeada. El metal fundido, por ejemplo, Aluminio, se vierte para formar la cavidad dentro de la pieza moldeada. El macho de arena pre-tensado mantiene su forma inicial durante el colado. Las dos pruebas usadas en el producto actual comprimen el macho por medio de una máquina instron y pruebas transversales con una platilla por medio de una máquina instron de mesa. Los cálculos de propiedades térmicas se hicieron para determinar el rendimiento del macho durante el proceso de vertido.

A continuación se encuentran los detalles de este proceso. Los machos de arena en una caja de machos fría de resina se hicieron de arena y una resina. Los machos fueron demasiado frágiles para manejarse y sacarse de la caja de machos. Los machos necesitan ser más resistentes sin aumentar el porcentaje de resina. Si se aumenta el porcentaje de resina, el macho es demasiado duro y no se puede saca a través de un proceso de tratamiento con calor o un agitador.

El macho de arena de un proceso de caja de machos frío tuvo una propiedad que ho se había usado antes. La propiedad de compresión de la arena fue similar a la propiedad de compresión del concreto. El macho se comprimió sin interferencia en el proceso para "hacer el macho, por lo tanto, mejoró la calidad y rendimiento de los machos.

El mismo principio de reforzamiento de concreto colocando varillas de acero en el concreto, lo que conserva el concreto en compresión y el acero en tensión, se aplicó al macho de arena de un proceso de caja de machos fríos. Al colocar un alambre en la caja de machos y aplicar tensión en el alambre, el macho se forma alrededor del alambre. Se permite que el alambre se retraiga hacia su forma original, lo que coloca el macho en compresión, por lo tanto, los machos de arena usan el mismo principio de reforzamiento del concreto.

Haciendo el equipo para soplar los machos - Colocar un alambre en un macho y colocar el macho compuesto a través de una serie de pruebas son parte de los requisitos para probar la teoría del macho de arena pre-tensado. Al hacer un macho de 26" de longitud y un diámetro de W a medida que el macho se forma alrededor del alambre, fueron las otras partes de los requisitos. El macho se hizo bajo esas condiciones; no había equipo disponible para hacer este tipo de macho. Para hacer un macho con un alambre adentro, se tuvo que diseñar una caja de machos capaz de mantener' un alambre en su lugar y capaz de operar en condiciones de seguridad".

La caja de machos completa y el montaje del sistema de tubería se describe a continuación.

La parte inferior de la caja de machos se colocó en una placa base, la cual sirve como una superficie para nivelar. La placa base és una pieza dé acero de 4"x l"x40". En la placa base se montan dos abrazaderas, una abrazadera fija y .una abrazadera ajustable. Las abrazaderas están separadas con suficiente espacio para colocar la parte inferior de la caja de machos entre las abrazaderas. Un alambre de 36", con pasadores de madera montados sobre el alambre se colocó en las cavidades de la caja de machos inferior, la cual se asienta sobre cada abrazadera y directamente sobre cada inserto de limatón plano que se insertó en cada abrazadera. El inserto de limatón plano de Vxl"x2" se colocó sobre el alambre intercalando el alambre. Entonces la placa de acero plano de Wxl"x2" se colocó en la parte superior del limatón. Dos tornillos de cabeza hueca de ^-20 se colocaron entonces a través de los agujeros que se perforaron en el limatón de H"x\"x2" y la placa para tener acceso a las derivaciones en cada abrazadera. Una llave alien de 3&16 se usó para apretar los tornillos de cabeza de boquilla. A medida que los tornillos de cabeza de boquilla se apretaron, hicieron lo mismo los limatones de H"xl"x2" y el No. 00. Los limatones planos crearon una retención fuerte alrededor del alambre intercalado entre ellos. Se usó una llave alien de 5/16" para mover la posición de las abrazaderas ajustables y la escala midió el desplazamiento de la abrazadera, determinando la cantidad de tensión aplicada al alambre.

La caja de machos superior se sujetó, en cada extremo, con las asas de madera. Los postes guía en la caja de machos superior se alinearon y colocaron en los bujes en el montaje de la ca a de machos inferior en una sola unidad. Los postes guía colocados en los bujes mantuvieron las cajas de machos superior e inferior juntas durante la operación.

La placa de soplado fue lo siguiente. Los agujeros de soplado de la placa de soplado se alinearon y colocaron en el espacio de los agujeros en la parte superior de la caja de machos superior.

Las placas de plomería, las cuales están conectadas al sistema de tubería, se conectaron entonces a la placa de soplado. Hay dos mitades de las placas" de plomería, una placa de plomería superior y una placa de plomería inferior. Los pasadores de la placa de soplado alinean las placas de plomería. Una placa dé plomería diseñada especialmente se colocó en la parte superior de la caja de machos superior. En la parte superior del niple se atornilló un reductor de campana de 2" con un tornillo de tubo de 2"xl8" sobre el reductor de campana. El tubo de 2"xl8", el cual se cortó al tamaño, se dejó abierto hasta que el sistema fue seguro. En este punto, las abrazaderas de tubo se usaron para montar las placas de plomería-sistema de tubería en el montaje de la caja de machos. Esto se hizo con la" parte superior de las abrazaderas colocado en la parte superior de las placas de plomería y el fondo de la abrazadera de tubo se colocó debajo de la superficie de nivel. La superficie plana estaba debajo del sistema de tubería de la caja de machos: Esto aseguró el sistema de tubería de la caja de machos sobre la uperficie plana para formar una unidad única. Había un total de cuatro abrazaderas de tubo usadas para realizar el montaje del sistema junto.

Una vez que el sistema se aseguró, se necesitó mezclar la composición de resina y arena y se preparó para verterla por el extremo abierto del tubo de 2"xl8".

La mezcla de resina y arena se preparó de la siguiente manera. lOOOg dé arena de sílica se midieron en una balanza digital.

Se calculó el 'porcentaje deseado de la resina, el cual fue posteriormente medido en la balanza digital. Si se desea una resina' de 1.1-%, se multiplica 0.011 por lOOOg de arena. "El producto de este cálculo fue de llg. Por lo tanto se tuvieron que medir llg dé resina. La resina se midió de manera separada de la arena en la balanza digital. Se usó un gotero para tomar la resina del contenedor y se goteó en una taza colocada sobre la balanza digital hasta que se alcanzaron los llg (ver cuadro III.4 arriba). Se mezcló un agente para fluir en la resina para ayudar a la mezcla de arena-resina a fluir a través del sistema de tubería. La cantidad de agente para fluir usado fue de 0.04% de la cantidad de la resina. En este caso los llg de resina se multiplicaron por 0.0004; el producto de esta ecuación fue d 0.0044g. Se usó un gotero para gotear la cantidad goteada del agente para fluir en la taza con los llg de resina. La arena se vertió en un cuenco, que era parte de un mezclador de cocina de mesa. Entonces la resina con el agente para fluir, en los porcentajes deseados, se vertió en el mismo cuenco sobre la arena. Al mezclar lá resina y la arena juntas en el mezclador se creó una mezcla de los dos compuestos.

La mezcla completa se vertió en el extremo del tubo e 2"xl8" a través de un embudo (ver cuadro III.6 arriba). Una vez que la mezcla se vertió dentro, el reductor de campana de 2" se atornilló. En la parte superior del reductor de campana había un niple de H"x2" con una válvula de bola de " , un reductor de H a 3/8" y después una válvula Schroder macho, todos atornillados en la parte superior de cada uno en el orden listado.

La contraparte hembra de la válvula Schroder se aseguró sobre el macho. La femenina se conectó a una manguera conectada a un compresor de aire. El sistema completo estuvo listo y la válvula de la válvula de bola se giró a la posición abierta.

Aproximadamente 90 psi de aire fluyó a través de la manguera al tubo de 2"xl8" donde estaba la arena. La fuerza del aire sopló la arena al resto del sistema de tubería. La arena fluyó a través de la cavidad de madera, después hacia los agujeros de soplado de la placa de soplado. La arena flujo después hacia la cavidad de la caja de machos para formar la forma deseada del macho de arena alrededor del alambre. Una vez que la válvula se abrió aproximadamente durante 10 segundos y la arena fue soplada hacia la caja de machos, la válvula se cerró.

El sistema de tubería se quitó primero hasta el tupo de 2"xl8". Esto se necesito para permitir que se sacaran las abrazaderas del tubo. El sistema de tubería totalmente ensamblado era demasiado pesado para sacarse de una sola vez, y se necesitó sacarlo en secciones. Entonces se sacaron las abrazaderas del tubo. Después se levantó la placa de soplado de la caja de machos superior. La placa de soplado de madera se colocó sobre la caja de machos superior. El extremo abierto de la manguera desde el tanque de C02 se colocó sobre el agujero de 1" en la parte superior de la cavidad de madera. El tanque de C02 se abrió y el C02 tuvo un regulador ajustado a 40 psi bombeando C02 hacia la cavidad de madera, el cual fluyó hacia la caja de machos durante 35 segundos. El tiempo límite de 35 segundos para el catalizador fue suficiente para endurecer el macho de resina y arena.

La placa de soplado de madera se levantó de la caja de machos superior. La llave alien de 5/16" se usó para aflojar la abrazadera ajustable y liberar la tensión sobre el alambre. Entonces la llave alien de 3/16 aflojó los tornillos de cabeza hueca, los cuales aflojaron la placa de Vxl"x2" y el limatón en la parte superior de las abrazaderas de cada extremo de la caja de machos. Los tornillos de cabeza de boquilla se sacaron entonces de las derivaciones. La caja de macho se sacó dejando el macho de arena expuesto para sacarlo de la cavidad de la caja de machos inferior con la arena formado alrededor del alambre. El producto estaba ahora completo.

Para resumir, el alambre colocado dentro del macho se giró para beneficiarlo al sacar el macho de la caja de machos. Al sacar el macho sin el alambre adentro provocó que el macho se rompiera. Colocar el alambre dentro del macho permitió que el macho permaneciera intacto al sacarlo.

Material de alambre y sus propiedades estructurales. Acero y aluminio fueron considerados para aplicar la pre-tensión a los machos. El acero se consideró debido a su habilidad de desempeño con el concreto y su habilidad de mejor desempeño a temperaturas más altas que otros materiales durante el proceso de vertido. Las propiedades de compresión de la arena y el concreto son las mismas, excepto que en la arena es menor. Las escalas de presión y cargas aplicadas también son menores que la presión y cargas usadas al reforzar concreto. El alambre de acero en la arena da un rendimiento similar al del alambre de acero en el concreto. Las piezas moldeadas se hicieron de Aluminio y los alambres usados para las pruebas fueron también de Aluminio. El aluminio se puede volver á fundir para ayudar a reducir costos.

El punto de deformación es la cantidad de pulgadas por pulgada cuadrada (psi) que un alambre puede tener antes de que la deformación sea permanente. Usar esta información puede ayudar a determinar como la compresión puede mejorar el rendimiento del macho. El punto de deformación indica dos factores importantes. El primer factor es la cantidad de distancia o alargamiento que el alambre puede mover. Conocer que tan elástico puede ser el alambre es importante. Una vez que se conoce cuanta elasticidad tiene el alambre, entonces se sabe cuanto tiene que viajar el alambre para regresar a su posición original. Si la cantidad de la distancia es más -que la que el mach puede manejar entonces hay una tendencia a romper el macho a medida que el macho se está formando en la caja de machos. Si la cantidad de la distancia no es suficiente para crear una cantidad significativa de fuerza de compresión sobre el macho, entonces el alambre no se usará. El segundo factor es la cantidad de psi. Diferentes alambres se estiran con el mismo desplazamiento pero tienen un psi diferente. Si el psi es demasiado fuerte, la arena se apretará durante el proceso de soplado de la formación del macho de arena. Si el psi no es lo suficientemente fuerte, no habrá suficiente fuerza de compresión colocada sobre el macho.

La resistencia elástica del punto de deformación de cada material se determinó por el uso dé la caja de machos inferior'. Este tipo de prueba para reunir la información del punto de deformación se " determinó como sigue.

La información exacta para los alambres específicos usados no se encontraron en libros y los fabricantes del producto no usan este material en esta forma. Los alambres se usan normalmente como alambres para soldar y el punto de deformación para el material se usa estrictamente en un escenario para soldar.

Al colocar el alambre en la caja de machos y estirar el alambre por medio del uso de la caja de machos daría la información del punto de deformación en el rendimiento del alambre. La caja- de machos usada para la prueba del punto de deformación es la misma caja de machos usada para la fabricación del macho compuesto." Él alambre de cada diámetro se colocó dentro de la caja de machos y se colocaron las abrazaderas en cada extremo de la caja de machos por medio de las abrazaderas fijas y ajustables. El alambre tenía una gala especial que mediría el alambre a medida que la abrazadera ajustable se movía estirando el alambre. La gala se unió a la caja dé machos en una posición fija. La gala se colocó en el extremo del alambre, sobre el extremo' ajustable de la abrazadera, y se midió el alambre a medida que la abrazadera ajustable se movía provocando que el alambre se estirara. Una vez que el alambre se movió a una cierta cantidad, el alambre se sacó y se midió para ver "si el alambre se retraía a su longitud original. Después el alambre se etiquetó y se puso a un lado. El proceso se repitió hasta que el alambre de ese diámetro no mostró resistencia elástica desde el mismo desplazamiento. Una vez que el mismo desplazamiento fue mostrado consistentemente desde la prueba, se encontró la parte de desplazamiento del punto de deformación.

Cada diámetro del alambre de acero mostró un rendimiento consistente para la resistencia elástica en 1/8" de desplazamiento y se retrajo a su longitud original una vez que se sacó de la caja de machos. El alambre de aluminio para cada diámetro mostró un rendimiento consistente también en 1/8" de desplazamiento.

El lbf "de los alambres en el punto de deformación para cada material se determinó matemáticamente. El punto de deformación para el acero se determinó usando la fórmula con el módulo de elasticidad para el acero que se muestra en la Tabla 1. El punto de deformación para el Aluminio y la cantidad de elasticidad que el Aluminio se puede estirar se calcula en la Tabla 2.

TABLA 1 [(Longitud en pulgadas) (Carga)] = Resistencia Elástica [ (Área Metálica) (Módulo de elasticidad) ] [ (Longitud en pulgadas) [ (Área Metálica) (psi de material) ] = Resistencia Elástica [ (Área metálica) (Módulo de elasticidad) ] Psi de material = Resistencia Elástica (Módulo de elasticidad)] (Longitud en pulgadas) 100694.44=[0.125"(29xl06 psi)] (1/36") El área metálica para cada diámetro de alambre es: (1/8")2 x 3.141593=0.012272 in2;(3/32")2 x 3.141593=0.006903 in2; (l/16")2x 3.141593=0.003068 in2 Carga para cada diámetro en el punto de rendimiento es: Diámetro (Área de alambre) (Psi de material) = bf de material A 1/8"; (0.012272 in2) (100694.44 psi)=1235.72 lbf; a 3/32"; (0.006903 in2 ) (100694.44 psi) =695.0941bf; A 1/16"; (0.003068 in2 ) (100694.44 psi)=308.9 lbf El desplazamiento para cada diámetro de alambre de acero, en el punto de rendimiento, es de 0.125". La carga para cada diámetro de alambre, en el punto de rendimiento, es: A 1/8"=1235.72 lbf; A 3/32"=695.094 lbf; A 1/16"=308.9 lbf TABLA 2 La carga para el aluminio se probó' y determino bajo condiciones similares en las cuales se usaría el alambre. La última resistencia del alambre se determinó en una máquina Instron usando abrazaderas similares a las abrazaderas usadas en la caja de machos. Desde el punto de última resistencia el desplazamiento y la carga para ese punto se usó para encontrar el psi del material y el modulo de elasticidad del material. Por lo tanto el Ibf del material para los tres diámetros se pudo determinar. El desplazamiento para el punto de deformación para el alambre de aluminio de 1/16" de diámetro fue muy suave cuando se pusieron las abrazaderas y muy suave cuando se formó la derivación sobre el alambre. El desplazamiento para el alambre de aluminio se encontró de la misma manera que se encontró el punto de deformación del acero para cada uno de los diámetros. El desplazamiento para el p'unto de deformación se determinó lo mejor posible bajo estas condiciones, y salió en 1/8" de desplazamiento para el punto de deformación.

Para determinar el módulo de elasticidad, el alambre se probó en la máquina instron y se encontró el punto de última resistencia de 0.1956" a 299 lbf.

Psi de material = [ (Ibf de material) / (Área de alambre))] 24364.40678 psi 0 (299 Ibf/O .01227") Módulo de elasticidad = [ (Longitud en pulgadas) (psi de material] [ (Resistencia Elástica) ] 4484246.647 = [ (36") (0.01227") ]/ (0.1956") Psi de material = Resistencia Elástica (Módulo de elasticidad) (Longitud en pulgadas) 15570.30086=[0.125"(4.5 x 106 psi)]/ (36") Área metálica para cada diámetro de alambre es: (1/8")2 x 3.141593 = 0.012272 in2;(3/32")2 x 3.141593 = 0.006903 in2;l/16")2 x 3.141593 = 0.003068 in2 La carga para cada diámetro en el punto de deformación es : Diámetro: (Área del alambre) (Psi de material) =lbf de material A 1/8": (0.012272 in2) (24364.40678 psi) =191.0787 lf; A 3/32": (0.006903 in2) (24364.40678 psi)=107.4818 lbf; A 1/16": (0.003068 in2) (24364.40678 psi)=47.?7 Ibf El desplazamiento para cada diámetro de alambre de acero, en el punto de deformación, es de 0.125". La carga para cada diámetro de alambre, en el punto de deformación, es: A 1/8"=191.0787 lbf; A 3/32"=107.4818 lbf; A 1/16" = 47.77 lbf Acero (lbf en el punto de deformación) Aluminio (lbf en el punto de deformación) 1/8" 1235.72 191.0787 Ibf 3/32" 695.094 lbf 107.4818 Ibf 1/16" 308.90 lbs 47.77 Ibf Como se muestra anteriormente, la carga para el punto de deformación para el acero muestra que el acero es aproximadamente 6 veces más fuerte que el punto de deformación del aluminio.

Las pruebas de compresión en machos de arena de uretano ayudaron a determinar mejor las tolerancias para los alambres usados. Lá prueba de compresión se menciona abajo.

Datos de compresión y tensión de machos con diferentes porcentajes de resina.

Los alambres estaban pre-tensados cuando se colocaron en el macho creando una condición comprimida en el macho de arena. Los datos de compresión muestran tolerancias de rendimiento de machos en diferentes porcentajes de resina. Los datos de las pruebas de compresión muestran la resistencia última de compresión. La última resistencia de compresión corresponde tanto al último desplazamiento como al psi para cada porcentaje de resina.

Los diferentes porcentajes de resina se usaron por las siguientes razones: 1. Sin importar cuantas pruebas se implementen, ocurren variaciones én el proceso. Los diferentes porcentajes de resina dan una idea del tipo de 'problemas que resultan e estas variaciones. 2. Determinar ' el rendimiento de los porcentajes de resina cuando el porcentaje llega a ser menor. Hay una posibilidad de usar un porcentaje de resina menor y reducir el costo de la resina.

Las muestras de compresión para machos de arena Ecolotec se hicieron como sigue. La composición de resina y arena se mezclaron y vertieron en un tubo de 2" de diámetro por 3" de longitud. Un reductor con válvula se atornillaron en el reductor. La manguera conectada al compresor de aire se unió a la válvula. El tubo de 2" de diámetro por 3" se conecta a un niple de H" , el cual se atornilla a una pestaña de " . La pestaña de " se atornilla a la pieza superior de madera. La pieza superior de madera es una de tres piezas de madera usadas para conservar el tupo de 2" diámetro x 2" junto como una sola unidad. El tubo plástico de 2" de diámetro x 2 " de longitud se usó como una caja de machos para crear las muestras. Las otras dos piezas de madera están en el fondo". Dos pernos de 6.5" de longitud y W de diámetro están en cada lado conservando las 3 piezas de madera y el tubo de 2" de diámetro intercalados juntos. Las dos piezas del fondo se atornillan juntas. Hay una pieza de un diámetro de 2" y W de grueso de madera con agujeros perforados para usarse como respiraderos en la parte superior de las dos piezas del fondo. Entre las dos piezas está una pantalla cortada al tamaño para ajustar entre las dos piezas de madera. La cara del fondo de la pieza inferior de madera tiene agujeros también perforados como respiraderos, los cuales empiezan en la parte superior de la pieza". Una vez que se ha girado la válvula a la posición abierta la composición de resina y arena se sopla directamente hacia el tubo de 2" de diámetro x 2".

La composición de resina y arena llena el tubo de 2" de diámetro x "desplazando el aire fuera del tubo a través de los respiraderos creados en las dos piezas de madera inferiores. Una vez que la composición de resina y arena se sopla hacia la caja de machos, el sistema de tubería se saca y el catalizador CO2 se sopla hacia el tupo de 2" de diámetro x 2" durante 30 segundos para solidificar la composición de resina y arena hacia el macho muestra. El macho muestra se saca del tubo de la caja de machos. Este procedimiento se repitió para los diferentes porcentajes de resina.

Cada una de las muestra se llevó a una máquina instron para prueba.

Espécimen de 2.4% de Desplazamiento Deflexión Resina Punto de Deformación' 0.02679" 268.55469 lbs Punto de última 0.04012" 566.4025 Ibs Resistencia Los datos obtenidos de la máquina instron de la muestra de macho al 2.4% de resina se usó para obtener el punto de deformación y el punto de última resistencia para el macho de 26" de longitud y W de diámetro. Los siguientes cálculos determinan cuanto puede manejar un macho de 26" de longitud al estar comprimido. [(Longitud en pulgadas) (Carga)] = Resistencia elástica [ (Área metálica) (Modulo de elasticidad) ] 2" * 268.555 = 6379.1951 (pi) (1) (0.02679") 2" * 566.40625 = 8984.056354 (pi) (1) (0.04012") " " ' Punto de deformación Psi de material = Ibf de material (Psi de material) * (Área del alambre) = Ibf de material Área del alambre 85.48371148=268.555 => (85.48371148)* (0.19634954) =16.78469 3.141593 Punto de última resistencia Psi de material = lbf de material (Psi de material) * (Área del alambre )=lbf de material Área del alambre 180.292709=566.40625 => (180.292709) * (0.19634954 ) =35.40039 3.141593 [ (Longitud en pulgadas) (Carga) ] = Resistencia Elástica [ (Área metálica) (Modulo de elasticidad) ] 26"*16.78469 = 0.34827 (pi) (0.0625) (6379.1951) 26"*35.40039 = 0.52156 (pi) (0.0625) (8984.056354) Cálculo de macho de Desplazamiento Deflexión 26" de longitud @2.4% de Resina Punto de Deformación 0.34827" 16.78469 Ibs Punto de ultima resistencia 0.52156" 35.40039 lbs Los datos de estas pruebas ayudan a aclarar bajo que parámetros se puede usar un alambre para comprimir la arena en una condición de tracción. Al comparar el desplazamiento del macho en el punto de Ultima Resistencia muestra que el punto de deformación de los alambres se encuentra dentro del desplazamiento de la Ultima Resistencia para el macho. El punto de Ultima Resistencia es también el punto de fractura para el macho. La Figura IV.1 lista las cargas para los puntos de deformación, por diámetro del acero y del aluminio. Todos el desplazamiento en el punto de deformación para ambos materiales es de 1/8".

Diámetro Acero (lbf en el Aluminio punto de deformación) (lbf en el punto de deformación) 1/8" 1235.72 lbf 191.0787 Ibf 3/32" 695.094 lbf 107.4818 Ibf 1/16" 308.9 Ibf 47.77 lbf Calculo de macho de Desplazamiento Deflexión 26" de longitud @2.4% de Resina Punto de Deformación 0.34827' 16.78469 Ibs Punto de última resistencia 0.52156' 35.40039 Ibs Observando el punto de deformación para el Alambre de Aluminio de 1/16" y comparándolo con el punto de última resistencia para el macho de 26" de longitud muestra que el alambre de 1/16 de longitud tiene casi la misma cantidad de resistencia en el macho.

Sin importar el proceso usado en el macho" de arena, se puede usar un proceso similar para probar los machos para ayudar a establecer los parámetros para cada tipo de proceso de macho de arena. Se hicieron más pruebas sobre machos en una caja de machos para los machos de arena de uretano, que ayudaron a dar parámetros más exactos. Los cálculos realizados se basaron en los machos sin los alambres dentro de los machos. Estos machos muestran claramente que tan frágil puede ser un macho de una longitud de 26" y un diámetro de 0.5%. Las pruebas de compresión de un macho con un alambre dentro del macho daría más información sobre la resistencia de los machos compuestos en condiciones de compresión.

Datos Transversales El intento de la prueba transversal es para explorar la propiedad de compresión inherente en el macho con el propósito de probar el mejoramiento en la resistencia del macho con o sin un alambre. Se necesita que el 'macho sea lo suficientemente fuerte para sacarlo de la caja de macho, manejarlo desde la caja de machos y dentro del molde, y el proceso de verter el metal fundido en el molde. Otro atributo importante a esta aplicación es la habilidad para hacer machos largos y delgados y la validación de machos largos y delgados se puede hacer sin entorpecer el proceso de colado y fabricación de machos. La prueba transversal de los machos determina si al adicionar el alambre al macho mejorará la resistencia del macho a través de la propiedad de compresión del macho.

Se usó una máquina Instron de mesa para esta prueba. Se hicieron dos plantillas temporales para unirse a la máquina Instron para una prueba de doblado de tres puntos. La plantilla 1 y la plantilla 2 se hicieron con el mismo material y las mismas dimensiones, excepto por la longitud. La plantilla 1 se hizo de tubo de aluminio rectangular de 1" x 1" y se usó para probar los machos de arena sin el alambre colocado en el macho.

La plantilla 2 se hizo de -tubo de aluminio rectangular de 1" x 1" x 22" y se usó para probar los machos de arena compuestos pre-tensados. La plantilla 1 y la plantilla 2 se unieron a la base de la máquina Instron con tornillos 5^-20. Los especímenes probados en las plantillas 1 y 2 no se fijaron a los extremos para cada prueba.

Se colocaron tres machos sin el alambre en la plantilla 1 y la máquina Instron midió la carga, y deflexión. El rendimiento de los machos con el alambre, comparado con el rendimiento de los machos sin el alambre, indican en que forma se llevó a cabo el mejoramiento del rendimiento y la cantidad de mejoramiento. Una tercera serie de pruebas se hizo en cada diámetro de alambre. Un alambre a la vez, representando cada diámetro del alambre en el macho, se colocó en la plantilla 2. La máquina Instron midió la carga y deflexión de cada alambre colocado en la plantilla 2.

Se probaron tres machos sin el alambre en la máquina Instron. Un macho de 26" sin alambre fue demasiado' frágil para permanecer intacto para sacarlo de la caja de machos y probarlo en la máquina Instron. De las piezas rotas se recuperaron tres de diferentes longitudes que se usaron para probarlas en la' máquina Instron. La longitud mayor del macho inalámbrico fue de 15", la segunda "de 11", y la más corta de 6". Los .gráficos de los tres machos sin alambre se colocaron en cada una de las seis gráficas para compararlas con cada macho pre-tensado compuesto. La Figura VI . lb indica lo que está en las gráficas en relación con los machos sin alambre de 6", 11",' y 15" en forma resumida. Los machos sin alambre de 6" y 11" alcanzaron su Ultima Carga en 1 libra, y el macho inalámbrico de 15" alcanzó su Ultima Carga en 0.733 lbs.

Las Ultimas Cargas de 6" y 11" fueron más altas que la del macho inalámbrico de 15". Los de 6" y 11" tienen cargas iguales de deflexión, sin embargo, el de 6" tiene un desplazamiento más largo que el macho inalámbrico de 11".

Espécimen Desplazamiento Deflexión Macho inalámbrico de 15" 0.0494" 0.733 Ibs (punto de ultima resistencia) Macho inalámbrico de 11" 0.0420" 1 lbs (punto de ultima resistencia) Macho inalámbrico de 6" 0.0455" 1 lbs (punto de ultima resistencia) Esto es lógico ya que el macho de 6" es más corto y capaz de ofrecer más resistencia al mismo diámetro que los machos inalámbricos de 11" y 15".

Debido a la importancia en rendimiento de los machos compuestos en las pruebas Instron, se probaron todos los seis escenarios de machos de alambre de diferente material y alambre de diferente diámetro en la máquina Instron y se analizan en este capitulo. Las seis gráficas muestran que los machos compuestos despliegan un rendimiento diferente con los alambres colocados dentro de los machos, comparados con los machos inalámbricos. El desplazamiento de los machos compuestos excedió el desplazamiento de los machos inalámbricos. Los machos compuestos probados en la máquina Instron no se rompieron, excepto por ' el alambre de diámetro 1/8" de acero. Los machos compuestos se doblaron y continuaron doblándose al aplicarse más fuerza sobre ellos. A medida que se doblaba cada macho, la superficie superior del macho estaba en compresión, y la superficie inferior del macho estaba en tensión. La superficie del macho en el lado comprimido se dobló hasta que la superficie comprimida empezó a escamarse. El punto antes de que la superficie superior empezara a escamarse, el macho compuesto alcanzó un punto de deformación. El lado de tracción permaneció intacto. La plantilla permitía un desplazamiento de 1 ?¿" y los machos compuestos probados en la Instron alcanzaron el espacio de 1 W , excepto para el diámetro de acero de 1&8". El diámetro de acero de 1&8 se rompió antes de alcanzar el espacio máximo de 1 W que la plantilla 2 permitía. El alambre de acero de 1/8" de diámetro ofreció más resistencia que la que podía manejar el macho que rodeaba el alambre. Los otros machos compuestos no se rompieron y doblaron en todo el espacio de la plantilla 2 de 1 X>" . Una vez que la máquina Instron terminó la prueba, la Instron se retrajo' y el macho se liberó. Al liberarse de la máquina Instron, los machos que no se rompieron se retrajeron a su posición inicial original. Todos los machos se retrajeron a sus posiciones y formas originales, excepto uno. El macho compuesto de alambre de Aluminio de 1/16", se muestra en la gráfica 1, permaneció doblado y no se retrajo a su posición. El alambre se doblé debido a la suavidad y delgadez del alambre de diámetro 1/16", sin embargo, el macho y el alambre juntos como un compuesto conservaron el macho compuesto doblado. El macho no se retrajo a su posición original una vez que se terminó la prueba. El alambre de diámetro de 1/8" ofreció mucha más resistencia contra la presión de la Instron. Esto provocó que el área del macho entre la Instron y el alambre se rompiera exponiendo el alambre debajo del macho.

Cada alambre representativo de los seis escenarios se colocó en la plantilla 2 y se probó en la Instron. A medida que se hizo con los otros especímenes, los alambres se colocaron en la plantilla y los extremos no se fijaron. El rendimiento de cada alambre fue una línea lineal con una ligera pendiente. Debido a que los extremos no se fijaron, la máquina Instron movió los alambres con poca resistencia. d) Comparación del Macho Compuesto y las partes Componentes de los Machos Compuestos. 1) Gráfica 1: Macho de Alambre de Aluminio de 1/16" Tabla VI . la y b indican lo que está en las gráficas en relación a los machos inalámbricos de 6", 11" y 15", el macho compuesto de aluminio de 1/16", y el alambre de aluminio de 1/16" de diámetro, en forma resumida.

Tabla VI. la (Comparación de machos inalámbricos contra macho compuesto) Espécimen " Desplazamiento Deflexión Macho inalámbrico de 15" 0.0494" 0.733 lbs (punto de ultima resistencia) Macho inalámbrico de 11" 0.0420" 1 lbs (punto de ultima resistencia) Macho inalámbrico de 6" 0.0455" 1 lbs (punto de ultima resistencia) Macho compuesto de 1/16" 0.0450" 0.538 lbs comparando desplazamiento 1/16" Macho compuesto en 0.544" 1.03 Ibs ultima resistencia (comparando deflexión) Tabla VI. Ib (Comparación de Alambre y Macho Compuesto) Espécimen Desplazamiento Deflexión Alambre de 1/16" de 1.2" 0.0587 lbs diámetro Macho compuesto de 1/16" 1.2" 0.44 Ibs Comparando desplazamiento Observando el diagrama y comparando las gráficas de los machos inalámbricos con la gráfica del macho compuesto, el primer beneficio que se nota es la diferencia en el desplazamiento cón respecto a la Carga. El Macho Compuesto de' alambre de Aluminio de 1/16" alcanzó la misma Carga Ultima que los machos alambrillos de 6", 11" Y 15" de longitud. El macho compuesto de 1/16" excedió a los machos inalámbricos de 6", 11" Y 15" en términos de desplazamiento. El macho inalámbrico de 6" alcanzó un desplazamiento de 0.0455" en el Punto Ultimo de macho inalámbrico de 6". El desplazamiento del macho compuesto de 1/16" en el Ultimo Punto es de 0.544". Estos datos muestran que el macho compuesto de 1/16" alcanzó la misma Ultima Resistencia que el macho inalámbrico, sin embargo, el macho compuesto se dobló fuera de la forma hasta que alcanzó la Ultima Carga. El macho compuesto de 1/16" no tiene la rigidez necesaria durante el proceso de vertido . El otro comportamiento que exhibió el macho compuesto de 1/16" ocurrió cuando el macho alcanzó 1.19 pulgadas a 0.44 Ibs . , el macho se agrietó a través del grosor de W de diámetro del macho.

El punto de 1.19" a 0.44 Ibs . es el punto de fractura para el macho compuesto de 1/16". El macho compuesto de 1/16" no se rompió exponiendo el macho, el único macho compuesto que se rompió de esa manera fue el de alambre de acero de 1/8", debido a la rigidez del alambre de 1/8". El macho compuesto de 1/16" se agrietó debido a la delgadez y suavidad del alambre de 1/16". El alambre de 1/8" acoplado con el macho fue demasiado rígido y rompió el área que rodeaba al macho. El alambre de aluminio de 1/16" conservó el macho junto, sin embargo, y esto provocó que el macho se agrietara en lugar de romperse. El punto de fractura ' del macho compuesto de 1/16" es un punto diferente al punto de Ultima Resistencia. El punto de fractura y el punto de Ultima Resistencia de los machos inalámbricos son el mismo punto. Una vez que se alcanza el punto de fractura, los machos inalámbricos se rompen.

El Alambre de Aluminio de 1/16" se colocó en la Máquina Instron y los datos recolectados muestran el alambre de 1/16" en una línea lineal con una ligera pendiente. El alambre de 1/16" alcanzó un desplazamiento máximo de 1.2" a 0.0587 lbs., lo cual es una pendiente de 1:20. Esto es un mejoramiento significativo en comparación en relación con el macho compuesto, el cual alcanzó 0.44 Ibs. En el mismo desplazamiento que el alambre. Esto significa que el macho compuesto es 7.5 veces más fuerte que el alambre en el mismo desplazamiento.

Los datos muestran que el macho compuesto es capaz de doblarse más lejos que los machos inalámbricos. Los datos también muestran que el macho compuesto es más fuerte que el alambre de Aluminio de 1/16". Una rama que necesita más análisis es el rendimiento del macho compuesto de 1/16" con extremos fijos. El macho compuesto, con extremos fijos, se espera que reduzca significativamente la cantidad de deflexión del macho compuesto de 1/16". Que tanta reducción en la deflexión es difícil de decir, sin embargo, las otras cinco gráficas muestran que al ser más grande el diámetro del alambre es mayor la resistencia contra la deflexión para el macho compuesto completo.

Las Tablas VI.2a y b indican lo que está en las gráficas en relación con los machos inalámbricos de 6", 11" y 15", el macho compuesto de acero d 1/16" y el alambre de acero de 1/16" de diámetro, en forma resumida.

Tabla VI.2a (Comparación de machos inalámbricos y machos compuestos) Espécimen Desplazamiento Deflexión Macho inalámbrico de 15" 0.0494" 0.733 lbs (Ultima resistencia) Macho inalámbrico de 11" 0.0420" 1 lbs (Ultima resistencia) Macho inalámbrico de 6" 0.0455" 1 Ibs (Ultima resistencia) Macho Compuesto de 1/16" 0.0420" -0.489 Ibs Comparando desplazamiento Macho Compuesto de 1/16" 0.146" 1.12 Ibs en Última resistencia Comparando deflexión) Tabla VI .2b (Comparación de macho alámbrico y compuesto) Espécimen Desplazamiento Deflexión Alambre de 1/16" de 1.37" - 1.37 Ibs diámetro Macho compuesto de 1/16" 1.37" 2.5 lbs Comparando desplazamiento Este diagrama tiene un mejoramiento significativo desde el rendimiento del diagrama anterior del Macho Compuesto de Alambre de Aluminio de 1/16". El macho aún se dobla, en un rendimiento similar al del diagrama 1, con la excepción del macho compuesto de acero de 1/16" que no se rompió. El punto de Ultima Resistencia del macho compuesto de acero de 1/16" alcanzado es de 2.83 Ibs a 1.53". El 1.53" es el espacio máximo de 1 W en la plantilla. Hay un aumento uniforme en resistencia hasta que el macho compuesto de Acero de 1/16" alcanza 2.25 lbs a 0.538". El macho inalámbrico de 6" alcanza una Ultima Resistencia de 0.0455" a 1 Ib antes de fracturarse, mientras que el Macho Compuesto de Acero 'de 1/16" alcanza 0.4891 Ibs a 0.0420" y no alcanza 1.12 Ibs hasta 0.146" de desplazamiento. El macho compuesto de acero de 1/16" no se fractura cuando el macho se dobla hasta que se alcanza el desplazamiento límite de espacio en la plantilla. El alambre de acero de 1/16" tiene una pendiente de 0.964. Lo más que alcanza el alambre es 1.37 pulgadas a 1.37 lbs., en comparación con 'el macho compuesto de 1/16", a 1.37 pulgadas el macho alcanza 2.5 lbs.

Las tablas VI.3a y b indican lo que está en las gráficas en relación con los machos inalámbricos de 6", 11", y 15%, el macho compuesto de aluminio de 3/32", y el alambre de aluminio de 3/32" de diámetro, en forma resumida.

Tabla VI .3a (Comparación de machos inalámbricos y machos compuestos) Espécimen Desplazamiento Deflexión Macho inalámbrico de 15" 0.0494" 0.733 lbs (Ultima resistencia) Macho inalámbrico de 11" 0.0420' 1 Ibs (Ultima resistencia) Macho inalámbrico de 6" 0.0455' 1 lbs (Ultima resistencia) Macho compuesto de 3/32" 0.0391' 0.855 Ibs Comparando desplazamiento Macho compuesto de 3/32" 0.0601"1.10 (comparando deflexión) Ibs Espécimen Desplazamiento Deflexión Alambre de 3/32" de 1.5" 0.259 lbs diámetro Macho compuesto de 3/32" 1.51" 4.40 lbs Comparando desplazamiento (Ultima resistencia) La última resistencia del macho compuesto se alcanzó en el punto de 1.51" a 4 . 40 Ibs . Esto es casi el doble comparado con la Ultima Resistencia del macho compuesto de Acero de 1/16". El macho compuesto es más fuerte que el alambre, el cual se probó por sí mismo. El alambre probado alcanzó un máximo de 0.259 Ibs. @ 1.50 in.

Las Tablas VI.4a y b indican el contenido de las gráficas en relación con los machos inalámbricos de 6", 11", y 15", el macho compuesto de acero de 3/32", y el alambre de acero de 3/32" de diámetro, en forma resumida.

Tabla VI.4a (Comparación de machos inalámbricos y machos compuestos) Espécimen Desplazamiento Deflexión Macho inalámbrico de 15" 0.0494" 0.733 lbs (Ultima resistencia) Macho inalámbrico de 11" 0.0420" 1 lbs (Ultima resistencia) Macho inalámbrico de 6" 0.0455" 1 Ibs (Ultima resistencia) Macho Compuesto de 3/32" 0.0455" 0.855 lbs Comparando desplazamiento Macho Compuesto de 3/32" 1 lbs (comparando deflexión) 0.052" Tabla VI. 4b (Comparación de Alambre con Macho Compuesto) Espécimen Desplazamiento Deflexión Alambre de 3/32" de 1.5" 0.777 Ibs diámetro Macho compuesto de 3/32" 1.54" 10.9 Ibs Comparando desplazamiento (Ultima resistencia) La última resistencia del macho compuesto de acero de 3/32" se alcanzó en un punto de 1.54" a 10.9 Ibs . Esto es más del doble comparado con el macho compuesto de aluminio de 3/32". El macho compuesto alcanzó 1 Ibs a 0.052 pulgadas, donde el macho inalámbrico de 11" alcanzó 1 Ib a 0.042 pulgadas, este punto es también la última resistencia para el macho inalámbrico de 11". El alambre probado alcanzó un máximo de 0.777 lbs. @ 1.50 in.

Tabla VI .5a (Comparación de machos inalámbricos y machos compuestos) Espécimen Desplazamiento Deflexión Macho inalámbrico de 15" 0.0494" 0.733 lbs (Ultima resistencia) Macho inalámbrico de 11" 0.0420" 1 Ibs (Ultima resistencia) Macho inalámbrico de 6" 0.0455" 1 lbs (Ultima resistencia) Macho compuesto de 1/8" 0.0450" 0.733 lbs Comparando desplazamiento Macho compuesto de 1/8" en 0.053" 1 lbs ultima resistencia (comparando deflexión) Tabla VI. 5b (Comparación de macho alámbrico y compuesto) Espécimen Desplazamiento Deflexión Alambre de 1/8" de diámetro 1.5" 0.66 Ibs Macho compuesto de 1/8" 1.53" . 10.3 lbs Comparando desplazamiento (Ultima resistencia) La última resistencia del macho compuesto de aluminio de 1/8" se alcanzó en un punto de 1.53" a 10.3 lbs. El macho compuesto de alambre de aluminio de 1/8" se alcanzó 1 lbs a 0.053" mientras que el macho inalámbrico de 6" alcanzó la última resistencia de 0.0455" a 1 lb. El rendimiento del macho compuesto de aluminio de 1/8" es similar al rendimiento del macho compuesto de aluminio de 3/32" que se proporciona en la gráfica 4. El alambre probado solo alcanzó un último punto de 0.77 lbs. a 1.50".

Tabla VI .6a (Comparación de machos inalámbricos y machos compuestos) Espécimen Desplazamiento Deflexión Macho inalámbrico de 15" 0.0494" 0.733 lbs (Ultima resistencia) Macho inalámbrico de 11" 0.0420" 1 lbs (Ultima resistencia) Macho inalámbrico de 6" 0.0455" 1 Ibs (Ultima resistencia) Macho compuesto de 1/8" En 0.0350" 1.344 Ibs última resistencia Comparando desplazamiento Macho compuesto de 1/8" 0.0350" 1.344 Ibs (Comparando deflexión) Tabla VI. 2b (Comparación de macho alámbrico y compuesto) Espécimen Desplazamiento Deflexión Alambre de 1/8" de 1.35" 2.20 Ibs diámetro Macho compuesto de 1/8" 1.35" 26 Ibs comparando desplazamiento La última resistencia del macho compuesto de acero de 1/8" se alcanzó en un punto de 1.58" a 30.6 Ibs . El macho se rompió del alambre de acero en el centro del macho, en el lado superior, justo antes de alcanzar el espacio máximo de 1.58" de la plantilla. El macho compuesto de alambre de acero de 1/8" alcanzó 1.344 Ibs a 0.035" mientras que el macho inalámbrico de 6" alcanzó la última resistencia de 0.0455" a 1 lb. Esto es un aumento del rendimiento del acero de 3/32" y los machos compuestos de aluminio de 1/8" se proporciona en las gráficas 4 y 5. El alambre probado solo alcanzó un último punto de 2.20 Ibs . a 1.35".

En resumen, el orden de las pruebas de compuestos fue como sigue: aluminio de 1/16", acero de 1/16", aluminio de 3/32", acero de 3/32", aluminio de 1/8", y acero de 1/". Observando cada gráfica en cada rendimiento respectivo muestra como mejoraron los machos compuestos desde aluminio de 1/16" hasta el acero de 1/8. El rendimiento fue un mejoramiento uniforma a medida que aumentó el diámetro de cada uno de los dos materiales usados. Los machos compuestos sobrepasaron el rendimiento de la última resistencia de los machos inalámbricos, excepto para el macho compuesto de aluminio de 1/16" en la gráfica 1. El rendimiento del macho compuesto de aluminio de 1/16" fue deficiente comparado con otros machos compuestos. Los machos compuestos sobrepasaron a los machos inalámbricos por mayor duración que los machos inalámbricos. Los machos inalámbricos se rompieron después de alcanzar sus puntos respectivos de última resistencia. Sin embargo, todos los machos compuestos hicieron algo que los machos inalámbricos no hicieron. Los machos compuestos se doblaron y no se rompieron, excepto el macho compuesto de aluminio de 1/16" y el macho compuesto de acero de 1/8". El macho compuesto de aluminio de 1/16" se rompió debido a que el alambre de aluminio de 1/16" era demasiado débil y no se pudo manejar al doblarse en ese ángulo. El macho compuesto de acero de 1/8" se rompió debido al extremo contrario comparado con el macho compuesto de aluminio de 1/16". El alambre de acero de" 1/8" dentro del macho compuesto aplicó más resistencia que la que podia manejar el macho que rodeaba al alambre y el macho se rompió revelando el alambre que tenía abajo durante la prueba. El macho compuesto de acero de 1/8" sobrepasó a los machos inalámbricos en resistencia, sin importar la longitud de los machos inalámbricos. Los machos compuestos de aluminio de 3/32", acero de 3/32", alcanzaron el mismo rendimiento y los de aluminio de 1/8" y acero de 1/8" sobrepasaron los rendimientos de resistencia de los machos inalámbricos. Las aplicaciones de extremo fijo de los machos compuestos aumentará la resistencia del rendimiento de los machos. Las pruebas en aplicaciones de extremo fijo necesitan realizarse para determinar los datos para la cantidad de mejoramiento. Los rendimientos de los machos compuestos mostraron la habilidad de resistir al sacarse de la caja de machos, colocarse en el molde, y resistir el vertido al ser formados en una gran longitud. El macho compuesto no únicamente alcanzó la resistencia similar de los machos inalámbricos de 4 de los 6 escenarios de machos compuestos, sino que hizo lo mismo con machos inalámbricos de una longitud más corta. Mientras que los machos inalámbricos se rompieron a una carga baja y desplazamiento corto, todos los machos compuestos duraron en un mayor desplazamiento y mayores cargas. Los machos compuestos que se doblan para compensar tienen las oportunidades para aplicaciones de machos no previstas.

Haciendo un colado con el macho de arena pre-tensado dentro. El molde de arena, hecho de madera, tenía arena soplada y enmarcada alrededor de la madera para crear el molde de arena. Se colocaron dos machos de arena pretensados en el molde de arena. El aluminio 356, que es el mismo Aluminio usado para colar cabezas de cilindro y bloques, se fundió en forma líquida y se vertió en el molde. Durante el proceso de vertido, el Aluminio líquido formó alrededor los machos de arena. El colado solidificado se sacó del molde de arena, con los machos de arena pre-tensados dentro del colado, formando los agujeros deseados eliminando la necesidad de perforarlos.

Conclusión El rendimiento de los alambres colocados dentro de los machos de 26" de longitud y W de diámetro aumentaron la resistencia de los machos. Los machos se pueden sacar de las cajas de machos sin romperse. Las pruebas transversales mostraron un aumento en el rendimiento de los machos con los alambres más fuertes, los cuales incluyeron aluminio y acero de 3/32" a 1/8". Esto mejoró la resistencia de los machos lo suficiente para colocarse dentro de los moldes y manejar el proceso de vertido del metal fundido. El acero de 1/8" tuvo el mejor rendimiento mientras que el rendimiento del aluminio de 3/32" fue mejor que el de los machos inalámbricos de 15".

Las simulaciones térmicas muestran el calor que sale del macho y que el macho puede manejar el alambre dentro del macho durante un proceso de enfriado a presión para solidificar una pieza moldeada tanto para piezas moldeadas de aluminio como de hierro colado. Los alambres de aluminio no pudieron manejar las temperaturas creadas por las piezas moldeadas de hierro colado sin un proceso de enfriado a presión. El acero y aluminio de 3/32" muestran el mejor rendimiento para grosor de diámetro y conductividad.

El aluminio de 3/32" y el acero de 3/32" son las mejores opciones para aplicarse a un macho de 26" en un colado de aluminio por sus propiedades de resistencia y térmicas. El acero de 3732 es la mejor opción para aplicarse a un macho de 26" en una pieza moldeada de hierro colado por sus propiedades de resistencia y térmicas.

La habilidad de los machos compuestos para superar el desplazamiento y doblado de los machos inalámbricos fue una propiedad inesperada. Doblarse para formar diferentes formas dentro de una pieza moldeada abrirá nuevas puertas para formar una pieza moldeada nunca antes pensada. Se necesita hacer más pruebas. El rompimiento de un macho de esta longitud y diámetro no es nunca más un problema para usar este tipo de macho. Probando que colocar un alambre en el macho para crear el macho compuesto resuelve los problemas de fundición que se han experimentado con los machos inalámbricos de este diámetro y longitud.

En vista de lo antes mencionado, se ve que se han logrado varias ventajas de la invención.

Como se pueden hacer varios cambios en los métodos y composiciones antes mencionadas sin salir del campo de la invención, se intenta que todo lo contenido en la descripción anterior y que se muestra en los dibujos acompañantes se puede interpretar como ilustrativos y no en un sentido limitado.

Todas las referencias citadas en esta especificación se incorporan a la presente para referencia. La descripción de las referencias se intenta únicamente para resumir los aciertos hechos por los autores y no se admite que alguna referencia constituya la técnica anterior. El solicitante se reserva el derecho de desafiar la exactitud y pertinencia de las referencias citadas .

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Un método para fabricar un macho de arena, el método consiste en: aplicar tensión a un alambre dentro del punto de deformación jalando los extremos de un alambre fuera de ellos; aplicar una mezcla de arena aglomerada alrededor del alambre para formar una forma predeterminada; permitir que la mezcla de arena aglomerada endurezca; y liberar la tensión del alambre.

2. El método de la reivindicación 1, en donde el aglomerado es uretano.

3. El método de la reivindicación 1, en donde se aplica adicionalmente un catalizador con la mezcla de arena aglomerada, en donde el catalizador acelera el endurecimiento de la mezcla de arena aglomerada.

4. El método de la reivindicación 1, en donde la forma del macho de arena se determina aplicando la mezcla de arena aglomerada al alambre en un hueco en una caja de machos, en donde el hueco de la caja de machos tiene la forma predeterminada.

5. El método de la reivindicación 4, en donde la tensión al alambre se aplica cuando el alambre se coloca dentro de la caja de macho.

6. El método de la reivindicación 1, en donde la forma predeterminada es lineal cilindrica.

7. El método de la reivindicación 1, en donde la forma predeterminada es lineal triangular.

8. El método de la reivindicación 1, en donde la forma predeterminada es lineal rectangular.

9. El método de la reivindicación 1, en donde la forma predeterminada es no simétrica.

10. El método de la reivindicación 1, en donde el alambre metálico tiene salientes asentadas perpendicularmente al diámetro del metal en cada extremo del alambre, de tal manera que las salientes encierran la mezcla de arena aglomerada en donde las salientes comprimen la mezcla de arena aglomerada cuando la tensión se libera.

11. El método de la reivindicación 1, en donde el macho es un macho frió.

12. El método de la reivindicación 1, en donde el macho es un macho caliente.

13. El método de la reivindicación 1, en donde el macho es un macho de corteza delgada.

14. El método de la reivindicación 1, además consiste en colocar el macho de arena en un molde y hacer una pieza moldeada del molde.

15. El método de la reivindicación 14, en donde el colado consiste en aluminio, hierro colado, magnesio o acero.

16. El método de la reivindicación 14, en donde el macho de arena se coloca en el molde en una forma recta.

17. El método de la reivindicación 14, en donde el macho de arena se coloca en el molde en una forma curva.

18. El método de la reivindicación 14, en donde el macho de arena se coloca en el molde en una forma de zigzag.

19. El método de la reivindicación 14, en donde el macho de arena se coloca en el molde en una forma de cadena.

20. El método de la reivindicación 14, en donde dos o más machos de arena se colocan en el molde, conectados los dos o más machos de arena juntos.

21. El método de la reivindicación 14, en donde el macho de arena permite que el calor salga del alambre durante la solidificación del colado.

22. Un macho de arena hecho por medio del método de la reivindicación 1.

23. Una pieza moldeada hecha por medio del método de la reivindicación 14.