コンピュータ断層撮影に基づく 3D プリント砂型の特性評価

コンピュータ断層撮影に基づく 3D プリント砂型の特性評価
寄稿者: Li Chengwei、Zhang Hang

従来の鋳造業界では、金型の設計と製造に多くの時間がかかり、研究開発サイクルと生産コストが増加します。付加製造技術の使用により、コンピュータ支援設計モデルを通じて複雑な形状の砂型を直接形成することができ、鋳造業界に大きな影響を与えています。しかし、3Dプリント砂型の透水性、密度、強度などのパラメータを測定する場合、多くの場合、異なる位置で砂型のサンプルを作成する必要があります。同時に、3Dプリント砂型は、印刷速度、XYZの3方向の解像度、ワークピースボックス内の位置などのパラメータの下で異方性特性を示すため、作成されたサンプルは砂型のすべての方向のパラメータを表現できず、一定の誤差があり、鋳造歩留まりの向上が制限されます。

英国サウサンプトン大学工学環境学部の Tharmalingam Sivarupan 氏らは、マイクロフォーカス X 線コンピューター断層撮影法を使用して 3D プリントされた砂型を特性評価する手法を提案しました。この技術の動作原理は、XT H225 L マイクロフォーカス X-CT システム (英国 Nikon Metrology Company) を使用して、サンプルを 360° 回転させながら 3142 枚の X-CT 画像を取得し、コンピューターを使用して測定サンプルの 3D 構造モデルを再構築することです。X-CT 画像とアルゴリズムに従って、グリッドが分割され、X、Y、Z 方向の各画像サンプルのパラメータが解決されます。





図 1 コンピュータ断層撮影に基づく 3D プリント砂型の特性評価プロセス (A) CT スキャン (B) テスト対象サンプルのコンピューターで再構築された 3D 構造モデル 計算結果の正確さを検証するために、図に示すようなツールボックスが設計されています。各ワークステーション ボックスには、透過性をテストするための 3 方向円筒形試験片が 16 個あります。位置 Z4、Z6、Z9 のサンプルが選択され、2 つの速度で取得された 3D プリント サンプルがマイクロフォーカス XCT システムを使用してスキャンされます。3 方向の透過性が計算され、テスト結果と比較されます。



図2 作業ボックス構成の上面図





図3 シミュレーション結果 (A) サンプルサイズが700より大きい場合のシミュレーション結果 (B) 異なるサンプルサイズのシミュレーション結果 研究者らは、図3(A)に示すように、異なるサイズのサンプルのシミュレーション値と測定値を比較しました。シミュレーション結果は、サンプルサイズが700辺の長さより大きい場合の平均透過率値です。印刷されたサンプルの位置番号を図 2 に示します。シミュレーション結果は基本的に実験結果と一致しています。サンプルサイズを大きくした後、図3(B)に示すように、辺の長さが700のサンプルサイズを超えても透過性は安定しています。結果は、サンプル サイズが 700 を超える場合、コンピューター断層撮影を使用して計算された透過性はより正確であることを示しています。

そのため、砂型を損傷することなく、3次元X線断層画像を使用することで、最も代表的な透水性値を得ることができます。これにより、従来のテスト用に個別のサンプルを作成する時間と労力が節約され、砂型のパラメータの調整が容易になり、鋳造の歩留まりが向上します。

参考文献:
Sivarupan T、El Mansori M、Daly K、他「マイクロフォーカスX線コンピュータ断層撮影法を用いた3Dプリント砂型の特性評価[J]」。ラピッドプロトタイピングジャーナル、2018年。

寄稿者: Li Chengwei、Zhang Hang 寄稿部署: 機械製造システム工学国家重点研究室
計算に基づいて、コンピュータ、機械の故障、欠陥

<<:  ミニマリストの3Dプリント目覚まし時計、絶妙なデザイン、シンプルだがシンプルではない

>>:  酸素阻害は有害ですか?実際、高速3Dプリント技術があるのはそのためです

推薦する

Farsoon 3D プリントが中国初の 3D プリント文化博物館を照らす

2017年7月19日、上海市宝山区の智慧湾科学技術園区で中国3Dプリント文化博物館の開館式が開催さ...

新しい 3D 印刷操作 | Zhixiang Optoelectronics のインテリジェント アルゴリズムが独自のポートレート モデルの設計を支援

出典: 智翔オプトエレクトロニクス約40年にわたる発展を経て、世界の3Dプリント業界は急速な成長期に...

EOSコンサルティングサービスが「Additive Thinking」にブランド変更

EOS はコンサルティング サービスと知識移転ポートフォリオの拡大を発表し、関連サービスを新たに「...

FILLAMENTUM が ASA EXTRAFILL フィラメントシリーズに 4 つの新色を追加

この投稿は Spectacled Bear によって 2021-4-15 07:17 に最後に編集さ...

ヘンケルの3Dプリント工場は埋め立て廃棄物ゼロを達成し、持続可能な開発を推進

はじめに: 環境問題は常に無視できない問題です。製造業の持続可能性を向上させる必要性が徐々に認識され...

Raise3Dは自動車メンテナンスの分野でどのように技術革新と変化を促進していますか?

Speed Service Reparation(以下、「SSR」)は、バダロナ(バルセロナ)に拠...

子供らしい楽しさがいっぱい!オバマ大統領、ホワイトハウスの科学フェアで3Dプリントの杖を使って「シャボン玉を吹く」

2016年4月13日、米国ワシントンのホワイトハウスで開催された科学博覧会では、アメリカの学生が生...

UpNano と Fertili の新しいアプローチ: 3D プリントを使用して IVF 研究を前進させる

この投稿は warrior bear によって 2023-1-6 21:41 に最後に編集されました...

3Dプリントされたコンクリート人工サンゴ礁が海洋サンゴ礁生態系の回復に貢献

2024年3月7日、アンタークティックベアは、フロリダ州の海洋生態環境保護チームが海洋生息地の修復...

ジョンズ・ホプキンス大学が新しい言語コードT-Codeを開発:3Dプリントヘッドの機能と速度を向上

2025年1月31日、南極ベアは、ジョンズ・ホプキンス大学が3Dプリント技術の継続的な開発において...

機械学習技術による3Dプリント材料の開発により、リサイクルプラスチックの新たな用途が拡大すると期待される

はじめに: より複雑で多機能な 3D プリント製品に対する需要が高まるにつれ、付加製造のための新しい...

中国科学技術放送テレビの医療用カテーテルの小ロット3Dプリント試作プロジェクトが成功裏に実施されました

出典:広州電子、中国科学院中国科学技術ラジオテレビの科学教育および知能製造部と広州威利医療設備有限公...

CCTV Finance:3Dプリント肉が商業利用され、脂肪と赤身の比率を設定できるようになる

CCTVファイナンスチャンネルによると、イスラエルのスタートアップ企業が3Dプリント肉を商業分野に...