Prediction of the maximum packing volume fraction with non-spherical particles has been one of the important problems in powder technology. The sphericity of fly ash particles depending on the particle diameter was measured by means of a CCD image processing instrument. An algorithm to predict the maximum packing volume fraction with non-spherical particles is proposed. The maximum packing volume fraction is used to predict the slurry viscosity under well dispersed conditions. For this purpose, Simha's cell model is applied for concentrated slurry with wide particle size distribution. Also, Usui's model developed for aggregative slurries is applied to predict the non-Newtonian viscosity of dense fly ash - water slurry. It is certified that the maximum packing volume fraction for non-spherical particles can be successfully used to predict slurry viscosity. The pressure drop in a pipe flow is predicted by using the non-Newtonian viscosity of dense fly ash-water slurry obtained by the present model. The predicted relationship between pressure drop and flow rate results in a good agreement with the experimented data obtained for a test rig with 50 mm inner diameter tube. Base on the design procedure proposed in this study, a feasibility study of fly ash hydraulic transportation system from a coal-fired power station to a controlled deposit site is carried out to give a future prospect of inexpensive fly ash transportation technology.
In many industries, particle packing is adopted quite frequently. In the particle packing process, the Discrete Element Method (DEM) can analyze the multi-collision of particles efficiently. Two types of contact models are frequently used for the DEM. One is the linear spring model, which has the fastest calculation time, and the other is the Hertz-Mindlin model, which is the most frequently used contact model employing the DEM. Meanwhile, very tiny particles in the micrometer order are used in modern industries. In the micro length order, surface force is important to decreased particle size. To consider the effect of surface force in this study, we performed a simulation with the Hertz-Mindlin model and added the Johnson-Kendall-Roberts (JKR) theory depicting surface force with surface energy. In addition, three contact models were compared with several parameters. As a result, it was found that the JKR model has larger residual stress than the general contact models because of the pull-off force. We also validated that surface force can influence particle behavior if the particles are small.
The sintering behaviors of seeded alumina from alkoxide were studied. Room temp. desiccated powder exhibited better sintering behavior due to its packing ability and powder activity. $\alpha$-Al2O3 2wt% seeded compacts sintered with 97.5%TD, 1~3${\mu}{\textrm}{m}$ diameters at 140$0^{\circ}C$, 2hrs. Fe-nitrate doped compacts resulted in enhanced initial sintering behavior due to ionic effects of Fe3+ but failed to refined microstructure.
In Powder System, SCC demands high dosage of superplasticizer and a lage amout of powder for suitable fluidity and viscosity. Okamura's method of most representative mixing design method in SCC of Powder-System is unfavorable economically because of using a large amount of powder. In addition, many ready-mixed concrete plants do not use his mix design method and procedure due to complexity for practical application. Therefore, Nan Su proposed more simple mix design method than Okamura's. It had an advantage in simplicity in practical application and required a smaller amount of powders compared with Okamura's method. This paper proposed an optimal mixture proportion of SCC with consideration of Nan Su's method. The new and modified mix design method required a smaller amount of powder than that of Nan Su's. To check the properties of SCC, considered with the requirements specified by the Japanese Society of Civil Engineering.(JSCE)
This study is mainly focused on applying Fuller's ideal gradation curve to theoretically design blended ratio of all solid materials of a reactive powder mortar (RPM), also known as reactive powder concrete (RPC), with the aid of error function, and then to study the effect of fly ash/slag on the performance of RPM. The solid particle is assumed to be spherical particles. Then, the void volume of paste ($V_{\nu}$) and the paste content with specific quality can be obtained. As conclusion, under Fuller's ideal grading curve, the amount of fly ash/slag mixture is higher than that with silica fume along due to it better filled the void within solid particle and obtains higher packing density.
In this study, the variation of the shrinkage in the thickness direction of the molded parts according to the gate size of the polymer core fabricated through the 3D printer using the SLS method was studied. The polymer cores are laser sintered and the powder material is nylon base PA2200. The polymer cores have lower heat transfer rate and rigidity than the metal core due to the characteristics of the material. Therefore, the injection molding test conditions are set to minimize the deformation of the core during the injection process. The resin used in the injection molding test is a PP material. The packing condition was set to 80, 90 and 100% of the maximum injection pressure for each gate size. The runner diameter used was ∅3mm, and the gates were fabricated in semicircle shapes with cross sections 1, 2, and 3 ㎟, respectively. Thickness measurement was performed for 10 points at 2.5 mm intervals from the point 2.5 mm away from the gate, and the shrinkage to thickness was measured for each point. The shrinkage rate according to the gate size tends to decrease as the cross-sectional area decreases as the maximum injection pressure increases. The average thickness shrinkage rate was close to 0% when the packing pressure was 90% for the gate area of 1mm2. When the holding pressure was set to 100%, the shrinkage was found to decrease by 3% from the standard dimension due to the over-packing phenomenon. Therefore, the smaller the gate, the more closely the molded dimensions can be molded due to the high pressure generation. It was confirmed that precise packing process control is necessary because over-packing phenomenon may occur.
본 연구는 광통신용 아답타의 필수품인 플랜지 개발을 위한 금속분말 사출성형해석에 관한 내용이다. 금속분말 사출성형법은 세라믹 또는 스테인레스 분말과 바인더를 혼합하여 복잡한 형상의 사출성형품을 제조하는 기술로써, 지금까지 가공기술로 제작이 복잡하거나 생산성이 저조한 제품들에 대한 생산을 대체 할 수 있는 기술로 관심을 받고 있다. 연구 목적은 기존의 기계가공을 통해 제작했던 제품에 대해 공정을 최소화하기 위함이다. 사출성형해석을 위해 먼저 스테인레스 계 STS316 금속분말과 바인더를 6대4 비율로 혼합하여 과립형 펠렛의 사출 성형재료를 완성하여 해결하였다. 이후, 3차원 모델링, 모델의 메시화 작업 등을 수행하여 최적의 사출성형 해석조건(금형 온도, 용융 온도, 사출 시간, 사출 온도, 사출 압력, 충진 시간 및 냉각 시간 등)을 도출하였다. 해석결과 성형품은 최초 사출 후 13.29초가 경과되면 취출이 가능하였다. 또한 용융수지는 스프루, 러너, 게이트를 거쳐 금형 내부까지 유동 및 충전이 안정적으로 진행되어 양호한 성형품의 제조가 기대되었다.
Kishi, Yoshikazu;Miyashita, Yasuhide;Manabe, Yasuo;Fujikawa, Takao
한국분말야금학회:학술대회논문집
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한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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pp.1259-1260
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2006
Intensive technological research on the Dry-bag CIP equipment was carried out to improve the dimensional accuracy and the productivity. The rubber mold design technology using FEM simulation during pressing was introduced, in order to achieve higher dimensional preciseness, and criteria for the selection of the In-line type or Off-line type, were established based on the powder flowability index proposed by Carr. Based on these research results, high productivity Off-line Dry-bag CIP equipment, which can realize good dimensional accuracy with high productivity, was developed even for non-granulated powders with poor packing density.
지르코니아 분말 합성 시 500ppm의 Polyvinyl Alcohort(PVA) 첨가에 의해 입자가 균질하게 분산된 안정된 지르코니아 현탁액을 제조하였다. 이러한 현탁액으로부터 원심분리에 의해 제조된 충진체는 PVA를 첨가하지 않은 시편의 충진체에 비해 기공의 크기가 작은 고밀도의 균질한 충진체였다. 이 충진체를 사용하여 소결한 결과, 지르코니아 소결에 있어서는 비교적 낮은 온도인 125$0^{\circ}C$에서도 상대밀도가 98%인 고밀도의 단사성 지르코니아 소결체를 제조할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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