قالب گیربکسی به چه قالبی گفته می شود؟

قالب گیربکسی

در این مقاله در مورد قالب گیربکسی و کاربردهای آن در صنایع مختلف صحبت خواهیم کرد. اگر به دنبال اطلاعات کامل و جامع در مورد قالب گیربکسی هستید تا انتها مقاله با ما همراه باشید.

قالب گیربکسی چیست؟

طراحی قالب گیربکسی بر اساس قابلیت تغییر فرم و شکل پلاستیک در مواجه ها با حرارت انجام شده است. انسان ها این روزها از انواع و اقصام ابزار ها برای تغییر شکل اجسام به منظور بهینه سازی ابزار استفاده می کنند. کاهی اوقات انسان تلاش می کند که جلوی تغییر فرم را بگیرد. گاهی اوقات نیز ابزار هایی طراحی می کند که این موضوع را آسان تر کند. در واقع ما به دنبال هدایت تغییرات فیزیکی به سمتی هستیم که به نفع ما باشد.

بهینه سازی فرایند تغییر شکل به چه معناست؟

بهینه سازی در واقع قابلیت تغییر فرم و شکل دادن پلاستیک در برابر حرارت است. یعنی با استفاده از دستگاه های مخصوص به پروسه تغییر شکل دادن پلاستیک سرعت می دهیم. علاوه بر سرعت بخشیدن به فرآیند ما فرآیند را به سمتی هدایت می کنیم که به نفع ما باشد.

قالب گیربکسی:

قالب گیربکسی یکی از انواع ابزاری است که به وسیله محفظه ی سردی که دارد ، به ما امکان انجام دادن آخرین مرحله به منظور شکل دادن به مواد ترموپلاستیک را می دهد.

معمولا زمانی که از کلمه قالب استفاده می کنیم ذهن اکثر انسان ها به سمت یک نوع ابزار با شکل و فرمت ثابت می رود. که طرز استفاده از این ابزار ریختن مواد در قالب و فرم گرفتن مواد بعد ازسرد شدن است. درست است که قالب گیربکسی هم جدا از تعریف بالا نیست . اما قالب گیربکسی برای کل این پروسه شکل دهی نیاز به فرآیند دارد.

این فرآیند از طریق مدیریت فشار و حرارت انجام می شود. این فرآیند موجب افزایش پیدا کردن میزان و تعداد شکل دهی مواد می شود. در این فرآیند تغییرات شیمیایی بر روی مواد درون قالب اعمال می شو که این تغییرات از قبل محاسبه شده است.

به زبان ساده تر صفر تا صد فرآیند توسط این قالب طراحی و  انجام می شود.

با تمام توضیحات داده شده در بالا می توان گفت که این قالب یک دستگام تمام اتوماسیون است.

استفاده از این قالب تمام اتوماسیون می تواند مزیت های زیر را به دنبال داشته باشد:

  • کاهش هزینه زمانی
  • افزایش میزان تولید
  • کاهش نیروی انسانی

قالب تزریق گیربکسی چیست؟

این قالب در واقع یک ابزار است که برای تولید قطعه استفاده می شود . این تولید به وسیله تزریق کردن پلاستیک گرما دیده به درون قالب انجام می شود.ما برای رسیدن به پلاستیک فشرده است که پلاستیک را تحت فشار درون قالب تزریق می کنیم.

پلاستیک فشرده چیست؟

به پلاستیکی که در آن هیچ Pinhole یا مکی وجود نداشته باشد. اگر قصد تولید پلاستیک فشرده بدون استفاده از قالب گیربکسی تزریقی را داشته باشیم ، پلاستیک هایی که به اندازه کافی گرما دیده اند با تکیه بر نیروی وزن خود وارد قالب می شوند. این روش علاوه بر زمان بر بودن موجب می شود که محصول نهایی دارای مک باشد.

قالب تزریق گیربکسی متشکل از دو جزء است. ( البته قالب های سه قسمتی نیز در بازار موجود است اما اغلب این قالب ها از دو جزء ساخته شده اند.) قالب تزریق گیربکسی دو قسمتی و قالب تزریق گیربکسی سه قسمتی از لحاظ فرآیند تولید تفاوتی با یکدیگر ندارند. اما کیفیت محصولاتی که توسط این دو قالب ساخته می شود متفاوت است.

دوجزء اصلی تشکیل دهنده قالب تزریق عبارت اند از :

  • قالب تزریق
  • قالب پران

مواد پلاستیکی گرم شده برای رسیدن به قالب از مسیر های زیر گذر می کنند:

  • قسمت مذاب رو
  • قسمت راه گاه
  • قسمت گلویی
  • قسمت حفره

کاربرد قالب گیر بکسی:

این قالب یکی از رایج ترین و پرکاربردترین قالب ها در انواع صنایع است. صنایعی که از این قالب استفاده می کنند عبارت اند از :

  • صنعت خودرو سازی
  • صنعت بطری سازی
  • صنعت تولید اسباب بازی
  • صنعت تولید لوازم برقی
  • صنعت ویلچرسازی
  • صنعت بسته بندی
  • صنعت صندلی سازی
  • صنعت تولید ادوات موسیقی
  • صنعت جعبه سازی
  • صنعت ساخت وسایل پلاستیکی
  • ساخت ابزارآلات مادر مانند چرخ دنده

مزایا و معایب قلب گیر بکسی:

اگر بخواهیم در مورد مزیت های قالب گیربکسی صحبت کنیم می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

  • بالا رفتن سرعت کار تا چندین برابر
  • بالا رفتن دقت کار تا چندین برابر
  • ظریف کاری بیشتر روی قطعات تولید شده
  • حداقل میزان دور ریز در زمان فرآیند
  • بالا رفتن کیفیت کار تا میزان بسیار بالا

از عیب های این قالب هم می توان به میزان هزینه نسبتا زیاد ماشین آلات اشاره کرد.

انواع قالب گیربکسی :

از آنجایی که از این قالب در صنعت های مختلف استفاده می شود در نتیجه در انواع مختلفی وجود دارد. مشخص است که انواع مختلف قالب گیربکسی کاربردهای متفاوتی دارد. تفاوت قالب ها در ساختار آناتومیک قالب ، اجزا قالب و روش کار قالب ها مشخص است.

مثلا در صنعت پلاستیک دو نوع قالب گیربکسی وجود دارد :

  1. قالب تک حفره ای
  2. قالب تک حفره ای

قالب تک حرفه ای :

این قالب با کمترین و در زمان بسیار کوتاه ساخته می شود.

قالب چند حفره ای :

از این قالب برای کارها در ابعاد وسیع استفاده می شود.

قالب ها از نظر تعداد صفحه نیز به دو گروه مختلف تقسیم می شوند. این گروه ها عبارت اند از :

  1. قالب دو صفحه ای
  2. قالب سه صفحه ای

هر کدام از این قالب ها با توجه به تعداد حفره و مواد مصرفی به انواع مختلفی تقسیم میشوند.

فرآیند ساختن قالب های گیربکسی :

اول از همه باید به این موضوع اشاره کرد که ساختن قالب های گیربکسی به تجربه ی فروان نیاز دارد . ضمن اینکه تمام مراحل نیازسنجی باید با دقت انجام بشود. همانطور که در بالا به آن اشاره شد این قالب ها در انواع مختلفی در دسترس هستند . در نتیجه قبل از پروسه ساخت قالب باید تصمیم گرفته بشود که هدف از انجام مراحل ساخت ، تولید کدام نوع از انواع قالب گیربکسی است.

این تصمیم زمانی گرفته می شود که مراحل نیاز سنجی به دقت انجام شده باشد. با وجود اینکه ساختن این نوع قالب ها یک پروسه تخصصی محسوب می شود. اما در فرآیند ساخت این قالب ها دشواری خاصی دیده نمی شود.

 

برای کسب اطلاعات بیشتر مقالات مربوط به ساخت قطعه و فرزکاری را مطالعه بفرمایید

تزریق پلاستیک چگونه انجام می شود؟

تزریق پلاستیک چگونه انجام می شود؟

در این مقاله در مورد چگونگی انجام تزریق پلاستیک ، کاربرد و تاریخچه به وجود آمدن آن به صورت مفصل صحبت خواهیم کرد. با ما همراه باشید:

تزریق پلاستیک چیست؟

تزریق پلاستیک در سال ۱۸۶۷ میلادی برای اولین بار به منظور ساخت توپ بیلیارد استفاده شد. برای این کار شخصی به نام John W.H سلولوئید را داخل قالب گرد تزریق کرد. او با ابن کار توانست شکل مورد نظرش را به دست بیاورد.

بعد از تزریق سلولوئید توسط جان به قالب این روش به عنوان تزریق پلاستیک شناخته شد. تقریبا ۵ سال بعد از این اتفاق جان به همراه برادرش دستگاهی را برای تزریق پلاستیک اختراع کردند.

البته دستگاه اختراعی جان و برادرش به خاطر سادگی بیش از حد و ابتدایی بودنش کوچکترین شباهتی به دستگاه های تزریق پلاستیک این روزها نداشت. زیرا دستگاه های تزریق پلاستیک به مرور زمان پیچیده تر و پیشرفته تر شده اند.

امروزه به خاطر وجود این دستگاه های پیچیده و در عین حال پیشرفته ما قادر هستیم که وسیله های متنوع و در عین حال ظریف را تولید کنیم.

بیشترین میزان رشد در صنعت تزریق پلاستیک در دهه ۴۰ میلادی اتفاق افتاد. در دهه ۴۰ که با جنگ جهانی مصادف بود. فردی به نام Jim Hendry دستگاهی را اختراع کرد که توسط آن وسیله های مارپیچ و پیچیده با استفاده از تزریق پلاستیک ساخته می شد. بعد از اختراع جیم هندری سرعت اختراع های بعدی در زمینه تزریق پلاستیک سرعت بیشتری پیدا کرد.

روش تزریق پلاستیک چگونه است؟

تزریق پلاستیک دارای ۴ مرحله اصلی است. این مراحل عبارت اند از :

  1. آماده سازی دستگاه
  2. تغذیه کردن قالب
  3. کاهش دما
  4. مرحله نهایی

یکی از مهمترین دلایلی که باعث شده استفاده از تزریق پلاستیک به صورت روز افزون ، افزایش پیدا کند . امکان ساخت قطعه های ظریف و با کیفیت در شکل های متفاوت و در عین حال در کمترین زمان ممکن است.

البته سرعت بالا در تزریق پلاستیک به این معنا نیست که این کار آسان یا بی اهمیت است. بلکه بالعکس برای گرفتن نتیجه مطلوب از دستگاه مخصوص تزریق پلاستیک باید هر ۴ مرحله ای که در ادامه به توضیح آن می پردازیم با رعایت تمام نکات انجام بشود.

مرحله اول : آماده سازی دستگاه

قبل از انجام دادن هرکاری برای عملیات تزریق پلاستیک ، قالب های دستگاهی که قرار بر استفاده از آن است باید با دقت بالا  آماده بشود.

از آن جایی که قالب ها اغلب متشکل از دو قسمت ثابت و متحرک هستند ، چفت شدن دقیق اجزای قالب در این مرحله بسیار حائز اهمیت می شود.

اخطار!:

اگر قالب های دستگاه به خوبی با یکدیگر چفت نشوند ، ایرادهای به وجود آمده در محصول نهایی تولید شده مشخص خواهد شد.

به همین دلیل است که داشتن دقت بالا در تمام مرحله های تزریق پلاستیک از جمله مرحله آماده سازی دستگاه بسیار مهم است.

قالب های دستگاه به نسبت شکلی که قصد تولید آن را داریم انتخاب می شوند. زیرا قالب همان پایه های تولید شکل مورد نظر ما است.

مرحله دوم : تغذیه قالب

به مرحله ای که در آن مواد مورد استفاده پلاستیکی به درون قالب وارد می شود ، تغذیه قالب می گویند. نام دیگر این مرحله تزریق است.

در مرحله تزریق پلاستیک مورد نظر به دستگاه وارد می شود. این به این معناست که پلاستیک به درون قالبی که ما برای ساخت قطعه مورد نظرمان انتخاب کرده ایم تزریق می شود.

در مرحله ی بعد در تغذیه قالب با استفاده از نیروی فشار و دمای ایجاد شده ، پلاستیکی که به درون قالب وارد شده است ، ذوب می شود.

می توان گفت که این مرحله حیاتی ترین و اصلی ترین مرحله تزریق پلاستیک است که نیاز بع تخصص و مهارت بالایی نیز دارد.

در نهایت پلاستیکی که به وسیله فشار و دما نرم شده بوده شکل قالب را به خود می گیرد.

مرحله سوم : کاهش دما

کاهش دما مرحله سوم در تزریق پلاستیک است. این مرحله با نام خنک کاری نیز شناخته می شود.

در این مرحله پلاستیک مذابی که وارد قالب شده بود به صورت آهسته خنک می شود. بعد از خنک شدن کامل پلاستیکی که به قالب تزریق شده بود شکل ثابت پیدا می کند. ( شکل قالبی که درون آن قرار گرفته است.)

نکته ! :

  • با در نظر گرفتن تلورانس ابعادی ، قطعه مورد نظر با ابعاد مد نظر شما هماهنگ می شود.
  • سرعت بسیار بالا در سرد کردن و یا سرعت بسیار پایین در سرد کردن تاثیر کاملا مستقیم بر شکل نهایی قطعه و همچنین کیفیت آن می گذارد.

مرحله چهارم : مرحله نهایی

در مرحله نهایی قطعه مد نظر تولید شده ما به عنوان قطعه خروجی در از دستگاه خارج شده و در دستان اپراتور قرار می گیرد.

لازم به ذکر است که اگر قطعه زودتر از موقع از قالب بیرون بیاید خراب خواهد شد. پس اپراتور باید همه نکات را در هنگام خروج قطعه مد نظر گرفته و رعایت کند.

به همین خاطر است که اپراتور نباید در انجام این مرحله عجله کند.

اپراتور در وهله اول باید مطمئن بشود که قطعه پلاستیکی کاملا خنک شده است. زیرا قطعه باید با استفاده از فشار اعمالی از بالا خارج بشود.

به همین دلیل است که وجود هر نوع نرمی که ناشی از حرارت باشد می تواند منجر به خراب شدن محصول نهایی بشود.

پولیش کردن قطعه تولیدی / پرداخت کردن قطعه تولیدی :

امروزه قالب هایی که برای تزریق پلاستیک استفاده می شوند در شکل ها و اندازه های متفاوت وجود دارد.

از آن جایی که در حوزه تزریق پلاستیک پیشرفت های چشمگیری اتفاق افتاده است  ، قالب ها می توانند در اشکال پیچیده و در عین حال ظریف وجود داشته باشند. با استفاده از قالب های متنوع ، امروزه ما قادر به ساخت انواع قطعه ها با اشکال مختلف هستیم.

در حالت کلی ، ساخت قالب ها توسط دستگاه های CNC انجام می شوند. جنس قالب ها اغلب اوقات آلومینیومی  و استیل است.

روش های موارد کاربردی عبارت اند از :

  • ساده
  • نرم شده
  • پولیش
  • سند بلاست

در ادامه به بررسی روش های نام برده شده در بالا می پردازیم:

ساده:

از روش ساده برای تولید کردن قطعه های ضخیم یا غیر ظریف استفاده می شود. زیرا احتمال دارد که در زمان ماشین کاری ، روی قطعه شیار ایجاد بشود.

نرم شده:

در روش نرم نیز امکان دارد که در زمان فرآیند ماشین کاری بر روی قطعه خطوطی ایجاد بشود . البته این خطوط با استفاده از سمباده قابل حذف شدن هستند. اما باز هم امکان دارد که خط های ایجاد شده بر روی قطعه در زمان سمباده کشی دیده بشود.

پولیش:

پولیش در این مرحله به وسیله سوسپانسیون الماس انجام می شود. این نوع پولیش به ما سطح بسیار صافی بر روی قطعه را می دهد.

سند بلاست:

سند بلاست باعث تولید یک قطعه بدون کوچکترین مشکل می شود . پس اگر به دنبال تولید یک قطعه بی عیب و نقص هستید بهترین گزینه برای شما سند بلاست است.

پیشنهاد می شود مقالات مربوط به ساخت قطعه و cnc و همچنین مقالات مربوط یه فرزکاری را مطالعه بفرمایید.

انواع دستگاه دایکاست و کاربرد آن

انواع دستگاه دایکاست و کاربرد آن

در این مقاله به بررسی انواع دستگاه دایکاست (Die Casting ) و کاربردهای آن در صنعت می پردازیم . می توان گفت که دایکاست یکی از معروف ترین و پرکاربردترین روش ، از انواع روش ریخته گری در تولید قطعات صنعتی محسوب می شود.

  • دایکاست ( ریخته گری تحت فشار چیست ) چیست ؟

همانطور که از اسم ریخته گری تحت فشار ( دایکاست ) مشخص است . در این نوع ریخته گری مواد مذاب برای ورود به قالب به آن تزریق می شوند.

بر عکس روش های دیگر در ریخته گری که مواد مذاب با استفاده از نیروی وزن خود وارد قالب می شوند در حین انجام این روش از ریخته گری ، مواد مذاب با فشار دستگاه به قالب وارد می شود. این فشار تا زمان منجم شدن ، بر روی مواد مذاب باقی می ماند. این موضوع باعث بالا رفتن استحکام می شود.

از ریخته گری با دستگاه دایکاست می توان به عنوان کوتاه ترین راه ساختن یک محصول فلزی نام برد.

یکی دیگر از مزیت های ریخته گری دایکاست ، ساخت قطعه نازک و در عین حال مستحکم است.

لازم به ذکر است که دست یابی به یک قطعه نازک و مستحکم با استفاده از روش های دیگر ریخته گری غیرممکن است.

روش ساخت قطعات فلزی از طریق ریخته گری با دستگاه دایکاست کاملا شبیه با روش ریژه است. این دو روش تنها در نحوه تزریق مواد با یکدیگر تفاوت دارند.

در روش ریخته گری با استفاده از این دستگاه ، ابتدا قالب بسته می شود ، سپس مواد مذاب به منظور تزریق به قالب در یک سیستم پمپ مانند وارد می شوند.

در اغلب موارد میزان مواد مذابی که در قالب ریخته می شوند بیش از حجم اصلی قالب است. همچنین فشار وارده بر مواد مذاب حتی بعد از سرد شدن نیز ادامه دارد.

  • انواع دستگاه دایکاست :

دستگاه دایکاست یا همان ریخته گری تحت فشار به طور کلی به دو دسته ی اصلی تقسیم می شوند. این دو دسته اصلی عبارت اند از :

  1. دستگاه دایکاست با محفظه تزریق سرد (Cold Chamber)
  2. دستگاه دایکاست با محفظه تزریق گرم (Hot Chamber)

  در ادامه به بررسی این دو دستگاه خواهیم پرداخت.

  • دستگاه دایکاست با محفظه تزریق سرد (Cold Chamber)

در ریخته گری با دایکاست سرد ، سیلندر پمپاژ در خارج از مواد مذاب قرار می گیرد .

فلزاتی که با این دستگاه تزریق می شوند عبارت اند از :

  • MG
  • CU
  • AL

در این روش مواد مذاب توسط انسان به داخل سیلندر پمپاژ تزریق می شود.

  • دستگاه دایکاست با محفظه تزریق گرم (Hot Chamber)

در ریخته گری با این دستگاه ، فشار سیلندر داخل مذاب و کوره قرار می گیرد.

فلزاتی که با این دستگاه تزریق می شوند عبارت اند از :

  • سرب خشک
  • روی

در این دستگاه مواد مذاب به صورت خودکار و بدون دخالت انسان تزریق می شود.

  • مزیت های تولید قطعات صنعتی با روش دایکاست

استفاده از دستگاه دایکاست برای ساخت قطعات صنعتی دارای مزیت هایی است که در ادامه به بررسی آن ها خواهیم پرداخت:

  • با استفاده از روش دایکاست ما قادر به ساخت قطعات پیچیده تر را داریم . زیرا این دستگاه به ما امکان ساخت قطعات نازک و در عین حال با استحکام بالا را می دهد.
  • با این روش قطعات نازی تر و طویل تر ساخته می شوند. زیرا مواد مذاب در دستگاه دایکاست تحت فشار و جاری هستند.
  • نرخ تولید ، مخصوصا نرخ تولید قالب های چند حفره ای در این روش ریخته گری بالاست.
  • از آن جایی که قطعه های استفاده شده در این روش دارای سطح پرداخت خوبی هستند ، قطعه ها نیاز به ماشین کاری ندارند.
  • استفاده از دستگاه دایکاست برای ریخته گری به نسبت روش های دیگر بسیار مقرون به صرفه است.
  • مقاطع ایجاد شده بر روی سطح قطعات در این روش ، به نسبت روش های دیگر مانند ریژه ظریف تر هستند.
  • در این روش امکان ساختن بیشترین قطعات با پرداخت کمترین هزینه برای فلزکاری وجود دارد.
  • مقاومت قطعات آلومینیومی ساخته شده با دستگاه دایکاست به نسبت قطعات آلومینیومی ساخته شده با روشماسه ای ، بالاتر است.
  • معایب دستگاه دایکاست ( ریخته گری تحت فشار )

معایبی که در ادامه به آن اشاره می کنیم ، باعث شده که دستکاه دایکاست برای ساخت تمامی قطعات مناسب نباشد. این معایب عبارت اند از :

  • محدودیت در وزن قطعات ساخته شده با روش ریخته گری تحت فشار یا دایکاست
  • در این روش تنها فلزاتی قابل استفاده هستند که دارای نقطه ذوب پایینی باشند.
  • نیاز به هزینه ی بالا برای نگهداری از قالب دستگاه
  • نیاز به هزینه بالا برای نگهداری دستگاه دایکاست
  • نیاز به هزینه بالا برای تعمیر دستگاه دایکاست
  • هدف از استفاده از روش دایکاست:

تولید گننده قطعات صنعتی تنها در صورتی که هدف هایی که در ادامه به آ« ها اشاره می کنیم را داشته باشند ، از ریخته گری تحت فشار یا دایکاست استفاده می کنند. این اهداف عبارت اند از :

  • قصد تولید قطعات صنعتی با کیفیت بالا
  • قصد تولید قطعات صنعتی با تعداد بالا
  • قصد ساخت دیواره ، انواع پله های ظریف با جنس فلزات سبک وزن که در انواع قالب فلزس و به صورت مادام العمر باشند.
  • بسته نگه داشتن قالب در روش دایکاست

یکی از مهم ترین اصول در هنگام استفاده از دستگاه دایکاست ، بسته نگه داشتن قالب آن است. اصطلاحا به آن DIE LOCK می گویند.

فشارهایی که در پروسه دایکاست به مواد مذاب وارد می شود ، وجود ابزار ویژه برای بسته نگه داشتن قالب را الزامی می کند. وجود این تجهیزات و ابزار فشاری که در زمان تزریق باعث پاشیده شدن فلز از سطح قالب می شود را خنثی می کند.

قسمت های تشکیل دهنده قالب دستگاه دایکاست عبارت اند از :

  • کفشک ثابت ( طرف تزریق )
  • کفشک متحرک ( طرف بیرون انداز )

کفشک متحرک در پروسه ریخته گری روی یک خط مستقیم به صورت مکرر به عقب و جلو حرکت می کند. این موضوع باعث باز و بسته شدن قالب دایکاست می شود.

قالب های دایکاست ، نسبت به نوع دستگاه در زمان تزریق به روش های مختلفی بسته نگه داشته می شوند.

روش های اتصال در پروسه ریخته گری تحت فشار :

  • یکی از انواع روش اتصال در ریخته گری تحت فشار ، اتصال با استفاده از نیرو و فشار به وسیله یک نیرو هیدرولیکی روی کفشک متحرک است.
  • یکی دیگر از انواع روش اتصال ، اتصال به وسیله فرم توسط قفل و بندهای مکانیکی است. یک نیروی کوچک پیش تنش باعث قفل شدند این قفل و بندها می شوند.

 

کسب اطلاعات بیشتر مقالات مربوط به ساخت قطعه و cnc  و همچنین مقالات مربوط یه فرزکاری را مطالعه بفرمایید.

روش های ساخت قطعات فلزی؟

روش های ساخت قطعات فلزی

به خاطر رشد زیاد صنایع مختلف در سال اخیر نیاز به تولید قطعات فلزی نیز به همان میزان بالا رفته است. یکی دیگر از دلایلی که نیاز به تولید قطعات فلزی سرعت و کیفیت بهتری انجام دهند. ما در این مقاله به بررسی انواع روش های ساخت قطعات فلزی می پردازیم:

  • تولید قطعات فلزی و چگونگی انجام آن :

تولید قطعات فلزی به دلیل رشد استفاده از قطعه های مختلف فلزی در کارگاه ها ، کارخانه ها و صنایع متفاوت  به یکی از مهم ترین بخش های صنعت تبدیل شده است. استقبال کم نظیر از قطعات صنعتی تولید شده به اندازه ای بالا بوده است که مهندسین از انواع روش های مختلف و راه های گوناگون به ساختن قطعات فلزی جدید پرداخته اند.

برای ساخت قطعات فلزی با دقیق ترین حالت در قالب های صنعتی وجود همه ی موارد زیر امری لازم و طبیعی است:

  • دقت بالا
  • مهارت بالا و کافی
  • تجربه بالا
  • استفاده از دستگاه های ریخته گری
  • استفاده از دستگاه های برش
  • استفاده از دستگاه های تراش

برای ساخت قطعات فلزی استاندارد ، قطعه های تولید شده باید دارای خصوصیات زیر باشند:

  • مقاومت بالا
  • استحکام مناسب در برابر فرسایش
  • استحکام بالا در برابر تغییر شکل

یکی از پر رونق ترین صنایع برای ساخت قطعات فلزی در حال حاضر ، صنعت خودرو سازی است. قطعه های فلزی تولید شده در انواع خودروها استفاده خواهند شد.

  • انواع قالب های صنعتی و موارد استفاده از آن ها در ساخت قطعات فلزی:

ار انواع قالب های موجود در بازار برای ساخت قطعات فلزی مختلف استفاده می شود. همین موضوع باعث اهمیت روز افزون قالب های صنعتی در صنایع متفاوت شده است. در ادامه به بررسی رایج ترین قالب های صنعتی موجود در بازار می پردازیم:

انواع قالب های صنعتی عبارت اند از :

  • قالب های ریخته گری
  • قالب های تزریق پلاستیک
  • قالب های آهنگری
  • قالب های پرس

 

  • قالب های ریخته گری :

اگر نیاز به ساخت قطعات فلزی خاص داشته باشیم از این قالب ها استفاده می کنیم. قالب های مورد استفاده در ریخته گری انواع مختلفی دارند. یکی از نزیت های این نوع قالب ها در این است که ، می توان از این قالب برای ساختن ساده ترین و پیچیده ترین قطعات فلزی استفاده کرد.

  • قالب های تزریق پلاستیک:

یکی از پرکاربرد ترین و رایج ترین قالب ها برای ساخت قطعات پلاستیکی در دنیا ، قالب های تزریق پلاستیک است. یکی از پر رونق ترین مصارف در صنایع که روز به روز رو به رشد است ، استفاده از قطعات پلاستیکی برای قسمت های گوناگون صنعت است. به همین خاطر است که ساخت قطعات صنعتی با قالب های تزریق پلاستیک نیز روز به روز در حال پیشرفت و افزایش است.

از قالب های تزریق پلاستیک تقریبا در تولید همه ی قطعات پلاستیکی مورد استفاده در صنایع مختلف استفاده می شود. همین موضوع باعث شده که قالب های تزریق پلاستیک در اندازه ها و انواع گوناگون وجود داشته باشد.

  • قالب های آهنگری :

قالب های آهنگری که برای ساخت قطعات فلزی از آن استفاده می کنند. برای ساخت قطعات نیاز به چکش کاری و استفاده از چکش است.

قالب های آهنگری به دلیل سه مورد زیر امروزه به نسبت انواع دیگر فالب ها کمتر مورد توجه است:

  1. نیاز به دقت بسیار بالا
  2. وجود خطا در قالب ها
  3. امکان وجود خطا
  • قالب های پرس:

استفاده از قالب های پرس برای ساخت قطعات فلزی یکی از انواع روش های مرسوم در ساخت قطعات فلزی محسوب می شود. استفاده از قالب های پرس ، ساخت انواع قطعات قلزی صنعتی را راحت تر کرده است. البته قالب پرس به تنهایی متشکل از ۴ قسمت مختلف است.

۴ قسمت اصلی قالب پرس عبارت اند از :
  1. انواع قالب برش
  2. انواع قالب کشش
  3. انواع قالب فرم
  4. انواع قالب خم

هر کدام از قسمت های نام برده شده در بالا کارایی های مخصوص به خود را دارند. در نتیجه در قسمت های مختلف به کار می روند.

انواع روش های تولید قطعات فلزی:

انواع روش های تولید قطعات فلزی عبارت اند از :

  • تولید قطعات فلزی از روش مکانیکی
  • تولید قطعات فلزی از روش جوشکاری
  • تولید قطعات فلزی از طریق ریخته گری
  • تولید قطعات فلزی از طریق تراشکاری
  • تولید قطعات فلزی از طریق دستگاه لیزر

در ادامه به بررسی تمام روش های نام برده شده در بالا می پردازیم:

  • تولید قطعات فلزی از روش مکانیکی:

در تولید قطعات فلزی از روش مکانیکی از چکش زنی  و روش های دستی برای شکل دادن به فلز استفاده می شود. با این کار می توان اشکال مختلفی را طراحی و اجرا کرد. اما در نظر داشته باشید که این روش برای ایجاد اشکال پیچیده مناسب نیست.

  • تولید قطعات فلزی از روش جوشکاری:

در روش تولید قطعات فلزی با روش جوشکاری ، قطعه های مختلف فلزی با استفاده از جوشکاری به یکدیگر متصل می شوند. اتصال قطعه های ساده فلزات به یکدیگر می تواند باعث ساخت قطعات پیچیده تر بشود. می توان گفت که جوشکاری یکی از ساده ترین روش ساخت قطعات فلزی و ساخت قطعات صنعتی محسوب می شود.

  • تولید قطعات فلزی از طریق ریخته گری:

یکی از کهن ترین و قدیمی تری روش های تولید قطعات فلزی و قطعات صنعتی ریخته گری است. برای اجرا روش ریخته گری در مرحله اول فلز را تا آنجایی حرارت می دهیم تا به ماده مذاب تبدیل بشود. در مرحله ی بعد ماده مذاب را داخل قالب هایی می ریزیم که از قبل آماده شده اند.

ریخته گری یکی از رایج ترین و در عین حال مناسب ترین روش ها ، از انواع روش ساخت قطعات فلزی محسوب می شود.

  • تولید قطعات فلزی از طریق تراشکاری:

تولید قطعات فلزی از طریق تراشکاری ، یکی از رایج ترین روش ها برای ساخت قطعات فلزی به خصوص قطعات ظریف است. برای تولید قطعات فلزی از این روش ، فلز مد نظر ما روی دستگاه های تراش قرار می گیرد. تراش قطعه ها بر طبق نقشه ای که از قبل طراحی شده است انجام می شود. در نهایت قطعات فلزی مورد نظر ما ساخته می شود.

  • تولید قطعات فلزی از طریق دستگاه لیزر:

یکی دیگر از روش های ساخت قطعات فلزی و قطعات صنعتی استفاده از دستکاه های لیزر برای ساخت قطعات است. دستگاه های لیزر توانسته اند جایگاه خود را در بین انواع روش برای ساخت قطعات فلزی تثبیت کنند. زیرا این دستگاه ها قادر به ساخت قطعات فلزی در طرح ها و نقش های دلخواه و متفاوت هستند.

همه ی روش های نام برده شده در بالا ، در زمینه ی خود رایج و مفید هستند. سازندگان قطعات صنعتی و قطعات فلزی بسته به نوع نیاز خود و نوع قطعه یکی از روش های بالا را برای تولید انتخاب می کنند.

 

برای کسب اطلاعات بیشتر پیشنهاد می شود مقالات مربوط به ساخت قطعه و cnc و همچنین مقالات مربوط یه فرزکاری را مطالعه بفرمایید. امیدواریم مطالب این مقالات برای فعالیتتان مفید باشد

کاربرد نانو فناوری در سازه‌های فلزی

کاربرد نانو فناوری در سازه‌های فلزی

آیا با کاربرد نانو فناوری و فلزات نانو ساختار آشنا هستید؟ اندازه نانو در فلزات نانو ساختار ، نانومتر است. این اندازه نانومتر باعث مقاومت بیشتر و استحکام بیشتر در فلزات می شوند. بیشترین تلاشی که امروزه در تجاری سازی فلزات در حال انجام است در واقع برای بهبود بخشیدن آلیاژهای زیر است:

  • فولاد
  • کبالت
  • مس
  • نیکل
  • روی
  • تیتانیوم

با پیش زمینه گفته شده در ادامه به بررسی بیشتر کاربرد نانوفناوری در سازه های فلزی صحبت خواهیم کرد:

کاربرد نانو فناوری بر فولاد:

فناوری و انواع کاربرد نانو فناوری نقش مهمی در صنعت های ساخت و ساز دارد.زیرا اضافه کردن ذرات نانو مس به فولاد باعث می شود که ناهمواری های فولاد کاهش پیدا کند. همچنین ترک خوردگی هایی که به خاطر خستگی فولاد به وجود می آید را محدود بشود.

یکی از دلایلی که باعث ترک خوردن و در نهایت شکستن فولاد در سازه های متفاوت از جمله پل و برج می شود،خستگی فولاد است. یکی از انواع کاربرد نانوفناوری محدود کردن تنش های فولاد است . این موضوع با استفاده از ذرات نانو اتفاق می افتد. در نتیجه کاهش دادن ترک های ناشی از خستگی فولاد است.

یکی دیگر از کاربردهای نانو فناوری بالا بردن ایمنی فولاد است. این موضوع باعث می شود که نیاز به نظارت بر ماد استفاده شده در سازه و استفاده بهتر از موادی که احتمال خستگی در آن ها وجود دارد را کاهش می دهد.

فلزات نانوساختار متشکل از ذرات در اندازه نانومتری هستند. این موضوع موجب بالا رفتن سختی فلز می شود.

خصوصیات فلزات نانو ساختار عبارت اند از :

  • مقاومت بسیار بالا
  • استحکام بالا
  • ضد زنگ بودن بودن
  • ضد اثر انگشت بودن

نانو ذرات مس در واقع یک ساختار پایه ای در فولاد نانو است . این ساختار باعث شکل گرفتن مرزهای اجزاء فولاد می شود. تغییر در این ساختار موجب موارد زیر خواهد شد:

  • پایداری بیشتر در فولاد
  • ایجاد فولاد جوش پذیر
  • مقاومت بالا فلز در برابر خوردگی

کاربرد نانو فناوری در سازه ها : فولاد

در صنعت ساختمان سازی فولاد به خاطر داشتن ویژگی های زیر جایگاه ویزه ای دارد :

  • استحکام بالا
  • قابلیت جوشکاری
  • مقاومت بالا در برابر خوردگی
  • مقاومت در برابر زنگ زدگی

کاربردهای فولاد عبارت اند از :

  • قابل استفاده در ساختمان سازی به عنوان تیر و ستون در اسکلت فلزی سازه ها
  • قابل استفاده به عنوان میلگرد در سازه های بتنی
  • باد بند
  • پلیت کف
  • قابل استفاده در لوله های آب
  • قابل استفاده در لوله های گاز
  • قابل استفاده در صنعت برق
  • قابل استفاده در اتصالات
  • قابل استفاده در پیچ و مهره
  • قابل استفاده در اسکلت فلزی پنجره ها
  • قابل استفاده در کابل های کششی
  • قاابل استفاده در نمای ساختمان

معایب فولاد عبارت اند از :

  •  خوردگی فلز در مجاورت با سیمان
  • ترک خوردگی فولاد به مرور زمان
  • ضریب ارتجاعی کم در فولاد
  • سیکل مقاومت کم در سازه ها
  • آسیب زدن به سازه هایی از جمله برج ها و پل ها به دلیل شکست فولاد

تاثیر و کاربرد نانو فناوری در فلز:

کاربرد نانو فناوری بر روی فلز موجب پوشش کامل تمام معایب فلز است که بالا تر به آن اشاره شد.

برای این کار به ذرات مس نانو اضافه می شود تا ناهمواری سطح فولاد کاهش پیدا کند . در نتیجه از شکستن و ترک خوردگی فولاد در مقاومت های بالا جلوگیری می شود.یکی دیگر از کاربرد نانو فناوری در فلز مقاوم سازی سازه های فلزی و بالا بردن ضریب ایمنی سازه است.

 

تاثیر و کاربرد فناوری نانو در سازه ها : جوشکاری فلزات

یکی دیگر از کاربرد نانوفناوری در جوشکاری فلزات است. در ابتدا به معایب جوشکاری که باعث بحران های جدی می شود می پردازیم:

معایب جوشکاری عبارت اند از :

  • شکننده بودن و ترد بودن نقلط جوش و نقاط اطراف محل جوشکاری شده در سازه های فلزی
  • شکسته شدن در هنگام فشار دینامیکی و در نتیجه از هم گسیختگی سازه
  • ریزش کامل سازه در زمان زلزله به دلیل میزان شکنندگی بالا  در هنگام فشار دینامیکی

اتصالات جوشکاری باید بتواند ضریب ایمنی سازه را افزایش بدهد تا سازه به پایداری مطلوب برسد.

کاربرد نانو فناوری و تاثیر آن بر روی جوشکاری فلزات هنوز در دست تحقیق است . اما طبق آخرین تحقیقات با اضافه کردن نانو ذرات کلسیم و منیزیوم می توانیم مشکل شکست و چقرمگی در نقطه های جوش را برطرف کنیم.

 

پیشنهاد می کنیم برای کسب اطلاعات بیشتر مقالات مربوط به ساخت قطعه و cnc  و همچنین مقالات مربوط یه فرزکاری را مطالعه بفرمایید.

کاربرد نانو فناوری در سازه ها : نانو کابل

کابل های فولادی در حالی عادی خود به خاطر ضریب استحکام بالا و امنیت کابل بالا بیشترین کارایی را در ساخت پل های معلق دارد. علاوه بر این کابل های فولادی نانو میزان هزینه ساخت و ساز را تا حد زیادی کاهش می دهد.

با در نظر گرفتن کاربرد نانو فناوری در کابل ها ، به وسیله اضافه کردن ذرات نانو به کابل ، ما به کابل های فوق العاده قوی تری دست پیدا خواهیم کرد.

البته لازم به ذکر است که کاربرد فناوری نانو در سازه ها در موارد نام برده شده در بالا خلاصه نمی شود.

برای کاربرد های دیگر نانو فناوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • ساخت نانو کابل ها
  • ساخت نانو پوشش ها از قبیل در اکسید تیتانیم
  • استفاده از نانو فناوری در تولید پیچ و مهره

موارد نام برده شده در بالا که کاربرد نانو فناوری است باعث تحول عظیمی در ساخت سازه ها شده است. زیرا سازه های بلند نیاز به استحکامات قوی تر و مقاوم تر دارند. در نتیجه اضافه کردن نانوذرات وانادیم و مولیبدن در ترکیبات پیچ و مهره می تواند به راحتی موجب شکستن دیرتر تجهیزات در اتصال سازه ها بشود.

فلز نانو ساختار چیست؟

می توان گفت که فولاد جزء پر مصرف ترین و اصلی ترین مصالح ساختمانی است. فولاد از طریق احیاء کردن سنگ آهن و اضافه کردن کک و اکسیژن در کوره های بلند با درجه حرارت بالا تشکیل می شود.فلز به خاطر مشخصات منحصر به فردش سالیان سال در صنایع ساخت و ساز در حال استفاده است.

فولاد در واقع یک نوع آلیاژ متشکل از آهن و کربن است . البته میزان کربن در آن کمتر از ۲ % است .

خصوصیات فلز عبارت اند از :

  • ممقاومت بالا
  • قابلیت خمش پذیری
  • چکش خواری
  • جوش پذیری
  • سختی دینامیکی
  • سختی استاتیکی
  • ضریب ارتجاعی بالا
  • همگن بودن
  • امکان استفاده از ضایعات

ویژگی ها و ثابلیت های نام برده شده در بالا موجب شده تا فولاد جزء یکی از مقاوم ترین مصالح  در صنعت ساختمان سازی باشد. و سالیان سال به میزان زیادی در صمعت ساخت و ساز استفاده بشود.

البته امروزه می توانیم با انواع کاربرد نانوفناوری میزان مقاومت و کارکرد مصالح را بالا ببریم.

 

ریخته گری قالب پوسته ای چگونه انجام می شود؟

ریخته گری قالب پوسته ای

اگر با ریخته گری قالب پوسته ای آشنا نیستید با ما همراه باشید زیرا ما در این مقاله به تفصیل در مورد ریخته گری قالب پوسته ای صحبت خواهیم کرد :

ریخته گری پوسته ای :

قالب گیری پوسته ای که آن را با نام ریخته گری پوسته ای نیز می شناسند. در واقع یک پروسه ریخته گری است که با قالب مصرفی انجام می شوند. از این نوع ریخته گری باری به وجود آوردن حفره قالب از یک ماسه پوشش داده شده توسط رزین استفاده می شود.

این نوع قالب گیری در مقایسه با ریخته گری ماسه ای با دقت ابعادی بالا در حین فرآیند ، و سرعت بالاتر انجام می شود. همچنین نیاز کمتری به دخالت دست در حین فرآیند وجود دارد.

از قالب گیری پوسته ای برای ساختن قطعه های کوچک تا متوسط که نیاز به دقت بالا در ابعاد دارند استفاده می شوند.

تفاوت ریخته گری پوسته ای با ریخته گری ماسه ای :

پروسه ریخته گری پوسته ای بسیار شبیه فرآیند ریخته گری ماسه ای است. تفاوت این دو ریخته گری در واقع این است که در ریخته گری پوسته ای مواد مذاب داخل یک قالب مصرفی ریخته می شود. با این وجود حتی در قالب گیری با قالب مصرفی نیز یک لایه پوسته نازک دیواره که متشکل از ماسه و رزین است هم وجود دارد.

مدل در ریخته گری پوسته ای به چه معناست؟

در ریخته گری پوسته ای ، به یک نمونه فلزی است که برای تشکیل قالب های پوسته ای برای استفاده مجدد از آن استفاده می شود.

برای ریخته گری پوسته ای به موارد زیر نیاز خواهیم داشت:

  • مدل فلزی
  • اوون
  • مخلوط ماسه و رزین
  • جعبه دامپ
  • فلز مذاب

قالب گیری پوسته ای چه کاربردهایی دارد؟

کاربردهای قالب گیری پوسته ای عبارت اند از :

  • قابل استفاده برای آلیاژهای آهنی
  • قابل استفاده برای آلیاژهای غیر آهنی
  • قابل استفاده برای آلیاژ چدن خاکستری
  • قابل استفاده برای فولاد ساده کربنی
  • قابل استفاده برای فولاد آلیاژی
  • قابل استفاده برای فولاد ضد زنگ
  • قابل استفاده برای آلیاژ های آلومینیوم
  • قابل استفاده برای آلیاژهای مس

قطعه هایی که از این روش ساخته می شوند معمولا قطعاتی با سایز کوچک تا متوسط هستند. اینن قطعات نیازمند دقت بالا در ابعاد هستند.

قطعاتی مانند:

  • جعبه دنده
  • سر سیلندر
  • میله های متصل کننده
  • یازوهای اهرمی

مراحل ساخت ریخته گری پوسته ای عبارت اند از:

ریخته گری پوسته ای طبق مراحل زیر انجام می شوند:

  • ساخت مدل:

در اولین مرحله از مراحل ریخته گری پوسته ای ، شکل قطعه مورد نظر در کی مدل فلزی دو تکه ای ساخته می شود. اغلب اوقات جنس این مدل ها از فولاد یا چودن است . اما در برخی از موارد از آلومینیوم نیز استفاده می شود. خصوصا برای تولید قطعات با تناژ کم یا گرافیک برای ریخته گری مواد فعال.

  • ساخت قالب :

در مرحله اول ساخت قالب ابتدا هر نیمه از مدل در دمایی بین ۱۷۷ تا ۳۷۰ درجه سانتی گراد حرارت داده می شوند. بعد از انجام این مرحله برای جدا شدن آسان از یک روان کننده برای پوشش استفاده می شود. در ادامه هرگونه ماهیچه ی مورد نیاز درون قالب قرار داده می شود. در نهایت قالب پوسته ای درون یک فلاسک به وسیله ماده پشت بند پشتیبانی شده است قرار می گیرد.

  • بار ریزی :

بعد از ساخته شدن قالب مورد نیاز نوبت به بار ریزی می رسد . در این مرحله قالب ساخته شده به دقت با یکدیگر جفت می شوند. سپس مواد مذاب به وسیله یک عدد ملاقه به داخل سیستم راهگاهی آن ریخته می شود تا جایی که قالب کاملا پر شود.

  • خنک شدن:

بعد از پر شدن قالب با مواد مذاب ، باید مدتی صبر کنیم تا مواد مذاب داخل قالب خنک شده و شکل قالب را به خود بگیرد.

  • جدا سازی :

بعد از سرد شدن کامل مواد مذاب و شکل گرفتن ، قالب شکسته می شود تا قطعه ی ساخته شده از طریق سرد شدن مواد مذاب از قالب خارج شوند.

بعد از طی شدن همه ی مراحل توضیح داده شده در بالا پروسه ی تمیز کاری برای تکمیل نهایی کار و از بین بردن هرگونه زائده انجام می شود.

 

مزیت ها و محدودیت های:

در ابتدا به بررسی مزیت های این نوع ریخته گری می پردازیم.

مزیت های ریخته گری پوسته ای عبارت اند از :

  • قالب گیری پوسته ای روش خوبی برای تولید گشترده قطعات به صورت اتوماتیک است.
  • قالب تولید بالا
  • هزینه های کارگری پایین
  • صافی سطح بالا
  • صحت فرآیند تضمین شده
  • عدم نیاز به ماشین کاری و در نتیجه کاهش هزینه
  • عدم وجود مشکلات ناشی از گاز ( از آن جایی که در پوسته رطوبتی وجود ندارد و میزان گازی که در پوسته باقی مانده به راحتی از پوسته خارج می شود، حین ریختن مواد مذاب در داخل قالب ، بعضی از چسب های رزینی موجود روی سطح می سوزد. این موضوع باعث می شود تا بعد از سرد شدن مواد مذاب قطعه راحت تر از قالب بیرون بیاید.)
  • روش ریخته گری پوسته ای با استفاده از مواد مختلفی قابل اجرا است.
  • این روش برای ساخت قطعه هایی که با شکل های پیچیده و دارای جزئیات ریز هستند مناسب است.
  • صافی سطح بالا در قطعه
  • سرعت بالای فرایند تولید
  • هزینه پایین کارگر ( در صورتی که فرآیند به صورت اتوماتیک انجام شود.)

در ادامه به بررسی محدودیت های روش ریخته گری پوسته ای می پردازیم.

محدودیت های ریخته گری پوسته ای عبارت اند از :

  • در روش ریخته گری پوسته ای ، سیستم راهگاهی باید حتما قسمتی از مدل باشد. به خاطر اینکه قالب نهایی در این روش از مدل خود شکل می گیرد ، این موضوع می تواند گران تمام بشود.
  • قیمت رزینی که در مخلوط ماسه استفاده می شود بالا است . و این رزین گران محسوب می شود. البته در ریخته گری پوسته ای احتیاجی به استفاده زیاد از رزین وجود ندارد . اما با این حال باید به اندازه ای که پوسته بتواند شکل بگیرد از رزین استفاده بشود.
  • تجهیزاتی که در فرآیند ریخته گری پوسته ای استفاده می شوند ، تجهیزات گران قیمتی هستند.
  • موادی که در فرآیند ریخته گری پوسته ای استفاده می شود دارای استحکام پایینی هستند و جزء مواد ضعیف محسوب می شوند .

 

برای کسب اطلاعات بیشتر پیشنهاد می شود مقالات مربوط به ساخت قطعه و cnc و همچنین مقالات مربوط یه فرزکاری را مطالعه بفرمایید. امیدواریم مطالب این مقالات برای فعالیتتان مفید باشد.

چدن نشکن یا داکتل چیست؟

چدن نشکن یا داکتل چیست - سایت معجزه صنعت

در این مقاله در مورد چدن نشکن که به آن داکتل نیز گفته می شود صحبت خواهیم کرد. همچنین مواد تشکیل دهنده و کاربردهای آن را نیز بررسی خواهیم کرد :

چدن نشکن چیست؟

چدن نشکن با نام های چدن داکتیل و چدن گرافیک کروی نیز شناخته می شود. این چدن که از گرافیت غنی شده است برای اولین بار در سال ۱۹۴۳ به وسیله کیت میلیس کشف شد.

انواع چدن ( به غیر از چدن داکتیل ) معمولا دارای کشش ضعیف و شکنندگی بالا دارند. اما در مقابل چدن نشکن به خاطر وجود گرافیت کره ای در آن در برابر ضربه مقاومت بالاتری دارد. در عین حال در برابر خستگی نیز مقاوم تر است.

لازم به ذکر است در کشور چین قطعه های بسیار قدیمی با قدمت بالا کشف شده است.

کیت دویت میلیس ، آلبرت پل گاگنبین و نورمن بدن پیلینپ با استفاده از منیزیم چدن داکتیل را در سال ۲۵ اکتبر سال ۱۹۴۹ کشف کردند و در ایالات متحده به ثبت رساندند.

ساختار چدن داکتل :

کربن های آزاد کروی شکل اتم های سازنده چدن نشکن هستند. در آمریکا به این چدن چودن کلوخه ای می گویند. همچنین این چدن در انگلیس با اسم گرافیک کروی نامیده می شود. چدن داکتل به دلیل خواصی که دارد از زمان کشف آن یعنی در سال ۱۹۴۹ تا به امروز شهرت و کاربرد زیادی داشته است.

گرافیک کروی زمانی ساخته می شود که قبل از عملیات ریختگری مقدار کمی منیزیم به مواد مذاب اضافه شود.

ترکیب شیمیایی چدن داکتل و چدن خاکستری شبیه به هم است تنها تفاوت آن ها در مقدار گوگرد و فسفر کم آن است .

چدن داکتل دارای مقدار تنش تسلیه های گوناگون و شکل پذیری قابل قبولی است.

چدن چکش خوار نیز ، دارای ضخامت های مختلف نازک و ضخامت های ضخیم ریخته گری است.

تفاوت چدن نشکن و چدن خاکستری :

چدن های داکتل متشکل از پرافیت های کروی است. زمان انجماد این چدن ، بیشترین مقدار کربن به صورت گرافیک کروی ساخته می شود.

در مقابل چدن خاکستری دارای گرافیت های رشته ای است.

ریزساختار چدن داکتل در زمان ریختگی دارای کره های گرافیتی است. این چدن در در زمینه برلیتی به وسیله فریت آزاد که به آن ساختار چشم گاوی نیز می گویند احاطه می شود.

مزیت های چدن داکتل:

چدن نشکن به دلیل دارا بودن گرافیت کروی شکل آن دارای مزیت های زیر است:

  • نقطه ذوب پایین
  • سیالیت
  • قابلیت ریخته گری خوب
  • ماشین کاری عالی
  • مقاومت سایشی بالا
  • استحکام
  • شکل پذیری
  • چقرمگی
  • توانایی کار گرم

چدن داکتل در مزیت های : نقطه ذوب پایین ، سیالیت ، قابلیت ریخته گری خوب ، ماشین کاری عالی و مقاومت سایشی بالا با چدن خاکستری مشترک است.

اثر ترکیبات شیمیایی بر خواص چدن داکتل:

در چدن نشکن ترکیبات شیمیایی وجود دارد که هر کدام از آن ها تاثیر مستقیم بر خاصیت های مختلف این چدن دارند.

ترکیبات شیمایی تاثیر گذار بر چدن نشکن عبارت اند از :

  • کربن
  • سیلیسیوم
  • گوگرد
  • فسفر
  • سرب
  • تیتانیم
  • آنتیموان
  • زیرکونیم

در ادامه به بررسی بعضی از این ترکیبات شیمیایی و تاثیر آن بر چدن نشکن می پردازیم :

  • کربن :

مقدار کربن در چدن های نشکن بین ۳ الی ۴ % متغیر است . اما رایج ترین گستره آن ۳٫۶ الی ۳٫۹ % است. مقدار بیشتر کربن در چدن های نشکن نسبت به چدن خاکستری باعث ایجاد چگالی بیشتر در گرافیت های کروی می شود. کربن بیشتر از حد معمول مثلا بیشتر از ۴٫۶ % امکان دارد که به کربن شناور تبدیل بشود.

  • سیلیسیوم :

میزان سیلیسوم موجود در چدن نشکن بین ۱٫۸ الی ۲٫۸ % متغیر است. رایج ترین گستره سیلیسیوم ۲٫۲ الی ۲٫۷ % است.از آن جایی که سیلیسیوم بر کربن اثر مستقیم دارد ، به همان میزان که سیلیسیوم افزایش پیدا کند به همان اندازه بر تعداد کره ها افزوده خواهد شد. میزان استفاده کم از سیلیسیوم در چدن داکتل منجر به میل به تبرید می شود.

میزان سیلیسیوم کم در ساخت قطعه های نازک امکان ایجاد به کاربیدهای اضافی را خواهد داشت.

با وجود اینکه استفاده سیلیسیوم در چدن باعث استحکام بیشتر می شود اما لاذم به ذکر است که استفاده از آن باعث افزایش دمای انتقال شکست نرم به ترد خواهد شد.

  • گوگرد:

میزان رایج استفاده از گوگرد در چدن نشکن معمولا کمتر از ۰٫۰۳ % است. به همان میزان که مقدار استفاده گورگرد در چدن افزایش پیدا کند ، برای کروی کردن گرافیت ها نیاز به اضافه شدن منیزیم بیشتری نیز خواهد بود.

میزان استفاده گوگرد بعد از عملیات کروی کردن گرافیت تقریبا ۰٫۰۱۵% است.

  • فسفر:

حداکثرمیزان استفاده فسفر در چدن نشکن ۰٫۱۰ % است. زیرا صرف نظر از اثر زیاد و قوی که بر روی استحکام فریت می گذارد ، نتیجه ای معکوسی بر روی خاصیت های ضربه پذیری و شکل پذیری خواهد داشت. البته معمولا میزان استفاده آن به ۰٫۰۵ % محدود می شود. اگر مقدار استفاده از فسفر بیش از حد مجاز بشود باعث جدا شدن در قسمت مرزی بین دانه ها و همچنین ایجاد ساختار یوتکتیکی ترد استیدیت خواهد شد. جدایی فسفر در قسمت مرز بین دانه ای در قطعه خای ریختگی ضخیم کاملا قابل مشاهده است.

افزایش میزان استفاده از فسفر از نظر ساختاری موجب موارد زیر خواهد شد:

  • افزایش پیدا کردن میزان پرلیت
  • باعث افزایش پیدا کردن استحکام کششی
  • باعث افزایش پیدا کردن میزان سختی
  • کاهش پیدا کردن مقدار ازدیاد طول نسبی
  • ترد شدن قطعه ها
  • مس:

استفاده از مس باعث بالا رفتن میزان استحکام فریت می شود . اما مس به دلیل اینکه یک عنصر پرلیت زا است در چدن نشکن استفاده نمی شود . در صورت استفاده از مس در چدن موجب حساس شدن چدن نسبت به عناصر جزیی مضر خواهد شد.

  • نیکل:

استفاده از نیکل باعث استحکام بیشتر فریت خواهد شد علاوه بر اینکه معایبی که به عناصر دیگر وارد می کند را ندارد. افزایش استحکام فریت موجب ساخت چدن نشکن فریتی در زمان ریختگی خواهد شد. برای این موضوع فقط می توانیم از سیلیسیوم – نیکل استفاده کنیم.

چدن نشکن چه کاربردهایی دارد؟

از آن جایی که آهن معمولی نسبت به چدن نشکن فرایند فرسایشی سریع تری دارد ( به دلیل میزان مقاومت پایین آن در برابر خورندگی پایین تر ). از این رو در زمینه های تحت فشار از چدن نشکن استفاده می شود.

بخش بسیار زیادی از تولید سالانه این چدن ها در لوله هایی که در خطوط آب و فاضلاب قابل استفاده است ، انجام می شود.

برای کسب اطلاعات بیشتر پیشنهاد می شود مقالات مربوط به ساخت قطعه و همچنین مقالات مربوط یه فرزکاری را مطالعه بفرمایید.

تهیه شده توسط شرکت معجزه صنعت.

ماشین کاری سریع چگونه انجام می شود؟

ماشین کاری سریع چگونه انجام می شود؟ سایت معجزه صنعت

در این مقاله در مورد ماشین کاری سریع ، تاریخچه آن و کاربردهایش در صنایع مختلف صحبت خواهیم کرد:

تاریخچه ماشین کاری سریع:

اغلب به فرزکاری سریع با سرعت بالا و در عین حال پیش روی سریع ، ماشینکاری سریع می گویند. مثلا پاکت تراشی در بدنه آلومینیومی هواپیما با نرخ براده برداری بالا یک نوع ماشین کاری سریع محسوب می شود.

در ۶۰ سال اخیر از ماشین کاری سریع در طیف گسترده ای از صنایع در تولید قطعات چه قطعات فلزی و چه قطعات غیر فلزی با سختی HRC 50 به بالا استفاده شده است.

ماشین کاری سریع در قطعات فولادی با سختی HRC 42-32 عبارت اند از :

  •  ماشین کاری نیکه پرداختی و ماشین کاری خشن در شرایطی که قطعه هنور سخت نشده است . ( آنیل )
  • انجام عملیات حرارتی به منظور دست پیدا کردن به سختی نهایی ( سختی تا حدود HRC 63 )
  • اسپارک کردن قطعات خاص قالب ها و ماشین کاری الکترود ها ( مخصوصا گوشه هایی که دارای شعاع های کوچک هستند . همچنین حفره های عمیق که برای ابزارهای برشی دسترسی محدود دارند. )

پرداخت و فوق پرداخت سطح های استوانه ای ، تخت ، حفره ای به وسیله موارد زیر :

  • کاربید سمانته .
  • Cermet که یک توع آلیاژ سرامیک و فلز است .
  • کربید سرامیکی که با نیترید بورون مکعبی چند کریستالی (PCBN) مخلوط شده است.

در تولید بسیاری از قطعه ها پروسه تولیدشان ترکیبی از موارد نام برده شده در بالا است. هنگام تولید قالب ها علاوه بر موارد نام برده شده در بالا ، پروسه پرداخت کاری دستی ( که یک پروسه زمان بر است ) را نیز باید اضافه کرد.

اضافه شدن پروسه پرداخت کاری دستی زمان تدارک به آن Lead Time  گفته می شود را بالا تر برده ( برعکس عملیات ماشین کاری سریع ) و در نتیجه هزینه تولید قالب نیز به همان میزان بالا خواهد رفت.

اغلب شاغلین در صنعت قالب سازی به دنبال به وقوع پیوستن اتفاق های زیر بوده اند :

  • کاهش دادن نیاز به پولیش زدن دستی تا حد امکان
  • بهبود بخشیدن به کیفیت قالب ساخته شده
  • حذف پولیش زنی دستی ( در صورت امکان )
  • کاهش دادن هزینه تولید
  • کاهش دادن زمان تولید

فاکتورهای اقتصادی و فاکتورهای فنی اصلی در پیشرفت ماشین کاری سریع :

در ادامه فاکتورهای اقتصادی و فاکتورهای فنی اصلی در پیشرفت ماشین کاری بررسی خواهیم کرد.

بقا:

همیشه رقابت ها در بازارهای فروش کالا بر پایه ی استانداردهای جدید اتفاق می افتد. از آن جایی که نیاز به بهره وری بیشتر و هزینه همیشه در حال افزایش است. این موضوع باعث به وجود آمدن فرآیندها و فناوری های تولید جدید می شود. این روزها ماشین کاری سریع  امیدی است برای ارائه دادن روش ها و راه حل های جدید.

مواد:

از آن جایی که ماشین کاری بر روی برخی از مواد مشکل است ، از این رو نیاز برای پیدا کردن راه حل های دید برای ماشین کاری سریع را بالا می برد.

در صنعت فضایی آلیاژ های فولادی ضد زنگ و همچنین مقوام در برابر حرارت مخصوص به همان صنعت را داراست.

صنعت اتومبیل سازی ، دارای آهن فریتی ، کامپوزیت های دو فلزی و حجم رو به رشد آلومینیوم است.

صنعت قالب سازی از مرحله خشن کاری تا پرداخت کاری با مشکل ماشین کاری با مشکل مواجه است.

کیفیت :

برای پیروز شدن در بازار رقابتی این روزها ، نیاز به قطعه ها و جزئیات محصولات با کیفیت روز به روز بیشتر می شود. یکی از روش های جایگزین برای رسیدن به کیقیت بالا تر جایگزین کردن پرداخت کاری دستی با ماشین کاری سریع است. مخصوصا در ساخت قالب ها و قطعات با هندسه سه بعدی که از لحاظ پیچیدگی اهمیت بالایی دارد.

 

تاثیر ماشین کاری سریع در فرآیندها:

استفاده از ماشین کاربری سریع می تواند با استفاده از کاهش دادن تعداد باز و بسته کردن ها و استفاده از روش های ساده تر باعث کوتاه تر شدن زمان فرآیندها می شود.

طراحی و پیشرفت :

یکی دیگر از اصلی ترین ابزار برای رقابت در بازار رقابتی این روزها ، فروش محصولات تازه و نوظهور است.

عمر مفید قطعات مختلف عبارت اند از :

  • قطعات خودرو ها : ۴ سال
  • قطعات کامپیوتر و لوازم جانبی کامپیوتر : ۱٫۵ سال
  • پوشی های تلفن ۳ ماه

با استفاده از تکنیک های مختلف ماشین کاری سریع می توانیم شرایط لازم برای پیشرفت در تغییر سریع طرح ها و محصولات و همچنین عرضه آن ها را فراهم کنیم.

محصولات پیچیده :

امروزه استفاده از سطوح چند کاره یا به عبارتی ( Multi_functional Surfaces ) روی قطعه های مختلف هر روز در حال افزایش است.

مثلا:

پره های توربین در گذشته به وسیله دست یا روبات پولیش پرداخت کاری می شده است . اما امروزه با پیشرفت پره ها که نسبت به قبل بسیار پیچیده تر شده است ، به وسیله ماشین کاری سریع پرداخت می شود.

این موضوع در مورد قطعات مختلف در موارد زیر نیز صدق می کند:

  • تجهیزات پزشکی
  • الکترونیک
  • محصولات دفاعی
  • قطعات کامپیوتر

تعریف ماشینکاری سریع :

ماشین کاری سریع در واقع برش با سرعت بالاست. نسبت سرعت برش ماشینکاری سریع ۵ تا ۱۰ برابر بیشتر از ماشین کاری های معمولی است.

موارد حائز اهمیت در ماشین کاری سریع عبارت اند از :

  • ماده ای که ماشین کاری بر روی آن انجام می شود از جمله : آلیاژهای آلومینیوم ، سوپر آلیاژهای نیکل ، فولاد ها ، آلیاژهای تیتانیوم ، چدن یا انواع کامپوزیت
  • نوع پروسه ماشین کاری : تراش کاری ، فرزکاری ، سوراخ کاری
  • ماشین ابزار مورد استفاده : قابلیت های توانی ، سرعت فرآیند ، پیشروی ماشین ، پایداری استاتیکی و دینامیکی .
  •  ابزاری که برای برش استفاده می شود ، مانند : فولاد تند بر ، ابزار کاربیدی ، سرامیکی ، الماسه
  • ملزومات مرتبط با قطعه کار: سایز ، هندسه ، سفتی ، دقت و  پرداخت

مزایا و معایب ماشین کاری سریع عبارت اند از :

مزایا ماشینکاری سریع عبارت اند از :

  • حداقل میزان فرسایش ابزار حتی در بالاترین سرعت
  • پروسه با قابلیت تولید بالا مورد استفاده برای قطعات کوچک
  • کاهش دادن تعداد مراحل فرآیند

معایب ماشین کاری سریع عبارت اند از :

  •  فرسوده شدن راهنماها ، یاتاقان های اسپیدل و اسکروبال ها به دلیل میزان افزایش و کاهش سرعت و توقف های مکرر اسپیدل
  • احتیاج داشتن به دانش خاص فرآیند ، تجهیزات برنامه نویسی و همچنین نیاز به یک رابط یرای انتقال سریع داده ها
  • نیاز به طراحی خوب و با کیفیت پروسه
  • پیامدهای بزرگ به دلیل خطاهای سخت افزاری ، انسانی یا نرم افزاری

شرکت های معتبر جهانی در زمینه ماشین کاری سریع عبارت اند از :

  • Big Kaiser Precision Tooling
  • CG Tech
  • Carpenter Technology Corp
  • Cininnati Machining, AUNOVA Company
  • Delcam Inc
  • Fadal Machining center
  • Gibbs and Associates
  • BIG Kaiser Precision Tooling
  • CG Tech
  • Carpenter Technology Corp
  • Cincinnati Machine , A UNOVA Company
  • Delcam Inc
  • Fadal Machining center
  • Gibbs and Associates
  • Giddings and Lewis Machine tools
  • Giddings and Lewis Machine Tool

برای کسب اطلاعات بیشتر مقالات مربوط به ساخت قطعه و همچنین مقالات مربوط یه فرزکاری را مطالعه بفرمایید.

 

فوم فلزی چیست؟

فوم فلزی سایت معجزه صنعت

مواد فومی یک نوع از جدیدترین و پیشرفته ترین مواد هستند که امکان توسعه ی آن ها در سال های آینده زیاد است . مواد فومی به سه دسته اصلی تقسیم می شوند: ۱- فوم های فلزی ، ۲- فوم های سرامیکی ۳- فوم های پلیمری . در این مقاله به برسی فوم فلزی می پردازیم. می توان گفت فوم فلزی در مثایسه با فوم سرامیکی و فوم پلیمری جدید تر و در عین حال دارای کاربردهای بیشتر و در حال توسعه است.

تاریخچه :

بنجامین سوسنیک در سال ۱۹۸۴ اولین تلاش برای رسیدن به فوم فلزی را انجام داد.

او برای رسیدن به این فوم ابتدا یک آلیاژ فلزی را چند فاز گرما داد ، تا جایی که یکی از اجزا بخار بشود و اجزا باقی مانده فقط ذوب بشوند. با استفاده از برقرار کردن فشار ، از تبدیل گاز از مایع جلوگیری می شود. در نهایت با سرد کردن ناگهانی به یک فوم جامد پر از منافذ دست پیدا کرد. البته به خاطر میزان هزینه بالا این فرآیند ، در آن زمان از این فوم به صورت گسترده استفاده نشد.

 

بعد از تلاش بنجامین سوسنیک در سال ۱۹۸۴ ، در سال ۱۹۵۰ سلول فوم فلزی دوباره تولید شد. این فوم از پراکنده کردن آلومینیوم مذاب در دانه های توده نمکی فشرده شده به وجود می آید. سپس نمک با روش های متفاوت مختلف حل می شود تا منافذها باقی بمانند.

با وجود اینکه این روش قابل اطمینان تر از روش قبلی بود ، اما درست مانند روش قبل امکان استفاده گسترده از آن وجود نداشت.

 

در نهایت در سال ۱۹۵۹ ، یک گروه تصمیم گرفتند تا برای رسیدن به فوم فلزی ، از روش مخلوط کردن فلز پودری و پودر فلز استفاده کنند.

در این روش عامل فومی در دمای ذوب تجزیه می شود و به گاز تبدیل می شود که در نهایت باعث به وجود آمدن فوم فلزی می شود.

بهترین فلز برای این روش ، فلز هیدروژن دار ( به خصوص فلز هیدرات تیتانیوم ) است . این فلز به دلیل تجزیه در دمای پایین و تبدیل شدن به فلز و گاز هیدروژن به آسانی یکی از بهترین فلزها در این روش است.

طبق تحقیقاتی وسیعی که ۴ سال بعد انجام شد ، توانستند به روشی دست پیدا کنند علاوه بر ارزان قیمت بودن ، باعث تبدیل مستقیم عامل فوم ساز به فلز نیم گداخته اضافه بشود.

 

فوم فلزی سلول باز :

در این روش انتقال گرما سیال گرم عبوری با فوم فلزی سلول باز شبیه سازی می شود.

خواص منحصر به فرد فوم عبارت اند از :

  • خاصیت مکانیکی عالی
  • خاصیت حرارتی مناسب
  • خاصیت صوتی
  • مقاومت در برابر خوردگی عالی

 

قسمت های مختلف فوم عبارت اند از :

  1. فلز سلولی
  2. فلز متخلخل
  3. فوم فلزی
  4. اسفنج فلزی

در ادامه به توضیح ۴ قسمت تعریف شده در بالا می پردازیم :

  • فلز سلولی :

هر فضایی متشکل از سلول های مجزا هستند . مرز بین این سلول ها باعث ایجاد فضای خالی بین آن ها می شود.

بهترین حالت زمانی اتفاق می افتد که سلول ها به صورت جداگانه توسط غشای فلزی از هم جدا شده باشند و موجب ایجاد فضای خالی می شود.

اما گاهی اوقات نیز پیش می آید که سلول ها با یکدیگر ادغام می شوند.

  • فلز متخلخل :

در فلز متخلخل حفره های موجود دارای اشکال مختلفی هستند :

حفره هایی مانند :

  • سلول های بسته
  • سلول های منحنی با داشتن غشاء صاف و یک دست
  • حباب گاز

 

  • فوم فلزی :

فوم ها یکی از موارد خاص فلزات متخلخل هستند . این فوم در واقع توسط حباب های گازهایی که در فوم مایع پخش شده اند ، به وجود می آیند. فضاهای خالی و در نهایت فوم جامد توسط فوم مایع تشکیل می شود.

  • اسفنج فلزی :

تکه هایی از فلز جامد که از شبکه های ممتد تشکیل شده اند فضا را پر می کنند. شبکه های خالی مرتبط به آن ها هم با آن تکه ها تکمیل می شوند.

ویژگی ها و خصوصیات فوم فلزی

ویژگی های این فوم عبارت اند از :

  • قدرت بالا
  • میزان سختی بالا
  • چگالی بسیار پایین
  • توانایی جذب مقدار بالا انرژی
  • تحمل فشار بالا در هر جهت

 

کاربرد فوم فلزی :

  • رایج در صنعت حمل و نقل به خاطر استحکام بالا و وزن کم
  • قابل استفاده به عنوان عایق صوت به دلیل قابلیت جذب انرژی بالا
  • قابل استفاده در ساخت سپر اتومبیل به دلیل جاذب انرژی بودن
  • قابل استفاده در صنعت هوافضا

 

کاربرد فوم آلومینیوم :

  • قابل استفاده برای جذب صدا
  • قابل استفاده برای جلوگیری از ضربه
  • قابل استفاده برای جلوگیری از نوسان
  • قابل استفاده به عنوان پوشش های الکترو مغناطیسی در دمای بالا
  • دارای خواص مکانیکی ، فیزیکی ، صوتی
  • غیرآلاینده بودن

 

روش ساخت فلزات فوم شده :

فرایند ساختن فلز هایی که به فوم تبدیل شده اند به چند دسته اصلی تقسیم می شوند:

  • دسته اول :

این دسته از فلزات ، فلزاتی هستند که متشکل از موادی است که برای تولید کردن فضاهای خاص استفاده می شود.

مثال :

  • پودرهای فلزی
  • فیبر های متراکم

این دسته از فلزات معمولا کیفیت پایینی دارند . فوم هایی که از طریق تولید نفوذی ساخته می شوند نسبت به این دسته قابل اعتماد تر هستند. در روش نامبرده شکل های متخلخل ایجاد می شوند ، سپس فلز های آب شده ، به درون اشکال موجود در قالب ریخته می شود. در مرحله ی بعد قالب ها از یکدیگر جدا می شوند. تولید کننده می توانند هر چقدر زمان لازم داشت صرف ساختن یک غالب عالی و بی نقص بکند.

روش تولید نفوذی برای ساختن فوم سلول باز با ساختارکیفیت بالا استفاده می شود .

تنها نکته منفی این روش پیچیده بودن و گران بودن این روش برای ساخت فوم ها در اندازه های کوچک است.

  • دسته دوم :

دسته دوم ساخت به وسیله پودر است. در این روش فلزهای پودر شده و غوامل فوم ساز با یکدیگر مخلوط می شوند . ( طی این فرآیند مواد شیمیایی باعث آزاد شدن گاز می شوند). بعد از مخلوط شدن مواد ، آن ها فشرده شده و سپس با حرارت دادن این مخبوط و رساندن آن ها به دمای ذوب،فوم تولید می شود.

 

  • دسته سوم از فوم فلزی:

در این روش فوم ها با حفره کمتر یا کیفیت پایین تر تولید می شود.

این روش با فوم به وسیله سرد کردن سریع هیدروژن اشباع شده انجام می شود. در واقع زمانی که فلز  اشباع می شود ، هیدروژن آزاد شده توسط این روش باعث ایجاد حفره می شود. حفره های طولانی و موازی  در سمت سرد شدن حفره های تولید شده ، ایجاد می شوند. می توان به این موضوع به چشم نقطه ضعف اشاره کرد زیرا این مواد تشکیل شده بیشتر شبیه کندو هستند تا شبیه فوم.

 

برای کسب اطلاعات بیشتر پیشنهاد می شود مقالات مربوط به ساخت قطعه و cnc  و همچنین مقالات مربوط یه فرزکاری را مطالعه بفرمایید. امیدواریم مطالب این مقالات برای فعالیتتان مفید باشد.

فورجینگ چیست؟

فورجینگ سایت معجزه صنعت

در گذشته برای اتصال دو میلگرد از روش پوششی و روی هم قرار دادن ( اورلپ ) استفاده می شده است.اما امروزه روش های جدیدی از جمله فورجینگ جای روش های قبلی را گرفته اند.در این مقاله به بررسی این روش از جوشکاری خواهیم پرداخت. سپس بعد از بررسی مزیت ها و معایب آن ، در مورد کاربردهای این نوع جوشکاری در صنایع امروزی صحبت خواهیم کرد.

فورجینگ چیست؟

فورجینگ در واقع یک روش جوشکاری برای فلزات است.در این روش از جوشکاری هر دو بخشی که قصد اتصال آن ها را داریم در مرحله اول در دمای بسیار بالا حرارت داده می شوند،در مرحله بعد این دو قطعه چکش کاری یا پرس می شوند.در نهایت دو قطعه کار ادغام خواهند شد که اصطلاحا به آن فورج می گویند. رایج ترین کاربرد این نوع جوشکاری در صنعت این روزها اتصال سر به سرد میلگرد ها است.

همه چیز درباره تاریخچه فورجینگ:

این نوع جوشکاری که برای جوش دادن سر میلگردها استفاده می شود برای اولین بار در دهه ۱۹۳۰ در دو کشور آمریکا و ژاپن استفاده شد. در ابتدا این روش به عنوان یکی از زیر شاخه های یک پروسه جوشکاری دیگر به نام گاز اکسی استلین یا GPW گسترش پیدا کرد. در اوایل ورود فورجینگ از این جوشکاری برای جوش دادن ریل ها و لوله ها و سپس در جوش دادن میلگردهای فولادی استفاده می شد.

روش اجرا جوشکاری GPW:

در این روش از اتصال فلز به یکدیگر به جای اینکه میلگردها روی هم قرار بگیرند، سر هر دو میلگرد در دمای ۱۲۰۰ تا ۱۲۵۰ درجه حرارت داده می شود.پس از آن به دو سر میلگرد ها توسط فشار هیدرولیکی فشار وارد می شود.که در نهایت منجر به اتصال میلگرد ها خواهد شد.

کاربردهای جوشکاری فورجینگ عبارت اند از :

جوشکاری فورجینگ برای اتصال موارد زیر به کار می رود:

  • متصل کردن میلگردهای موجود در ستون ها در سازه های بتنی
  • متصل کردن میلگردهای قونداسیون ها
  • متصل کردن میلگردها در فرآیند سبد بافی و شمع ها در طول های متفاوت و تیپ های گوناگون
  • متصل کردن میلگردهای ضایعاتی و پرت
  • متصل کردن و اصلاح کردن بولت های شکسته شده و آسیب دیده
  • متصل کردنمیلگردهای دیوارهای برشی
  • متصل کردن میلگردهایی که در تیر برق ها وجود دارند.
  • اصلاح کردن و افزایش دادن ریشه های کوتاه

 

  • نکاتی که حین فرآیند فورجینگ باید رعایت شود!

  1. برای داشتن جوش استاندارد باید هنگام بستن قطعات توجه کنیم که فک گیره روی آج میلگرد بسته نشود. زیرا در این شرایط اعمال فشار باعث لغزش میلگردها می شود و در نتیجه جوش استانداردی نخواهیم داشت.
  2. ایجاد حرارت باید به صورت یک نواخت انجام شود.در نتیجه شعله باید بر آرماتورها عمود باشد.همچنین میلگردها باید در مرکز شعله قرار گرفته باشند.
  3. مقدار فشاری که وارد می شود باید تا اندازه ای باشد که قطر محل جوش ۱٫۴ برابر قطر اولیه بشود.
  4.  در این نوع جوشکاری حرارت دادن باید تا زمانی ادامه پیدا کند که نقطه اتصال های مورد نظر حالت خمیری و سرخ پیدا کنند.
  5. به هیچ عنوان برای سرعت بخشیدن به فرآیند سرد شدن فولاد از ریختن آب سرد روی آن استفاده نکنید.زیرا این کار منجر به تغییر کردن ساختار ملوکولی فولاد می شود.که در نهایت به ایجاد ترک در قسمت جوش خورده فولاد می شود.
  6. برای اطمینان پیدا کردن از کیفیت جوشکاری ها آن ها را امتحان کنید.شما حتی می توانید به صورت چشمی همه ی اتصالات را بررسی کنید تا به صورت حدودی از میزان کیفیت جوشکاری ها اطلاع پیدا کنید.
  7. یکی از ویژگی هایی که نشان دهنده کیفیت خوب اتصال است.این است که بعد از اتمام فورجینگ یک شیب ملایم از قسمت قطور که همان درز جوش است تا قطر اصلی ایجاد شده باشد. اگر این شیب ایجاد نشده باشد به این معناست که فشار پمپ تنظیم نبوده است . یا مشعل بیش از حد حرارت داشته است.
  8. با استفاده از دستگاه خم هیدرولیک کیفیت جوش آماتورها را به وسیله تست خمش در کارگاه انجام دهید.

مزیت استفاده از جوشکاریGPW :

  • افزایش مقاومت اتصال به دلیل افزایش قطر
  • صرفه جویی کردن در مصرف میلگرد ها تا میزان ۳۰ درصد
  • کاهش چشم گیر خطا در مباحثی مانند آرماتوربندی و نحوه چیدمان میلگردها
  • کاهش پیدا کردن وزن سازه به دلیل خذف شدن اورلپ
  • افزایش مقاوت سازه ها به دلیل کاهش دادن وزن سازه . این مقاومت ها در برابر نیروهای خارجی از جمله (زلزله و…) است.
  • افزایش پیدا کردن اختلاط بتن و میلگردها به خاطر کاهش پیدا کردن حجم میلگرد ها
  • کاهش حجم آرماتورها که منجر به امکان ویبره خوری بیشتر و ایده آل تر می شود.
  • یکپارچگی آنالیز بار در محل هایی که اتصال در آنجا قرار گرفته است.
  • کاهش مواد مصرفی که منجر به کاهش هزینه حمل و نقل آن ها می شود.
  • امکان ایجاد کردن اتصال حتی در کمترین حد طول در روش فورجینگ
  • امکان حفظ کردن خاصیت های متالوژی آرماتورها
  • امکان متصل کردن سایزهای مختلف به یکدیگر و صدالبته طبق استاندارد
  • سرعت اجرا بالا
  • صرف کردن کمترین میزان هزینه
  • جلوگیری کردن از اتلاف زمان پرسنل اجرایی که وظیفه آرماتور بندی دارند.
  • امکان متصل کردن میلگردهایی که پرت و ضایعاتی هستند به وسیله فورجینگ
  • امکان استفاده در همه حالت ها
  • نیاز نداشتن به برق سه فاز
  • کاربری آسان
  • قابل حمل بودن به وسیله نیروی انسانی
  • فورجینگ دارای تائیدیه فنی از مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن استو
  • کاهش نیروهای ثقلی جانبی
  • افزایش درگیری بتن با میلگرد ها به خاطر کاهش حجم اضافی میلگردها
  • افزایش مقاومت در نقاط اتصال

معایب جوشکاری فورجینگ عبارت اند از :

  • عدم کنترل میزان حرارت در اجرا فرآیند جوشکاری به دلیل استفاده از گاز اکسی استلین ، بنابراین این موضوع نشان دهنده اولین عیب این نوع از جوشکاری است.
  • یکی دیگر از معایب این نوع جوشکاری عدم محاسبه دقیق زمان لازم برای حرارت دادن است. این زمان باید به به صورت تجربی به دست بیاید.
  • الزامی بودن مهارت بسیار بالا در اپراتورهایی که با این روش جوشکاری انجام می دهند.
  • یکی دیگر از معایب قورجینگ تاثیرپذیری جوشکاری از دمای محیط و درنتیجه امکان شکنندگی بیشتر.این به این معناست که به همان میزان که محیط سرد باشد به همان اندازه کیفیت پایین تر و شکنندگی بیشتری در اتصال خواهد داشت. به همین خاطر میزان کیفیت این نوع از جوشکاری در آب و هواهای مختلف متفاوت است.
  • یکی دیگر از بزرگترین معایب جوشکاری قورجینگ تاثیر پذیری این جوشکاری از باد است.
  • علاوه بر تمام مواردی که در بالا به آن اشاره شد اگر به آرماتورها حرارت داده بشود، موجب تغییر آن ها خواسد شد. در نتیجه میزان مقاومت آن ها تا حد زیادی پایین خواهد آمد.این موضوع یکی از بزرگترین دلایلی است که عده زیادی از انسان ها نسبت به روش جوش سر به سر میلگرد یا هم فورجینگ احساس عدم امنیت داشته باشند.

برای کسب اطلاعات بیشتر مقالات مربوط به ساخت قطعه و cnc  و همچنین مقالات مربوط یه فرزکاری را مطالعه بفرمایید.