RU2530918C1 - Method of manufacture of cast shaped products from polymer composites - Google Patents
Method of manufacture of cast shaped products from polymer composites Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530918C1 RU2530918C1 RU2013110632/02A RU2013110632A RU2530918C1 RU 2530918 C1 RU2530918 C1 RU 2530918C1 RU 2013110632/02 A RU2013110632/02 A RU 2013110632/02A RU 2013110632 A RU2013110632 A RU 2013110632A RU 2530918 C1 RU2530918 C1 RU 2530918C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- composite
- polymer
- poured
- layer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Предполагаемое изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для производства литейных моделей, деталей модельных комплектов и пресс-форм при единичном, мелкосерийном, серийном и массовом производстве отливок, а также деталей машин и механизмов, изготавливаемых ранее из алюминиевых и цинковых сплавов, с повышенными требованиями по износостойкости и прочности, работающих в условиях повышенного износа и значительных знакопеременных динамических нагрузок. The alleged invention relates to the field of foundry and can be used for the production of foundry models, parts of model kits and molds for single, small-scale, serial and mass production of castings, as well as machine parts, previously made of aluminum and zinc alloys, with increased requirements for wear resistance and strength, working in conditions of increased wear and significant alternating dynamic loads.
Известен способ получения литейных моделей из композиций на основе эпоксидных смол, включающий подготовку негативной модели или формы, приготовление жидкой композиции путем интенсивного смешивания жидкой эпоксидной смолы с отвердителем, послойное нанесение жидкой композиции на негативную модель или заливку композиции в форму, выдержку на воздухе, отделение затвердевшей литейной модели от негативной модели или удаление литейной модели из формы, отличающийся тем, что с целью повышения качества моделей (прочности и пластичности) в жидкую эпоксидную смолу перед ее смешиванием с отвердителем вводят продукт АГМ-9 (бесцветная жидкость) в количестве 20-25% от массы смолы. (Патент № 2304034 от 01.11.2005) . A known method for producing casting models from compositions based on epoxy resins, including preparing a negative model or mold, preparing a liquid composition by intensively mixing a liquid epoxy resin with a hardener, layer-by-layer application of a liquid composition to a negative model or pouring the composition into a mold, exposure to air, separation of hardened the casting model from the negative model or removing the casting model from the mold, characterized in that in order to improve the quality of the models (strength and ductility) in the liquid w epoxy resin prior to mixing with the hardener administered AGM-9 product (colorless liquid) in an amount of 20-25% by weight of the resin. (Patent No. 2304034 dated November 1, 2005).
Известен способ получения пластмассовых моделей, включающий подготовку форм или негативов, приготовление композиции на основе эпоксидной смолы, заливку или нанесение слоями связующей композиции в форму или на поверхность негатива (мастер-модели), отверждение композиции за счет выдержки на воздухе, согласно которому для повышения прочности моделей эпоксидную смолу смешивают с металлическим порошком и алюминиевым гранулятом ( Патент ГДР №220914, кл. В22С, 7/00). A known method of producing plastic models, including the preparation of forms or negatives, the preparation of compositions based on epoxy resin, pouring or applying layers of the binder composition in the form or on the surface of the negative (master model), curing the composition by exposure to air, according to which to increase the strength models of epoxy resin are mixed with metal powder and aluminum granulate (GDR patent No. 220914, class. B22C, 7/00).
Недостатками известных способов являются: низкая прочность эпоксидных моделей при растяжении, также высокая хрупкость, которая возрастает с повышением твердости. Из-за хрупкости область применения таких моделей существенно ограничивается. При уплотнении смесей встряхиванием, прессованием или воздушно-импульсном, когда модели испытывают значительные ударные и изгибающие нагрузки, применение эпоксидных композиций затруднительно и даже невозможно из-за их слабого сопротивления растяжению и ударам.The disadvantages of the known methods are: low tensile strength of epoxy models, also high brittleness, which increases with increasing hardness. Due to fragility, the scope of such models is significantly limited. When compacting mixtures by shaking, pressing or air-pulse, when the models experience significant shock and bending loads, the use of epoxy compositions is difficult and even impossible due to their weak resistance to tensile and shock.
Известен способ изготовления пресс-форм для производства газифицируемых моделей, согласно которому детали пресс-форм получают из предварительно подготовленного композиционного материала на основе полимерного материала с добавками частиц одной или более фракций металлических или неметаллических материалов размером до 5,0 мм, в объёме от 10 до 70% от объёма исходного полимерного материала, залитого в форму (обечайку) с установленной в ней мастер-моделью и выдерживают от 5 до 120 мин с последующим отверждением композита. Армирование волокнистыми материалами, введение в связующую композицию порошкообразных наполнителей повышают статическую прочность. Выдержка необходима для образования осадочного металлизированного слоя на рабочей поверхности детали посредством процесса седиментации более тяжёлых по отношению к полимеру металлических частиц и равномерному их распределению по поверхности мастер-модели. Состав, плотность и теплофизические свойства данного слоя регулируют соответствующим подбором материалов, конфигурации и фракционного состава частиц (Патент № 2379151 от 16.05.2007) . A known method of manufacturing molds for the production of gasified models, according to which the details of the molds are obtained from a pre-prepared composite material based on a polymeric material with the addition of particles of one or more fractions of metallic or non-metallic materials up to 5.0 mm in size, from 10 to 70% of the volume of the original polymer material, poured into the mold (shell) with the master model installed in it and incubated for 5 to 120 minutes, followed by curing of the composite. Reinforcement with fibrous materials, the introduction of powdered fillers into the binder composition increase the static strength. Exposure is necessary for the formation of a sedimentary metallized layer on the working surface of the part through the process of sedimentation of metal particles heavier with respect to the polymer and their uniform distribution over the surface of the master model. The composition, density and thermophysical properties of this layer are regulated by the appropriate selection of materials, configuration and fractional composition of particles (Patent No. 2379151 of 05.16.2007).
Недостатками известного способа являются: невысокая производительность по причине длительной выдержки композита перед отверждением для завершения естественных седиментационных процессов, а также низкое качество фасонных изделий, обусловленное, с одной стороны, недостаточной плотностью поверхностного седиментационного слоя и, с другой стороны, - невысокой прочностью материала, формирующего «тело» изделия, и связанными с этим низкими эксплуатационными свойствами и сроком службы изделий. The disadvantages of this method are: low productivity due to the long exposure of the composite before curing to complete the natural sedimentation processes, as well as the low quality of shaped products due to, on the one hand, the insufficient density of the surface sedimentation layer and, on the other hand, the low strength of the material forming The "body" of the product, and the associated low operational properties and service life of the products.
Низкая плотность поверхностного слоя объясняется слабой эффективностью естественных седиментационных процессов в вязкой среде композита, а также присутствием разрозненной газовой пористости со средним размером пор до 0,3мм. Поскольку, в результате процесса седиментации дисперсной фазы из объёма материала на поверхность изделия, его «тело» в значительной мере освобождается от частиц наполнителя, - прочность материала, формирующего объём, часто бывает недостаточной и даже ниже показателей прочности исходного полимера. The low density of the surface layer is explained by the low efficiency of natural sedimentation processes in the viscous medium of the composite, as well as the presence of disparate gas porosity with an average pore size of up to 0.3 mm. Since, as a result of the process of sedimentation of the dispersed phase from the volume of the material onto the surface of the product, its “body” is largely freed from filler particles — the strength of the material that forms the volume is often insufficient and even lower than the strength of the original polymer.
Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении производительности, качества, эксплуатационных свойств, а также срока службы фасонных изделий, работающих в условиях повышенного износа и значительных знакопеременных динамических нагрузок в условиях мелкосерийного, серийного и массового производства отливок за счёт создания управляемой градиентной направленно-ориентированной структуры литого полимерного композита. The problem solved by the invention is to increase productivity, quality, operational properties, as well as the service life of shaped products working under conditions of increased wear and significant alternating dynamic loads in small-scale, serial and mass production of castings by creating a controlled gradient directional-oriented structure cast polymer composite.
Для решения поставленной задачи, при использовании способа изготовления пресс-форм для производства газифицируемых моделей, включающего подготовку формы, заливку её жидкой полимерной композицией на основе полимерного материала с добавками частиц одной или более фракций металлических или неметаллических материалов размером до 5,0 мм в объёме от 10 до 70% от объёма исходного полимерного материала и выдержку до полного затвердевания композита, форму предварительно помещают на рабочий стол установки для центрифугирования, а заранее подготовленные одну, две или несколько жидких полимерных композиций на основе литьевого полимерного материала с добавками частиц или волокон, обладающих различной седиментационной способностью в жидком полимере, последовательно, по мере потери живучести каждого предыдущего слоя, заливают слоями во вращающуюся форму, а выдержку осуществляют при непрерывном центрифугировании до полного затвердевания всей композиции. To solve the problem, when using the method of manufacturing molds for the production of gasified models, including preparing the mold, pouring it with a liquid polymer composition based on a polymeric material with the addition of particles of one or more fractions of metallic or non-metallic materials up to 5.0 mm in size from 10 to 70% of the volume of the initial polymer material and exposure to complete solidification of the composite, the form is pre-placed on the work table of the centrifugation unit, and preliminarily prepared one, two or more liquid polymer compositions based on injection polymer material with the addition of particles or fibers having different sedimentation ability in the liquid polymer are sequentially poured in layers into a rotating mold as the loss of survivability of each previous layer, and exposure is carried out with continuous centrifugation until the entire composition hardens.
При этом частоту вращения n и радиус удаления свободной поверхности жидкого композита, залитого в форму, от оси вращения R варьируют индивидуально для каждого слоя в диапазоне значений 70 ≤ n ≤ 850 об/мин, R ≥ 30 мм. In this case, the rotation frequency n and the radius of removal of the free surface of the liquid composite poured into the mold from the axis of rotation R vary individually for each layer in the range of values 70 ≤ n ≤ 850 rpm, R ≥ 30 mm.
Технология изготовления фасонных деталей в машиностроении, а также деталей пресс-форм и модельной оснастки в литейном производстве, в частности, из полимерных композиционных материалов считается одной из наиболее перспективных. Для этого, как правило, используют традиционные слоистые полимерные композиционные материалы, а фасонные изделия из них получают методом механической обработки, что существенно усложняет и удорожает процесс производства. Изготовление фасонных деталей из литьевых полимерных композиционных материалов до настоящего времени не находит широкого применения в промышленности. Это, в частности, связано с тем, что исходные свойства традиционных полимерных композитов не в полной мере обеспечивают требованиям, предъявляемым, например, к модельной оснастке, испытывающей значительные знакопеременные нагрузки и ударные воздействия. Например, при удовлетворительном комплексе прочностных свойств это - неудовлетворительные износостойкость и твёрдость, и, наоборот, - при высокой износостойкости - недостаточная прочность, а также способность длительное время выдерживать знакопеременные динамические нагрузки. The manufacturing technology of shaped parts in mechanical engineering, as well as mold parts and model equipment in the foundry, in particular, from polymer composite materials, is considered one of the most promising. To do this, as a rule, traditional layered polymer composite materials are used, and shaped products from them are obtained by mechanical processing, which significantly complicates and increases the cost of the production process. The manufacture of shaped parts from injection-molded polymer composite materials is still not widely used in industry. This, in particular, is due to the fact that the initial properties of traditional polymer composites do not fully satisfy the requirements for, for example, model equipment experiencing significant alternating loads and shock. For example, with a satisfactory combination of strength properties, these are unsatisfactory wear resistance and hardness, and, conversely, with high wear resistance, insufficient strength, as well as the ability to withstand alternating dynamic loads for a long time.
Повысить конкретные свойства литьевых полимерных композитов можно, во-первых, с помощью наложения на затвердевающую жидкую полимерную композицию специальных физических воздействий, например, поля действия центробежных сил, а во-вторых, за счёт управляемого варьирования структуры внутри изделия, т.е. изменения концентрации, типа и размера частиц (волокон) наполнителя вдоль некоторого заданного направления - главной оси изделия, т.е. создания градиентной направленно-ориентированной структуры. Фасонные детали, изготовленные с применением технологии управляемого формирования структуры, имеют неоднородное (градиентное), направленное изменение структуры и свойств.The specific properties of injection-molded polymer composites can be improved, firstly, by applying special physical effects to the hardened liquid polymer composition, for example, the action field of centrifugal forces, and secondly, due to controlled variation of the structure inside the product, i.e. changes in the concentration, type and size of particles (fibers) of the filler along a given direction - the main axis of the product, i.e. creating a gradient directional oriented structure. Shaped parts made using the technology of controlled structure formation have an inhomogeneous (gradient) directional change in structure and properties.
В предлагаемом способе повышение плотности, прочности, эксплуатационных свойств и срока службы изделий износостойкости литых полимерных композиций в фасонных изделиях достигается за счёт одновременного применения указанных двух технологий посредством послойной заливки нескольких жидких полимерных композиций на основе одного литьевого полимерного материала с различной концентрацией, типом и размером частиц (волокон) наполнителя в форму, закреплённую на установке для центрифугирования, с установленной в ней мастер-моделью в поле действия центробежных сил с варьируемыми силовыми характеристиками. В результате в фасонной детали формируется направленно-ориентированная вдоль главной оси изделия (или радиуса для круглых изделий) структура с градиентом по концентрации частиц или волокон. Причём концентрация и характер наполнителя, а также толщина слоёв могут легко изменяться в зависимости от требований, предъявляемых к изделию.In the proposed method, an increase in the density, strength, operational properties and service life of the wear resistance products of molded polymer compositions in shaped products is achieved due to the simultaneous use of these two technologies by layer-by-layer pouring of several liquid polymer compositions based on one injection polymer material with different concentration, type and particle size (fibers) of the filler in the form fixed on the centrifugation unit, with the master model installed in it in the field d ystviya centrifugal forces with varying power characteristics. As a result, a structure with a gradient in the concentration of particles or fibers is formed in the shaped part in a directionally oriented along the main axis of the product (or radius for round products). Moreover, the concentration and nature of the filler, as well as the thickness of the layers can be easily changed depending on the requirements of the product.
Высокие когезионные свойства литьевых полимеров, в частности полиуретанов, обеспечивают, даже при послойной заливке и отверждении, отличное сцепление слоёв и формирование непрерывной (без границ раздела) структуры изделия. Воздействие поля центробежных сил на формирующуюся полимерную композиционную структуру обеспечивает достижение максимальной плотности и однородности композиционных слоёв, вытеснение газов и, следовательно, полное отсутствие газовой пористости.The high cohesive properties of injection polymers, in particular polyurethanes, provide, even with layer-by-layer filling and curing, excellent adhesion of the layers and the formation of a continuous (without interface) product structure. The influence of the field of centrifugal forces on the forming polymer composite structure ensures maximum density and uniformity of the composite layers, gas displacement and, consequently, the complete absence of gas porosity.
После заливки и формирования последнего слоя осуществляют выдержку будущего изделия при непрерывном центрифугировании формы. Указанная выдержка необходима для завершения процесса формирования всего изделия в целом. Преждевременная остановка процесса (до полного затвердевания всей композиции) приведёт к утрате размерной точности, а также деформации и браку изделия. After pouring and forming the last layer, an exposure of the future product is carried out with continuous centrifugation of the mold. The specified exposure is necessary to complete the process of forming the entire product as a whole. Prematurely stopping the process (until the entire composition hardens) will lead to loss of dimensional accuracy, as well as deformation and marriage of the product.
При определении режима вращения необходимо иметь в виду: силовое воздействие поля центробежных сил на любую материальную точку, находящуюся внутри него, прямо пропорционально произведению (n·R2). При увеличении (n·R2) пропорционально возрастает силовое воздействие поля центробежных сил. Причём одного и того же конкретного силового эффекта можно достигнуть либо увеличивая n, уменьшая R, либо наоборот - увеличивая R и уменьшая n.When determining the rotation mode, it must be borne in mind: the force effect of the field of centrifugal forces on any material point inside it is directly proportional to the product (n · R 2 ). With increasing (n · R 2 ), the force action of the centrifugal force field increases proportionally. Moreover, the same specific power effect can be achieved either by increasing n, decreasing R, or vice versa - increasing R and decreasing n.
Скорость вращения n варьируют в диапазоне значений 70 ≤ n ≤ 850 мин-1 в зависимости от вязкости исходного композита, разности плотностей жидкой полимерной основы и материала частиц наполнителя, размера частиц, а также радиуса удаления формируемого слоя от оси вращения рабочего стола установки для центрифугирования. Во всех случаях снижение скорости вращения формы ниже 70 мин-1 не обеспечит получение требуемого качества изделий. Чем выше скорость вращения формы, тем выше плотность и концентрация частиц наполнителя в каждом последующем слое. Однако увеличение скорости вращения выше 850 мин-1 не приводит к заметному изменению свойств материала в изделиях.The rotation speed n varies in the range of values 70 ≤ n ≤ 850 min -1 depending on the viscosity of the initial composite, the density difference between the liquid polymer base and the material of the filler particles, the particle size, as well as the radius of removal of the formed layer from the axis of rotation of the working table of the centrifugation unit. In all cases, a decrease in the speed of rotation of the mold below 70 min -1 will not provide the required quality products. The higher the mold rotation speed, the higher the density and concentration of filler particles in each subsequent layer. However, an increase in the rotation speed above 850 min -1 does not lead to a noticeable change in the properties of the material in the products.
Форму на рабочем столе установки для центрифугирования монтируют таким образом, чтобы радиус удаления свободной поверхности жидкого композита, залитого в форму R, находился на расстоянии более 30 мм от оси вращения стола установки, т.е. в диапазоне значений R ≥ 30 мм. Применение (или монтаж) литьевых форм при R ≤ 30 мм - не обеспечивает получение полимерных композиционных изделий требуемого качества из-за низкого уровня воздействия центробежных сил. Чем больше радиус вращения R, тем значительней воздействие центробежных сил на процесс формирования композиционного изделия и выше плотность материала в изделии. Однако, значительное увеличение R, например, больше 2000 мм, требует соответствующего увеличения мощности установки, производственных площадей, сопряжено с повышенной опасностью травматизма и поэтому неэкономично и нецелесообразно. Применение форм значительных размеров оправдано только при производстве изделий соответствующих габаритов.The mold on the work table of the centrifugation unit is mounted so that the radius of removal of the free surface of the liquid composite poured into the R form is at a distance of more than 30 mm from the axis of rotation of the setup table, i.e. in the range of values of R ≥ 30 mm. The use (or installation) of injection molds at R ≤ 30 mm - does not provide the production of polymer composite products of the required quality due to the low level of exposure to centrifugal forces. The larger the radius of rotation R, the greater the effect of centrifugal forces on the process of forming a composite product and the higher the density of the material in the product. However, a significant increase in R, for example, more than 2000 mm, requires a corresponding increase in plant capacity, production space, is associated with an increased risk of injury and is therefore uneconomical and impractical. The use of forms of significant size is justified only in the manufacture of products of the appropriate dimensions.
Способ осуществляли следующим образом. The method was carried out as follows.
Полумодель детали колёсного типа диаметром 400 мм с ободом, толщиной 32 мм, шириной 70 мм и центральной втулкой (высотой 120 мм, диаметром 92 мм) изготавливали из полимерных композиционных материалов на основе литьевого двухкомпонентного полиуретанового компаунда. Модель предназначена для изготовления сырых песчаноглинистых форм. Тип производства - мелкосерийный. Формовка - вручную. Характер производства - ремонтное литьё.The half-model of a wheel-type part with a diameter of 400 mm with a rim, a thickness of 32 mm, a width of 70 mm and a central hub (120 mm high, 92 mm in diameter) was made of polymer composite materials based on a two-component injection molded polyurethane compound. The model is intended for the manufacture of raw sandy clay forms. Type of production - small batch. Forming - manually. The nature of production is repair castings.
В процессе формовки модель испытывает значительные истирающие воздействия по вертикальным (при формовке) поверхностям обода и центральной втулки, а также ударные воздействия от ручной трамбовки по горизонтальным поверхностям. Поэтому для изготовления вертикальных поверхностей модели использовали полимерную композицию (№1) с 12 % порошка карбида кремния (SiC). Данная композиция обладает высокой стойкостью к истирающим нагрузкам. Для изготовления горизональных поверхностей применяли полимерную композицию (№2) с наполнителем из титановой крупки. Указанная композиция обеспечивает высокие прочностные свойства материала при ударных нагрузках. Для формирования тела модели использовали полимерную композицию №3 с базальтовыми волокнами. Композиция с базальтовыми волокнами обеспечивает высокую объёмную прочность изделию. During molding, the model experiences significant abrasion on the vertical (during molding) surfaces of the rim and the central hub, as well as impacts from manual ramming on horizontal surfaces. Therefore, for the manufacture of vertical surfaces of the model, a polymer composition (No. 1) with 12% silicon carbide (SiC) powder was used. This composition has a high resistance to abrasion. For the manufacture of horizontal surfaces used a polymer composition (No. 2) with a filler of titanium grains. The specified composition provides high strength properties of the material under shock loads. To form the model’s body, polymer composition No. 3 with basalt fibers was used. Composition with basalt fibers provides high bulk strength to the product.
Полимерные композиции готовили следующим образом. В мерную ёмкость заливали необходимое количество компонента А полимера, вводили в него катализатор и соответствующее количество компонента Б, тщательно перемешивали. Затем вводили заранее приготовленное количество добавок - частиц размером до 5 мм в количестве от 10 до 70 % (по объёму) и вторично перемешивали. Важным обстоятельством этого процесса является дозирование катализатора. Количество катализатора выбирали таким образом, чтобы после заливки композита в форму, - он затвердевал не сразу, а через некоторое время (от 3 до 7 минут), необходимое для образования в полости формы композиционного слоя с требуемым распределением частиц наполнителя. Polymer compositions were prepared as follows. The required amount of component A of the polymer was poured into the measuring container, the catalyst and the corresponding amount of component B were introduced into it, and thoroughly mixed. Then a pre-prepared amount of additives was introduced - particles up to 5 mm in size from 10 to 70% (by volume) and mixed again. An important circumstance of this process is the dosing of the catalyst. The amount of catalyst was chosen so that after pouring the composite into the mold, it did not solidify immediately, but after a while (from 3 to 7 minutes), necessary for the formation of a composite layer in the mold cavity with the required distribution of filler particles.
Форму (обечайку) с закреплённой в ней мастер-моделью устанавливали на рабочий стол установки для центрифугирования в горизонтальном положении, строго совмещая ось вращения формы с осью вращения рабочего стола установки, и закрывали крышкой с заранее изготовленными отверстиями для заливки композиции. Готовили полимерную композицию №1, включали вращение стола. Заливали композицию в форму и вращали с заданной скоростью (350 - 400 мин-1) до затвердевания первого слоя: в центральной части и по ободу модели. После чего останавливали вращение. Снимали форму, меняли крышку на другую - с приспособлением для заливки композита в вертикальном положении и вновь устанавливали форму на рабочем столе, но уже вертикально, строго перпендикулярно радиусу вращения, лицевой поверхностью будущей модели наружу. Готовили полимерную композицию № 2, включали вращение рабочего стола. Заливали композицию в форму и вращали со скоростью (200 - 250 мин-1) до затвердевания второго слоя по лицевой поверхности модели. Затем опять останавливали вращение. Снимали форму, меняли крышку на другую - с приспособлением для заливки композита в горизонтальном положении и вновь устанавливали форму на рабочем столе, но уже горизонтально, строго совмещая ось вращения формы с осью вращения рабочего стола. Готовили полимерную композицию № 3, включали вращение рабочего стола. Заливали композицию в форму и вращали со скоростью 150 -200 мин-1 до полного затвердевания всего изделия в целом. В данном случае, это время составляло - 30 мин. Третий слой необходим для фиксации и объединения предыдущих слоёв в одно целое, а также для окончательного выравнивания опорной поверхности модели. После окончания процесса модель оставляли в форме на 24 часа для окончательного набора прочности полиуретана (в соответствии с инструкцией по использованию компаунда).The mold (shell) with the master model fixed in it was installed on the desktop of the centrifugation unit in a horizontal position, strictly combining the axis of rotation of the form with the axis of rotation of the installation table, and closed with a lid with pre-made holes for filling the composition. Prepared a polymer composition No. 1, included the rotation of the table. The composition was poured into a mold and rotated at a given speed (350 - 400 min -1 ) until the first layer hardened: in the central part and along the rim of the model. Then the rotation was stopped. They removed the form, changed the cover to another one - with a device for pouring the composite in a vertical position, and again set the form on the desktop, but already vertically, strictly perpendicular to the radius of rotation, with the front surface of the future model out. Prepared polymer composition No. 2, included the rotation of the desktop. The composition was poured into a mold and rotated at a speed of (200 - 250 min -1 ) until the second layer solidified on the front surface of the model. Then the rotation was stopped again. They removed the mold, changed the cover to another one — with a device for pouring the composite in a horizontal position, and reinstalled the mold on the desktop, but horizontally, strictly combining the axis of rotation of the mold with the axis of rotation of the desktop. Prepared polymer composition No. 3, included the rotation of the desktop. The composition was poured into a mold and rotated at a speed of 150-200 min -1 until the entire product solidified completely. In this case, this time was 30 minutes. The third layer is necessary for fixing and combining the previous layers into a single whole, as well as for the final alignment of the supporting surface of the model. After the end of the process, the model was left in shape for 24 hours for the final set of strength of the polyurethane (in accordance with the instructions for use of the compound).
С целью проведения сравнительных испытаний в этой же форме отливали модель по способу, соответствующему прототипу (Патент № 2379151 от 16.05.2007). Форму с мастер-моделью монтировали на неподвижной плите. Обод и центральную часть модели ограничивали временными перегородками и заливали полимерной композицией №1 (для обеспечения протекания процесса седиментации частиц в максимально возможном объёме время затвердевания этой и других композиций устанавливали с помощью катализатора приблизительно 90 мин). Выдерживали около 120 минут для прохождения процесса седиментации частиц наполнителя и затвердевания композиции. После этого перегородки снимали и во внутреннее пространство формы заливали композицию №2 для формирования лицевого поверхностного слоя модели, толщиной около 10 мм, аналогично тому, как это было в эксперименте по предлагаемому способу. Выдерживали ещё 90 минут и заливали композицию №3. Окончательную выдержку осуществляли до окончательного затвердевания всего изделия в целом (набора прочности) - 24 часа. После чего разбирали форму и извлекали модель.In order to conduct comparative tests, the model was cast in the same form by the method corresponding to the prototype (Patent No. 2379151 of 05.16.2007). The mold with the master model was mounted on a fixed plate. The rim and the central part of the model were limited by temporary partitions and filled with polymer composition No. 1 (to ensure the process of sedimentation of particles in the maximum possible volume, the curing time of this and other compositions was set using a catalyst for approximately 90 min). Maintained about 120 minutes for the process of sedimentation of the particles of the filler and the hardening of the composition. After this, the partitions were removed and composition No. 2 was poured into the interior of the mold to form the front surface layer of the model with a thickness of about 10 mm, similar to the experiment in the proposed method. Maintained for another 90 minutes and poured composition No. 3. The final exposure was carried out until the final solidification of the whole product as a whole (curing) - 24 hours. Then the form was disassembled and the model was removed.
Полученные модели подвергали сравнительным испытаниям и затем исследовали. Результаты сравнительных испытаний и исследований представлены в табл.1. The resulting models were subjected to comparative tests and then investigated. The results of comparative tests and studies are presented in table 1.
Табл.1. Результаты сравнительных испытанийTable 1. Comparative Test Results
первичное проявление
ухудшения качества поверхности, съемов. Описание вида дефектаModel quality:
primary manifestation
deterioration in surface quality, removal. Type of defect description
107 - существенное увеличение шероховатости поверхности модели и полученных отливок;
193 - образование трещин в местах контакта материала с различными наполнителями30 - the appearance of dents from tampering on the edges of the model;
107 - a significant increase in the surface roughness of the model and the resulting castings;
193 - the formation of cracks in places of contact of the material with various fillers
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013110632/02A RU2530918C1 (en) | 2013-02-28 | 2013-02-28 | Method of manufacture of cast shaped products from polymer composites |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013110632/02A RU2530918C1 (en) | 2013-02-28 | 2013-02-28 | Method of manufacture of cast shaped products from polymer composites |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013110632A RU2013110632A (en) | 2014-09-10 |
| RU2530918C1 true RU2530918C1 (en) | 2014-10-20 |
Family
ID=51539964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013110632/02A RU2530918C1 (en) | 2013-02-28 | 2013-02-28 | Method of manufacture of cast shaped products from polymer composites |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2530918C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2755313C1 (en) * | 2021-03-11 | 2021-09-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for obtaining lost-wax model of a body of revolution |
| RU2755315C1 (en) * | 2021-03-11 | 2021-09-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for obtaining a deleted model of a body of revolution |
| RU2757139C1 (en) * | 2021-03-11 | 2021-10-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for obtaining lost-wax model of a body of revolution |
| RU2765909C1 (en) * | 2020-12-30 | 2022-02-04 | Автономная некоммерческая организация высшего образования «Университет Иннополис» | Method for manufacturing a casting pattern |
| RU2768661C1 (en) * | 2021-11-23 | 2022-03-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for obtaining an investment model |
| RU2768654C1 (en) * | 2021-11-24 | 2022-03-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for obtaining an investment model of a body of revolution |
| RU2799190C1 (en) * | 2023-03-21 | 2023-07-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Centrifugal device for the manufacture of a hollow smelt model |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU298417A1 (en) * | О. К. Кошевой, Н. Д. Волошина, А. Н. Чирышев, И. И. ЗюбинТ Г. Г. Кантер, В. М. Белецкий, А. Л. Луговенко , В. Ш. Сирота | METHOD OF MANUFACTURING MODELS FROM POLYSTYRENE | ||
| DD220914A1 (en) * | 1983-10-24 | 1985-04-10 | Giesserei Und Maschinenbau Ber | PROCESS AND NEGATIVE FOR THE MANUFACTURE OF CAST RESIN MODELS |
| SU1764767A1 (en) * | 1990-03-28 | 1992-09-30 | Научно-производственное объединение по механизации и автоматизации производства машин для хлопководства "Технолог" | Multicell press mold for thin-walled complex-profile gasified foam patterns |
| RU2304034C1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-08-10 | Открытое акционерное общество "Автомобильный завод "Урал" | Casting patterns producing method |
| RU2379151C2 (en) * | 2007-05-16 | 2010-01-20 | Денис Владимирович Сухоруков | Manufacturing method of moulds for manufacturing of consumable patterns |
-
2013
- 2013-02-28 RU RU2013110632/02A patent/RU2530918C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU298417A1 (en) * | О. К. Кошевой, Н. Д. Волошина, А. Н. Чирышев, И. И. ЗюбинТ Г. Г. Кантер, В. М. Белецкий, А. Л. Луговенко , В. Ш. Сирота | METHOD OF MANUFACTURING MODELS FROM POLYSTYRENE | ||
| DD220914A1 (en) * | 1983-10-24 | 1985-04-10 | Giesserei Und Maschinenbau Ber | PROCESS AND NEGATIVE FOR THE MANUFACTURE OF CAST RESIN MODELS |
| SU1764767A1 (en) * | 1990-03-28 | 1992-09-30 | Научно-производственное объединение по механизации и автоматизации производства машин для хлопководства "Технолог" | Multicell press mold for thin-walled complex-profile gasified foam patterns |
| RU2304034C1 (en) * | 2005-11-01 | 2007-08-10 | Открытое акционерное общество "Автомобильный завод "Урал" | Casting patterns producing method |
| RU2379151C2 (en) * | 2007-05-16 | 2010-01-20 | Денис Владимирович Сухоруков | Manufacturing method of moulds for manufacturing of consumable patterns |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2765909C1 (en) * | 2020-12-30 | 2022-02-04 | Автономная некоммерческая организация высшего образования «Университет Иннополис» | Method for manufacturing a casting pattern |
| RU2755313C1 (en) * | 2021-03-11 | 2021-09-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for obtaining lost-wax model of a body of revolution |
| RU2755315C1 (en) * | 2021-03-11 | 2021-09-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for obtaining a deleted model of a body of revolution |
| RU2757139C1 (en) * | 2021-03-11 | 2021-10-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for obtaining lost-wax model of a body of revolution |
| RU2768661C1 (en) * | 2021-11-23 | 2022-03-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for obtaining an investment model |
| RU2768654C1 (en) * | 2021-11-24 | 2022-03-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for obtaining an investment model of a body of revolution |
| RU2799190C1 (en) * | 2023-03-21 | 2023-07-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Centrifugal device for the manufacture of a hollow smelt model |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013110632A (en) | 2014-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2530918C1 (en) | Method of manufacture of cast shaped products from polymer composites | |
| Ma et al. | Development of epoxy matrix composites for rapid tooling applications | |
| KR101515572B1 (en) | Manufacturing method of core and casting product using inorganic binder | |
| Snelling et al. | A comparison of binder burnout and mechanical characteristics of printed and chemically bonded sand molds | |
| US3216074A (en) | Method for making shaped foundry articles | |
| CN102343559A (en) | Resin grinding wheel and manufacturing method thereof | |
| CN105945159B (en) | A kind of manufacturing method of the pull-shaped mold of polymer matrix composites airplane parts | |
| KR20170079937A (en) | Method of casting by 3D printing mold | |
| JP2016117069A (en) | Material for laminate molding, method of manufacturing cast by powder fixing lamination method and casting mold | |
| EP1834749A1 (en) | Mould and method of producing a mould | |
| CN108296476A (en) | A kind of 3D printing coremaking precoated sand | |
| RU2534169C2 (en) | Method of manufacturing metal-polymer press-moulds | |
| RU2647543C1 (en) | Method of manufacturing a molding punch | |
| CN107984401B (en) | Diamond grinding wheel with lotus seedpod structure and preparation method thereof | |
| RU2379151C2 (en) | Manufacturing method of moulds for manufacturing of consumable patterns | |
| RU2619548C2 (en) | Manufacturing method of casts by gasified models | |
| US20100229682A1 (en) | Cold cast mass element | |
| RU2641683C1 (en) | Method of producing ceramic products of complex volume form | |
| Dady et al. | Sulfonic acid coating of refractory sand for three-dimensional printing applications | |
| AU2006281745B2 (en) | Casting core mass | |
| RU2304034C1 (en) | Casting patterns producing method | |
| CN106517938B (en) | A method of for filling the composition of high-pressure slip-casting mold and filling high-pressure slip-casting mold using the composition | |
| US10335852B2 (en) | System and method for moulding metal parts | |
| RU2647975C1 (en) | Method of producing cast steel by centrifugal casting | |
| RU2604285C2 (en) | Method of producing mould from material with heat-resistant polymer matrix |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150301 |