Name: indirect fabrication of lattice metals with thin sections using centrifugal casting
Uploaded: 2016-05-14T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 32 s
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Diese Studie erhielt Unterstützung von der Forschung Initiation Grant (RIG) des Vizepräsidenten für Forschung und Wirtschaftsentwicklung an der University of North Texas (UNT). Die Autoren danken auch KCIS Co. Ltd für diese Studie teilweise zu unterstützen. Die Unterstützung von PACCAR Technology Institute bei UNT für den Erfolg dieser Publikation wird sehr geschätzt.

1. Planung des Experiments <ol><li> Zeichnen Sie eine Opferstruktur (ein Oktett Fachwerkstruktur mit einem Angusssystem) unter Verwendung von Computer Aided Design (CAD) Software , wie in Abbildung 1 und speichern Sie das CAD - Modell als STL - Datei - Format angezeigt. Hinweis: Die Opferstruktur ist ein integriertes Muster des Oktetts Fachwerkstruktur mit einem Angusssystem, das zum Gießen schließlich geschmolzen wird. Da die Opferstruktur sowohl die Struktur als Oktett-Gerippe enthält und das Angusssystem, ist es nicht genau repräsentieren die Oktett-Gerippe selbst. Eine STL-Datei des Opferstruktur vorgesehen. Aufzeichnen, das Volumen des Opferstruktur durch CAD-Software, die Masse &quot;für die Berechnung der Metalle verwendet wird. </li><li> Öffnen Sie die CAD-Zeichnung des Opferstruktur auf dem 3D-Druck-Software zu einem 3D-Drucker verbunden ist, zum Drucken des Musters. </li><li> Stellen Sie sicher, dass die 3D-Drucker genügend UV-härtende / gießbare Acryl-Kunststoff und ein Trägermaterial aus einem Wachsin den Druckerpatronen. </li></ol> 2. Herstellung von Opferstruktur <ol><li> Herstellung der Opferstruktur , bestehend aus dem Oktett - Fachwerkkonstruktion und dem Angusssystem mit einem 3D - Drucker (2A - C). Hinweis: Prozesse in 2.1.3 - 2.1.7 sind nicht erforderlich, wenn ein 3D-Drucker, die erzeugt keine unterstützende Materialien verwendet wird. <ol><li> Senden Sie eine STL - Datei des Opferstruktur auf dem 3D - Drucker eine Opferstruktur (2A) zu drucken. </li><li> Schmelze aus einem Trägermaterial aus der Opferstruktur in einem Ofen bei über der Schmelztemperatur des Trägermaterials (60-70 C) für 2 Stunden (2B). Anmerkung: Die Temperatur des Trägermaterials zu entfernen, nicht zu hoch sein sollte. Andernfalls kann es zu Schäden an der Opferstruktur führen. Die Opferstruktur beginnt bei rund 80 ° C in dieser Studie immer beschädigt. Hinweis: Die Schmelztemperatur von support Materialien variiert mit 3D-Druckern, wo verschiedene Trägermaterialien verwendet werden. </li><li> Füllen Sie eine digitale Ultraschall - Reiniger mit Babyöl bis zu 2,5 L, das maximale Volumen , dass der Reiniger enthalten (Abbildung 2C). Hinweis: Es wurde von dem Lieferanten des 3D-Drucker empfohlen Babyöl zu verwenden, für Rest des wachsartigen Trägermaterial zu lösen. </li><li> Legen Sie die Opferstruktur in die digitale Ultraschall - Reiniger und schalten Sie das Gerät des Reinigers (Abbildung 2C). Stellen Sie sicher, dass die Opferstruktur vollständig in das Öl eingetaucht ist. </li><li> Entfernen Rückstände des Trägermaterials durch die Opferstruktur in das Öl bei 65 ° C Eintauchen für 40 min (Figur 2C). </li><li> Nehmen Sie die Opferstruktur aus dem Staubsauger heraus, wenn das Trägermaterial vollständig entfernt wird. </li><li> Haben die Opferstruktur trocken mit einem Ventilator bei RT (~ 20 ° C) (Abbildung 2C). Hinweis: Es dauert etwa 2 Stundenbis das Öl auf der Oberfläche der Opferstruktur wird vollständig getrocknet. Betrachten wir die Opferstruktur vollständig getrocknet werden, wenn die Oberfläche nicht klebrig ist. </li></ol></li></ol> 3. Herstellung von Mold <ol><li> Muster Assembly <ol><li> Befestigen einer Gummidichtung an der Opferstruktur (das Oktett - Gerippe mit dem Angusssystem) und sie auf dem Boden eines zylinderförmigen Kolben , der mit einer Höhe von 6,35 cm und einem Durchmesser von 6,35 cm (2D). Hinweis: Bereiten Sie zwei Flaschen für jedes Metallguss; Al und Cu-Legierungen. </li><li> Überprüfen Sie die Gummidichtung mit dem Opfermuster wird vollständig auf den Boden des Kolbens angebracht. </li><li> Wickeln Sie den Kolben mit einem Klebeband, so dass Investitionen Pulver-Wasser-Gemisch, dessen Verfahren wird im nächsten Abschnitt beschrieben wird, kann nicht aus dem Kolben austreten. </li></ol></li><li> Vorbereitung von Investitions Mold <ol><li> Bereiten Sie Einbettpulver (CaSO 4 </sub&gt;, ρ = 1019 kg / m 3) von 89 g, die 87,16 ml ist. Verwenden Sie eine Skala zum Wiegen des Einbettpulver. Hinweis: Die physikalischen Eigenschaften des Anlage Pulvers sind in Tabelle 1 gezeigt. </li><li> Gießen Sie die Investition Pulver in eine Rührschüssel (1 l). </li><li> Gießen Sie Wasser (114 ml) in die Rührschüssel. Verwenden Sie einen Becher das Volumen des Wassers zu messen. </li><li> Mischen Sie die Investition Pulver mit Wasser in der Schüssel für 3 min. Gut mischen, bis es keine Klumpen in der Anlage Pulver-Wasser-Gemisch sind. Andernfalls kann es schlechte Oberflächenqualität der Anlageform verursachen. Folgen Sie dem Arbeitsablauf, wie in Abbildung 3 gezeigt. </li><li> Um Luftblasen in der Mischung, die Schüssel in einer Vakuumkammer für 90 Sekunden , bis die Luftblasen nicht in der Mischung mit bloßen Augen (Abbildung 3) zu sehen ist zu entfernen. </li><li> Die Mischung wurde in einen Kolben , der Opferstruktur einzubetten und die Gummidichtung (Figur 2E). </li><li> Legen Sie die flask in der Vakuumkammer wieder für 90 sec den Rückstand von Luftblasen in der Mischung (3) zu entfernen. </li><li> Trocknen der Mischung im Inneren des Kolbens , bis er bei RT (3) ausgehärtet wird. Anmerkung: In der Regel dauert es etwa 10 bis 15 min für die Mischung bei RT gehärtet werden. </li><li> Man nimmt den Kolben und die Gummidichtung an der Unterseite der Mischung in dem Kolben , wenn das Gemisch ausgehärtet wird (Abbildung 3). Dieses Produkt kann eine Gipsform bezeichnet werden. </li></ol></li><li> Ausbrennen <ol><li> Stellen Sie einen Burn-out - Zeit in einem Ofen, während die Heizung und Kühlung folgenden Zeitplan (Abbildung 4) Heizung 23-150 ° C bei 2,1 C / min; 150-370 C bei 3,7 C / min; 370-480 C bei 1,85 C / min; 480-730 C bei 4,17 C / min; 730 C für 1 Stunde; Kühl 730-480 C bei -4,17 C / min. Hinweis: Die Zeit für Burn-out-varies mit der Größe eines Kolbens. In dieser Studie, stellen Sie die Burn-out-Zeit bis 6 Stunden. </li><li> Legen Sie die Gipsform in einem Ofen (2F). </li><li> Schalten Sie den Ofen und erhöhen Temperatur im Ofen die Opferstruktur innerhalb der Gipsform zu entfernen. Folgen Sie der Temperaturzustand in Abbildung 4. Hinweis: Da das UV-härtbare / gießbare Acryl-Kunststoff, die Materialien der Opferstruktur, ein Acryl-Polymer-Kunststoff duroplastischen ist, ist es nicht fließt, sondern auf einer Gasphase in dem Ofen dissoziiert. </li></ol></li><li> Schleuderguss (2G) <ol><li> Überprüfen Sie, ob die Schleudergußmaschine Arm mit einer Winkelgeschwindigkeit von 425 Umdrehungen pro Minute dreht sich auf der Leistung eines Schleudergussmaschine mit einem Drehzahlmesser nach dem Einschalten. </li><li> Bereiten Sie zwei Keramiktiegel, die eine 150 g-Legierung zu schmelzen halten kann. Verwenden Sie getrennte Tiegel für Al- und Cu-Legierungen, damit sie nicht mit e kontaminiertACH andere. </li><li> Schalten Sie die Energie der Schleudergußmaschine. </li><li> Mit einem Metallschneider, hacken die Legierungen in Stücke mit 10 - 20 mm in der Länge. Bereiten sie genug vollständig in den Formhohlraum zu füllen, dessen Volumen sollte das gleiche wie das Opferstruktur sein. Anmerkung: Die Masse der Metalle erforderlich, um das gleiche Volumen des Formhohlraums ausfüllen Berücksichtigung variiert für jedes Metall variierender Dichte. </li><li> Tragen Sie flammhemmende Stoffe und Handschuhe und Schutzbrille tragen. Bereiten Sie einen Eimer mit Wasser (30 L) bei RT. </li><li> Nehmen Sie die Gipsform vorübergehend aus dem Ofen in Abschnitt 3.3, installieren Sie sie in den Kolben Wiege und das Gleichgewicht der Arm der Schleudergußmaschine (Abbildung 5). </li><li> Legen Sie die Gipsform zurück in den Ofen und Vorheizung bis 482 ° C vor dem Gießen. </li><li> Den Tiegel in den Tiegel Halter (Abbildung 5). </li><li> Legen Sie die gehackte Legierung in den Tiegel. </li><li> Öffnen des Ventils eines SauerstoffBehälter mit einem Sauerstoff-Acetylen-Brenner verbunden ist und einen Druckpegel in dem Tank von 96,5 kPa (14 psi) aufrechterhalten. </li><li> Zünden des Sauerstoff-Acetylen-Brenner mit einem leichteren und steuern die Intensität der Flamme, die durch die Mischung der Gase eingestellt wird. Hinweis: Vorsicht ist geboten, wenn die Sauerstoff-Acetylen-Fackel. Seine Maximaltemperatur des Brenners liegt bei etwa 1.200 ° C. </li><li> Melt gehackt Legierung (Al-Legierung oder Cu-Legierung) mit der Fackel in den Tiegel, bis die Legierung vollständig flüssig wird. </li><li> Rühren Sie die Legierung im Tiegel mit einem Kohlenstoffstab, bis die gehackte Legierung vollständig geschmolzen ist. </li><li> Legen Sie die Gipsform in den Kolben Wiege zurück neben dem Tiegel enthält geschmolzene Legierung (Abbildung 5). </li><li> Schließen Sie die Abdeckung der Schleudergußmaschine, lassen Sie den zentrifugalen Arm drehen und mindestens 3 Minuten warten. Hinweis: Die Schleudergußmaschine beginnt, sobald die Abdeckung der Gießmaschine Betrieb geschlossen ist. Der Schleuderarmrotiert mit einer Drehzahl von 425 Umdrehungen pro Minute , die bei dem Formhohlraum der Opferstruktur, v r = 8,03 auf die Eintrittsgeschwindigkeit entspricht m / sec 28, 29 in Figur 5 , wo die Einlassgeschwindigkeit die makroskopischen Teilchendynamik aus einem Winkel berechnet wird Geschwindigkeit des Schleuderguss Arm 28, 29. </li><li> Schalten Sie den Strom der Schleudergußmaschine nach dem 3 min Drehung des Armes ab. </li><li> Öffnen Sie die Abdeckung der Gießmaschine. </li><li> Nehmen Sie die Gipsform aus dem Kolben Wiege mit einer Zange. </li><li> Halten der Form bei RT für 15 bis 20 min, bis die Farbe der geschmolzenen Legierung in seine ursprüngliche einem in der Festphase dreht. </li><li> Mit einer Zange, löschen die Gipsform in Wasser in einen Eimer gelegt (30 L) bei RT für ca. 5 min. Stellen Sie sicher, dass die Temperatur der Gipsform auf RT nach dem Abschrecken nahe ist. </li><li> Um das Gitter Metall in der Form zu erhalten, lösen sich dieSchimmel in Wasser. Die Form aus Gips löst sich leicht in Wasser. </li></ol></li></ol> 4. Post-Processing für Endprodukte von Octet Truss Metals <ol><li> Schalten Sie die Leistung eines Sandstrahler. </li><li> Legen Sie die Oktett-Gerippe Metalle auf der Plattform innerhalb der Sandstrahler und schließen Sie die Tür der Maschine. </li><li> Setzen Sie auf Handschuhe und die Sandstrahler Pistole greifen. </li><li> Besorgen Sie sich die Anguss Teil des Metallprodukts und blasen den Rest Gips aus dem Gittermetall aus mit dem Sandstrahler für 2 Std. Anmerkung: Die Intensität des Sandstrahler wird automatisch etwa auf 550 kPa festgelegt. Sobald der Sandstrahler betrieben wird, dann kommt die Luft automatisch aus der Pistole aus. </li><li> Halten Sie die Sandstrahler Lauf, bis die Investition Gipsrückstand innerhalb des Metall Oktett-Gerippe vollständig während der Überprüfung mit bloßem Auge entfernt wird. Hinweis: Es gibt nicht eine mikroskopische Kriterium beim Entfernen von Gipsrückstand. Dies würde den Rahmen dieser Studie. Ter die Entfernung des Pflasters Rückstand wird leicht mit dem bloßen Auge bestimmt. Da das Oktett-Gerippe eine offene Zellstruktur ist, ist es möglich, durch und überprüfen, um zu sehen, ob oder ob nicht der Putz Rückstand vollständig entfernt. Hinweis: Vorsicht ist für die Sandstrahler benötigt, um nicht das Oktett-Gerippe Metall mit einer dünnen Wandstärke (0,5 mm) bei dem hohen Druck (550 kPa) beschädigt werden. </li><li> Wird die Investition Gipsrückstand innerhalb des Metall Oktett - Gerippe nicht vollständig mit dem Sandstrahler, verwenden Sie zusätzliche Nachbearbeitung Methoden entfernt wird, zB eine Ultraschallreinigung oder dem Verlassen des Produkts in Wasser für einen Tag. </li><li> Im Falle der Verwendung eines Ultraschall-Reiniger verwenden, füllen 0,7 l Wasser in den Ultraschall-Reiniger und legen Sie das Oktett-Gerippe Metall mit Gips Rückstand im Ultraschallreiniger. <ol><li> Schalten Sie die Leistung des Ultraschallreiniger. </li><li> Eingestellt , einen Betriebszustand, beispielsweise 3 Stunden bei 70 ° C. </li><li> Nehmen Sie das Oktett-Gerippe Metall einmal aus dem Ultraschallreiniger the Betrieb endet. </li><li> Trocknen Sie die Oktett-Gerippe Metall bei RT, bis das Wasser auf der Metalloberfläche vollständig entfernt wird. </li></ol></li><li> Als Alternative Postverarbeitungsverfahren, lassen Sie das Oktett-Gerippe Metall in Wasser. Dies bewirkt, dass die Gipsrückstand in Wasser gelöst werden. <ol><li> Legen Sie das Oktett-Gerippe Metall mit dem Gips Rückstand in Wasser und lassen Sie ihn für einen Tag, so dass die Bindungskraft zwischen den Anlage Putz und der Metalloberfläche Wasser schwächen wird. </li><li> Nehmen Sie das Oktett-Gerippe Metall aus dem Wasser. </li><li> Trocknen Sie die Oktett-Gerippe Metall bei RT, bis das Wasser auf der Metalloberfläche vollständig entfernt wird. </li></ol></li><li> Mit einer Säge oder einem anderen geeigneten Werkzeugen, schneiden das Metall den Hohlraum des Angusssystemteil aus dem Metallprodukt gefüllt und erhalten die endgültige Oktett - Gerippe Metall mit einer Größe von 25 mm x 25 mm x 25 mm, wie in 1B gezeigt. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Bei herkömmlichen Metallguss, ist es wichtig , das geschmolzene Metall der Fluss glatt und rationalisiert in &quot;laminar&quot; in den Formhohlraum zu halten und lieber vermeiden unregelmäßig und bewegten Strömung im Allgemeinen in einer turbulenten Strömung 27 beobachtet. Dementsprechend ist es wichtig, richtig den Einlass des Angusssystems mit der Drehgeschwindigkeit eines Schleuderarm verbunden zu entwerfen den Fluss von geschmolzenem Metall im Inneren des Gitter Formhöhlung &#39;laminar&#39; aufrec...

Cellular Metalle sind die Metalle aus einem Verbundnetz von festen Streben oder Platten und haben komplexe Mikroarchitekturen mit Hohlräumen 1 aus. Beispiele umfassen sowohl i) zufällig strukturierten stochastischen Schaumstoffen und ii) periodisches zweidimensionalen (2D) Waben und dreidimensionale (3D) Gitterfachwerkkonstruktionen angeordnet. Sie haben Aufmerksamkeit aufgrund ihrer hohen spezifischen Steifigkeit und Festigkeit 1-3 und hohe spezifische Belastbarkeit 4-5, hervorragende Energieabsorption für Stoßbelastung 6, Schalldämmung 7, mögliche Ausgestaltung Wärmeableiter und Wärmetauscher 8. Insbesondere periodisch geordneten Gitterstrukturen haben das Potenzial, die Eigenschaften überlegen mit einer Fähigkeit zu konstruieren, die interne poröse Netzwerk Geometrie zu steuern. Aufgrund ihrer komplexen inneren porösen Netzgeometrie ist es schwierig, zellulare Metalle herzustellen unter Verwendung des herkömmlichen subtraktiven machininG. Als solche haben damit begonnen , die Forscher nach alternativen Methoden suchen zellulären Metallen herzustellen: Gas in Flüssigmetallumformung oder Metallpulver Mischen mit Treibmittel wurden 9 zur Herstellung von stochastischen Metallformen erforscht. Aufgrund des Mangels an Kontrolle über die Zellentopologie, ist es schwierig, mechanische Eigenschaften maßzuschneidern. Alternativ wurden Methoden der Herstellung für periodisch geordneten Zell Metalle untersucht: dünne Bleche aus Metall - Stanzen in eine gewellte Form , gefolgt von ihnen verbinden periodische Strukturen 10 zu schaffen, geschlitzt Verbinden von Metallbleche 11, Extrusion 12, Weben und lodernden Metallfäden Textilien herzustellen 13. Obwohl diese Herstellungsverfahren wiederholbare Muster bieten, werden die Muster noch in der planaren Richtung begrenzt. In dem Bemühen , 3D - Muster Wiederholung zu erzeugen, begann Forscher Additive Manufacturing (AM) unter Verwendung, zB Selective Laser Melting (SLM) 14, Elektronenstrahlschmelzen (EBM) <sup&gt; 15, und Direct-Metall Laser Sintern (DMLS) 16. Trotz ihrer Fähigkeit zur Herstellung 3D komplexen Gittergeometrien bestellt haben , gibt es immer noch einige Einschränkungen: Schwierigkeit Metalle mit hoher Wärmeleitfähigkeit und hohe optische Reflexionsvermögen 17, eine hohe thermische Restspannung 18, schlechte Oberflächengüte mit dem &quot;Balling&quot; Phänomen während Laser- oder Elektronenschmelz mit 19, 20-21 anisotropen Eigenschaften von Teilen durch eine kombinierte Wirkung der Schichtherstellung, anisotropen Bildung von Körnern, Pulver Größe, Leistung und Abtastgeschwindigkeit des Lasers oder Elektronenstrahls 15, hoher Energieverbrauch verursacht wird , etc. Polymer auf Basis AM mit den Metallguss Kombination kann ein alternatives Verfahren bereitzustellen Gitter Metallen herzustellen. Man kann diese &quot;indirekte AM&quot; nennen. Indirekte AM eine Lösung bieten kann, die technischen Probleme der direkten AM von oben genannten Metalle zu überwinden. Mehrere Anstrengungen ma gewesende zur Herstellung von Gitter Metalle mittels indirekter 3D - Druck von Polymeren mit Schwerkraftguss 22-25 AM Kombination, zB eine Feinguss mit Fused Deposition Modeling (FDM) kombiniert , um eine Kristallgitter - Legierung 22-25 oder Sandguss mit einem Sand - Pulver kombiniert herzustellen basierend AM 23. Die Schwerkraftguss erscheint eine technische Herausforderung bleiben zu überwinden - misrun und Porosität durch plötzliche Erstarrung von Metallschmelzen verursacht , wenn sie Netzstrukturen mit scharfen Ecken der Gitterstrukturformen 25-26 erfüllen. Relativ große Oberfläche von Gitterstrukturformen scheint auch plötzliche Abkühlung beizutragen, zu vorzeitigem Erstarren resultierende 25-26. In dieser Studie schlagen wir eine alternative indirekte AM, die die misrun bei der Herstellung von Gitter Metalle überwinden kann - durch eine 3D gemacht Schleuderguss auf einem Gitterformhohlraum gedruckt Gitteropferpolymermuster. Wir verwenden eine digitaleLight Processing (DLP) basierenden 3D-Druckverfahren mit einem Gitterstrukturopferstruktur gefolgt von Schleuderguss von Al und Cu-Legierungen zu bauen. Das Ziel dieser Studie ist es, ein detailliertes Protokoll für die Herstellung von 3D-Gittermetalle, um eine komplexe Form und eine dünne Wandstärke aufweist. Der Hauptbeitrag dieses Prozesses ist es, eine Möglichkeit zu bieten, um die Auswahl von Materialien mit niedrigen Herstellungskosten für die Herstellung von Gittermetalle zu verlängern.

<table><tbody><tr><td>Motorized centrifugal casting machine</td><td>Rey Motorized Centrifugal Casting Machine, Rey Industries Inc.</td><td></td><td>Made in U.S.A. by Rey industries, Inc. Dallas, TX 75220</td></tr><tr><td>Gypsum powder</td><td>Satin Cast 20, FindingKing Kerr</td><td>7960</td><td>Gypsum powder is used to make the investment mixture</td></tr><tr><td>Ployjet 3D printer</td><td>Projet HD3500 Plus, 3D Systems</td><td></td><td>This polymer based 3D printer to print out sacrificial pattern for casting.</td></tr><tr><td>Cartridge materials - UV curable and castable acrylic plastic</td><td>VisiJet Procast, 3D Systems</td><td></td><td>This is castable material that is going to be burn out before casting</td></tr><tr><td>Cartridge materials- support material</td><td>VijiJet S300, 3D Systems</td><td></td><td>This is support material that is going to be removed before pattern assemble</td></tr><tr><td>Ancient Bronze Casting Grain</td><td>Rio Grande</td><td>706051</td><td>This true bronze grain contains no zinc. Highly fluid, it melts quickly, casts cleanly and provides a good balance between strength and durability. The warm, deep-bronze color has rich red undertones, and the alloy takes a good patina.&lt;br/&gt; Composition is 90% copper with an amount of tin; fits into the CDA#90700 category. This grain is sold in 1 lb. packages.</td></tr><tr><td>Aluminum Round Wire, 1/8&quot;, 1-Lb. Spool, Dead Soft</td><td>Rio Grande</td><td>134700</td><td>Lightweight and strong, aluminum wire is an economical and versatile choice. Not as bright-white as silver, aluminum offers a warmer tone much like that of platinum. Solder ONLY with low-temp solders such as Stay-Brite; suitable for both pulse-arc and laser welding. This quality aluminum wire is packaged on 1 lb. spools.</td></tr><tr><td>Computer aided design software (Pro-e)</td><td></td><td></td><td>This software can be replaced with the others such as Auto CAD, Catia, and so on.</td></tr><tr><td>ProJet Finisher 1-A</td><td>3D Systems</td><td></td><td>This machine is used to melt the support material.</td></tr><tr><td>160 Watt 2.5 Liters Digital Ultrasonic Cleaner with Timer Heater Rings Tools</td><td>Chicago, Electric, Power Tools</td><td></td><td>85 oz. capacity, Five cleaning cycles: 90, 180, 280, 380 and 480 seconds, Clean with or without heat, Easy-to-read LED digital timer, Clear-view window</td></tr><tr><td>Fan&amp;nbsp;</td><td>Honeywell Inc.&amp;nbsp;</td><td>HT-800</td><td>120 V A.C., 60 Hz., 0.85 A. TP</td></tr><tr><td>Paraffin wax for wax sheet - Modeler&#039;s Pink Wax Sheet, 3&quot; by 6&quot;, 24-Ga.</td><td>Rio Grande</td><td>700075</td><td>Sheet wax is flexible and can be cut or formed into any shape. It&amp;rsquo;s ideal for designing since you can draw or trace directly onto the sheet; choose green or pink depending on which will best show your designs. High manufacturing standards ensure exceptional consistency and significant price savings. Value is enhanced by larger package quantities at the same price as the smaller packages available elsewhere. Each 8-oz. package contains approximately 30 sheets.</td></tr><tr><td>Paraffin wax for wax stick - Modeler&#039;s Medium Red Sprue Wax, 8-Ga</td><td>Rio Grande</td><td>700741</td><td>A pliable, softer sprue wax than the firm blue. Good for forming gates and sprues and burns out cleanly with no residue.</td></tr><tr><td>Alcohol Lamp</td><td>Rio Grande</td><td>700008</td><td>Use this lamp to heat wax-working tools or as a flame polisher. The heavy glass reservoir has faceted sides to allow it to be tipped for angling the flame. A screw adjustment for the 7&quot; x 3/16&quot; wick controls the height of the flame. A safety cap snuffs the flame and prevents fuel evaporation. For the best flame, use methyl alcohol fuel. Replacement wicks available. Reservoir holds 5 oz. (150 ml) of fuel.</td></tr><tr><td>Wax carving tool set - Soft Grip Wax Carvers, Set of 10</td><td>Rio Grande</td><td>700329</td><td>This boxed set offers the best in cutting and shaping technology. Each of these ten high-quality steel wax-carving tools features a 5/16&quot; PVC covered handle that ensures a sure, comfortable grip through hours of work and all have sharp edges for shaping and fine detailing. Sharpen or custom-shape each tool to fit your needs. These tools provide exceptional tool strength and deliver excellent results. This set comes in a hinged, foam-lined wood box.</td></tr><tr><td>Rubber Mixing Bowl, 1 - 1/2 Qt.</td><td>Rio Grande</td><td>702131</td><td>This highly-flexible vulcanized rubber bowl is easy to grip, will not be marred by a spatula and cleans with ease.</td></tr><tr><td>Pyrex Beaker, 1,000ml</td><td>Rio Grande</td><td>335040</td><td>Ideal for holding and heating bath plating solutions, this genuine Pyrex glass beaker is sturdy and durable.</td></tr><tr><td>Rio Premium Stainless Steel Flask, 2 - 1/2&quot; dia.</td><td>Rio Grande</td><td>70201514</td><td>This solid, #304-quality stainless steel flask is corrosion-resistant, durable for a long service life and performs under extreme temperature without distortion.</td></tr><tr><td>CAST/T Ceramic Casting Crucible, 450 g</td><td>Rio Grande</td><td>705047</td><td>Made exclusively for the CAST/T centrifugal casting machine, this crucible is designed with an angled base that slides into the hinged bracket on top of the casting machine. This brings the crucible into perfect alignment with the center of the flask ring to ensure an error-free pour.</td></tr><tr><td>MyWeigh iBalance 300 Digital Scale</td><td>Rio Grande</td><td>116850</td><td>This scale is used to measure the weight of the sacrificial and sprue system for metal which is going to be used for centrifugal casting.</td></tr><tr><td>Rubber bottom - CAST/T Flask Ring Base</td><td>Rio Grande</td><td>705025</td><td>Specially made for the CAST/T centrifugal casting machine, this rubber base accommodates all Table King flask ring styles, creating a secure, airtight seal throughout the investment process. The center post fits either of the wax disc styles for complete versatility.</td></tr><tr><td>Scotch&amp;reg; Colored Duct Tape, 1 7/8&quot; x 20 Yd., Blue</td><td>OfficeMax&amp;nbsp;</td><td>22353766</td><td>This scotch tape is used to make sure that the gypsum-water mixture fully covers the assembled sacrificial pattern inside the flask by allowing for extra material above the flask height</td></tr><tr><td>Vacuum casting machine - V.I.C. 12 Tabletop Solid- and Perforated-Flask Casting Machine with The Rio Assistant, 110-Volt</td><td>Rio Grande</td><td>70511814</td><td>The V.I.C. 12 casting machine offers all the latest technical innovations for efficient, productive vacuum investing and casting. Designed to meet the demands of medium-sized casting operations, this machine includes a powerful 1/2 hp, 5cfm vacuum pump for effective vacuuming and outstanding casting results. The V.I.C. 12 casts small or large flasks. Includes an adapter table that accepts standard solid flasks up to 5&quot; x 7&quot; high and is mounted on rubber feet for stability.</td></tr><tr><td>Furnace for burn out sacrificial pattern -Rio Model 1000 Enameling Kiln with Nine Program Controller</td><td>Rio Grande</td><td>703121</td><td>The Rio enameling kiln features three pre-set firing temperatures for enamels and six that you can define. Use the exclusive Rio controller to set and maintain firing temperatures. Perfect for all types of enameling, including tall pieces. Includes ample space for firing and an easy-latch door that will not jar your enamels when opening and closing. Also suitable for metal clay, glass and ceramics. Galvanized steel case with high-temperature insulating firebrick keeps them cool. Element protected in recessed groove. Includes user instructions.</td></tr><tr><td>Smith Complete Little Torch Acetylene and Oxygen System</td><td>Rio Grande</td><td>500030</td><td>Get everything you need to equip your shop for soldering and brazing. Use Little Torch systems for gold&lt;br/&gt; or silver soldering, brazing and casting applications. Complete every soldering and melting job with confidence and ease! This system accepts all Little Torch accessory tips for melting, brazing and large soldering jobs and is a staple for every jeweler.</td></tr><tr><td>Heat-Resistant Safety Apron</td><td>Rio Grande</td><td>750160</td><td>The specially designed apron has an 800 &amp;deg;F (427 &amp;deg;C) temperature resistance. Its reflective finish repels hot metal splashes and helps insulate the wearer from heat.</td></tr><tr><td>Radnor Heat-Resistant Gloves</td><td>Rio Grande</td><td>350050</td><td>These flexible, heat-resistant gloves are ideal for enameling projects, allowing you to grip even small tongs securely. Blue, shoulder-split leather gloves are made of tough cowhide and lined with cotton and foam, and have reinforced thumb wings.</td></tr><tr><td>Platinum Soldering Glasses, #7</td><td>Rio Grande</td><td>113914</td><td>Protect yourself and your employees when soldering platinum. Comfortable glasses feature adjustable earpieces and 52mm IR green polycarbonate #7 lenses. The #7 lens is approved by The Platinum Guild.</td></tr><tr><td>Economy Light-Duty Flask Tongs</td><td>Rio Grande</td><td>704026</td><td>Constructed of bent steel, these tongs are designed to handle flasks 3-1/2&quot; or less in diameter. The small-angle notches grip smaller flask sizes and the larger, rounded contour area securely holds larger flasks.</td></tr><tr><td>Separating Screen Bucket</td><td>Rio Grande</td><td>201360</td><td>15&quot;-diameter, 11-1/2&quot;-deep</td></tr><tr><td>Sand blaster - Econoline - 101701CB-A - Free-Standing Cabinets Workspace Width (Inch): 60 Workspace Depth (Inch): 48</td><td>MSC industrial supply Co.&amp;nbsp;</td><td>223818</td><td>Ree-Standing Cabinets; Workspace Width (Inch): 60; Workspace Depth (Inch): 48; Workspace Height (Inch): 40; Air Requirement: 12 CFM @ 80 psi; Overall Cabinet Width (Inch): 65; Maximum Cabinet Depth (Inch): 86</td></tr><tr><td>Johnson&#039;s Baby Oil Shea &amp;amp; Cocoa Butter&amp;nbsp;</td><td>Wal-Mart</td><td>260074132</td><td>This baby&amp;nbsp; oil is used for removing the residue of the support material for the castable sacrificial pattern using Digital Ultrasonic Cleaner.</td></tr><tr><td>German 4&quot; Saw Frame and Saw Blade Kit</td><td>Rio Grande</td><td>110112</td><td>Quality, German-made frames are our most popular saw frames, and this frame includes a sampler pack of Rio German saw blades! The adjustable saw frame allows you to achieve the blade tension you want. Throat depth is 102mm (4&quot;). Saw blades have rounded backs that make cutting curves and corners easy and are made from hardened, tempered steel.</td></tr></tbody></table>

indirect fabrication of lattice metals with thin sections using centrifugal casting

Eines der typischen Methoden 3D-Gitter Metalle herzustellen ist die direkte Metall-Additive Manufacturing (AM) Verfahren wie Selective Laser Melting (SLM) und Elektronenstrahlschmelzen (EBM). Trotz ihrer potentiellen Verarbeitungsfähigkeit hat das direkte AM Verfahren mehrere Nachteile, wie hohe Kosten, schlechte Oberflächengüte von Endprodukten, die Beschränkung in der Materialauswahl, hohe thermische Beanspruchung, und anisotropen Eigenschaften der Teile. Wir schlagen vor, eine kosteneffektive Methode 3D-Gitter Metallen herzustellen. Das Ziel dieser Studie ist es, ein detailliertes Protokoll für die Herstellung von 3D - Gittermetalle , um eine komplexe Form und eine dünne Wandstärke aufweist, beispielsweise Oktett - Gerippe aus Al und Cu - Legierungen mit einer Elementarzellenlänge von 5 mm und einer Zellwandstärke von 0,5 mm. Eine Gesamt experimentelle Verfahren ist in acht Abschnitte unterteilt: (a) 3D-Druck von Opferstrukturen (b) Schmelz von Trägermaterialien (c) Entfernen von Rückständen von Trägermaterialien (d) Muster assembly (e) Investitionen (f) Burn-out von Opferstrukturen (g) Schleuderguss (h) Nachbearbeitung für Endprodukte. Die vorgeschlagene indirekte AM - Technik bietet das Potenzial , ultraleichten Gitter Metalle herzustellen;. B. Gitterstrukturen mit Al - Legierungen. Es scheint, dass die Prozessparameter sollten richtig in Abhängigkeit von Material und Gittergeometrie gesteuert werden, durch die indirekte AM Technik, um die Endprodukte der Oktett-Gerippe Metallen zu beobachten.

Der indirekten additive Herstellungs in dem Protokoll beschrieben, Al und Cu - Legierungen wurden zur Herstellung von Oktett - Gerippe Metalle verwendet, wie in Figur 1 gezeigt , um die gesamte Gießvorgang in Abbildung 2 zusammengefasst ist das Verfahren besteht aus acht Abschnitten:.. (A) Opfer Musterdrucken (b) Schmelz aus Trägermaterial (c) Entfernen des Restes des Trägermaterials (d) Modellanordnung (e) Anlagen (f) Ausbrennen von Opferstrukturen (...

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Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting

Ein indirektes additive Herstellungsverfahren eine 3D-Druck von Polymeren mit einer Schleuderguss Kombination zum Herstellen 3D-Oktett-Gerippe Metalle (Al und Cu-Legierungen) mit einer Einheitszellenlänge von 5 mm mit einer Wanddicke von 0,5 mm beschrieben.

Indirekte Herstellung von Lattice Metals mit Dünnschliffen Mit Schleuderguss

One of the typical methods to manufacture 3D lattice metals is the direct-metal additive manufacturing (AM) process such as Selective Laser Melting (SLM) ...

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12.4K Aufrufe.  University of North Texas.  Ein indirektes additive Herstellungsverfahren eine 3D-Druck von Polymeren mit einer Schleuderguss Kombination zum Herstellen 3D-Oktett-Gerippe Metalle (Al und Cu-Legierungen) mit einer Einheitszellenlänge von 5 mm mit einer Wanddicke von 0,5 mm beschrieben. 

Serie: Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe their electromagnetic properties to the structure of their constituents, instead of the atoms that compose them. For example, sub-wavelength metal wires can be arranged to possess an effective electric permittivity that is either positive or negative at a given frequency, in contrast to the metals themselves 2. This unprecedented control over the behaviour of light can potentially lead to a number of novel devices, such as invisibility cloaks 3, negative refractive index materials 4, and lenses that resolve objects below the diffraction limit 5. However, metamaterials operating at optical, mid-infrared and terahertz frequencies are conventionally made using nano- and micro-fabrication techniques that are expensive and produce samples that are at most a few centimetres in size 6-7. Here we present a fabrication method to produce hundreds of meters of metal wire metamaterials in fiber form, which exhibit a terahertz plasmonic response 8. We combine the stack-and-draw technique used to produce microstructured polymer optical fiber 9 with the Taylor-wire process 10, using indium wires inside polymethylmethacrylate (PMMA) tubes. PMMA is chosen because it is an easy to handle, drawable dielectric with suitable optical properties in the terahertz region; indium because it has a melting temperature of 156.6 &deg;C which is appropriate for codrawing with PMMA. We include an indium wire of 1 mm diameter and 99.99% purity in a PMMA tube with 1 mm inner diameter (ID) and 12 mm outside diameter (OD) which is sealed at one end. The tube is evacuated and drawn down to an outer diameter of 1.2 mm. The resulting fiber is then cut into smaller pieces, and stacked into a larger PMMA tube. This stack is sealed at one end and fed into a furnace while being rapidly drawn, reducing the diameter of the structure by a factor of 10, and increasing the length by a factor of 100. Such fibers possess features on the micro- and nano- scale, are inherently flexible, mass-producible, and can be woven to exhibit electromagnetic properties that are not found in nature. They represent a promising platform for a number of novel devices from terahertz to optical frequencies, such as invisible fibers, woven negative refractive index cloths, and super-resolving lenses.

Metamaterials at terahertz frequencies offer unique opportunities, but are challenging to fabricate in bulk. We adapt the fabrication procedure for microstructured polymer optical fibers to inexpensively fabricate metamaterials potentially on an industrial scale. We produce polymethylmethacrylate fibers containing ~10 &mu;m diameter indium wires separated by ~100 &mu;m, which exhibit a terahertz plasmonic response.

Herstellung Metamaterialien Mit dem Fiber Drawing Methode

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe ...

Forschung

Ingenieurwesen

A Method to Fabricate Disconnected Silver Nanostructures in 3D

The standard nanofabrication toolkit includes techniques primarily aimed at creating 2D patterns in dielectric media. Creating metal patterns on a submicron scale requires a combination of nanofabrication tools and several material processing steps. For example, steps to create planar metal structures using ultraviolet photolithography and electron-beam lithography can include sample exposure, sample development, metal deposition, and metal liftoff. To create 3D metal structures, the sequence is repeated multiple times. The complexity and difficulty of stacking and aligning multiple layers limits practical implementations of 3D metal structuring using standard nanofabrication tools. Femtosecond-laser direct-writing has emerged as a pre-eminent technique for 3D nanofabrication.1,2 Femtosecond lasers are frequently used to create 3D patterns in polymers and glasses.3-7 However, 3D metal direct-writing remains a challenge. Here, we describe a method to fabricate silver nanostructures embedded inside a polymer matrix using a femtosecond laser centered at 800 nm. The method enables the fabrication of patterns not feasible using other techniques, such as 3D arrays of disconnected silver voxels.8 Disconnected 3D metal patterns are useful for metamaterials where unit cells are not in contact with each other,9 such as coupled metal dot10,11or coupled metal rod12,13 resonators. Potential applications include negative index metamaterials, invisibility cloaks, and perfect lenses.
In femtosecond-laser direct-writing, the laser wavelength is chosen such that photons are not linearly absorbed in the target medium. When the laser pulse duration is compressed to the femtosecond time scale and the radiation is tightly focused inside the target, the extremely high intensity induces nonlinear absorption. Multiple photons are absorbed simultaneously to cause electronic transitions that lead to material modification within the focused region. Using this approach, one can form structures in the bulk of a material rather than on its surface.
Most work on 3D direct metal writing has focused on creating self-supported metal structures.14-16 The method described here yields sub-micrometer silver structures that do not need to be self-supported because they are embedded inside a matrix. A doped polymer matrix is prepared using a mixture of silver nitrate (AgNO3), polyvinylpyrrolidone (PVP) and water (H2O). Samples are then patterned by irradiation with an 11-MHz femtosecond laser producing 50-fs pulses. During irradiation, photoreduction of silver ions is induced through nonlinear absorption, creating an aggregate of silver nanoparticles in the focal region. Using this approach we create silver patterns embedded in a doped PVP matrix. Adding 3D translation of the sample extends the patterning to three dimensions.

Femtosecond-laser direct-writing is frequently used to create three-dimensional (3D) patterns in polymers and glasses. However, patterning metals in 3D remains a challenge. We describe a method for fabricating silver nanostructures embedded inside a polymer matrix using a femtosecond laser centered at 800 nm.

Ein Verfahren zur Getrennt Silber Nanostrukturen in 3D Fabricate

The standard nanofabrication toolkit includes  techniques primarily aimed at creating 2D patterns in dielectric media. Creating  metal patterns on a ...

Process of Making Three-dimensional Microstructures using Vaporization of a Sacrificial Component

Vascular structures in natural systems are able to provide high mass transport through high surface areas and optimized structure. Few synthetic material fabrication techniques are able to mimic the complexity of these structures while maintaining scalability. The Vaporization of a Sacrificial Component (VaSC) process is able to do so. This process uses sacrificial fibers as a template to form hollow, cylindrical microchannels embedded within a matrix. Tin (II) oxalate (SnOx) is embedded within poly(lactic) acid (PLA) fibers which facilitates the use of this process. The SnOx catalyzes the depolymerization of the PLA fibers at lower temperatures. The lactic acid monomers are gaseous at these temperatures and can be removed from the embedded matrix at temperatures that do not damage the matrix. Here we show a method for aligning these fibers using micromachined plates and a tensioning device to create complex patterns of three-dimensionally arrayed microchannels. The process allows the exploration of virtually any arrangement of fiber topologies and structures.

The Vaporization of a Sacrificial Component (VaSC) process is used to fabricate microvascular structures. This procedure uses sacrificial poly(lactic) acid fibers to form hollow microchannels with precise 3D geometric positioning provided by laser micromachined guide plates.

Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Mikrostrukturen mit Verdampfung eines Opferbauteil

Vascular structures in natural systems are able to provide high mass transport through high surface areas and optimized structure. Few synthetic material ...

Fabrication of Spatially Confined Complex Oxides

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from the inherent strong electron correlations that reside within them. These materials can also possess electronic phase separation in which regions of vastly different resistive and magnetic behavior can coexist within a single crystal alloy material. By reducing the scale of these materials to length scales at and below the inherent size of the electronic domains, novel behaviors can be exposed. Because of this and the fact that spin-charge-lattice-orbital order parameters each involve correlation lengths, spatially reducing these materials for transport measurements is a critical step in understanding the fundamental physics that drives complex behaviors. These materials also offer great potential to become the next generation of electronic devices 1-3. Thus, the fabrication of low dimensional nano- or micro-structures is extremely important to achieve new functionality. This involves multiple controllable processes from high quality thin film growth to accurate electronic property characterization. Here, we present fabrication protocols of high quality microstructures for complex oxide manganite devices. Detailed descriptions and required equipment of thin film growth, photo-lithography, and wire-bonding are presented.

We describe the use of pulsed laser deposition (PLD), photolithography and wire-bonding techniques to create micrometer scale complex oxides devices. The PLD is utilized to grow epitaxial thin films. Photolithography and wire-bonding techniques are introduced to create practical devices for measurement purposes.

Herstellung von räumlich getrennter komplexe Oxide

Complex materials such as high Tc superconductors, multiferroics, and colossal magnetoresistors have electronic and magnetic properties that arise from ...

Fabrication of Uniform Nanoscale Cavities via Silicon Direct Wafer Bonding

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned and bonded silicon wafers. Unlike confinements in porous materials often used for these types of experiments3, bonded wafers provide predesigned uniform spaces for confinement. The geometry of each cell is well known, which removes a large source of ambiguity in the interpretation of data.
Exceptionally flat, 5 cm diameter, 375 &#181;m thick Si wafers with about 1 &#181;m variation over the entire wafer can be obtained commercially (from Semiconductor Processing Company, for example). Thermal oxide is grown on the wafers to define the confinement dimension in the z-direction. A pattern is then etched in the oxide using lithographic techniques so as to create a desired enclosure upon bonding. A hole is drilled in one of the wafers (the top) to allow for the introduction of the liquid to be measured. The wafers are cleaned2 in RCA solutions and then put in a microclean chamber where they are rinsed with deionized water4. The wafers are bonded at RT and then annealed at ~1,100 &#176;C. This forms a strong and permanent bond. This process can be used to make uniform enclosures for measuring thermal and hydrodynamic properties of confined liquids from the nanometer to the micrometer scale.

A method for permanently bonding two silicon wafers so as to realize a uniform enclosure is described. This includes wafer preparation, cleaning, RT bonding, and annealing processes. The resulting bonded wafers (cells) have uniformity of enclosure ~1%1,2. The resulting geometry allows for measurements of confined liquids and gasses.

Herstellung von uniformen Nanoschuppen-Cavities über Silicon Direct Wafer Bonding

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned ...

Preparation of Liquid-exfoliated Transition Metal Dichalcogenide Nanosheets with Controlled Size and Thickness: A State of the Art Protocol

We summarize recent advances in the production of liquid-exfoliated transition metal dichalcogenide (TMD) nanosheets with controlled size and thickness. Layered crystals of molybdenum disulphide (MoS2) and tungsten disulphide (WS2) are exfoliated in aqueous surfactant solution by sonication. This yields highly polydisperse mixtures containing nanosheets with broad size and thickness distributions. However, for most purposes, specific sizes (in terms of both lateral dimension and thickness) are required. For example, large and thin nanosheets are desired for (opto) electronic applications, while laterally small nanosheets are interesting for catalytic applications. Therefore, post-exfoliation size selection is an important step that we address here. We provide a detailed protocol on the efficient size selection in large quantities by liquid cascade centrifugation and the size and thickness quantification by statistical microscopic analysis (atomic force microscopy and transmission electron microscopy). The comparison of MoS2 and WS2 shows that both materials are size-selected in a similar way by the same procedure. Importantly, the dispersions of size-selected nanosheets show systematic changes in their optical extinction spectra with size due to edge and confinement effects. We show how these optical changes are related quantitatively to the nanosheets dimensions and describe how mean nanosheets length and layer number can be extracted reliably from the extinction spectra. The exfoliation and size selection protocol can be applied to a broad range of layered crystals as we have previously demonstrated for graphene, gallium sulphide (GaS) and black phosphorus.

A protocol for the liquid exfoliation of layered materials to nanosheets, their size selection and size measurement by microscopic and spectroscopic techniques is presented.

Herstellung von Flüssig-abgeblättert Transition Metalldichalkogenid -Nanoschichten mit kontrollierter Größe und Stärke: A State of the Art-Protokoll

We summarize recent advances in the production of liquid-exfoliated transition metal dichalcogenide (TMD) nanosheets with controlled size and thickness. ...

Fabrication of Periodic Gold Nanocup Arrays Using Colloidal Lithography

Within recent years, the field of plasmonics has exploded as researchers have demonstrated exciting applications related to chemical and optical sensing in combination with new nanofabrication techniques. A plasmon is a quantum of charge density oscillation that lends nanoscale metals such as gold and silver unique optical properties. In particular, gold and silver nanoparticles exhibit localized surface plasmon resonances-collective charge density oscillations on the surface of the nanoparticle-in the visible spectrum. Here, we focus on the fabrication of periodic arrays of anisotropic plasmonic nanostructures. These half-shell (or nanocup) structures can exhibit additional unique light-bending and polarization-dependent optical properties that simple isotropic nanostructures cannot. Researchers are interested in the fabrication of periodic arrays of nanocups for a wide variety of applications such as low-cost optical devices, surface-enhanced Raman scattering, and tamper indication. We present a scalable technique based on colloidal lithography in which it is possible to easily fabricate large periodic arrays of nanocups using spin-coating and self-assembled commercially available polymeric nanospheres. Electron microscopy and optical spectroscopy from the visible to near-infrared (near-IR) was performed to confirm successful nanocup fabrication. We conclude with a demonstration of the transfer of nanocups to a flexible, conformal adhesive film.

We demonstrate the fabrication of periodic gold nanocup arrays using colloidal lithographic techniques and discuss the importance of nanoplasmonic films.

Herstellung von periodischen Gold Nanocup Arrays mit kolloidalen Lithographie

Within recent years, the field of plasmonics has exploded as researchers have demonstrated exciting applications related to chemical and optical sensing ...

Processing of Bulk Nanocrystalline Metals at the US Army Research Laboratory

Given their potential for significant property improvements relative to their large grained counterparts, much work has been devoted to the continued development of nanocrystalline metals. Despite these efforts, the transition of these materials from the lab bench to actual applications has been blocked by the inability to produce large scale parts that retain the desired nanocrystalline microstructures. Following the development of a method proven to stabilize the nanosized grain structure to temperatures approaching that of the melting point for the given metal, the US Army Research Laboratory (ARL) has progressed to the next stage in the development of these materials - namely the production of large scale parts suitable for testing and evaluation in a range of relevant test environments. This report provides a broad overview of the ongoing efforts in the processing, characterization, and consolidation of these materials at ARL. In particular, focus is placed on the methodology used for producing the nanocrystalline metal powders, in both small and large-scale amounts, that are at the center of ongoing research efforts.

This paper provides a brief overview of the ongoing efforts at the Army Research Laboratory on the processing of bulk nanocrystalline metals with an emphasis on the methodologies used for the production of the novel metal powders.

Verarbeitung von Bulk nanokristallinen Metallen bei der US Army Research Laboratory

Given their potential for significant property improvements relative to their large grained counterparts, much work has been devoted to the continued ...

Fused Filament Fabrication (FFF) of Metal-Ceramic Components

Technical ceramics are widely used for industrial and research applications, as well as for consumer goods. Today, the demand for complex geometries with diverse customization options and favorable production methods is increasing continuously. With fused filament fabrication (FFF), it is possible to produce large and complex components quickly with high material efficiency. In FFF, a continuous thermoplastic filament is melted in a heated nozzle and deposited below. The computer-controlled print head is moved in order to build up the desired shape layer by layer. Investigations regarding printing of metals or ceramics are increasing more and more in research and industry. This study focuses on additive manufacturing (AM) with a multi-material approach to combine a metal (stainless steel) with a technical ceramic (zirconia: ZrO2). Combining these materials offers a broad variety of applications due to their different electrical and mechanical properties. The paper shows the main issues in preparation of the material and feedstock, device development, and printing of these composites.

Fused Filament Fabrication FFF of Metal-Ceramic Components

This study shows multi-material additive manufacturing (AM) using fused filament fabrication (FFF) of stainless steel and zirconia.

Verschmolzen Filament Herstellung (FFF) von Metall-Keramik-Komponenten

Technical ceramics are widely used for industrial and research applications, as well as for consumer goods. Today, the demand for complex geometries with ...

Fabrication of Magnetic Nanostructures on Silicon Nitride Membranes for Magnetic Vortex Studies Using Transmission Microscopy Techniques

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared on transparent membranes which are very fragile and difficult to manipulate. We present processes for the fabrication of samples with magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for Lorentz transmission electron microscopy and magnetic transmission x-ray microscopy studies. The samples are prepared on silicon nitride membranes and the fabrication consists of a spin coating, UV and electron-beam lithography, the chemical development of the resist, and the evaporation of the magnetic material followed by a lift-off process forming the final magnetic structures. The samples for the Lorentz transmission electron microscopy consist of magnetic nanodiscs prepared in a single lithography step. The samples for the magnetic x-ray transmission microscopy are used for time-resolved magnetization dynamic experiments, and magnetic nanodiscs are placed on a waveguide which is used for the generation of repeatable magnetic field pulses by passing an electric current through the waveguide. The waveguide is created in an extra lithography step.

A protocol for the fabrication of magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for transmission electron microscopy (TEM) and magnetic transmission x-ray microscopy (MTXM) studies is presented.

Herstellung von magnetische Nanostrukturen auf Silizium-Nitrid Membranen für magnetische Wirbel Studien mit Übertragungstechniken Mikroskopie

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared ...