Study of the infill ratios effect on mechanica properties and ability to create a mold shell of casst able wax in 3d printing technology for investment casting

Tài liệu nghiên cứu Study of the infill ratios effect on mechanica properties and ability to create a mold shell of, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Graduation Project

2023

86
3
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

DISCLAIMER

ACKNOWLEDGEMENTS

ABSTRACT

TÓM TẮT

TABLE OF CONTENTS

1. CHAPTER 1: INTRODUCTION

1.1. General introduction of investment casting and 3D printing technology

2. CHAPTER 2: THEORETICAL BASIS

2.1. Defects of investment casting

2.2. Advantages and disadvantages

2.3. Three-dimensional printing technology

2.4. General process and classification

2.5. Application of SLA based 3D printing in investment casting

2.6. Introduction about “infill”

3. CHAPTER 3: MATERIALS AND METHODS

3.1. Castable wax resin

3.2. Preparation of shell mold

3.3. Evaluation Mechanical Properties

3.4. Surface roughness measurement

3.5. Metallography Specimen Preparation and Microscopic Examination

4. CHAPTER 4: EXPERIMENT RESULTS AND DISCUSSION

4.1. Effect of infill ratio on the mass of 3D printed part

4.2. Effect of infill ratio on dimensional accuracy of 3D printed part

4.3. Effect of infill ratio on mechanical properties of Castable Wax material

4.4. Effect of infill ratio on the ability to create mold shell

4.5. Effect of temperature heating for the mold shell on the dimension of casted part

4.6. Effect of temperature heating for the mold shell on the surface roughness of casted part

4.7. Effect of temperature heating for the mold shell on the microstructures of casted part

LIST OF TABLES

LIST OF FIGURES

LIST OF KEYWORDS

LIST OF FORMULAS

Tóm tắt

I. Tổng Quan Công Nghệ In 3D và Đúc Sáp Giới Thiệu Chung

Công nghệ đúc mẫu chảy, hay còn gọi là đúc sáp, là quy trình sản xuất được sử dụng rộng rãi, nổi tiếng với khả năng tạo ra các chi tiết kim loại phức tạp với độ chính xác và độ hoàn thiện bề mặt cao. Trong những năm gần đây, đúc mẫu chảy đã chứng kiến những tiến bộ vượt bậc về công nghệ, vật liệu và tối ưu hóa quy trình nhằm nâng cao hiệu quả và độ chính xác. Ngành công nghiệp này cũng đã chứng kiến những tiến bộ trong vật liệu khuôn, bao gồm việc sử dụng gốm sứ tiên tiến và vật liệu chịu lửa, mang lại sự ổn định nhiệt được cải thiện, độ hoàn thiện bề mặt tốt hơn và độ chính xác kích thước được nâng cao. Hơn nữa, việc ứng dụng tự động hóa và robot trong quy trình xây dựng vỏ đã tăng lên, giúp tăng hiệu quả và tính nhất quán. Tuy nhiên, một số thách thức quan trọng phải đối mặt trong đúc mẫu chảy hiện nay bao gồm độ phức tạp trong thiết kế, độ chính xác kích thước, độ xốp và khuyết tật, lựa chọn vật liệu, thời gian sản xuất và chi phí. Công nghệ in 3D hay còn gọi là sản xuất đắp lớp, nổi lên như một công nghệ đột phá, tạo ra cuộc cách mạng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Nó cho phép tạo ra các vật thể ba chiều trực tiếp từ thiết kế kỹ thuật số, từng lớp một, mang lại sự linh hoạt và tùy biến chưa từng có trong quy trình sản xuất.

1.1. Ưu điểm và Nhược điểm của Quy trình Đúc Sáp Truyền Thống

Đúc sáp mang lại độ chính xác cao và độ hoàn thiện bề mặt tốt. Tuy nhiên, quy trình tốn thời gian và chi phí cao cho các mẫu phức tạp. Khả năng tạo hình phức tạp là một lợi thế lớn. Mặt khác, rủi ro về khuyết tật và giới hạn về vật liệu là những hạn chế đáng kể. Giải pháp hiện đại là kết hợp với công nghệ in 3D để giảm chi phí và thời gian.

1.2. Vai trò của In 3D trong Cải tiến Quy trình Đúc Mẫu Chảy

Việc tích hợp kỹ thuật in 3D đã cách mạng hóa việc sản xuất các mẫu sáp, cho phép tạo mẫu nhanh, linh hoạt trong thiết kế và giảm thời gian sản xuất. Các công cụ thiết kế và mô phỏng hỗ trợ bằng máy tính (CAD) đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa thiết kế chi tiết, dự đoán khuyết tật và cải thiện chất lượng đúc tổng thể. Một trong những công nghệ đó là in Stereolithography (SLA), cho phép tạo ra các mẫu và khuôn phức tạp trực tiếp từ thiết kế kỹ thuật số. Bằng cách kết hợp độ chính xác và tính linh hoạt của in SLA với quy trình đúc sáp truyền thống, có thể cải thiện quy trình sản xuất, giảm chi phí và đẩy nhanh quá trình sản xuất các thành phần kim loại chất lượng cao.

II. Tỷ Lệ Lấp Đầy In 3D Yếu Tố Quyết Định Tính Chất Cơ Học

Trong kỹ thuật in 3D, tỷ lệ lấp đầy (infill ratio) là một thông số quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất cơ học và khối lượng của vật thể được in. Tỷ lệ lấp đầy in 3D thể hiện mật độ vật liệu bên trong một chi tiết in. Tỷ lệ lấp đầy cao hơn đồng nghĩa với việc có nhiều vật liệu hơn bên trong chi tiết, dẫn đến độ bền và độ cứng cao hơn. Ngược lại, tỷ lệ lấp đầy thấp hơn giúp tiết kiệm vật liệu và giảm thời gian in, nhưng có thể làm giảm độ bền của chi tiết. Việc lựa chọn tỷ lệ lấp đầy phù hợp phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể của chi tiết và các yêu cầu về tính chất cơ học.

2.1. Ảnh hưởng của Tỷ lệ Lấp đầy Đến Độ Bền Vật Liệu In 3D

Độ bền vật liệu in 3D chịu ảnh hưởng lớn bởi tỷ lệ lấp đầy. Tỷ lệ lấp đầy cao thường đi kèm với độ bền kéo, độ bền uốn và độ bền nén cao hơn. Tuy nhiên, việc tăng tỷ lệ lấp đầy cũng làm tăng trọng lượng và thời gian in. Do đó, cần tìm ra sự cân bằng tối ưu giữa độ bền và các yếu tố khác.

2.2. So sánh Các Loại Kết Cấu Lấp Đầy In 3D Phổ Biến

Có nhiều loại kết cấu lấp đầy in 3D khác nhau như hình tổ ong, hình tam giác, hình lưới và hình zig-zag. Mỗi loại kết cấu lấp đầy có ưu và nhược điểm riêng về độ bền, trọng lượng và thời gian in. Hình tổ ong thường được sử dụng vì tỷ lệ độ bền trên trọng lượng tốt. Hình tam giác và hình lưới cung cấp độ bền cao hơn nhưng có thể tốn nhiều thời gian in hơn.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Tối Ưu Tỷ Lệ Lấp Đầy Cho Đúc Sáp

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp thực nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ lấp đầy đến tính chất cơ học vật liệu in 3Dkhả năng tạo vỏ khuôn sáp đúc. Các mẫu in 3D được tạo ra với nhiều tỷ lệ lấp đầy khác nhau, sau đó được kiểm tra độ bền kéo, độ bền uốn và độ cứng. Đồng thời, các mẫu này cũng được sử dụng để tạo vỏ khuôn sáp đúc và đánh giá chất lượng của vỏ khuôn, bao gồm độ chính xác kích thước, độ nhám bề mặt và khả năng chịu nhiệt.

3.1. Quy trình In 3D SLA và Chuẩn bị Mẫu Thử Nghiệm

Công nghệ in 3D SLA (Stereolithography) được sử dụng để tạo ra các mẫu thử nghiệm với vật liệu sáp đúc. Các mẫu được thiết kế bằng phần mềm CAD và in với các tỷ lệ lấp đầy khác nhau. Quá trình in được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng và độ chính xác của mẫu.

3.2. Các Thử Nghiệm Cơ Học Đánh Giá Độ Bền Vật Liệu In

Các thử nghiệm cơ học, bao gồm thử nghiệm kéo, thử nghiệm uốn và thử nghiệm nén, được tiến hành để đánh giá độ bền vật liệu in 3D. Các kết quả thử nghiệm được phân tích để xác định ảnh hưởng của tỷ lệ lấp đầy đến các tính chất cơ học của vật liệu.

3.3. Đánh Giá Khả Năng Tạo Vỏ Khuôn Sáp Đúc

Các mẫu in 3D được sử dụng để tạo vỏ khuôn sáp đúc theo quy trình đúc mẫu chảy. Chất lượng của vỏ khuôn được đánh giá dựa trên độ chính xác kích thước, độ nhám bề mặt và khả năng chịu nhiệt trong quá trình đúc.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Tỷ Lệ Lấp Đầy Đến Chất Lượng Đúc

Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ lấp đầy có ảnh hưởng đáng kể đến tính chất cơ họckhả năng tạo vỏ khuôn sáp đúc. Tỷ lệ lấp đầy cao hơn thường dẫn đến độ bền cao hơn, nhưng cũng làm tăng trọng lượng và thời gian in. Ngoài ra, tỷ lệ lấp đầy cũng ảnh hưởng đến độ chính xác kích thước và độ nhám bề mặt của vỏ khuôn.

4.1. Phân tích Độ Chính Xác Kích Thước Vật Liệu In 3D

Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ lấp đầy ảnh hưởng đến độ chính xác kích thước vật liệu in 3D. Tỷ lệ lấp đầy quá thấp có thể dẫn đến biến dạng trong quá trình in, trong khi tỷ lệ lấp đầy quá cao có thể gây co ngót. Cần tìm ra tỷ lệ lấp đầy tối ưu để đảm bảo độ chính xác kích thước của chi tiết in.

4.2. Đánh Giá Độ Nhám Bề Mặt và Các Khuyết Tật trên Vỏ Khuôn

Độ nhám bề mặt và các khuyết tật trên vỏ khuôn có thể ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm đúc. Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ lấp đầy đến độ nhám bề mặt và sự xuất hiện của các khuyết tật trên vỏ khuôn. Mục tiêu là tìm ra tỷ lệ lấp đầy giúp tạo ra vỏ khuôn có bề mặt nhẵn mịn và ít khuyết tật nhất.

4.3. So sánh Tính Chất Cơ Lý của Vật Liệu Đúc với Tỷ Lệ Lấp Đầy Khác Nhau

Nghiên cứu so sánh tính chất cơ lý của vật liệu đúc được tạo ra từ các vỏ khuôn có tỷ lệ lấp đầy khác nhau. Các tính chất cơ lý được đánh giá bao gồm độ bền kéo, độ bền uốn và độ cứng. Kết quả so sánh giúp xác định tỷ lệ lấp đầy tối ưu để đạt được tính chất cơ lý mong muốn cho sản phẩm đúc.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Tối Ưu In 3D cho Quy Trình Đúc Sáp Công Nghiệp

Kết quả nghiên cứu này có thể được ứng dụng để tối ưu hóa quy trình in 3D cho đúc sáp trong công nghiệp. Bằng cách lựa chọn tỷ lệ lấp đầy phù hợp, có thể cải thiện chất lượng bề mặt vật liệu in 3D, độ chính xác kích thước và tính chất cơ học của sản phẩm đúc, đồng thời giảm chi phí và thời gian sản xuất. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác và độ bền cao.

5.1. Hướng Dẫn Lựa Chọn Tỷ Lệ Lấp Đầy Tối Ưu cho Từng Ứng Dụng

Hướng dẫn này cung cấp các nguyên tắc lựa chọn tỷ lệ lấp đầy in 3D tối ưu cho từng ứng dụng cụ thể trong quy trình đúc sáp. Các yếu tố cần xem xét bao gồm yêu cầu về độ bền, độ chính xác, chi phí và thời gian sản xuất.

5.2. Ví dụ Thực Tế về Ứng Dụng Thành Công Trong Sản Xuất

Các ví dụ thực tế về ứng dụng thành công của việc tối ưu hóa tỷ lệ lấp đầy trong sản xuất đúc sáp được trình bày. Các ví dụ này minh họa lợi ích của việc áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế, bao gồm cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm chi phí và rút ngắn thời gian sản xuất.

5.3. Đề xuất Cải Tiến Quy trình Đúc Sáp dựa trên Nghiên Cứu

Nghiên cứu này đề xuất các cải tiến quy trình đúc sáp dựa trên kết quả nghiên cứu. Các đề xuất này bao gồm việc sử dụng phần mềm mô phỏng để tối ưu hóa tỷ lệ lấp đầy, tự động hóa quy trình in 3D và cải tiến quy trình kiểm tra chất lượng vỏ khuôn.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Tương Lai về Vật Liệu In 3D

Nghiên cứu này đã thành công trong việc đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ lấp đầy đến tính chất cơ học và khả năng tạo vỏ khuôn sáp đúc. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin hữu ích cho việc tối ưu hóa quy trình in 3D cho đúc sáp. Hướng nghiên cứu tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các vật liệu polymer in 3D mới cho đúc sáp và nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số in 3D khác đến chất lượng sản phẩm đúc.

6.1. Tóm tắt Các Kết Quả Chính và Ý Nghĩa của Nghiên Cứu

Nghiên cứu đã xác định mối quan hệ giữa tỷ lệ lấp đầy, tính chất cơ học và khả năng tạo vỏ khuôn sáp đúc. Các kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình in 3D cho đúc sáp và nâng cao chất lượng sản phẩm đúc.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo về Vật liệu Composite In 3D

Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ lấp đầy và các thông số in 3D khác đến tính chất của vật liệu composite in 3D. Vật liệu composite có tiềm năng mang lại độ bền và độ cứng cao hơn so với vật liệu polymer truyền thống, mở ra cơ hội cho các ứng dụng mới trong đúc sáp.

6.3. Tiềm Năng Phát Triển Công Nghệ In 3D Sáp Đúc

Công nghệ in 3D sáp đúc có tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong tương lai. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các vật liệu mới, quy trình in mới và phần mềm thiết kế chuyên dụng sẽ giúp công nghệ này trở nên hiệu quả hơn, chính xác hơn và dễ dàng tiếp cận hơn.

23/05/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING CAPSTONE PROJECT ELECTRONICS AND TELECOMMUNICATIONS ENGINEERING TECHNOLOGY STUDY OF THE INFILL RATIO’S EFFECT ON MECHANICAL PROPERTIES AND ABILITY TO CREATE A MOLD SHELL OF CASTABLE WAX IN 3D PRINTING TECHNOLOGY FOR INVESTMENT CASTING LECTURER: NGUYEN THANH TAN STUDENT: NGUYEN THANH PHUC NGUYEN VAN KHIEM HO THI YEN NHI S K L 01 0 8 4 4 Ho Chi Minh City, 2022 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING 🙡🕮🙣 GRADUATION PROJECT STUDY OF THE INFILL RATIO’S EFFECT ON MECHANICAL PROPERTIES AND ABILITY TO CREATE A MOLD SHELL OF CASTABLE WAX IN 3D PRINTING TECHNOLOGY FOR INVESTMENT CASTING Student name: Student ID: NGUYEN THANH PHUC 19144083 NGUYEN VAN KHIEM 19144085 HO THI YEN NHI 18144042 Major: MECHANICAL ENGINEERING TECHNOLOGY Advisor: NGUYEN THANH TAN, M. Ho Chi Minh City, September 2023 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY FOR HIGH QUALITY TRAINING 🙡🕮🙣 GRADUATION PROJECT STUDY OF THE INFILL RATIO’S EFFECT ON MECHANICAL PROPERTIES AND ABILITY TO CREATE A MOLD SHELL OF CASTABLE WAX IN 3D PRINTING TECHNOLOGY FOR INVESTMENT CASTING Student name: Student ID: NGUYEN THANH PHUC 19144083 NGUYEN VAN KHIEM 19144085 HO THI YEN NHI 18144042 Major: MECHANICAL ENGINEERING TECHNOLOGY Advisor: NGUYEN THANH TAN, M. Ho Chi Minh City, September 2023 THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- GRADUATION PROJECT ASSIGNMENT Semester 2/ 2023 Advisor: M. Nguyen Thanh Tan Student name: Nguyen Thanh Phuc ID: 19144083 Phone number: 0981103143 Student name: Nguyen Văn Khiem ID: 19144085 Phone number: 0792095001 Student name: Ho Thi Yen Nhi ID: 18144042 Phone number: 0971962786 1.

ID of Project: 22223DT81 Project title: Study of the infill ratio’s effect on mechanical properties and ability to create a mold shell of Castable Wax in 3D printing technology for investment casting 2. Initial materials provided by the advisor: - Castable Wax resin - Formlabs Form 3 printer - Surface roughness tester - Test tensile testing machine 3. Main contents: - Overview 3D printing technology - Overview investment casting - Material in SLA 3D printing technology - Study the effect of the structure of 3D patterns on mold-making ability, dimension, and roughness of 3D printed and casted parts. Final product: - The report - Experiment result 5.

Languages: Report: English  Vietnamese  Presentation: English  Vietnamese  HEAD OF DEPARTMENT ADVISOR  Graduation thesis defense ……………………………. i DISCLAIMER - Topic title: Study of the infill ratio’s effect on mechanical properties and ability to create a mold shell of Castable Wax in 3D printing technology for investment casting - Instructor: M.E Nguyen Thanh Tan - Members: Nguyen Thanh Phuc ID: 19144083 Phone: 0981103143 Nguyen Van Khiem ID: 19144085 Phone: 0792095001 Ho Thi Yen Nhi ID: 18144042 Phone: 0971962786 - Email: 19144083@student.vn We declare that this graduation thesis is the result of our research and work. We have not copied any published articles without proper citation. If any violation is found, we take full responsibility for it.

Ho Chi Minh City, September 2023 ii ACKNOWLEDGEMENTS This graduation project has been completed with the support of various resources. We would like to express our gratitude to everyone who contributed to this project, whether directly or indirectly. Prima facie, heartfelt appreciation is expressed to Ho Chi Minh City University of Technology and Education, particularly the Faculty of High-Quality Training, and the Faculty of Mechanical Engineering. Their dedication to creating an exceptional learning environment and providing valuable tools and resources has greatly enriched our academic and practical experiences.

Secondly, we take this opportunity to thank all the faculty members of the Department for their assistance and support. The knowledge imparted by these esteemed educators is the most valuable asset we carry with us upon graduation. Furthermore, the solid fundamental they have provided has significantly contributed to the successful completion of this project. Thirdly, we could not have undertaken this journey without M.E Nguyen Thanh Tan, our instructor.

We are very grateful for the guidance, support and sharing of his expertise and fund, these things have contributed to helping us complete the graduation project effectively. Moreover, his provision of ideal working conditions throughout the project development process has been invaluable. Additionally, we would like to express our sincere gratitude to Tran Van Tron, Ph.; Dang Minh Phung; Ph., Tran Minh The Uyen, Ph. and others for their support in providing background knowledge and laboratory equipment.

Thanks to their advice, the implementation process of our topic was enhanced and improved. Special thanks are also given to Dong Luc and 3D Smart Solutions Company for generously providing all the necessary facilities for our research. The company has given us an overview and specific details about the process of making a product using the investment casting technique, allowing us to further enhance our research for this project. Finally, we are sincerely thankful for the support and companionship from family and friends, who are a major distribution to the project.

The project will have limitations and errors in the implementation due to lack of time and practical experience. Thank you very much if you have any advice or suggestions for the project to be more complete. Good health and success in your careers are wished for. Thank you for being a part of our journey.

iii ABSTRACT Currently, the field of investment casting is experiencing continuous growth and advancement, integrating sophisticated scientific and technological principles to elevate product quality and streamline manufacturing processes. 3D printing, as a promising technology, opens up numerous avenues for research and development in the future. In this study, 3D printing technology was utilized to create investment casting patterns. However, some 3D printed patterns are solid inside (100% infill).

This presents an opportunity to explore new directions by using various infill ratios to conserve materials and optimize the pattern creation process. In this thesis, experiments were conducted with 8 different infill ratios, ranging from 5% to 100%. The results were used to assess the impact of infill ratios on the weight and dimensions of the printed patterns, as well as their mold shell formation capabilities. Consequently, we used the outcomes of these experiments to study how printed patterns affect the dimension and surface of the casted patterns.

We also looked at how the heating temperature affects these dimensions and surface characteristics. Additionally, microscopic examinations were performed to evaluate the influence of heating temperature on the microstructure of the casted patterns. Moreover, Stereolithography (SLA) technology was employed to create printed parts to assess how different infill ratios affect the mechanical properties of the Castable Wax material according to ASTM D638 type IV with 8 different infill ratios. The combination of 3D printing and investment casting presents an exciting opportunity to explore new possibilities and enhance the overall quality and efficiency of the casting process.

The research conducted in this study contributes to advancing the knowledge and understanding of the interactions between 3D printing parameters, infill ratios, and the mechanical properties of Castable Wax. These findings serve as valuable support in optimizing investment casting processes within the industry. iv TÓM TẮT Ngày nay, lĩnh vực đúc mẫu chảy đang trải qua sự phát triển và tiến bộ liên tục, tích hợp các nguyên tắc khoa học, công nghệ để nâng cao chất lượng sản phẩm và quy trình sản xuất. Bên cạnh đó, in 3D là một công nghệ đầy hứa hẹn, sẽ mở ra thêm nhiều hướng nghiên cứu và phát triển trong tương lai.

Trong nghiên cứu này, công nghệ in 3D được sử dụng để tạo ra các vỏ khuôn dùng để đúc mẫu trong quy trình đúc mẫu chảy. Tuy nhiên, hiện tại một số mẫu in 3D được in đặc bên trong (mật độ điền đầy 100%). Đây là cơ hội để khám phá một hướng nghiên cứu mới bằng cách sử dụng các tỷ lệ lấp đầy khác nhau để tiết kiệm vật liệu và tối ưu hóa quy trình tạo mẫu. Trong luận văn này, các thí nghiệm được thực hiện với 8 tỷ lệ mật độ điền đầy khác nhau, dao động từ 5% đến 100%.

Các kết quả được sử dụng để đánh giá tác động của tỷ lệ infill đối với khối lượng và kích thước của các mẫu in, cũng như khả năng tạo vỏ khuôn của chúng trong quy trình đúc mẫu chảy. Qua đó, chúng tôi đã sử dụng kết quả của những thí nghiệm này để nghiên cứu các mẫu in có ảnh hưởng đến kích thước và bề mặt của các mẫu đúc hay không. Chúng tôi cũng xem xét nhiệt độ gia nhiệt vỏ khuôn ảnh hưởng đến các kích thước và đặc điểm bề mặt. Ngoài ra, kiểm tra cấu trúc tế vi của các mẫu đúc bằng kính hiển vi được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ gia nhiệt vỏ khuôn đến mẫu đúc.

Công nghệ Stereolithography (SLA) đã được sử dụng để tạo ra các mẫu in nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng của các tỷ lệ thấm khác nhau đến tính chất cơ học của vật liệu Castable Wax, theo tiêu chuẩn ASTM D638 loại IV với 8 tỷ lệ mật độ điền đầy khác nhau. Sự kết hợp giữa in 3D và đúc mẫu chảy mang đến một cơ hội để khám phá những khả năng mới và nâng cao chất lượng cũng như năng suất của quy trình đúc mẫu chảy. Những nghiên cứu được thực hiện trong đề tài này góp phần nâng cao kiến thức và mở rộng kiến thức về mối quan hệ giữa các thông số in 3D, tỷ lệ mật độ điền đầy và các tính chất cơ học của vật liệu Castable Wax. Những phát hiện này đóng vai trò hỗ trợ trong việc tối ưu hóa quy trình đúc mẫu chảy trong ngành công nghiệp hiện tại.

iv TABLE OF CONTENTS GRADUATION PROJECT ASSIGNMENT. iv TABLE OF CONTENTS. v LIST OF TABLES. viii LIST OF FIGURES.

ix LIST OF KEYWORDS. x LIST OF FORMULAS. xi CHAPTER 1: INTRODUCTION.1 General introduction of investment casting and 3D printing technology. 3 CHAPTER 2: THEORETICAL BASIS .3 Defects of investment casting .4 Advantages and disadvantages .2 Three-dimensional printing technology .2 General process and classification .4 Application of SLA based 3D printing in investment casting .3 Introduction about “infill”.

19 CHAPTER 3: MATERIALS AND METHODS .1 Castable wax resin .3 Evaluation Mechanical Properties .4 Surface roughness measurement .5 Metallography Specimen Preparation and Microscopic Examination .2 Preparation of shell mold. 34 CHAPTER 4: EXPERIMENT RESULTS AND DISCUSSION .1 Effect of infill ratio on the mass of 3D printed part .2 Effect of infill ratio on dimensional accuracy of 3D printed part.3 Effect of infill ratio on mechanical properties of Castable Wax material .4 Effect of infill ratio on the ability to create mold shell .5 Effect of temperature heating for the mold shell on the dimension of casted part .6 Effect of temperature heating for the mold shell on the surface roughness of casted part .7 Effect of temperature heating for the mold shell on the microstructures of casted part. 67 v LIST OF TABLES Table 4.1: The actual mass and nominal mass results of the printing part, in gram .2: The dimensional value is compared across different infill ratios.3: The different infill ratios are compared across dimensional values.4: The dimensional values are compared across different infill ratios.5: The dewaxing process by temperature with a density of 5% .6: The dewaxing process under the same time conditions of different infill ratio54 Table 4.7: The dimensional values are compared across different casting sample.8: The casting samples are compared across different dimensional values.9: The surface roughness of the 3D printed parts, in micrometers (µm).10: The surface roughness of the casted parts, in micrometers (µm).11: The mold temperature affects the microstructure of the sample.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ lấp đầy đến tính chất cơ học và khả năng tạo vỏ khuôn sáp đúc trong công nghệ in 3D" cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách mà tỷ lệ lấp đầy ảnh hưởng đến các đặc tính cơ học của sản phẩm in 3D, đặc biệt là trong quy trình tạo vỏ khuôn sáp đúc. Nghiên cứu này không chỉ giúp người đọc hiểu rõ hơn về mối liên hệ giữa tỷ lệ lấp đầy và tính chất vật liệu, mà còn chỉ ra những lợi ích trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Để mở rộng thêm kiến thức về các khía cạnh liên quan đến công nghệ in 3D và vật liệu, bạn có thể tham khảo tài liệu Investigation of fatigue strength of shaft specimens fabricated by metal 3d printing method, nơi nghiên cứu độ bền mỏi của các mẫu trục được chế tạo bằng phương pháp in 3D kim loại. Ngoài ra, tài liệu Nguyễn minh tâm nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ lên độ nhám bề mặt và độ chính xác kích thước sản phẩm tạo hình bằng máy in 3d fdm sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và độ chính xác của sản phẩm in 3D. Những tài liệu này sẽ cung cấp cho bạn những góc nhìn đa dạng và sâu sắc hơn về công nghệ in 3D, từ đó nâng cao kiến thức và khả năng ứng dụng trong thực tiễn.