Estudio reológico de aleaciones de fundición de aluminio para impresión 3D

Autor: Moskal Opryshko, Bohdan, Santos Pereira, Beatriz
Přispěvatelé: Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència i Enginyeria de Materials, Martín Raya, Óscar
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Popis: Este proyecto tiene como objetivo desarrollar un estudio reológico de la aleación de aluminio A356 durante su formación en estado semisólido, mediante el proceso de rheocasting, para ser utilizada en una máquina de impresión de piezas en 3D. A través de la investigación teórica y experimentación, se pretende controlar los parámetros que influyen en la calidad final del material y conseguir que obtenga mejoras en sus propiedades mecánicas. Se define lo que es un material en estado semisólido, sus características principales y su relación con la fabricación de piezas en la industria. Se estudia el concepto de reología examinando a fondo sus propiedades más relevantes y se hace una revisión de la viscosidad y de la clasificación de los fluidos existentes. Se citan ejemplos de rutas de tixo y rheo casting empleadas en la industria del conformado de SSM y se discute el papel que cumplen las aleaciones de aluminio en este contexto. Se describe el intento de realización de la fase experimental, consistida en analizar la morfología y el comportamiento de los parámetros del A356 fundido y sometido a varios experimentos a diferentes velocidades y tiempo de agitación mecánica. Se especifican los problemas sucedidos en este periodo y se discute propuestas de mejora para sus futuras y/o posibles soluciones. Se lleva a cabo el diseño de una mesa de altura regulable cumpliendo con los requerimientos del departamento de ciencia de materiales de la universidad EPSEVG y se describen los impactos positivos y negativos que este proyecto puede ser capaz de ocasionar al medioambiente. Por último, se informa los aspectos más relevantes que han sido observados y que se deben de tener en cuenta en los proyectos posteriores y relacionados con este. En conclusión, debido a problemas eléctricos y mecánicos que se presentan durante el montaje y desmontaje del prototipo PMSM, no se alcanza realizar la parte experimental de esta investigación. Sin embargo, se logra entender la teoría del procesamiento de piezas en estado semisólido y cómo pueden afectar los parámetros reológicos la calidad final de los elementos. Finalmente, se ha diseñado la mesa regulable cumpliendo con los requerimientos del departamento de materiales de la universidad y cómo información adicional se ha elaborado un manual de uso para el horno de fundición del edificio A de la EPSEVG, destacando sus principales limitaciones, mediante un caso práctico. The objective of this project is to develop a rheological study of the aluminum alloy A356 during its formation in semi-solid state, by means of the rheocasting process, to be used in a 3D printing machine. Through theoretical research and experimentation, the aim is to control the parameters that influence the final quality of the material and to obtain improvements in its mechanical properties. It is defined what is a material in semi-solid state, its main characteristics and its relation with the manufacture of parts in the industry. The concept of rheology is studied by examining in depth its most relevant properties and a review of viscosity and the classification of existing fluids is made. Examples of thixo and rheo casting routes employed in the SSM forming industry are cited and the role of aluminum alloys in this context is discussed. The attempt to perform the experimental phase, consisting of analyzing the morphology and parameter behavior of molten A356 subjected to various experiments at different speeds and mechanical stirring time, is described. The problems that occurred during this period are specified and improvement proposals for future and/or possible solutions are discussed. The design of a height adjustable table is carried out in compliance with the requirements of the materials science department of the EPSEVG university and the positive and negative impacts that this project may be able to cause to the environment are described. Finally, the most relevant aspects that have been observed and that should be taken into account in subsequent projects related to this one are reported. In conclusion, due to electrical and mechanical problems that occurred during the assembly and disassembly of the PMSM prototype, the experimental part of this research could not be carried out. However, it is possible to understand the theory of the processing of parts in semi-solid state and how the rheological parameters can affect the final quality of the elements. Finally, the adjustable table has been designed according to the requirements of the materials department of the university and as additional information, a user's manual has been elaborated for the melting furnace of the EPSEVG building A, highlighting its main limitations, by means of a practical case.
Databáze: OpenAIRE
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