압탕설계와 유동해석 비교

소개글

압탕설계와 유동해석 비교에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 압탕 설계(Plate형, Cubic형)

2. 유동해석

3. 실험 고찰

본문내용

전기로, 가열기, 스치로폼, 열선 절단기.
실험 방법
1) 스치로폼을 치수에 맞추어 모형을 제작한다
2) 알루미늄을 710℃ 3시간 가열하고 710℃ 20시간 유지한다.
3) 모래와 물유리를 혼합하여 혼합기로 혼합한다.
4) 일정시간이 지난 후에 스치로폼을 고정시킨 플라스크에 혼합된 주물사를 넣어 다진다. 이후에 경화되기 위하여 CO2가스를 주입한다
5) 상형과 하형을 완성한 후, 가스 토치를 이용하여 주물을 가열하고스치로폼을 태워 없앤다. 주물에 스치로폼이 있지 않도록 깨끗이 제거한다.
6) 상형과 하형을 접합한 후, 볼트, 너트를 이용하여 상형과 하형을 고 정시킨다.
7) 고정시킨 주물에 용융 된 순 알루미늄을 흘려 넣는다.
8) 약 30분 후에 주형틀을 깨고 완성된 주조품을 얻어 반절로 절단한 후 매크로 조직을 위하여 폴리싱 한후 조직을 관찰한다.
압탕 설계
⇒ 만족해야 하는 조건들
V = × V
Mf 1.2M
큐빅의 체적 : 512㎤
판의 체적 : 512㎤
⇒ 큐빅과 판의 압탕의 부피
V = 512 × = 284.4㎤
① 큐빅
C = 8㎝ × 8㎝ × 8㎝ = 512㎤
C = 384㎤
M = 1.33
M 1.6
M = 1.6
3.36 r
h = 8.02
→ 장입량 = 2.76 g/㎤ × (512㎤ + 284.4㎤) = 2,198㎏
계산결과 r = 3.36cm, h = 8.02cm
( h = d = 2r)
응고 후 들어간 물의 량 = 38ml = 0.1048Kg
수축량 = {0.1048 / 2.198kg(장입량)} x 100 = 4.7%
② 판
C = 5T × 5T × T = 25T = 512㎤
T = 2.73㎝
C = 521.7㎤
M = 0.98
M 1.17
M = 1.17
= = 1.17
3.93 r
h = 5.86
→ 장입량 = 2.76 g/㎤ × 512㎤ + 2.76 g/㎤ × 284.4㎤ = 2,198㎏
계산결과 r = 3.93cm, h = 5.86cm
( h = d = 2r)
응고 후 들어간 물의 량 = 32ml = 0.0883Kg
수축량 = {0.0883 / 2.198kg(장입량)} x 100 = 4.0%
실험 결과
⇒ 실험 후 수축율 계산
Cubic 압탕 수축 부분에 들어간 물 = 38㎖
수축율 : 4.7%
Plate 압탕 수축 부분에 들어간 물 = 32㎖
수축율 : 4%
Cubic 단면
Cubic 압탕 단면
Cubic 주물 단면
Plate 단면
Plate 압탕 단면
2. 유동해석
목표- 주형 공간내 용탕의 최적 주입 조건 도출
방법- Easy Cast- Flow를 이용한 주조시의 유동해석
1단계
3단계
4단계
6단계
8단계
11단계
16단계
20단계
응고해석
1단계
5단계
15단계
20단계
최종 응고 분포
응고 수축
3. 실험 고찰
이번 실험은 순 알루미늄 압탕 설계를 한 것과 Z- Cast의 유동해석을 해서 비교해 보았다. 순 알루미늄 압탕 설계는 완성된 스치로폼을 이용하여 소실모형으로 주조품을 만드는 실험이었다. 압탕 설계를 하면서 정확한 압탕의 모양을 제작하는 것을 목표로 하였다. 동일한 체적의 정육면체와 판형의 모형을 가지고 실험하였다. 동일한 체적을 갖는 주물에 압탕을 설계함으로써 모듈러스에서 체적과 표면적에 따라 압탕의 크기가 달라지는 것을 확인하였다. 응고수축을 확인하기 위하여 순 알루미늄을 사용하였다. 이것은 순 알루미늄이 응고수축이 잘 되기 때문이다. 상형과 하형을 분리하였기 때문에 가스토치를 이용하여 주물을 가열시키고, 스치로폼을 태워버렸기 때문에 어느 정도 가스 발생율이 줄어들었다. 우리가 실험했던 큐빅과 판상을 비교해보면 큐빅의 수축이 판상의 수축보다 더 깊게 나온 것을 알 수 있다. 조직을 보게 되면 주형과 만나는 부분의 매크로 조직은 아주 미세하다. 또한 주상정 조직이 많이 나왔다는 것을 알 수 있었다. 같은 체적의 주물이라고 하더라도 표면적이 다르게 되면 압탕의 사이즈가 달라진다는 것을 이번 실험에서 깨달았다.
Z-cast의 유동해석 (큐빅)과 압탕 설계 (큐빅)를 한 것과 비교해 보았는데 이는 응고 수축이 거의 비슷하게 일어났다는 것을 알 수 있다. 이것은 압탕 설계를 잘 했다는 것으로 짐작될 수 있다. 그리고 응고가 주형과 가까운데서 먼저 일어나 안쪽으로 응고가 진행되었다는 것을 유동해석을 통해 알 수 있었다. 아직도 Z-cast의 조작이 미숙하다. 시간이 나면 좀 더 Z-cast를 배워서 숙련하겠다. 이번 실험은 실수를 통해 많은 것을 얻을 수 있는 좋은 기회였다고 생각한다.

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압탕설계,   유동해석,   압탕설계와 유동해석 비교