کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5469283 1519230 2017 7 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Smart aluminum components: Printed sensors for integration into aluminum during high-pressure casting
ترجمه فارسی عنوان
قطعات آلومینیومی هوشمند: سنسورهای چاپ شده برای ادغام با آلومینیوم در هنگام ریخته گری فشار بالا
کلمات کلیدی
یکپارچه سازی سنسور در آلومینیوم، فشار سنج چاپی، ریخته گری تحت فشار بالا، مواد حساس به یکپارچه،
ترجمه چکیده
ما یک رویکرد جدید و نوآورانه برای ادغام مستقیم سنسورها در آلومینیوم در طی ریخته گری ارائه می کنیم تا اطلاعات مربوط به فشار و دما برای آلومینیوم بدست آوریم. این فن آوری انواع برنامه های جدیدی را در تکنولوژی حساسی مانند حسگر قطعات خودرو در صنایع خودرو (به عنوان مثال بازوی تعلیق)، قطعات نوآورانه ایسوسللت با سنسورهای یکپارچه برای اطلاعات بازخورد و یا سنجش اجزای ساختاری وسایل نقلیه را قادر می سازد. علاوه بر این، این سنسورها می توانند به تضمین کیفیت کارآمدتری منجر شوند، به طور کامل در برابر تاثیرات محیطی محصور می شوند، ارتباط مناسبی بین سنسور و ماتریس فلز را به دلیل یکپارچگی در فرایند ریخته گری ایجاد می کنند و مهندسان را قادر می سازد تا حسگرها را مستقیما در محل مورد نظر بدون محدودیت قرار دهند. . برای رسیدن به هدف یکپارچه سازی حسگرها در آلومینیوم، ابتدا به سنسورهای مبتنی بر سیلیکون تمرکز می کنیم. ما نشان خواهیم داد که یکپارچگی سنسور امکان پذیر است، اما میزان شکست بسیار بالا است. این است که با ارزیابی داده های حسگر در هنگام ریخته گری تحلیل می شود. با توجه به تفاوت بالا در ضریب انبساط حرارتی بین آلومینیوم و سیلیکون، استحکام فشاری ناشی از حرارتی بالا در سیلیکن تولید می شود و در فرایند ریخته گری در خنک شدن خنک سازی خنثی می شود. به همین دلیل ما در قسمت دوم این مقاله را به مفهوم حسگر جدید تبدیل می کنیم که با شرایط فرآیند ریخته گری سازگار است. حسگر و اتصالات الکتریکی آن بر روی صفحات آلومینیومی چاپ شده و در آلومینیوم در فرایند ریخته گری صنعتی تحت فشار قرار می گیرند. در نتیجه این پیش آزمونها، بیش از سه چهارم دستگاه از روند ادغام، جان سالم به در بردند. در نهایت، ما نشان می دهیم که داده های فشار و دما را از قسمت بازیگران به دست می آوریم تا اجزای هوشمند را از آلومینیوم ریخته گری کنیم و فناوری های جدید حسگر را فعال کنیم.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی صنعتی و تولید
پیش نمایش مقاله
قطعات آلومینیومی هوشمند: سنسورهای چاپ شده برای ادغام با آلومینیوم در هنگام ریخته گری فشار بالا
چکیده انگلیسی
We present a new and innovative approach for the direct integration of sensors into aluminum during casting to obtain strain and temperature data for the aluminum. This technology will enable a variety of new applications in sensing technology such as sensing car parts in the automotive industries (e.g., a suspension arm), innovative parts of an exoskeleton with integrated sensors for feedback information, or sensing structural components of vehicles. Furthermore, these sensors can result in more efficient quality assurance, are fully encapsulated against environmental influence, provide an ideal connection between sensor and metal matrix due to integration in the casting process, and enable engineers to place sensors directly at the place of interest without limitations. To reach the goal of integrating sensors in aluminum, we first focus on silicon-based sensors. We will show that sensor integration is possible, but the failure rate is high. This is analyzed by evaluating sensor data during casting. Due to the high difference in coefficiency of thermal expansion between aluminum and silicon, high thermal-induced compressive stress is generated in the silicon and is destroyed in the casting process during solidification cooling. This is why we convert in the second part of this paper to a new sensor concept, which is adapted to the conditions of the casting process. A sensor and its electrical connections are printed on aluminum sheets and integrated in aluminum in an industrial high-pressure casting process. As a result of these pre-tests, more than three-quarters of the devices survived the process of integration. Finally, we show that we obtain strain and temperature data from the cast part to develop smart components out of cast aluminum and to enable new sensing technologies.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Manufacturing Processes - Volume 26, April 2017, Pages 166-172
نویسندگان
, , , , ,