Thesis (Ph.D.)--Tennessee Technological University, 2009. / Title from title page screen (viewed on Aug. 20, 2009). Includes bibliographical references.

Dissertation (Ph.D.)--Auburn University, / Abstract. Vita. Includes bibliographic references (p.114-125).

This study investigates the possibility of fabricating periodic cellular materials (PCMs) via the lost foam casting (LFC) process using aluminum alloy A356 and magnesium alloy AZ91. This approach combines the structural efficiency of PCM architectures with the processing advantages of near-net-shape LFC. An initial feasibility study fabricated corrugated A356 panels. This was followed by a study of casting variables such as pattern design, vacuum assistance, and alloying additions in order to improve the fillability of the small cross-section struts. Finally, integrated pyramidal sandwich panels having different relative densities were subjected to artificial aging treatments and subsequently tested in uniaxial compression. The A356 PCMs experienced a continuous increase after yielding while the AZ91 PCMs exhibited strut fracture after peak strength. The results showed the compressive yield strengths of this study are comparable with those previously reported PCMs produced by different fabrication methods.

This study investigates the possibility of fabricating periodic cellular materials (PCMs) via the lost foam casting (LFC) process using aluminum alloy A356 and magnesium alloy AZ91. This approach combines the structural efficiency of PCM architectures with the processing advantages of near-net-shape LFC. An initial feasibility study fabricated corrugated A356 panels. This was followed by a study of casting variables such as pattern design, vacuum assistance, and alloying additions in order to improve the fillability of the small cross-section struts. Finally, integrated pyramidal sandwich panels having different relative densities were subjected to artificial aging treatments and subsequently tested in uniaxial compression. The A356 PCMs experienced a continuous increase after yielding while the AZ91 PCMs exhibited strut fracture after peak strength. The results showed the compressive yield strengths of this study are comparable with those previously reported PCMs produced by different fabrication methods.

Beim fallenden Vollformguss mit Aluminiumlegierungen existiert wegen der vergleichsweise zu Gusseisen niedrigen Gießtemperatur, nahezu kein Gasspalt zwischen der Schmelze und dem Schaumstoffmodell. Durch die Variierung der Schmelzezufuhr konnten Vorteile des fallenden Vollformgießens gegenüber dem steigenden Vollformgießen verdeutlicht werden. Außer wirtschaftlichen Vorteilen erfordert das fallende Gießen deutlich geringere Formfüllzeiten, die sehr wichtig bei der Herstellung von Seriengussteilen sind. Eine Abhängigkeit der Porosität von der Schichtdicke der Schlichte wurde nachgewiesen. Bei der Versuchsreihe mit Entgasung, kombiniert mit dem Unterdruck, konnten sehr niedrige Porositätswerte erzielt werden. Die Argonspülung unmittelbar vor dem Gießen beeinflusst auch die Formfüllgeschwindigkeit positiv. Durch die mikroskopischen Untersuchungen konnten die Poren visualisiert und die zweidimensionalen Größen, wie Fläche, Durchmesser sowie minimale und maximale Querschnitte gemessen werden.

The aim of this thesis is to evaluate the possibility of introducing Full Mold technology in specific conditions of production in foundry environment. The emphasis is placed on the least possible intervention with to established manufacturing process. The work also aims, through the comparison of the specific test castings, to map the weaknesses of this technology in the company and create possible optimization or complete removal of this weaknesses.

Beim fallenden Vollformguss mit Aluminiumlegierungen existiert wegen der vergleichsweise zu Gusseisen niedrigen Gießtemperatur, nahezu kein Gasspalt zwischen der Schmelze und dem Schaumstoffmodell. Durch die Variierung der Schmelzezufuhr konnten Vorteile des fallenden Vollformgießens gegenüber dem steigenden Vollformgießen verdeutlicht werden. Außer wirtschaftlichen Vorteilen erfordert das fallende Gießen deutlich geringere Formfüllzeiten, die sehr wichtig bei der Herstellung von Seriengussteilen sind. Eine Abhängigkeit der Porosität von der Schichtdicke der Schlichte wurde nachgewiesen. Bei der Versuchsreihe mit Entgasung, kombiniert mit dem Unterdruck, konnten sehr niedrige Porositätswerte erzielt werden. Die Argonspülung unmittelbar vor dem Gießen beeinflusst auch die Formfüllgeschwindigkeit positiv. Durch die mikroskopischen Untersuchungen konnten die Poren visualisiert und die zweidimensionalen Größen, wie Fläche, Durchmesser sowie minimale und maximale Querschnitte gemessen werden.