מחקר זה קיבל תמיכה מן גרנט ייזום מחקרים (RIG) של סגן הנשיא למחקר ופיתוח כלכלי באוניברסיטת צפון טקסס (UNT). המחברים מודים גם KCIS בע&quot;מ לתמיכה במחקר זה חלקית. התמיכה מן Paccar מכון טכנולוגי בבית UNT להצלחה בפרסום זה היא מאוד מוערכת.

תכנון 1. של ניסוי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צייר דפוס הקרבה (מבנה מסבך שמינייה עם מערכת sprue) באמצעות תוכנת מחשב תכנון בעזרת מחשב (CAD) כפי שמוצג באיור 1 ולשמור מודל ה- CAD כפורמט קובץ STL. הערה: תבנית ההקרבה היא דפוס משולב של מבנה מסבך השמינייה עם מערכת sprue כי תהיה נמסה בסופו של דבר ליציקה. מכיוון דפוס ההקרבה כולל הן את מבנה מסבך השמינייה ומערכת sprue, זה לא בדיוק מייצגים את מסבך השמינייה עצמה. קובץ STL של דפוס ההקרבה מסופק. רשום את עוצמת הקול של דפוס ההקרבה שמספק תוכנות CAD, אשר ישמש לחישוב המסה &#39;המתכות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את ציור CAD של דפוס ההקרבה על תוכנת ההדפסה 3D מחובר למדפסת 3D להדפסת התבנית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי מדפסת 3D יש מספיק UV לריפוי / פלסטיק אקרילי ניתן ליציקה ואת חומר תמיכה עשוי שעווהבמחסניות המדפסת. </li></ol> 2. ייצור של תבנית של קורבן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייצור דפוס ההקרבה המורכב של מבנה מסבך השמינייה ומערכת sprue באמצעות מדפסת 3D (איור 2 א - ג). הערה: תהליכי 2.1.3 - 2.1.7 אינם נדרשים אם מדפסת 3D אשר אינו מייצר חומרים שיעזרו משמשת. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלח קובץ STL של דפוס ההקרבה למדפסת 3D להדפיס דפוס הקרבה (איור 2 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים את חומר תמיכה של דפוס ההקרבה בתנור ב מעל טמפרטורת ההתכה של חומר תמיכה (60 - 70 צלזיוס) במשך שעה 2 (איור 2 ב). הערה: הטמפרטורה כדי להסיר את חומר התמיכה לא צריכה להיות גבוהה מדי. אחרת, הדבר עלול לגרום נזק דפוס ההקרבה. דפוס ההקרבה מתחיל מקבל פגום בסביבות 80 C במחקר זה. הערה: טמפרטורת ההתכה של supporחומרים לא משתנה עם מדפסות 3D שבו חומרי עזר שונים ניתן להשתמש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למלא שואב קולי דיגיטלי עם שמן תינוקות עד 2.5 L, מרבית הנפח כי המנקה יכול להכיל (איור 2 ג). הערה: הומלץ על ידי הספק של מדפסת 3D להשתמש בשמן תינוקות לפירוק שאריות של חומר תמיכה כמו שעווה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכניס את תבנית ההקרבה לתוך השואב הדיגיטלי אולטראסאונד ולהדליק את הכח של השואב (איור 2 ג). ודא כי דפוס ההקרבה הוא שקוע לחלוטין בתוך השמן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר שאריות של החומר לתמיכה על ידי טבילת דפוס ההקרבה לתוך השמן ב 65 צלזיוס למשך 40 דקות (איור 2 ג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוציא את תבנית הקורבן מן הנקי יותר אם חומר התמיכה נמחק לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש דפוס יבש ההקרבה עם מאוורר ב RT (~ 20 ג) (איור 2 ג). הערה: זה לוקח בערך 2 שעותעד השמן על פני השטח של תבנית ההקרבה הוא מיובש לחלוטין. קח למשל את דפוס ההקרבה להיות יבש לחלוטין אם השטח אינו דביק. </li></ol></li></ol> ייצור 3. עובש <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עצרת תבנית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף אטם גומי לדפוס ההקרבה (להלן מסבך השמינייה עם מערכת sprue) ומניחים אותם על החלק התחתון של בקבוקון בצורת צילינדר עם גובה של 6.35 ס&quot;מ ו בקוטר של 6.35 ס&quot;מ (איור 2 ד). הערה: כן שתי צלוחיות ליציקה כל מתכת; סגסוגות אל ו Cu. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק אטם הגומי עם דפוס ההקרבה מחובר לחלוטין אל החלק התחתון של הבקבוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עוטף את הבקבוק עם סרט דביק, כך תערובת אבקה-מי השקעה, שסדר שיפורט בסעיף הבא, לא יכולה להדליף מהבקבוק. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת עובש השקעות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן אבקת השקעה (קאסו 4 </sUB&gt;, ρ = 1019 ק&quot;ג / מ &#39;3) של 89 גרם, המהווה 87.16 מ&quot;ל. השתמש בקנה מידה לשקיל אבקת ההשקעה. ההערה: התכונות הפיסיקליות של אבקת ההשקעה מוצגות בלוח 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים את אבקת השקעה לתוך קערת ערבוב (1 ליטר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים מים (114 מ&quot;ל) לתוך קערת ערבוב. השתמש מבחנה כדי למדוד את נפח המים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את אבקת השקעה עם המים בקערה במשך 3 דקות. מערבבים היטב עד שאין גושים בתערובת אבקת-מים ההשקעה. אחרת, הדבר עלול לגרום לאיכות משטח עניה של עובש השקעה. בצע את זרימת העבודה, כפי שמוצג באיור 3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להסיר בועות אוויר בתערובת, מניחים את הקערה בתא ואקום עבור 90 שניות עד בועות האוויר לא ניתן לראות את התערובת בעיניים חשופות (איור 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים את התערובת לתוך בקבוק הטבעה דפוס ההקרבה ואת אטם גומי (איור 2E). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את flask בתא ואקום שוב למשך 90 שניות כדי להסיר את שאריות של בועות אוויר בתוך התערובת (איור 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את התערובת בתוך הבקבוק עד שהוא קשוח ב RT (איור 3). הערה: בדרך כלל, זה לוקח בערך 10 - 15 דקות עבור התערובת להיות קשוחה ב RT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הבקבוק ואת אטם גומי בתחתית התערובת בבקבוק פעם את התערובת הוא התקשה (איור 3). מוצר זה עשוי להיקרא עובש טיח. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שְׁחִיקָה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרה זמן בעירה-אאוט בכבשן בעוד בעקבות החימום וקירור לוח זמנים (איור 4) חימום 23 150 ° C ב 2.1 C / min; 150 כדי 370 C ב 3.7 C / min; 370 כדי 480 C 1.85 C / min; 480 כדי 730 C ב 4.17 C / min; 730 צלזיוס במשך שעה 1.; קירור 730 כדי 480 C ב -4.17 C / min. שים לב: בפעם עבור לשרוף-אאוט varies עם בגודל של בקבוק. במחקר זה, להגדיר את פרק הזמן הקצוב לשרוף עד 6 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את התבנית טיח בכבשן (איור 2F). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את התנור ולהגדיל טמפרטורה בכבשן להסיר את דפוס ההקרבה בתוך תבנית הטיח. במעקב אחר מצבם הטמפרטורה באיור 4. הערה: מכיוון UV לריפוי / פלסטיק אקרילי ניתן ליציקה, החומרים של דפוס ההקרבה, הוא פלסטיק אקרילי-פולימר תרמוסטית, זה לא זורם אבל הוא ניתק לשלב גז בכבשן. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יציקה צנטריפוגלי (איור 2G) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק זאת היד של מכונת יציקה צנטריפוגלי ספינים עם המהירות הזוויתית של 425 סל&quot;ד באמצעות טכומטר לאחר הפעלת הכוח של מכונת יציקה צנטריפוגלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כן שני כורי היתוך קרמיקה שיכול להכיל סגסוגת 150 גרם להינמס. השתמש כורי היתוך נפרד עבור סגסוגות אל ו Cu כדי למנוע מהם להיות מזוהמים עם דואראח אחר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעילו את המחשב של מכונת יציקה צנטריפוגלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת סכין מתכת, קוצצים סגסוגות לחתיכות עם 10 - 20 מ&quot;מ אורך. הכן אותם מספיק כדי למלא את חלל עובש מלא שהיקף צריך להיות זהה דפוס ההקרבה. הערה: המסה של מתכות יש למלא את אותו נפח של חלל עובש משתנה בהתחשב משתנים צפיפות עבור כל מתכת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תלבש בגדים מעכבים להבה וכפפות, ומשקפים. כן דלי המים (30 ליטר) ב RT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח עובש טיח זמנית החוצה מן הכבשן בסעיף 3.3, להתקין אותו בעריסה הבקבוק ולאזן את הזרוע של מכונת יציקה צנטריפוגלי (איור 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את התבנית טיח בחזרה אל תנור ומעלה מראש לחום 482 מעלות צלזיוס לפני הליהוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את כור ההיתוך של בעל כור ההיתוך (איור 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שם הסגסוגת קצוץ לתוך כור ההיתוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את השסתום של חמצןטנק מחובר עם פנס חמצן-אצטילן לשמור על רמת לחץ במכל של 96.5 kPa (14 psi). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להצית את הלפיד אצטילן-חמצן עם מצית לשלוט בעוצמת הלהבה על ידי התאמת תמהיל גזים. הערה: זהירות נדרשת בעת שימוש לפיד אצטילן-חמצן. הטמפרטורה המקסימלית שלה של לפיד היא כ -1,200 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממסי סגסוגת קצוצה (סגסוגת אל או סגסוגת Cu) עם הלפיד בכור ההיתוך עד סגסוגת לחלוטין הופכת נוזלית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים הסגסוגת בכור ההיתוך עם מוט הפחמן עד סגסוגת הקצוצה נמסה לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את תבנית הטיח בעריסת הבקבוק בחזרה ליד כור ההיתוך המכיל סגסוגת מותכת (איור 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את המכסה של מכונת יציקה צנטריפוגלי, בואו לסובב זרוע צנטריפוגלי ולחכות לפחות במשך 3 דקות. הערה: מכונת יציקה צנטריפוגלי מתחיל לפעול כבר את המכסה של מכונת יציקה סגורה. זרוע צנטריפוגלימסתובב במהירות של 425 סל&quot;ד אשר תואמת את מהירות הכניסה בבית חלל העובש של דפוס ההקרבה, נ r = 8.03 m / sec 28, 29 באיור 5 שבו מהירות הכניסה מחושבת לפי דינמיקת החלקיקים מקרוסקופית מתוך זוויתי מהירות של הליהוק צנטריפוגלי לחמש 28, 29. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את הכוח של מכונת יציקה צנטריפוגלי לאחר סיבוב 3 דקות של הזרוע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את המכסה של מכונת היציקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח עובש הטיח מתושבת הבקבוק באמצעות מלקחיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור את התבנית ב RT במשך 15 - 20 דקות עד שמתקבל צבע של סגסוגת מותכת פונה אל אחד המקורי בשלב מוצק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מלקחיים, להרוות את תבנית הטיח במים להציב בתוך דלי (30 ליטר) ב RT במשך כ -5 דקות. ודא את הטמפרטורה של עובש הטיח קרובה RT לאחר המרווה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת לקבל את מתכת הסריג בתוך התבנית, לפזר אתעובש במים. העובש עשוי גבס מתמוסס בקלות במים. </li></ol></li></ol> עיבוד 4. הודעה על תוצרים סופיים של מתכות השמינייה מסבכת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעילו את המחשב של sandblaster. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את מתכות מסבך שמינייה בפלטפורמה בתוך sandblaster ולסגור את הדלת של המכונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבש כפפות לאחוז באקדח sandblaster. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תפוס את חלק sprue של המוצר מתכת ומכבה את הטיח שיורית מן המתכת סריג עם sandblaster עבור שעה 2. הערה: עוצמת sandblaster נקבעה באופן אוטומטי כ ב 550 kPa. לאחר sandblaster מופעל, אז האוויר יוצא אוטומטית מן האקדח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור על ריצת sandblaster עד שאריות טיח השקעה בתוך מתכת מסבך השמינייה נמחקה לחלוטין בעת ​​בדיקה בעין בלתי המזוינת. הערה: אין קריטריון מיקרוסקופי על הסרת שאריות טיח. זהו מעבר להיקף של מחקר זה. Tהוא הסרת שאריות טיח נקבעת בקלות בעין בלתי מזוינת. מכיוון מסבך השמינייה הוא מבנה תא פתוח, אפשר לראות דרך ולבדוק אם אם לאו שאריות הטיח נמחקו לחלוטין. הערה: זהירות נדרשת עבור sandblaster שלא לפגוע מתכת מסבך השמינייה עם עובי דופן דק (0.5 מ&quot;מ) בלחץ גבוה (550 kPa). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם שאריות טיח ההשקעה בתוך המתכת מסבך השמינייה לא יוסר לחלוטין עם sandblaster, להשתמש בשיטות עיבוד פוסט נוסף, לדוגמה, גידול ניקוי קולי או עזיבת מוצר במים למשך יום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במקרה של שימוש בחומר ניקוי קולי, למלא 0.7 מי L אל השואב הקולי ומניח מתכת מסבך שמינייה עם שאריות טיח השואב הקולי. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את המחשב של השואב הקולי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת מצב פעולה; למשל, 3 שעות ב 70 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח מתכת מסבך שמינייה מתוך השואב הקולי פעם המבצע דואר מסתיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את מתכת מסבך השמינייה ב RT עד מים על משטח המתכת נמחק לחלוטין. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כטכניקה שלאחר עיבוד חלופית, לעזוב מתכת מסבך שמינייה במים. זה גורם שאריות טיח להיות מומס במים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את מתכת מסבך שמינייה עם שאריות הטיח במים ולהשאיר אותה במשך יום אחד, כך שהכח מליט בין טיח ההשקעה ועל משטח המתכת הופך להחליש במים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח מתכת מסבך שמינייה מחוץ למים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את מתכת מסבך השמינייה ב RT עד מים על משטח המתכת נמחק לחלוטין. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת מסור או כלים מתאימים אחרים, לחתוך את המתכת מלאה את החלל של חלק מערכת sprue מחוץ למוצר המתכת להשיג מתכת מסבך שמינייה הסופית עם גודל של 25 מ&quot;מ x 25 מ&quot;מ x 25 מ&quot;מ, כפי שמוצג באיור 1 ב. </li></ol>

<ol>
	<li>Gibson, L. J., Ashby, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cellular Solids-Structure and properties. , (1997).</li><li>Schaedler, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultralight+Metallic+Microlattices.">Ultralight Metallic Microlattices.</a> J. Science. 334 (6058), 962-965 (2011).</li><li>Zheng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrastiff+Mechanical+Metamaterials.">Ultrastiff Mechanical Metamaterials.</a> J. Science. 334 (6190), 1373-1377 (2014).</li><li>Ju, J., Summers, J. D., Ziegert, J., Fadel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+Honeycombs+for+Modulus+and+Yield+Strain+in+Shear.">Design of Honeycombs for Modulus and Yield Strain in Shear.</a> J. Eng. Mater. &amp; Technol. 134 (1), 11-22 (2012).</li><li>Lee, J., Kim, K., Ju, J., Kim, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compliant+Cellular+Materials+with+Elliptical+Holes:+Materials+Design+with+Mechanisms.">Compliant Cellular Materials with Elliptical Holes: Materials Design with Mechanisms.</a> Transactions of the ASME: Eng. Maters. &amp; Technol. 131 (1), 1-14 (2015).</li><li>Tan, H., Qu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chap+6:+Impact+of+Cellular+Materials.">Chap 6: Impact of Cellular Materials.</a> Cellular and Porous Materials in Structures and Processes. , (2010).</li><li>Phani, A. S., Woodhouse, J., Fleck, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wave+Propagation+in+Two-Dimensional+Periodic+Lattices.">Wave Propagation in Two-Dimensional Periodic Lattices.</a> Acoust. Soc. A. 119 (4), 1995-2005 (2006).</li><li>Kumar, R. S., McDowell, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+Preliminary+Design+of+Rectangular+Linear+Cellular+Alloys+for+Maximum+Heat+Transfer.">Rapid Preliminary Design of Rectangular Linear Cellular Alloys for Maximum Heat Transfer.</a> AIAA. 42 (8), 1652-1661 (2004).</li><li>Banhart, J., Weaire, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+Road+Again:+Metal+Foams+Find+Favor.">On the Road Again: Metal Foams Find Favor.</a> Physics Today. 55 (7), 37-42 (2002).</li><li>Wadley, H. N. G., Fleck, N. A., Evans, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+Structural+Performance+of+Periodic+Cellular+Metal+Sandwich+Structures.">Fabrication and Structural Performance of Periodic Cellular Metal Sandwich Structures.</a> Comp. Sci. and Technol. 63, 2331-2343 (2003).</li><li>Mori, L. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deformation+and+Fracture+Modes+of+Sandwich+Structures+Subjected+to+Underwater+Impulsive+Loads.">Deformation and Fracture Modes of Sandwich Structures Subjected to Underwater Impulsive Loads.</a> Mech. of Mater. &amp; Struct. 2 (10), 1981-2006 (2007).</li><li>Queheillalt, D. T., Murty, Y., Wadley, H. N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+Properties+of+an+Extruded+Pyramidal+Lattice+Truss+Sandwich+Structure.">Mechanical Properties of an Extruded Pyramidal Lattice Truss Sandwich Structure.</a> Scripta Materialia. 58 (1), 76-79 (2008).</li><li>Queheillalt, D. T., Desphande, V. S., Wadley, H. N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Truss+Waviness+Effects+in+Cellular+Lattice+Structures.">Truss Waviness Effects in Cellular Lattice Structures.</a> Mech. of Mater. &amp; Struct. 2 (9), 1657-1675 (2007).</li><li>Mullen, L., Stamp, R. C., Brooks, W. K., Jones, E., Sutcliffe, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+Laser+Melting:+A+Regular+Unit+Cell+Approach+for+the+Manufacture+of+Porous,+Titanium,+Bone+In-Growth+Constructs,+Suitable+for+Orthopedic+Applications.">Selective Laser Melting: A Regular Unit Cell Approach for the Manufacture of Porous, Titanium, Bone In-Growth Constructs, Suitable for Orthopedic Applications.</a> Biomed. Mater. Res. Part B: Appl. Biomaterials. 89, 325-334 (2009).</li><li>Murr, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Next-Generation+Biomedical+Implants+using+Additive+Manufacturing+of+Complex,+Cellular+and+Functional+Mesh+Arrays.">Next-Generation Biomedical Implants using Additive Manufacturing of Complex, Cellular and Functional Mesh Arrays.</a> Phil. Trans. R. Soc. A. 368, 1999-2032 (2011).</li><li>Murali, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Selective+Laser+Sintering+of+Iron-Graphite+Powder+Mixture.">Direct Selective Laser Sintering of Iron-Graphite Powder Mixture.</a> Mater. Proc. Technol. 136, 179-185 (2003).</li><li>Lott, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+an+Optical+System+for+the+In-Situ+Process+Monitoring+of+Selective+Laser+Melting+(SLM).">Design of an Optical System for the In-Situ Process Monitoring of Selective Laser Melting (SLM).</a> Ph. P. 12, 683-690 (2011).</li><li>Song, B., Dong, S., Liu, Q., Liao, H., Coddet, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vacuum+Heat+Treatment+of+Iron+Parts+Produced+by+Selective+Laser+Melting:+Microstructure,+Residual+Stress,+and+Tensile+Behavior.">Vacuum Heat Treatment of Iron Parts Produced by Selective Laser Melting: Microstructure, Residual Stress, and Tensile Behavior.</a> Mater. Design. 54, 727-733 (2014).</li><li>Yadroitsev, I., Smurov, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Morphology+in+Selective+Laser+Melting+of+Metal+Powders.">Surface Morphology in Selective Laser Melting of Metal Powders.</a> Ph. P. 12, 264-270 (2011).</li><li>Antonysamy, A. A., Meyer, J., Prangnell, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Build+Geometry+on+the+&#946;-grain+Structure+and+Texture+in+Additive+Manufacture+of+Ti-6Al-4V+by+Selective+Election+Beam+Melting.">Effect of Build Geometry on the &#946;-grain Structure and Texture in Additive Manufacture of Ti-6Al-4V by Selective Election Beam Melting.</a> J. of Mat. Charact. 84, 153-168 (2013).</li><li>Ladani, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+and+Global+Mechanical+Behavior+and+Microstructure+of+Ti6Al4V+Parts+Built+Using+Electron+Beam+Melting+Technology.">Local and Global Mechanical Behavior and Microstructure of Ti6Al4V Parts Built Using Electron Beam Melting Technology.</a> J. of Metalllur. &amp; Mater. Trans. 46, (2015).</li><li>Chiras, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Structural+Performance+of+Near-Optimized+Truss+Core+Panels.">The Structural Performance of Near-Optimized Truss Core Panels.</a> Solids Struct. 39, 4093-4115 (2002).</li><li>Meisel, N. A., Williams, C. B., Druschitz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lightweight+Metal+Celluar+Structures+via+in+Direct+3D+Printing+and+Casting.">Lightweight Metal Celluar Structures via in Direct 3D Printing and Casting.</a> Proceedings of the 24th Solid Freeform Fabrication Symposium. , (2013).</li><li>Mun, J., Ju, J., Yun, B. -. G., Chang, B. -. M., Kim, D. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Numerical+Study+of+Molten+Aluminum+for+Investment+Casting+of+3D+Cellular+Metals.">A Numerical Study of Molten Aluminum for Investment Casting of 3D Cellular Metals.</a> Proceedings of the ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , (2013).</li><li>Mun, J., Yun, B. -. G., Ju, J., Chang, B. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indirect+Additive+Manufacturing+Based+Casting+of+a+Periodic+3D+Cellular+Metal+-+Flow+Simulation+of+Molten+Aluminum+Alloy.">Indirect Additive Manufacturing Based Casting of a Periodic 3D Cellular Metal - Flow Simulation of Molten Aluminum Alloy.</a> Manufact. Process. 17, 28-40 (2015).</li><li>Challapalli, A., Ju, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuum+Model+for+Effective+Properties+of+Orthotropic+Octet-Truss+Lattice+Materials.">Continuum Model for Effective Properties of Orthotropic Octet-Truss Lattice Materials.</a> Proceedings of the ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , (2014).</li><li>Taylor, H. F., Flemings, M. C., Wulff, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Foundry Engineering. , (1959).</li><li>Mun, J., Ju, J., Thurman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indirect+Additive+Manufacturing+Based+Casting+(I+AM+Casting)+of+a+Lattice+Structure.">Indirect Additive Manufacturing Based Casting (I AM Casting) of a Lattice Structure.</a> Proceedings of the ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , (2014).</li><li>Mun, J., Ju, J., Thurman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indirect+Additive+Manufacturing+of+a+Copper+Alloy+Cubic+Lattice+Structure.">Indirect Additive Manufacturing of a Copper Alloy Cubic Lattice Structure.</a> Proceedings of the 25th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium. , (2014).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volume+2+Properties+and+Selection:+Nonferrous+Alloys+and+Pure+Metals.">Volume 2 Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Pure Metals.</a> Metals Handbook Ninth Edition. , (1979).</li><li>Romano, J., Ladani, L., Razmi, J., Sadowski, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+Distribution+and+Melt+Geometry+in+Laser+and+Electron-beam+Melting+Processes+-+A+Comparison+Among+Common+Materials.">Temperature Distribution and Melt Geometry in Laser and Electron-beam Melting Processes - A Comparison Among Common Materials.</a> J. of Additive Manuf. 8, 1-11 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

ליציקת מתכת קונבנציונלית, חשוב לשמור על הזרימה המתמדת של המתכת המותכת חלקה וייעל ב &#39;למינרית&#39; ב חלל העובש מעדיף להימנע זרימה סדירה ונסערת נצפתה כלל ב זרימה טורבולנטית 27. לפיכך, חשוב לעצב את הכניסה כראוי של מערכת sprue הקשורים למהירות הסיבוב של זרוע צנטריפוגלי כדי לשמור על זרימת המתכת מותכת בתוך חלל עובש הסריג &#39;למינרית&#39;. במחקר זה, את השלבים הקריטיים של פרוטוקול הם ערבוב של אבקת השקעה עם מים, לשרוף-ולצאת מהדפוס ההקרבה, ותהליך הליהוק צנטריפוגלי. תהליך הערבוב של אבקת השקעה עם מים חשוב כי איכות עובש הטיח נשלטת בעיקר על ידי תהליך זה, ובהמשך המשפיעה על מידת ההשלמה של המוצרים הסופיים של מתכות מסבך שמינייה. לדוגמא, אם תערובת השקעה-המים היא גסה מדי, פני השטח roughnESS הופך להיות גבוה, וכתוצאה מכך לסיים את פני שטח עניים של מוצרים סופיים. בתהליך הצריבה-אאוט של דפוס ההקרבה הוא הכרחי גם כדי לקבוע את איכות מוצרים סופיים בגלל שאריות של דפוס ההקרבה גורמות פגם ליהוק כגון חדירת misrun או מתכת אם דפוס ההקרבה לא שרוף לחלוטין. צעד המפתח האחרון הוא תהליך הליהוק צנטריפוגלי. הגדרה נכונה ליציקה נדרשה לחלוטין למלא מתכת נוזלית החוצה בחלל השקעת העובש עם מבנה מסבך שמינייה בצורת רשת מורכב. כפי שניתן לראות באיור 6, באותם תנאי העיבוד, למשל., מהירות הכניסה, שטמפרטורת הכניסה של מתכת מותכת, טמפרטורה מראש בחום של עובש, סגסוגת Cu מראה מיצוק מוקדם בתוך חלל עובש סריג עם עובי דופן של 0.5 מ&quot;מ (איור 6 (ב)). מחשבה זו היא להיגרם על ידי מתח הפנים גבוהה (1,500 N / mm) וצמיגות גבוהה (0.00038 Pa · s) שלסגסוגת Cu דרך ערוצים מיקרו חלל עובש הסריג. מצד שני, נראה כי מקדם מתח הפנים הנמוך יחסית (900 N / mm) וצמיגות (0.00087 Pa · s) של הסגסוגת אל מותך מאפשר לה למלא את חלל עובש סריג מסבך השמינייה מלא. מומלץ למצוא מהירות כניסה אופטימלית של מתכת מותכת ליציקת מבני סריג רשת 3D עם עובי דופן דק כדי להתגבר על השינוי הפתאומי זרימה לכיוון מתכת מותכת והשפעת מתח פנים באפיק-מייקרו של סריג חלל עובש מבני. השפעת מתח הפנים של מתכת מותכת ידועה להיות דומיננטיים בכל ערוץ דק שבו גיאומטרית עובש חלל סריג זה במחקר זה יכול להיות מיושמת. ייתכן שניתן יהיה לייצר סגסוגת Cu סריג עם עובי דופן עבה ומהירות הזרקה גבוהה של ליהוק צנטריפוגלי כפי שמודגם העבודה הקודמת שלנו 28-29. suc שיטות AM ישירשעות כפי SLM ו EBM נחשבו עבור שיטות ייצור אפשריות עבור מתכות סריג 3D קלות. עם זאת, שיטות AM ישירות להיראות מוגבלות בבחירת חומרים. לדוגמא, טכנולוגית EBM הנוכחית מוגבלת Ti-6Al-4V ו Inconel 31. למרות השימוש הנרחב שלה וחלל יישומים שתל ביו, אלומיניום, למשל, הוא לא שיופק באמצעות טכנולוגיה זו. תיאורטית, זה יכול להיות ניתן להאריך את AM הישירה מתכות אבקת אחרים דרך שפיקוח הדוק פרמטרי תהליך. עם זאת, באופן מעשי, הישירה AM דווחה מתקשה בודה חלקית עם אבקות מתכת עם החזרה אופטית גבוהה מוליכות תרמית גבוהות, למשל., אל. יתר על כן, התאדות פיצוץ אפשרי בתוך החדר לבנות הוצאו עבור אבקת אלומיניום 31. טכניקת AM העקיפה המוצעת היא משמעותית, כי זה מאפשר לייצר מבני סריג עם מתכות שםשיטות AM ישירות להיתקל בקשיים, וכתוצאה מכך העצמת יכולת ייצור כוללת של מתכות סריג 3D עם שני מנהלי אדמיניסטרטיבים ישירים ועקיפים על ידי הרחבת סל הבחירה של מתכות. בנוסף, הליהוק צנטריפוגלי, צעד במחקר זה, ידוע לספק נכס איזוטרופיים של חלקי מתכת בשל התפשטות שווה יחסית של מתכת מותכת לתוך חלל עובש. זה עשוי לפתור את הבעיה הנוכחית של AM הישירה על אנאיזוטרופיה נגרמת הוא על ידי ייצור שכבתי והיווצרות איזוטרופי של דגנים 20-21. היכרות עם מתכות אחרות עבור AM העקיף יחד עם מחקרים על השפעת פרמטרי תהליך על גיאומטריות סריג נשאר לעבודת עתידנו.

מתכות סלולריות הן המתכות המורכבות רשת מחוברים של תמוכות מוצקות או צלחות יש מייקרו-ארכיטקטורות מורכבות עם חללי 1. דוגמאות כוללות הן i) קצף סטוכסטיים מובנים באופן אקראי ii) הורה מעת לעת דו מימדי (2D) חלות דבש תלת ממדי (3D) מבנים מסבך סריג. הם זכו לתשומת לב עקב קשיחות המסוימת הגבוהה שלהם וכוח 1-3 וחוסן סגולי גבוה 4-5, ספיגת אנרגיה מצוינת השפעת טעינה 6, בידוד אקוסטי 7, עיצוב אפשרי של dissipaters החום מחליף חום 8. במיוחד, מבני סריג הורה מהעת לעת יש פוטנציאל להנדס את המאפיינים מעולים עם יכולת לשלוט בגיאומטרית הרשת הנקבובית הפנימית. בשל גיאומטרית הרשת הנקבובית הפנימית המורכבת שלהם, קשה לייצר מתכות הסלולר באמצעות machinin התוסף הקונבנציונליז. ככזה, חוקרים החלו מחפשים שיטות חלופיות כדי לפברק מתכות הסלולר: להרכיב גז מתכת נוזלית או ערבוב אבקת מתכת עם סוכני נושבת נחקרו לייצור צורות מתכת סטוכסטיים 9. בשל חוסר שליטה על טופולוגיה התא, קשה להתאים את תכונות מכניות. לחלופין, שיטות ייצור מתכות הסלולר הורה מהעת לעת נחקרו: ביול יריעות דקות של מתכת לתוך צורה גלית ואחריו להצטרף אליהם כדי ליצור מבנים מחזוריים 10, מליטה מחוררת יריעות מתכת 11, שחול 12, אריגת חוטי מתכת לוהטת לפברק טקסטיל 13. למרות שיטות ייצור אלה מציעות תבניות דיר, הדפוסים עדיין מוגבלים בכיוון מישוריים. במאמץ ליצור החזרה דפוס 3D, החוקרים התחילו להשתמש ייצור כתוסף (PM); למשל, לייזר סלקטיבי התכה (SLM) 14, אלקטרונים Beam התכה (EBM) <sup&gt; 15, ו ישיר-מתכת לייזר Sintering (DMLS) 16. למרות היכולת שלהם לפברק 3D הורה גיאומטריות סריג מורכבים, עדיין קיימות מספר מגבלות: קושי באמצעות מתכות עם מוליכות תרמית גבוהות רפלקטיביות אופטית גבוהה 17, מתח שיורי תרמית גבוה 18, גימור משטח עני עם התופעה &#39;balling&#39; במהלך היתוך ליזר או אלקטרונים 19, נכסי איזוטרופי 20-21 של חלקים נגרמים על ידי השפעה משולבת של הייצור השכבתי, ההיווצרות איזוטרופי של דגנים, גודל אבקה, כוח ומהירות סריקה של קרן ליזר או אלקטרונים 15, צריכת אנרגיה גבוהה, וכו &#39;. שילוב AM מבוסס פולימרים עם יציקת מתכת עשויה לספק שיטה חלופית לייצור מתכות סריג. אפשר לקרוא לזה &quot;AM עקיף&quot;. עקיפת AM עשויה לספק פתרון להתגבר על הבעיות הטכניות של AM הישירה של מתכות שהוזכרו לעיל. קדמו לה כמה ניסיונות היו maדה לייצור מתכות סריג באמצעות עקיפת AM שילוב הדפסת 3D של פולימרים עם ליהוק מבוסס הכביד 22-25; למשל, ליהוק השקעה בשילוב עם מודלים בתצהיר התמזגו (FDM) לפברק סגסוגת סריג 22-25 או חול ליהוק בשילוב עם אבקת חול מבוסס AM 23. הליהוק המבוסס הכובד נראה להישאר אתגר טכני להתגבר - misrun נקבובית נגרמת על ידי התמצקות פתאומית של מתכות מותכות כשהם פוגשים מבני רשת עם פינות חדות של תבניות מבני סריג 25-26. שטח פנים גדול יחסית של תבניות מבני סריג מופיע גם לתרום קירור פתאומי, וכתוצאה מכך המיצוק מוקדם 25-26. במחקר זה, אנו טוענים שקיימים AM עקיף חלופי שעשויות להתגבר על misrun במהלך הייצור של מתכות סריג - ליהוק צנטריפוגלי חלל עובש סריג שנעשה על ידי דפוס פולימר הקרבת סריג מודפס 3D. אנו משתמשים דיגיטלייםעיבוד אור (DLP) שיטת הדפסת 3D מבוססת לבנות דפוס הקרבה מבני סריג ואחריו ליהוק צנטריפוגלי של סגסוגות אל ו Cu. מטרת מחקר זה היא לספק פרוטוקול מפורט על ייצור של מתכות 3D סריג בעל צורה מורכבת ואת עובי דופן דק. התרומה העיקרית של תהליך זה היא לספק הזדמנות להרחיב את הבחירה של חומרים עם עלות ייצור נמוכה לייצור מתכות סריג.

<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. 
			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&#34;, 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&#160;</td>
			<td>Honeywell Inc.&#160;</td>
			<td>HT-800</td>
			<td>120V A.C., 60Hz., 0.85A. TP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraffin wax for wax sheet - Modeler&#39;s Pink Wax Sheet, 3&#34; by 6&#34;, 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&#8217;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&#39;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&#34; x 3/16&#34; 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. (150ml) 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&#34; 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&#34; 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, 450g</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&#174; Colored Duct Tape, 1 7/8&#34; x 20 Yd., Blue</td>
			<td>OfficeMax&#160;</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 1/2hp, 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&#34; x 7&#34; 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 
			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&#176;F (427&#176;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&#34; 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&#34;-diameter, 11-1/2&#34;-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.&#160;</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&#39;s Baby Oil Shea &#38; Cocoa Butter&#160;</td>
			<td>Wal-Mart</td>
			<td>260074132</td>
			<td>This baby&#160; 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&#34; 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&#34;). 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

אחת השיטות הטיפוסיות לייצור מתכות סריג 3D הוא תהליך הייצור כתוסף ישיר המתכת (AM) כגון סלקטיבי ליזר התכה (SLM) ו אלקטרוני Beam התכה (EBM). למרות יכולת עיבוד הפוטנציאל שלה, שיטת AM הישירה יש כמה חסרונות כגון עלות גבוהה, גימור משטח עני של מוצרים סופיים, הגבלה בבחירת חומר, מתח תרמית גבוה, ומאפיינים איזוטרופי של חלקים. אנו מציעים שיטה חסכונית לייצור מתכות סריג 3D. מטרת מחקר זה היא לספק פרוטוקול מפורט על ייצור של מתכות סריג 3D בעל צורה מורכבת ואת עובי דופן דק; למשל, מסבך השמינייה עשוי מסגסוגת אל ו Cu באורך תא יחידה של 5 מ&quot;מ עובי דופן התא של 0.5 מ&quot;מ. הליך הניסיון הכולל מחולק לשמונה חלקים: (א) הדפסת 3D של דפוסי הקרבה (ב) להמס-אאוט של חומרי עזר (ג) להסרת שאריות של חומרי עזר (ד) דפוס להרכבהy (ה) השקעה (ו) שחיקה של דפוסי הקרבה (ז) ליהוק צנטריפוגלי (ח) שלאחר עיבוד למוצרים סופיים. טכניקת AM העקיפה הציעה מספקת הפוטנציאל לייצר מתכות סריג אולטרה קלות;. למשל, מבני סריג עם סגסוגות אל. נראה כי הגדרת פרמטרי התהליך צריכים להיות נשלטו כראוי בהתאם חומרים וגיאומטרית סריג, התבוננות המוצרים הסופיים של מתכות מסבך שמינייה ידי טכניקת AM העקיפה.

באמצעות הייצור כתוסף העקיף כמתואר בסעיף בפרוטוקול, סגסוגות אל ו Cu שמשה מתכות מסבך שמינייה תעשייתית, כפי שמוצגת באיור 1 הליך הליהוק כולו מסוכם איור 2 ההליך מורכב משמונה חלקים:.. (א) הקרבה דפוס הדפסה (ב) היתוך-אאוט של חומר תמיכה (ג) להסרת שאריות של חומר תמיכה (ד) הרכבת דפוס (ה) השקעה (ו) שחיקה של דפוסי הקרבה (ז) ליהוק צנטריפוגלי, ו- (ח) פוסט מעבד. תהליך ערבוב ההשקעה בוצעה על מנת לוודא כי לא היו גושים בתערובת השקעה-מים, כפי שמוצג באיור 3. בתהליך הצריבה-אאוט בוצע במשך 6 שעות כדי להמיס את דפוס ההקרבה כפי שמוצג באיור 4, ואחריו תהליך הליהוק צנטריפוגלי (איור 2G ו איור 5). איור 6מציג את המוצרים הסופיים של מתכות מסבך שמינייה עם סגסוגות אל ו Cu. זה מראה כי סגסוגת אל מותך מלא ממלא את חלל עובש הסריג כולו ללא misrun. מצד השני, הסגסוגת Cu המותכת מופיעה להיות בעל מום ליהוק עם התמצקות מוקדמת בשלב המוקדם של הזרקה של מתכת מותכת על הכניסה. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53605/53605fig1.jpg" /> איור 1. סכמטי של מבנה השמינייה מסבך עם מערכת sprue. איור 1 מציג סכמה של דפוס ההקרבה של מבנה מסבך השמינייה עם מערכת sprue השתמשו במחקר זה. מערכת sprue מורכבת גיליון בעובי 1 מ&quot;מ, רוחב 25 מ&quot;מ, ועמוד שיש 10 מ&quot;מ גובה ו -6 מ&quot;מ קוטר. מערכת sprue יכולה להיות שונה באמצעות תוכנות CAD, במידת צורך, עבור עיצוב של נזילות טובות יותר של מתכת נוזלית.<html> אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/53605/53605fig2.jpg" /> איור 2. סקירה של AM עקיף עם נוהל יציקה צנטריפוגלי: (א) דפוס הדפסה (B) להמיס-אאוט של חומר תמיכה (C) הסרת שאריות של חומר תמיכה (D) דפוס הרכבה (ה) השקעה (F) לשרוף אאוט של דפוס הקרבה (G) ליהוק צנטריפוגלי, ו (H) עיבוד פוסט. נתון זה מראה את ההליך כולו על בודת מתכות מסבך שמינייה באמצעות AM העקיף עם ליהוק צנטריפוגלי. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53605/53605fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <html> דואר 3 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 53,605 / 53605fig3.jpg &quot;/&gt; איור 3. סידור עבודה על הכנת עובש הטיח. איור 3 מציג את הכנת תבנית גבס ההליך להקשיח אותו בבקבוק. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53605/53605fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/53605/53605fig4.jpg" /> איור 4. לו&quot;ז שחיקה של תבנית של קורבן בתוך תבנית הטיח. איור 4 מראה את תהליך הצריבה מתוך דפוס ההקרבה בתוך התערובת המוקשית. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53605/53605fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <html> ד / 53,605 / 53605fig5.jpg &quot;/&gt; . איור 5. סכמטי של מכונת יציקת צנטריפוגלי מכונת היציקה צנטריפוגלי מורכבת משמונה מרכיבים: פיר ראשי, בסיס, זרוע ליהוק, משקולות, עריסות בקבוק, עריסות בקבוק החזקת נשק, בעל כור היתוך, וזרועות מחזיקים כור היתוך. זרוע המעטפת מאוזנת עם הזזת משקולות לאורך זרוע הליהוק. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53605/53605fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/53605/53605fig6.jpg" /> מוצרי איור 6. סופים של מתכות מסבך שמינייה: מבנים מסבכים שמינייה עם (א) אל ו (ב) סגסוגות Cu. זה מראה תואר טוב למדי של השלים על סגסוגת אל מסבך שמינייה. מצד שני, תואר עניים ההשלמה הוא ציין עם סגסוגת Cu מסבך השמינייה.<html> קבצים / ftp_upload / 53,605 / 53605fig6large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> נכס </td><td> ערך [יח] </td></tr><tr><td> צפיפות ב 20 ° C </td><td> 1,019 [ק&quot;ג / מ ^ 3] </td></tr><tr><td> מוליכות תרמית בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס </td><td> 0.47 [W / (K * מ &#39;)] </td></tr><tr><td> מקדם התפשטות תרמית בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס </td><td> 7.22E-6 [/ ° C] </td></tr><tr><td> חִספּוּס </td><td> 2.72E-6 [מ] </td></tr></tbody></table> 1 טבלה. מאפיינים של אבקת ההשקעות. טבלה זו מציגה את התכונות הפיסיקליות של אבקת ההשקעה השתמשה במחקר זה. <table border="1" fo:keep-togethe</html style=";text-align:right;direction:rtl">r.within-page = &quot;1&quot; FO: keep-עם-next.within-page = &quot;תמיד&quot;&gt; <tbody><tr><td colspan="8"> 40 מ&quot;ל מים 100 גרם אבקת </td></tr><tr><td rowspan="2"> קוטר הבקבוק </td><td colspan="7"> גוֹבַה </td></tr><tr><td> 5.08 ס&quot;מ </td><td> 6.35 ס&quot;מ </td><td> 7.62 ס&quot;מ </td><td> 8.89 ס&quot;מ </td><td> 10.16 ס&quot;מ </td><td> 12.7 ס&quot;מ </td><td> 15.24 ס&quot;מ </td></tr><tr><td> 6.35 ס&quot;מ </td><td> 226.8 גרם 91 מ&quot;ל </td><td> 283.5 גרם 114 מ&quot;ל </td><td> 340.19 g 136 מ&quot;ל </td><td> 396.89 g 160 מ&quot;ל </td><td> 453.59 g 183 מ&quot;ל </td><td> 566.99 g 228 מ&quot;ל </td><td></td></tr><tr><td colspan="8"> (דמות למעלה - אבקת השקעות (ז), דמות התחתונה - מים (מ&quot;ל)) </td></tr><tr><td colspan="8"> הערה: במחקר זה, בקבוקון עם גובה של 6.35 ס&quot;מ ו בקוטר של 6.35 ס&quot;מ משמש. </td></tr></tbody></table> טבלה 2. ערבוב תנאי השקעות אבקה עם מים למשך משתנהגודל הבקבוק: טבלה זו מציגה את התנאים ערבוב של אבקת השקעה ומים במשך גודל הבקבוק משתנים המומלץ על ידי היצרן. במחקר זה, בקבוקון עם גובה של 6.35 ס&quot;מ ו בקוטר של 6.35 ס&quot;מ משמש. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td colspan="4"> (א) ההרכב הכימי של סגסוגת אל </td></tr><tr><td> חוֹמֶר </td><td colspan="3"> יחידה </td></tr><tr><td rowspan="3"> סגסוגת אלומיניום </td><td colspan="3"> תרכובת כימית </td></tr><tr><td></td><td> אל </td><td> Cr </td></tr><tr><td> Min./Max. </td><td> &gt; 99 </td><td> &lt;0.05 </td></tr><tr><td colspan="4"> (ב) תכונות פיסיקליות של סגסוגת אל </td></tr><tr><td colspan="2"> נכס </td><td colspan="2"> יחידה </td></tr><tr><td colspan="2"> טמפרטורת liquidus </td><td colspan="2"> 660 ° C </td></tr><tr><td c<html> olspan = &quot;2&quot;&gt; טמפרטורה Solidus </td><td colspan="2"> 660 ° C </td></tr><tr><td colspan="2"> צְפִיפוּת </td><td colspan="2"> 2,340 [ק&quot;ג / מ ^ 3] @ 850 ° C </td></tr><tr><td colspan="2"> חום סגולי </td><td colspan="2"> 1,090 J / kg ∙ ° C </td></tr><tr><td colspan="2"> מוליכות תרמית </td><td colspan="2"> .9428 [W / (* ס&quot;מ מעלות צלזיוס)] @ 850 ° C </td></tr><tr><td colspan="2"> צמיגות </td><td colspan="2"> .00087 [אבא ∙ s] @ 850 ° C </td></tr><tr><td colspan="2"> מקדם מתח פנים </td><td colspan="2"> 900 [N / mm] </td></tr></tbody></table> . טבלה 3 הרכב כימי הפיזיקליים מאפיינים של אל סגסוגת 30: (א) ההרכב הכימי של אל סגסוגת ו- (ב) תכונות פיסיקליות של סגסוגת אל. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page=</html style=";text-align:right;direction:rtl">&quot;תמיד&quot;&gt; <tbody><tr><td colspan="7"> (א) ההרכב הכימי של סגסוגת Cu </td></tr><tr><td> חוֹמֶר </td><td colspan="6"> יחידה </td></tr><tr><td rowspan="3"> סגסוגת נחושת (ברונזה תכשיטים) </td><td colspan="6"> הרכב כימי (% מקס, אלא אם כן מוצג מגוון של ממוצע) </td></tr><tr><td></td><td> Cu </td><td> סִי </td><td> Zn </td><td> mg </td><td> Pb </td></tr><tr><td> Min./Max. </td><td> 91.9 </td><td> 4 </td><td> 4 </td><td> 0.25 מקס </td><td> 0.25 מקס </td></tr><tr><td colspan="6"> (ב) תכונות פיסיקליות של סגסוגת Cu </td><td></td></tr><tr><td colspan="3"> נכס </td><td colspan="4"> יחידה </td></tr><tr><td colspan="3"> טמפרטורת liquidus </td><td colspan="4"> 1,035 מעלות צלזיוס </td></tr><tr><td colspan="3"> טמפרטורת Solidus </td><td colspan="4"> 1,005 מעלות צלזיוס </td></tr><tr><td colspan="3"> צְפִיפוּת </td><td colspan="4"> 7,200 [ק&quot;ג / מ ^ 3] @ 1200 ° C </td></tr&gt; <tr><td colspan="3"> חום סגולי </td><td colspan="4"> 380 J / kg ∙ ° C </td></tr><tr><td colspan="3"> מוליכות תרמית </td><td colspan="4"> 1.44 [W / (℃ * ס&quot;מ)] @ 1200 ° C </td></tr><tr><td colspan="3"> צמיגות </td><td colspan="4"> 0.0038 [אבא ∙ s] @ 1200 ° C </td></tr><tr><td colspan="3"> מקדם מתח פנים </td><td colspan="4"> 1,500 [N / mm] </td></tr></tbody></table> . לוח 4 הרכב כימי הפיזיקליים מאפיינים של Cu סגסוגת 30: (א) ההרכב הכימי של Cu מסגסוגת (ב) תכונות פיסיקליות של סגסוגת Cu.

Watch this Scientific Journal Video about Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting at JoVE.com

Indirect Fabrication of Lattice Metals with Thin Sections Using Centrifugal Casting

שיטת ייצור כתוסף עקיפה שילוב הדפסת 3D של פולימרים עם ליהוק צנטריפוגלי המתוארת למתכות מסבך שמיניית 3D ייצור (אל ו Cu סגסוגות) באורך תא יחיד של 5 מ&quot;מ עם עובי דופן של 0.5 מ&quot;מ.

ייצור עקיף של סריג מתכות סעיפים דקים באמצעות יציקה צנטריפוגלי

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

indirect-fabrication-lattice-metals-with-thin-sections-using

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Mechanical Engineering

Engineering

Unit 1

Columns

SCIENTISTS IN ACTION

12.4K Views.  University of North Texas.  שיטת ייצור כתוסף עקיפה שילוב הדפסת 3D של פולימרים עם ליהוק צנטריפוגלי המתוארת למתכות מסבך שמיניית 3D ייצור (אל ו Cu סגסוגות) באורך תא יחיד של 5 מ"מ עם עובי דופן של 0.5 מ"מ. 

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

Polycrystalline Silicon Thin-film Solar cells with Plasmonic-enhanced Light-trapping

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To compensate for lower light absorption such physically thin devices have to incorporate light-trapping which increases their optical thickness. Light scattering by textured surfaces is a common technique but it cannot be universally applied to all solar cell technologies. Some cells, for example those made of evaporated silicon, are planar as produced and they require an alternative light-trapping means suitable for planar devices. Metal nanoparticles formed on planar silicon cell surface and capable of light scattering due to surface plasmon resonance is an effective approach.
The paper presents a fabrication procedure of evaporated polycrystalline silicon solar cells with plasmonic light-trapping and demonstrates how the cell quantum efficiency improves due to presence of metal nanoparticles.
To fabricate the cells a film consisting of alternative boron and phosphorous doped silicon layers is deposited on glass substrate by electron beam evaporation. An Initially amorphous film is crystallised and electronic defects are mitigated by annealing and hydrogen passivation. Metal grid contacts are applied to the layers of opposite polarity to extract electricity generated by the cell. Typically, such a ~2 &mu;m thick cell has a short-circuit current density (Jsc) of 14-16 mA/cm2, which can be increased up to 17-18 mA/cm2 (~25% higher) after application of a simple diffuse back reflector made of a white paint.
To implement plasmonic light-trapping a silver nanoparticle array is formed on the metallised cell silicon surface. A precursor silver film is deposited on the cell by thermal evaporation and annealed at 23&deg;C to form silver nanoparticles. Nanoparticle size and coverage, which affect plasmonic light-scattering, can be tuned for enhanced cell performance by varying the precursor film thickness and its annealing conditions. An optimised nanoparticle array alone results in cell Jsc enhancement of about 28%, similar to the effect of the diffuse reflector. The photocurrent can be further increased by coating the nanoparticles by a low refractive index dielectric, like MgF2, and applying the diffused reflector. The complete plasmonic cell structure comprises the polycrystalline silicon film, a silver nanoparticle array, a layer of MgF2, and a diffuse reflector. The Jsc for such cell is 21-23 mA/cm2, up to 45% higher than Jsc of the original cell without light-trapping or ~25% higher than Jsc for the cell with the diffuse reflector only.
Introduction
Light-trapping in silicon solar cells is commonly achieved via light scattering at textured interfaces. Scattered light travels through a cell at oblique angles for a longer distance and when such angles exceed the critical angle at the cell interfaces the light is permanently trapped in the cell by total internal reflection (Animation 1: Light-trapping). Although this scheme works well for most solar cells, there are developing technologies where ultra-thin Si layers are produced planar (e.g. layer-transfer technologies and epitaxial c-Si layers) 1 and or when such layers are not compatible with textures substrates (e.g. evaporated silicon) 2. For such originally planar Si layer alternative light trapping approaches, such as diffuse white paint reflector 3, silicon plasma texturing 4 or high refractive index nanoparticle reflector 5 have been suggested.
Metal nanoparticles can effectively scatter incident light into a higher refractive index material, like silicon, due to the surface plasmon resonance effect 6. They also can be easily formed on the planar silicon cell surface thus offering a light-trapping approach alternative to texturing. For a nanoparticle located at the air-silicon interface the scattered light fraction coupled into silicon exceeds 95% and a large faction of that light is scattered at angles above critical providing nearly ideal light-trapping condition (Animation 2: Plasmons on NP). The resonance can be tuned to the wavelength region, which is most important for a particular cell material and design, by varying the nanoparticle average size, surface coverage and local dielectric environment 6,7. Theoretical design principles of plasmonic nanoparticle solar cells have been suggested 8. In practice, Ag nanoparticle array is an ideal light-trapping partner for poly-Si thin-film solar cells because most of these design principle are naturally met. The simplest way of forming nanoparticles by thermal annealing of a thin precursor Ag film results in a random array with a relatively wide size and shape distribution, which is particularly suitable for light-trapping because such an array has a wide resonance peak, covering the wavelength range of 700-900 nm, important for poly-Si solar cell performance. The nanoparticle array can only be located on the rear poly-Si cell surface thus avoiding destructive interference between incident and scattered light which occurs for front-located nanoparticles 9. Moreover, poly-Si thin-film cells do not requires a passivating layer and the flat base-shaped nanoparticles (that naturally result from thermal annealing of a metal film) can be directly placed on silicon further increases plasmonic scattering efficiency due to surface plasmon-polariton resonance 10.
The cell with the plasmonic nanoparticle array as described above can have a photocurrent about 28% higher than the original cell. However, the array still transmits a significant amount of light which escapes through the rear of the cell and does not contribute into the current. This loss can be mitigated by adding a rear reflector to allow catching transmitted light and re-directing it back to the cell. Providing sufficient distance between the reflector and the nanoparticles (a few hundred nanometers) the reflected light will then experience one more plasmonic scattering event while passing through the nanoparticle array on re-entering the cell and the reflector itself can be made diffuse - both effects further facilitating light scattering and hence light-trapping. Importantly, the Ag nanoparticles have to be encapsulated with an inert and low refractive index dielectric, like MgF2 or SiO2, from the rear reflector to avoid mechanical and chemical damage 7. Low refractive index for this cladding layer is required to maintain a high coupling fraction into silicon and larger scattering angles, which are ensured by the high optical contrast between the media on both sides of the nanoparticle, silicon and dielectric 6. The photocurrent of the plasmonic cell with the diffuse rear reflector can be up to 45% higher than the current of the original cell or up to 25% higher than the current of an equivalent cell with the diffuse reflector only.

Polycrystalline silicon thin-film solar cells on glass are fabricated by deposition of boron and phosphorous doped silicon layers followed by crystallisation, defect passivation and metallisation. Plasmonic light-trapping is introduced by forming Ag nanoparticles on the silicon cell surface capped with a diffused reflector resulting in ~45% photocurrent enhancement.

סיליקון polycrystalline תאים סולאריים סרט דק עם plasmonic משופרת אור השמנה

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in industrialized countries. Here, the development of optical mesosensors/adsorbents (MSAs) for efficient recognition and selective recovery of Pd(II), Au(III), and Co(II) from urban mine was achieved. A simple, general method for preparing MSAs based on using high-order mesoporous monolithic scaffolds was described. Hierarchical cubic Ia3d wagon-wheel-shaped MSAs were fabricated by anchoring chelating agents (colorants) into three-dimensional pores and micrometric particle surfaces of the mesoporous monolithic scaffolds. Findings show, for the first time, evidence of controlled optical recognition of Pd(II), Au(III), and Co(II) ions and a highly selective system for recovery of Pd(II) ions (up to ~95%) in ores and industrial wastes. Furthermore, the controlled assessment processes described herein involve evaluation of intrinsic properties (e.g., visual signal change, long-term stability, adsorption efficiency, extraordinary sensitivity, selectivity, and reusability); thus, expensive, sophisticated instruments are not required. Results show evidence that MSAs will attract worldwide attention as a promising technological means of recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals.

Because of the importance and extensive use of palladium, gold and cobalt metals in high-technology equipment, their recovery and recycling constitute an important industrial challenge. The metal recovery system described herein is a simple, low-cost means for the effective detection, removal, and recovery of these metals from the urban mine.

איתור והשחזור של פלדיום, מתכות זהב וקובלט ממכרה העירונית באמצעות חיישנים / Adsorbents רומן יעודיים עם נקבוביות-בצורת גלגל עגלה ננומטריים

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can potentially contribute to the exposure of biota and humans. The diffusive gradients in thin films technique is introduced here for in-situ measurements of Pu bioavailability and speciation. A diffusion cell constructed for laboratory experiments with Pu and the newly developed protocol make it possible to simulate the environmental behavior of Pu in model solutions of various chemical compositions. Adjustment of the oxidation states to Pu(IV) and Pu(V) described in this protocol is essential in order to investigate the complex redox chemistry of plutonium in the environment. The calibration of this technique and the results obtained in the laboratory experiments enable to develop a specific DGT device for in-situ Pu measurements in freshwaters. Accelerator-based mass-spectrometry measurements of Pu accumulated by DGTs in a karst spring allowed determining the bioavailability of Pu in a mineral freshwater environment. Application of this protocol for Pu measurements using DGT devices has a large potential to improve our understanding of the speciation and the biological transfer of Pu in aquatic ecosystems.

The technique of diffusive gradients in thin films (DGT) is proposed for speciation studies of plutonium. This protocol describes diffusion experiments probing the behavior of Pu(IV) and Pu(V) in presence of organic matter. DGTs deployed in a karstic spring allow assessment of the bioavailability of Pu.

מדידות התפצלות וזמינות ביולוגיות של הסביבה פלוטוניום שימוש דיפוזיה בThin Films

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

Fabrication of Low Temperature Carbon Nanotube Vertical Interconnects Compatible with Semiconductor Technology

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive thin-films. Due to the low growth temperature, the process allows integration with modern low-&#954; dielectrics and some flexible substrates. The process is compatible with standard semiconductor fabrication, and a method for the fabrication of electrical 4-point probe test structures for vertical interconnect test structures is presented. Using scanning electron microscopy the morphology of the CNT bundles is investigated, which demonstrates vertical alignment of the CNT and can be used to tune the CNT growth time. With Raman spectroscopy the crystallinity of the CNT is investigated. It was found that the CNT have many defects, due to the low growth temperature. The electrical current-voltage measurements of the test vertical interconnects displays a linear response, indicating good ohmic contact was achieved between the CNT bundle and the top and bottom metal electrodes. The obtained resistivities of the CNT bundle are among the average values in the literature, while a record-low CNT growth temperature was used.

A method for the growth of low temperature vertically-aligned carbon nanotubes, and the subsequent fabrication of vertical interconnect electrical test structures using semiconductor fabrication is presented.

המצאה של טמפרטורה נמוכה חיבורים אנכיים-צינורות פחמן תואם עם סמיקונדקטור טכנולוגיה

We demonstrate a method for the low temperature growth (350 &#176;C) of vertically-aligned carbon nanotubes (CNT) bundles on electrically conductive ...

A Fabrication Method for Highly Stretchable Conductors with Silver Nanowires

Stretchable electronics are identified as a key technology for electronic applications in the next generation. One of the challenges in fabrication of stretchable electronic devices is the preparation of stretchable conductors with great mechanical stability. In this study, we developed a simple fabrication method to chemically solder the contact points between silver nanowire (AgNW) networks. AgNW nanomesh was first deposited on a glass slide via spray coating method. A reactive ink composed of silver nanoparticle (AgNPs) precursors was applied over the spray coated AgNW thin films. After heating for 40 min, AgNPs were preferentially generated over the nanowire junctions to solder the AgNW nanomesh, and reinforced the conducting network. The chemically modified AgNW thin film was then transferred to polyurethane (PU) substrates by casting method. The soldered AgNW thin films on PU exhibited no obvious change in electrical conductivity under stretching or rolling process with elongation strains up to 120%.

A simple synthesis method is used to chemically solder silver nanowire thin film to fabricate highly stretchable and conductive metal conductors.

שיטת ייצור למוליכים מאוד מתיחה עם Nanowires הכסף

Stretchable electronics are identified as a key technology for electronic applications in the next generation. One of the challenges in fabrication of ...

Capillary-based Centrifugal Microfluidic Device for Size-controllable Formation of Monodisperse Microdroplets

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal microfluidic device. W/O microdroplets have recently been used in powerful methods that enable miniaturized chemical experiments. Therefore, developing a versatile method to yield monodisperse W/O microdroplets is needed. We have developed a method for generating monodisperse W/O microdroplets based on a capillary-based centrifugal axisymmetric co-flowing microfluidic device. We succeeded in controlling the size of microdroplets by adjusting the capillary orifice. Our method requires equipment that is easier-to-use than with other microfluidic techniques, requires only a small volume (0.1-1 &#181;l) of sample solution for encapsulation, and enables the production of hundreds of thousands number of W/O microdroplets per second. We expect this method will assist biological studies that require precious biological samples by conserving the volume of the samples for rapid quantitative analysis biochemical and biological studies.

Here, we demonstrate a simple production method for size-controllable, monodisperse, water-in-oil (W/O) microdroplets using a capillary-based centrifugal microfluidic device. This method requires only a small sample volume and enables high-yield production. We expect this method will be useful for rapid biochemical and cellular analyses.

נימים מבוססות מכשיר microfluidic צנטריפוגלי עבור גיבוש גודל לשליטה של ​​Monodisperse microdroplets

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal ...

Fabrication of White Light-emitting Electrochemical Cells with Stable Emission from Exciplexes

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active layer which consists of blue-fluorescent poly(9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl) (PFD) and &#960;-conjugated triphenylamine molecules. This white light emission originates from exciplexes formed between PFD and amines in electronically excited states. A device containing PFD, 4,4&#39;,4&#39;&#39;-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (2-TNATA), Poly(ethylene oxide) and K2CF3SO3 showed white light emission with Commission internationale de l&#39;&#233;clairage (CIE) coordinates of (0.33, 0.43) and a Color Rendering Index (CRI) of Ra = 73 at an applied voltage of 3.5 V. Constant voltage measurements showed that the CIE coordinates of (0.27, 0.37), Ra of 67, and the emission color observed immediately after application of a voltage of 5 V were nearly unchanged and stable after 300 sec.

The authors present a method for fabricating stable white-light-emitting electrochemical cells utilizing emission from exciplexes formed between a blue-emitting fluorene polymer and aromatic amines.

המצאה של אור לבן פולטות תאים אלקטרוכימיים עם פליטה יציבה מ Exciplexes

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active ...

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction of degradation mechanisms and prevention of module field failure can consequently decrease investment risks as well as increase the electricity yield. An improved knowledge level can for these reasons significantly decrease the total costs of PV electricity. 
In order to better understand and minimize the degradation of PV modules, the occurring degradation mechanisms and conditions should be identified. This should preferably happen under combined stresses, since modules in the field are also simultaneously exposed to multiple stress factors. Therefore, two 'Combined Stress test with in situ measurement' setups have been designed and constructed. These setups allow the simultaneous use of humidity, temperature, illumination, and electrical biases as independently controlled stress factors on solar cells and minimodules. The setups also allow real-time monitoring of the electrical properties of these samples. This protocol presents these setups and describes the experimental possibilities. Moreover, results obtained with these setups are also presented: various examples about the influence of both deposition and degradation conditions on the stability of thin film Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) as well as Cu2ZnSnSe4 (CZTS) solar cells are described. Results on the temperature dependency of CIGS solar cells are also presented.

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for CuIn,GaSe2 Solar Cells

Two &#39;Combined Stress test with in situ measurement&#39; setups, which allow real-time monitoring of accelerated degradation of solar cells and modules, were designed and constructed. These setups allow the simultaneous use of humidity, temperature, electrical biases, and illumination as independently controlled stress factors. The setups and various experiments executed are presented.

בחיי עיר פיקוח על הפגיעה בביצועים מואצת של תאים סולריים מודולים: חקר מקרה של תאים סולריים2 Se Cu (ב, Ga)

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction ...

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.

ייצור של מערכים Nanocup זהב תקופתיים באמצעות Colloidal ליתוגרפיה

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

Fabrication of Ultra-thin Color Films with Highly Absorbing Media Using Oblique Angle Deposition

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present an advanced method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics. The proposed process addresses several fabrication issues, including large area processing. Specifically, the protocol describes a process for fabricating ultra-thin color films using an electron beam evaporator for oblique angle deposition of germanium (Ge) and gold (Au) on silicon (Si) substrates.&#160; Film porosity produced by the oblique angle deposition induces color changes in the ultra-thin film. The degree of color change depends on factors such as deposition angle and film thickness. Fabricated samples of the ultra-thin color films showed improved color tunability and color purity. In addition, the measured reflectance of the fabricated samples was converted into chromatic values and analyzed in terms of color. Our ultra-thin film fabricating method is expected to be used for various ultra-thin film applications such as flexible color electrodes, thin film solar cells, and optical filters. Also, the process developed here for analyzing the color of the fabricated samples is broadly useful for studying various color structures.

We present a detailed method for fabricating ultra-thin color films with improved characteristics for optical coatings. The oblique angle deposition technique using an electron beam evaporator allows improved color tunability and purity. Fabricated films of Ge and Au on Si substrates were analyzed by reflectance measurements and color information conversion.

ייצור של סרטים צבע דקים עם מאוד קליטת מדיה באמצעות התצהיר זווית אלכסונית

Ultra-thin film structures have been studied extensively for use as optical coatings, but performance and fabrication challenges remain.&#160; We present ...