Integrally cored ceramic investment casting mold fabricated by ceramic stereolithography - Bae Chang-Jun; University of Michigan
Los perfiles aerodinm̀icos a base de superaleaciones (superalloys airfoils) son producidos a partir de colado a la cera perdida (investment casting), el cual utiliza los nc͠leos de cerm̀ica y los patrones de cera con los moldes de revestimiento de cerm̀ica. Los perfiles aerodinm̀icos a base de superaleaciones de nc͠leo hueco (hollow cored superalloy airfoils) en una turbina de gas son un ejemplo de partes complejas producidas por colado a la cera perdida.Las complejas cavidades huecas internas en el perfil aerodinm̀ico estǹ diseądas para conducir aire fro̕ a travš de uno o ms̀ corredores, los cuales han sido fabricados por un proceso a la cera perdida que requiere de varios pasos: preparacin̤ del nc͠leo, moldeo por inyeccin̤ para el patrn̤ de cera, y tratamiento por inmersin̤ para los moldes de revestimiento de cerm̀ica.Estos pasos generan problemas, tales como el alto costo y la exactitud decreciente del molde de cerm̀ica; por ejemplo, se requieren herramientas costosas y retrasos en la produccin̤ para generar los troqueles del molde para nc͠leos complejos y patrones de cera usados en el moldeo por inyeccin̤, lo que es un gran obstc̀ulo para prototipos y corridas de produccin̤ ms̀ pequeąs. Por ello, resulta ms̀ ventajoso producir un molde que tenga la cavidad de colado y el nc͠leo cerm̀ico para un proceso en lugar de usar nc͠leos, patrones y moldes de revestimiento por separado.La estereolitografa̕ cerm̀ica (ceramic stereolithography, CerSLA) puede usarse para fabricar directamente el molde de colado de cerm̀ica integralmente nucleado (integrally cored ceramic casting mold, ICCM). La CerSLA construye objetos <U+0093>verdes<U+0094> de cerm̀ica a partir de archivos CAD desde muchas capas delgadas lq̕uidas de polvo en monm̤ero, las cuales son solidificadas por medio de polimerizacin̤ con un ls̀er UV.Esta tesis se concentra en el ICCM, el nc͠leo de cerm̀ica con un molde de revestimiento del mismo material en una construccin̤ simple sin patrn̤, fabricado por medio de CerSLA. El CerSLA se considera un mťodo alterno para reemplazar los procesos de a la cera perdida, para corridas de produccin̤ pequeą o para diseǫs muy complejos para nc͠leos y patrones convencionales. El principal tp̤ico es el desarrollo de mťodos para fabricar exitosamente un ICCM por medio de CerSLA a partir de sl̕ica refractaria, as ̕como otros temas relacionados. Estos temas son la segregacin̤ de polvos burdos fundidos de sl̕ica en una capa, el grado del parm̀etro de segregacin̤ para prevenir šta, as ̕como la sinterizacin̤ y la transformacin̤ de cristobalita en los compactos de sl̕ica fundida.