Page 44 - март

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Такие нетрадиционные возможности ЛГМ по объёмному
проектированию отливок значительно расширяют спектр их воз-
можных конфигураций и открывают новое направление литья
сотовых, объёмно-ячеистых, скелетно-решётчатых конструкций,
материалов и блоков отливок [1], расширяя известные свойства
традиционно применяемых не только литых металлоизделий. Эти
материалы имеют потенциал для применения как облегчённые
несущие, армирующие, изолирующие, ограждающие, демпфиру-
ющие удары конструкции, способные находиться в среде, про-
пуская (полностью или частично) через себя поток вещества или
энергии. Они применимы для отделения отходов при очистке га-
зов, жидкостей, а также для глушителей шума, взрыво- и пла-
мяпреградителей, адсорбционных, акустических, теплообменных
устройств, элементов источников тока, катализаторов, кристал-

Рис. 1. Литая металличе- лизаторов, электродов и как костяк для композиционных матери-
ская древовидная конструк- алов.
ция. 1 – ствол, 2 – ветви, 3 – Разработка конструкций ячеисто-каркасного литья и возник-
контуры стенок изложницы, шие проблемы оптимизации конфигураций таких отливок привели
4 – остаток воронки
на начальном этапе к решению выполнить их путём копирования по
аналогам из живой и неживой природы, включая структуры микро-
мира. Для этого использовали принципы строения: 1) кристалличе-
ских решёток как их изображают в кристаллографии; 2) спирале-
видного расположения листьев (филлотаксис) из ботаники; 3) пены
со сквозными порами и ячейками преимущественно в виде пента-
гонального додекаэдра, описанной в области физико-химии. В ин-
ституте ФТИМС НАН Украины получены первые патенты и подан ряд
заявок на регистрацию изобретений по этой теме. Ниже описаны
ещё три типа каркасных отливок, для которых довольно несложно
изготовить сборные одноразовые модели, например, пенопластовые
для ЛГМ.
При создании объёмных структур, по аналогии с биологиче-
скими распространяющимися в пространстве, естественно обратить
внимание на конструкции веток деревьев, которые развиваются от
толстых к тонким разветвлениям. Такое изменение сечения пред-
почтительнее для течения металла, чем равностенные конструкции.
На рис. 1 показан пример литой древовидной конструкции,
состоящей из ствола 1 и веток 2. При использовании её в каче- Рис. 2. 5 типов правильных
стве внутреннего холодильника для литья слитков ветви 2 преиму- полиэдров Бернала (сле-
ва направо): тетраэдр, ок-
щественно расположены перпендикулярно поверхностям 3 стенок таэдр, тригональная призма,
изложницы (показаны контуры изложницы), то есть параллельно архимедова антипризма, те-
осям, вдоль которых наиболее вероятен рост кристаллов (не по- трагональный додекаэдр.

44 Станочный парк