Отливать металлоизделия, наследуя ячеисто-каркасные конструкции природы.

Материалосбережение вконкурентной экономике приобретает особую важность. В этой связи актуальнопроектирование ячеисто-каркасных металлических материалов и деталей, которые на50…90% легче монолитных изделий. В этой статье приведены примеры создания методомлитья таких конструкций, которые повторяют материалосберегающие «решения» живойи неживой природы. Среди характерных закономерностей строения этих изделий наблюдаетсяповторяемость их составных элементов, способа их разветвления или одинаковостьячеек, что математики называют фрактальностью конструкции. Ячейка как правилоимеет свои стабильные механические, гидродинамические (с точки зренияпроницаемости) и др. характеристики, определив которые, можно экстраполироватьих на всю структуру, собранную по определенному алгоритму из множества подобныхячеек, и таким образом проектировать ячеисто-каркасные материалы или деталимашин из них.

Проектирование литой металлоконструкции для получения ее изметаллического расплава в литейной форме для большинства видов литейных форм,назовем их традиционными, предполагает размещение отливки в плоскости (оченьредко, поверхности) разъема этой формы. Наличие разъема формы в технологиилитья металлов создало стойкий стереотип, формирующий представление о том, какдолжна выглядеть металлическая отливка. Эта тема, находящаяся на стыке сфердеятельности конструктора-механика и литейщика-технолога, в традиционной еетрактовке постоянно присутствует практически на всех вузовских курсах,затрагивающих технологию литейной формы, а также в технологических отделах заводови КБ, где проектируют литые металлические детали. В результате в общем случае руководствуютсясложившемся мнением, что отливка – это то, что войдет в разъем формы, часто спесчаными стержнями, которые в свою очередь предполагают разъем стержневогоящика.

Технология литья по газифицируемым моделям (ЛГМ) [1], переступая через этот стереотип,позволяет разместить отливку или блок отливок в пространстве песка неразъемной (контейнерной,или одноопочной) формы и тем самым ставит на повестку дня проблему оптимизации конструированияотливки как объемного пространственного изделия, что практически «не по плечу»другим литейным технологиям и представляется новой многообещающей темой теориилитейных процессов и конструирования деталей машин и механизмов. Вместо старой задачи «как разместить отливку в плоскости?» для ЛГМ актуально «как разместить ее в объеме?» сыпучего песка, по своим свойствам во время виброуплотнениянапоминающего «псевдожидкость». Решение этой задачи упрощает следующее: 1) особаялегкость обработки пенопластов резанием (фрезой, особенно с появлением 3D-фрезеров [2],или термоэлементом), чему способствует их низкая плотность 25-30 кг/м3,а также 2) высокая производительность получения изделий из них на пластавтоматах.Эти условия минимизируют ограничения на размеры, форму и темп изготовленияпенопластовых моделей.

Указанные возможности ЛГМ перехода к проектированию литых металлоизделий отливок в объемепеска формы значительно расширяют спектр их вероятных конфигураций, и, в частности,открывают новое направление литья сотовых, объемно-ячеистых,скелетно-решетчатых конструкций, материалов и блоков отливок [1], расширяя известные свойства традиционно применяемых нетолько литых, но и получаемых с их привлечением армированных и композиционных изделий.Отливки такого вида имеютпотенциал для применения как облегченныенесущие, армирующие, изолирующие, ограждающие, демпфирующие удары конструкции,способные находиться в среде, пропуская (полностью или частично) через себя поток вещества или энергии, применимы для отделения отходов при очистке газов,жидкостей, а также для глушителей шума, взрыво- ипламяпреградителей, теплообменных, адсорбционных, акустическихустройств, элементов источников тока, катализаторов, кристаллизаторов,электродов и как костяк для композиционных материалов.

Разработкатаких литых конструкций и поиск путей оптимизацииих конфигураций с точки зрения ресурсосбережения неизбежно приводят к одному извыводов о выполнении их путем копирования по аналогам из живой и неживойприроды (включая структуры микромира), поскольку природой «уже решены вопросы»покорения пространства конструкциями счрезвычайно высокой стабильностью их пространственно-временных характеристик. Для этого, в частности,предложено [1] использовать принципы строения: 1) кристаллических решеток каких изображают в кристаллографии; 2) спиралевидного расположения листьев(филлотаксис) из ботаники; 3) пены со сквозными порами и ячейкамипреимущественно в виде пентагонального додекаэдра, описанной в областифизико-химии. В институте ФТИМС НАН Украины (отдел формообразования под рук. проф. Шинского О. И.), где создание разновидностей ЛГМ-процессаявляется профильной темой, на эти литые конструкции получен ряд патентов и опубликованызаявки на изобретения по этой теме, а в ее развитие ниже описаны еще три типакаркасных отливок, для которых довольно несложно изготовить сборные одноразовыепенопластовые модели.

Присоздании объемных структур, по аналогии с биологическими распространяющимися впространстве, естественно обратить внимание на конструкции веток деревьев,которые развиваются от толстых к тонким разветвлениям, очевидно, такое изменениесечения предпочтительнее для течения металла, чем равностенные конструкции. На рис. 1 показан пример предлагаемой литойдревовидной конструкции, состоящей из ствола 1 и веток 2. При

Рис. 1.

использовании ее в качестве внутреннего холодильника-кристаллизаторадля литья слитков ветви 2 целесообразно расположить перпендикулярноповерхностям 3 стенок изложницы (показаны ее контуры), то есть навстречунаиболее вероятному направлению роста кристаллов слитка, которые также растутперпендикулярно стенке изложницы после заливки в нее металлического расплава. Аналогичномогут быть учтены конструктивные особенности и расположение ветвей дляармирования бетонных конструкций и др. Изготовление древовидной конструкции способом ЛГМ состоит в заливкерасплавленного металла по соответствующей модели через воронку, остаток 4, которойсохранился на стволе. Если при этом модель выполняют из пенопласта, тоизготовление ее сборных элементов состоит в засыпании гранул этого материала иих спекании в пресс-форме, или в вырезании элементов из блочного пенополистирола.Элементы модели ветки и трубчатые участки ствола можно собирать (склеивать) нанаправляющем штыре (пунктиром показаны линии стыка).

В древовидных литыхконструкциях желательно учитывать некоторые общие закономерности строениядеревьев, прослеживаемые в живой природе. Важнейшее требование ко всем такому строению –прочность, в этом плане конструкция дерева, отшлифована эволюционным отбором, безупречна.Как указано в монографии БенуаМандельброта [3], Леонардо да Винчи эмпирическим путем пришел к выводуо таком соотношении толщин ствола и всех ветвей дерева на любой высоте, что диаметрыствола и ветвей d до ветвленияи диаметры d1, d2 после разветвленияудовлетворяют соотношению: d= d1 + d2, гдедиаметрический показатель  = 2. Это подтверждено на практике. В этой же книгеуказано, что показатель «дерева» кровеносных артерий млекопитающих близок к  =2,7, а для «дерева» бронхов  = 3. Сточки зрения гидродинамики система каналов при  = 3 имеет минимальноесопротивление, это значение наилучшее достигаемое как целенаправленнымконструированием, так и селективной эволюцией. Отсюда, если важны прочностныесвойства конструкции, то показатель  принимают близким к 2, если важно условиезаполнения расплавленным металлом литейной формы, то - близким к 3, что такжеполезно учестьв литейной гидравлике при конструировании разветвленных литниковых систем.

Согласно той же монографии,установлено опытным путем, что вес ветви пропорционален ее диаметру,возведенному в степень М = 2,5, а также по мнению автора, может зависеть отзначения  в виде М = 2 + /3. Значения величин М = 2,5 и М, полученного попоследнему выражению при подстановке  = 2 будут отличаться меньше, чем на6,7%, что приемлемо для технических расчетов. Можно пользоваться обоимизначениями для оценки веса ветви из модельного материала или литого металла (споправками на их плотность относительно плотности дерева), а при 2 <  < или = 3 -подставлять конкретное значение  в выражение для М.

Изготовление литой конструкциитак, чтоветви отходят от ствола перпендикулярно его оси, удобно при литье по разовоймодели тем, что для изготовления пенопластовой модели можно применить простуюпресс-форму с отверстием в модели, ось которого перпендикулярна ветви.Такую модель нетрудно получать на пластавтоматах, а затем собирать, подобнонанизыванию бумажных снежинок на нитку или изготовлению пластмассовыхновогодних елок. Литая дендроидная конструкция внутреннего холодильника при литье массивныхотливок или слитков может быть из одинакового или разного металла с заливаемымв форму. При затвердевании металла таких слитков растущие кристаллы от стенкиизложницы конкурируют с дендритами, растущими навстречу им от ветвейхолодильника, что дает измельчение зерна слитка равномерно по всему объему.

Литая древовидная конструкция,применяемая как армирующая (например, в бетоне) для сопротивления направленной нагрузке перпендикулярнооси ствола, рекомендуется со стволом в форме эллипса при отношении диаметровэллипса по направлению нагрузки и поперек нее как 1,26 к 1,0. Это соответствует измерениям стволов деревьев, накоторые преобладающий ветер дул перпендикулярно в однородной лесной полосе [4].

Такие пространственные литыеконструкции, аналоги которых взяты из ботаники, не сложны для конструирования итехнологичны для литья методом ЛГМ в действующих литейных цехах, модель можносмонтировать по повторяющимся элементам, в том числе получаемым напластавтоматах. Пространственные древовидные отливки приближаются по виду кячеистым или сотовым (например, к литым пенам), которые все чаще называют«материалами будущего».

Если в работе [1] использовано строениекристаллов, то в описанных ниже конструкциях моделей использована аналогия смикроструктурой таких конденсированных сред, для которых характернонеупорядоченное расположение атомов в пространстве, в частности, аморфныхметаллических сплавов (АМС) [5]. Они имеют более илименее четко определяемый на расстоянии двух-трех соседних атомов так называемыйближний порядок. В кристаллах структура решетки образуется в результатемногократного повторения в трех направлениях единичной элементарной ячейки срасположением атомов в «бесконечных» рядах, называемым дальним порядком. Аморфныеструктуры элементарные ячейки сохраняют, но при стыковке ячеек в пространствепорядок их нарушается, и стройность рядов, присущая дальнему порядку,отсутствует.

Несмотря на то, что плотностьАМС на 1-2 % ниже плотности кристаллических аналогов, прочность их выше в 5-10раз с характерной изотропией многих свойств, что связано в основном сотсутствием в структуре АМС дислокаций и границ зерен, свойственныхкристаллическому состоянию. Трехмерные связи в структуре АМС представляют ввиде многогранников [6], в частности, из 5 типовправильных полиэдров Бернала: тетраэдр, октаэдр, тригональная призма,архимедова антипризма, тетрагональный додекаэдр, показанных слева направо вверхнем ряду на рис. 2а. Кроме того, атомные конфигурации описывают в видеполиэдров Вороного (иногда называют «Дирихле-Вороного»), часто с пятиугольнымигранями в виде икосаэдров, 3 примера таких полиэдров представлены в нижнем рядуслева направо на рис. 2б: икосаэдр, полиэдр о.ц.к. структуры, полиэдр г.ц.к.структуры. По данным кристаллографии многогранники Бернала и Вороного заполняютоптимально пространство структуры без пропусков. В общем случае аморфнаяструктура представляет собой непрерывный ряд, мозаичный узор, составленный изчередующихся многогранников, характерных для кристаллических инекристаллических структур, что и взято за основу принципа построения нижеприведеннойодноразовой литейной модели.

а)

б)

Рис. 2.

На рис. 3а показан пример простейшегоповторяющегося элемента пенопластовой модели в виде тетраэдра, который можно получатьна пластавтоматах, а на рис. 3б – пример использования этих элементов. Все илиотдельные грани этого многогранника выполняют с отверстиями, которые образуютоткрытую сквозную полость.

а) б)

Рис. 3.

Схема изготовления модели 1 ввиде фасонного каркаса, состоящего из многогранников (тетраэдров) представляетсобой операцию их помещения в формообразующую емкость 2, в частности, в видепесчаной формы, полость которой покрывают синтетической пленкой 3 в виде мешка.Модель 1 из повторяющихся элементов нагружена грузом 4, а полость мешкагерметично сообщена с помощью зажима 5 через патрубок 6 с вакуумнымнасосом.

Один из вариантов сборки такоймодели из элементов в многоразовой форме состоит в следующем. Предварительноизготовленные многогранники, подобные показанным на рис. 2 и 3, размерами отнескольких до десятков миллиметров и более с открытыми сквозными полостями как нарис. 3а засыпаютили укладывают вручную в формообразующую емкость 2 (рис. 3б).Предварительно туда помещают не пропускающий воздуха мешок из синтетическойпленки 3, после засыпки этих элементов вакумируют полость мешка, тем самымфиксируя многогранники в единой модели путем прижимания их друг к другуперепадом давления воздуха снаружи и внутри мешка. В таком виде собраннуюмодель, облицованную пленкой мешка, можно извлечь из формы, по ней изготовитьформу из самотвердеющей наливной или насыпной смеси путем подачи и отверждениясмеси сначала снаружи мешка, а затем подачи и отверждения смеси внутри мешка.Из такой формы пенопластовую модели следует выжечь при температуре выше 400-5000С по методу литья по выжигаемым моделей, т.к. пленка мешка ухудшит газопроницаемостьформы для ЛГМ.

Существуют варианты сборки безвакуумирования мешка, когда после загрузки многогранников внутрь мешка в форме2 (рис. 3б) туда же подают самотвердеющую формовочную смесь, которая удерживаетих в сборе, а пленка мешка служит разделительным покрытием. После извлечения измногоразовой формы 2 собранную модель в коме затвердевшей песчаной смесиизвлекают из мешка и формуют обычными способами методом ЛГМ, что приемлемо длямногогранников с толщиной перегородок свыше 6-10 мм.

Еще проще выполнить сборнуюмодель в одноразовой песчаной форме 2 без извлечения и без применения мешка 3. Этуформу выполняют из смеси со связующим по деревянной модели, в полученнуюполость засыпают модельные многогранники, их уплотнение во всех случаяхвозможно путем применения съемного груза 4 и/или вибрации, что способствует ихоптимальному размещению, плотному прижиму ребер граней с частичным врезаниемкромок ребер и вершин в рядом расположенные многогранники. После уплотнениямодели в сквозные отверстия многогранников подают формовочную смесь и завершаютизготовление формы известными способами формовки, сочетая модель с литниковойсистемой и выполняя форму со слоем формовочной смеси выше модели.

Как вариант, каркас измодельных многогранников можно сочетать со сплошной газифицируемой моделью,либо с отдельными многогранниками, покрытыми синтетической пленкой без доступав их поры песчаной смеси (такая упаковка пленкой части каркаса возможна и длядругих видов каркасных отливок), и получать каркасную отливку с монолитнымичастями или вставками в заданном месте. Аналогия каркасных конструкций смикроструктурой аморфных металлов, атомная конфигурация которых по даннымкристаллографии выглядит в виде указанных многогранников как наиболее плотнойупаковки, дает возможность перенести некоторые свойства, например, изотопию, налитые металлические ячеистые конструкции.

Рассмотрим еще один варианткаркасного литья. В последнее время ряд перспективных направлений вматериаловедении, нанотехнологии связывают с фуллеренами и обнаруженными в 1991 г. длинными, цилиндрическими углероднымиобразованиями, получившими название нанотрубок. Эти и другие похожие структурыназывают термином «углеродныекаркасные структуры» [7]. Несмотря на кажущуюся хрупкость и даже ажурностьнанотрубки оказались на редкость прочным материалом каркасной ячеистой конструкции,получать аналогии которых предлагается и в макромире, в частности, способомЛГМ, изготавливая модели методом сворачивания из плоских элементов.

Для получениятрубчатых и криволинейных моделей использовали ту особенность многихпенопластов, спеченных (склеенных) из мелких гранул, в частности,пенополистирола, что изделия из них в тонких сечениях толщиной 0,1-4 мм могут при изгибании неломаться, а обладают при этом ограниченной способностью к деформации безразрушения. В более толстых сечениях при изгибе возникает трещина по стыкугранул, указанная предельная толщина зависит от величины спеченных гранул,качества спекания и материала гранул. Если плоский элемент получать впресс-форме с клинообразными выборками, то толщина 0,1 мм заполнится мелкимигранулами пенополистирола, а толщина до 4 мм быстро пропекается и прочно склеивается, позволяяизгибать элемент, смещая от плоскости на небольшой острый угол. Превышениеэтого размера ведет к появлению трещин, которые могут появиться прискладировании, транспортировке или монтировании свернутого элемента с другимидеталями модели. Прочность на изгиб элемента возрастает в 2-3 раза приоклеивании пленкой или сеткой, например при помощи клея ПВА, со стороны,которая становится выпуклой при сворачивании элемента, что позволяет увеличитьуказанную толщину примерно до 5 мм. Повышенные возможности к изгибанию имеютизделия из пенополиуретана.

На рис. 4 показан при виде сбоку вариант изгибанияплоского элемента с правой стороны. Этот элемент в виде пластины с сегментами 1и надрезами 2 при сворачивании закрепляют замком 3, например, по системе«шип-паз». Если сумма угловклинообразных выборок равна 360°, то при сворачивании в замкнутую системустороны всех клиновых выборок смыкаются так, что в сборе образуют сплошное телона толщину сегмента 1, и уменьшение толщины плоского элемента за счет выборокне уменьшает толщину стенки элемента в свернутом виде.

Рис. 4. Рис.5.

Плоский элемент газифицируемой модели могутизготавливать непрерывно, например, по версии способа [8] путем составления из частей и наращивания его впроцессе формовки в облицовочный слой движущегося кристаллизатора в видепесчаной вакуумируемой формы, следует лишь перед формовкой его сворачивать внепрерывную трубчатую конструкцию, которую также можно скреплять вышеуказаннымзамком вдоль оси, вокруг которой выполняютсворачивание.

Копируя структуру углеродных нанотрубок, на рис. 5показан элемент конструкции модели, изготовленный по аналогии с ними (ближняя изогнутая стенка сетчатой трубки показанадвойными линиями, а дальняя – одной линией). Нанотрубка при увеличении выглядит каксвернутый в трубку плоский слой атомов графита, называемыйграфеном, который является слоем атомов углерода, соединённых посредством sp-2связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Модель сетчатойпенопластовой трубки состоит из повторяющихся перегородок 1 (взамен отрезковпрямой линии, изображающих связей между атомами) в виде свернутой решетки сячейками из правильных шестиугольников. Толщина этих перегородок определяетсявозможностью их замещения расплавленным металлом и способом питания, обычно онасоставляет 5 мми выше. Справа на рис. 7 показана сетчатая перегородка 2 изогнутой формы,напоминающая по виду окончание нанотрубки, а сама сетчатая трубка выполнена вформе близкой к цилиндру.

Если сворачивание подобныхграфену плоских элементов производят так, что две перегородки каждойшестиугольной ячейки гексагональных двумерных решеток располагают перпендикулярно оси,вокруг которой производят сворачивание, как показано на рис. 7 (эта осьпроходит вдоль трубки горизонтально), то такая конструкция сетчатой трубкибудет в 1,5 раза прочнее на разрыв вдоль этой оси, чем в случае, если двеперегородки каждой ячейки расположат параллельно этой оси [7].

Помещением внутрь трубчатойконструкции перегородки могут распирать или стягивать перегородкой изнутритрубчатую конструкцию, изменяя ее внешний размер, при этом деформируют иизгибают части стенок, в месте изгиба на них выполняя клинообразные выборки состороны образования вогнутой поверхности. Так можно изменить форму и размерпоперечного сечения трубчатой конструкции. В отличие от нанотрубок из микромираплоские модельные элементы можно сворачивать в более сложные формы, вчастности, так, что в поперечном разрезе при S-образном изгибе можно получить конструкцию из двухстыкующихся труб в поперечном разрезе в виде цифры 8.

Пространственные решетчатые конструкции (в том числе из сеток сразличной формой ячеек) в зависимости от вариантов сворачивания плоскихэлементов с использованием облегчающих сворачивание клиновых выборок могутвыполняться не только трубчатыми близкими к форме цилиндра, но и другихгеометрических форм, например, в форме многогранника, или подобной кконфигурации фуллеренов, близкой к эллипсоидо - или шарообразной.

Утолщение на модели,выполненное в виде замка 3 (рис. 5) в сборе и размещенное вдоль всей модели, можноиспользовать в пенопластовой газифицируемой модели в качестве стояка иликоллектора литниковой системы для заливания по этой модели расплавленногометалла и с этой целью выполнять его по расчетному диаметру литниковой системы.Это утолщение при формовке трубчатой модели в вертикальном положении ее осиследует продлить участком стояка, который сверху завершить заливочной чашей иливоронкой.

Рассматриваемый способсворачивания плоских элементов в трубки уместно использовать для выполнения моделейстояков, применяемых для большинства видов отливок. Для этого стенки трубчатойконструкции из свернутых элементов выполняют непроницаемыми для формовочнойсмеси, а торцы трубчатой конструкции закрывают крышками или стенки и торцыобматывают синтетической пленкой, не допускающей попадания формовочной смесивнутрь трубчатой конструкции. Так формируют близкую по форме к цилиндру модельстояка или коллектора литниковой системы, к которой могут крепить мелкие моделиотливок при сборке их в блоки или кусты.

Способ сворачивания плоскихмодельных элементов при предварительном получении их в пресс-формах с плоскимразъемом, или из плоских блоков пенопласта позволит получать трубчатые и другие фасонные, каркасные ипространственные ячеистые модели, что упрощает конструкции модельной оснасткидля их получения по сравнению с оснасткой, в которой формировались бы этимодели без сворачивания. Это еще один способ, который расширяет возможностиизготовления литьем ячеистых конструкций с изогнутой поверхностью, в частностипо аналогам в виде углеродных каркасныхструктур из физики наномира. Для монолитных модельных конструкций он применяетсяво ФТИМС, примером чего может служить выполненная с использованием этогоспособа и показанная на рис. 6, пенопластовая модель для получения методом ЛГМотливки корпуса насоса (для перекачивания горнорудной пульпы) из износостойкойстали.

Рис. 6. Рис. 7.

В мировой практике длякаркасного литья типично использование ЛГМ-процесса, примером чего служит показаннаяна рис.7 50-фунтовая отливка детали внутреннего привода клапана из нержавеющейстали (фото с сайта Американской ассоциации литейщиков, Division 11: Lost Foam Casting,http://web.mst.edu/~foundry/), которую также можно отнести кячеистым изделиям. Проектированиекомпьютерными программами (включая 3D- иобъектно-ориентированный подход [2]) литых ячеистых материалов взависимости от прогнозируемых их свойств, а также армируемых ими изделий, облегчитрасширение разновидностей их строения и спектр функционального применения. Вчастности, подобные решения предлагаются для литья двухслойных армированных ибиметаллических контейнеров, деталей конструкций для захоронения радиоактивныхотходов, включая выполнение их стенок из композитов с оксидами различныхметаллов, тяжелых бетонов из шлаков, как наполнителей.

В заключение повторно акцентируем,что проектирование ячеисто-каркасных отливок для получения в объеме песчанойформы выполнено на основе практического воплощения инновационных возможностей ЛГМ-процесса,который, хотя и достиг своего 50-летнего «возраста» с даты публикации первогоизобретения (1958, Г.Шроер), остается весьма наукоемким процессом и по эффективности производства,по нераскрытому потенциалу относится к высоким технологиям литейногопроизводства, сохраняя значительные возможности своего развития и расширениясложившихся представлений о возможностях литья.

Предложенными в статье конструкциямимы копируем природу, используя результаты исследований различных дисциплинестествознания. Литье как одно из древнейших ремесел в этом опережает другиевиды обработки металлов, как бы бросая им вызов посостязаться в технологическомвоплощении науки. А замечательные высокостабильные ячеисто-каркасныеконструкции природы своим видом как будто спрашивают исследователей: «сможете ливы нас повторить, перенести на компьютер конструктора, создать математическиемодели, приспосабливая или улучшая наши структурные закономерности длярукотворных изделий?».

Подрисуночные надписи.

Рис. 1. Литая металлическаядревовидная конструкция,

1 - ствол, 2 - ветви, 3 - контуры стенокизложницы, 4 – остаток воронки.

Рис. 2. Полиэдры, а) 5 типов правильных полиэдров Бернала (слеванаправо): тетраэдр, октаэдр, тригональная призма, архимедова антипризма,тетрагональный додекаэдр; б) полиэдры Вороного (слева направо): икосаэдр,полиэдр о.ц.к. структуры, полиэдр г.ц.к. структуры.

Рис. 3. Элемент модели в видететраэдра и схема получения фасонной модели,

а) тетраэдр, б) схема сборкимодели, 1 - модель из повторяющихся элементов, 2 - формообразующая емкость, 3 -синтетическая пленка в виде мешка, 4 - груз, 5 – зажим, 6 - патрубок.

Рис. 4. Плоский элемент при видесбоку при изгибании с правой стороны, 1 - сегмент пластины, 2 - клиновыевыборки (надрезы),3 – замок.

Рис. 5. Часть конструкции модели,изготовленный по аналогии со структурой углеродных нанотрубок, 1- перегородка ячеек - правильных шестиугольников, 2 - сетчатая перегородка(окончание) трубки .

Рис. 6. Пенополистироловаямодель отливки корпуса насоса (для перекачивания горнорудной пульпы) изизносостойкой стали.

Рис. 7. 50-фунтовая отливка детали внутреннего привода клапана изнержавеющей стали.

Резюме

Каркасные и ячеистыеметаллические конструкции предложено отливать по газифицируемым моделям. Описанряд примеров таких отливок, выполненных по аналогам из живой и неживой природы.Эти изделия относят к материалам будущего, они расширят существующий спектрсвойств металлопродукции и имеют потенциал применения в конструкциях,взаимодействующих с объемом или потоком вещества или энергии, атакже как костяк для армированных,композиционных материалов и внутренних холодильников для слитков и фасонных отливок.