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

緊急通信衛星「キューブサット」が3Dプリントされ、90分で展開される

この投稿は Bingdunxiong によって 2023-11-17 17:42 に最後に編集されま...

LUXeXceLとソフトウェア会社OPTISが共同で3Dプリント光学製品とサービスを提供

製造光学は私たちの生活の多くの側面で重要な役割を果たしています。デジタルカメラからブルーレイプレーヤ...

UMCユトレヒトが生体組織の準備のための新しい体積バイオプリンティングソリューションを発表

はじめに: 3D バイオプリンティングは、生きた細胞や組織を印刷の原料として使用する新興技術です。科...

WACKER ACEO が ANAMOS の Purmundus Challenge イノベーション賞受賞を支援

出典: ワッカーケミカルズチャイナPurmundus Challenge は、3D および 4D 印...

TORLO: 小さくて精巧な3Dプリント時計

3D プリント技術の普及により、手を使って何かを作ることを好むメーカーのグループが大きく活性化しま...

3D プリント技術は、依然としてインダストリアル 4.0 時代の象徴なのでしょうか?

製造業の未来像を描くインダストリー4.0と、従来の生産・加工・組立方法を覆した3Dプリント技術が出会...

清華大学の研究者が人工知能で3Dプリントを改良

出典: 3Dプリンティングビジネス情報はじめに: 機械学習をスマート コンストラクション、材料試験、...

UnionTechは3Dプリント技術を活用して、文化創造応用分野の急速な発展を促進しています。

現在、3D プリント技術はますます多くの文化創造的用途に使用されています。従来の設計と比較して、3D...

ファースンハイテク新機械発表会:渭南鼎新と戦略協力協定を締結

2017年3月9日午後、TCTアジア3Dプリンティング展示会において、Farsoon High-T...

目録:3Dプリント医薬品の研究状況とリーダー

はじめに: ヘルスケアにおける積層造形の最もエキサイティングな応用例の 1 つは製薬分野であり、現在...

第1回全国コンクリート3Dプリントイノベーションコンテスト開催のお知らせ

コンテスト:第 1 回全国コンクリート 3D プリント イノベーション コンテストの登録締め切りは ...

フォルクスワーゲンは風洞試験で2,000個のレーシングカー部品を3Dプリントし、1世紀で最速記録を更新した。

フォルクスワーゲン ID R パイクスピークは、2018 年の PPIHC ヒルクライムで 7 分 ...

研究者らは、人間の骨の「梁」にヒントを得て、疲労に強い軽量の 3D プリント材料を開発しました。

出典: 江蘇レーザー連盟人骨素材の「梁」が生涯にわたる摩耗にどのように対処するかの発見は、建物、航空...