ساخت و تولید

با پدیدار شدن و رشد اقتصاد جهانی تقاضا برای تولید و تهیه مواد در سالهای اخیر رشد چشمگیری داشته است. استفاده از فرآیندهای متفاوت جهت ساخت و تولید قطعات روز به روز در حال افزایش است تا بتوان با دقت و سرعت بیشتر قطعات با اشکال مختلف و پیچیده را تولید کرد. این فرآیندها نیازمند طراحی دقیق قبل از اجرای کامل می باشند. امروزه شبیه سازی های عددی به طور وسیعی در تحلیل و آنالیز فرآیندهای ساخت و تولید استفاده می شوند.

صنعت ساخت و تولید شامل پهنه وسیعی از فرآیندهای صنعتی می شود که تمامی صنایع به نوعی به آن وابسته هستند. فرآیند های تولید مواد فلزی مانند نوردکاری (Rolling)، فشارکاری (Extrusion)، پتک کاری (Forging)، جوشکاری، متالورژی پودر (Powder Metallurgy)،  ماشین کاری، ریختگری (Casting) و شکل دهی انفجاری جزء  اصلی ترین این فرآیندها به حساب می آیند.

شکل دهی

تمامی قطعات فلزی بوسیله  فرآیند شکل دهی و روش های متنوع ساخت و تولید ساخته می شوند. فرایند شکل دهی یا فرمینگ بخش مهمی از تحقیقات مهندسین مکانیک را جهت دستیابی به فرم مورد نظر فلزات تشکیل می دهد. ویژگی شکل پذیری دائمی فلزات باعث می شود توانایی تولید قطعاتی همچون سیم ها، تیر آهن ها، لوله ها و … وجود داشته باشد. بدلیل کاربرد گسترده قطعات تغییر شکل یافته در صنایع مختلف نظیر صنایع خودروسازی ، ریلی ، هوافضا ، نفت ، گاز ، قطعه سازی ، ماشین سازی ، لوازم خانگی و دریایی، قطعات با کیفیت و دقت ابعادی بالا، وزن کم و استحکام بالا اهمیت فراوانی دارد. با توجه به این امر، آشنایی با روش های مختلف شکل دهی ضروری به نظر می رسد. امروزه روش های شناخته شده و جدیدی برای فرایندهای شکل دهی مورد استفاده قرار می گیرد، که از مهمترین این روش ها می توان به آهنگری ، ریخته گری ، ورق کاری ، نورد ، هیدروفرمینگ ، شکل دهی انفجاری ، حرارتی ، مغناطیسی و… اشاره کرد. از روش های جدید شکل دهی به شکل دهی تدریجی، شکل دهی تزریقی و… هم می توان اشاره کرد.

آهنگری

آهنگری یکی از قدیمی ترین  روش های شکل دهی فلزات است. بیشتر فلزات توانمندی عملیات آهنگری را دارند. درگذشته فلز مورد نظر تحت حرارت قرار می گرفت و سپس فلز گداخته شده بر روی سندان چکش کاری و به شکل قطعه نهایی تبدیل می شد. آهنگری یا فورجینگ (Forging) نوین هم اساسی مشابه دارد. بدین صورت که فلز خام یا لقمه بین دو قالب قرار گرفته و تحت ضربه یا نیروی پیوسته، شکل قالب مورد نظر را به خود می گیرد. این فرایند می تواند به صورت سرد یا گرم (گداخته شده تا دمای مشخص) انجام پذیرد. در این روش قطعات تغییر شکل یافته معمولا بعد از عملیات فورجینگ دارای خواص مکانیکی بهتری خواهند بود.

ریخته گری

ریختگی یا کستینگ (Casting) قدیمی ترین روش شکل دهی فلزات می باشد. این فرایند با استفاده از مذاب و توسط نیروی جاذبه یا دیگر نیروها به درون محفطه قالب جریان می یابد و بعد از سرد شدن، شکل قالب مورد نظر را پیدا می کند. بنابراین مذاب فلز، جریان مذاب به داخل قالب و انجماد مذاب گام های اصلی ریختگری هستند. تولید قطعات با شکل های هندسی پیچیده و قطعات بسیار بزرگ از مهمترین مزایای این روش می باشد. همچنین دقت ابعادی پایین و محدودیت در خواص مکانیکی از معایب این فرایند محسوب می شوند. ریختگری با توجه به باز یا بسته بودن قالب، دائمی یا موقت بودن قالب به انواع مختلف تقسیم می شود. از مهمترین قطعات ساخته شده به وسیله روش کستینگ می توان به چرخ قطار، سرسیلندر خودروها، بدنه ماشین های  ابزار، جواهر آلات و … اشاره کرد.

ورقکاری

به مجموعه فرایندهای شکل دهی روی ورق ها، که شامل برش کاری، خم کاری، قالب گیری (کشش عمیق) و … می شود، ورقکاری نام دارد. برش کاری یا Cutting، بریدن ورق بین دو لبه برنده تیز(سنبه و ماتریس) می باشد. سه روش اصلی گیوتین (Shearing)، پولک زنی(Blanking) و سوراخکاری (Punching) در برشکاری وجود دارد. برش ورق بین دو لبه برنده را روش گیوتین یا قیچی می گویند. هرگاه ورق بین سنبه و ماتریس بریده شود، قسمتی از ورق روی قالب و قسمتی از سوراخ ماتریس بیرون می افتد. اگرقطعه برش خورده که از سوراخ ماتریس بیرون می افتد، قطعه دلخواه باشد، به آن پولک زنی و اگر قطعه روی قالب قطعه مورد نظر باشد، به آن پانچ کاری یا سوراخ کاری می گویند.

در خم کاری(Bending)، کج کردن ورق حول یک محور، جهت ایجاد تغییر شکل دائمی در آن مد نظر می باشد. برگشت فنری که پس از برداشته شدن فشار خم کاری و به دلیل انرژی الاستیک باقی مانده در ورق به وجود می آید، از مهمترین عوامل طراحی در خم کاری است. در واقع برگشت فنری، افزایش زاویه خم پس از برداشتن سنبه از روی قطعه کار است.

شکل دهی ورق به منظور ساخت قطعات فنجانی شکل و گود یا منحنی های پیچیده توخالی را کشش عمیق (Drawing) می گویند. در این فرایند ورق روی ماتریس توخالی قرار گرفته و با فشار سنبه روی ورق، شکل قالب را به خود می گیرد. ظروف آشپزخانه، سینک ظرفشویی، پوسته های مهمات نظامی، قسمت های مختلف بدنه خودرو و… از جمله محصولات تولیدی با این روش می باشد.

نورد

یک روش شکل دهی کاربردی و کارآمد، فرایند نورد یا Rolling می باشد. در این روش تغییر شکل پلاستیک قطعه با گذر از بین غلتک ها اتفاق می افتد. ظرفیت بالای تولید را می توان یکی از مزایای اصلی این روش شکل دهی دانست. قطعه نورد شده معمولا محصول نهایی و آماده تحویل به بازار مصرف است. فرآورده هایی نظیر میلگردها، ورق ها، تیر آهن ها با پروفیل های مختلف از جمله تولیدات به روش رولینگ می باشد. فرایند نورد به طور کلی به دو شکل سرد و گرم انجام پذیر است. در نورد سرد که عمدتا کاهش ضخامت ورق مد نظر بوده و سبب افزایش سختی و تنش تسلیم می شود، فرایند در دمایی کمتر از تبلور مجدد –دمای اتاق تا نهایتا 200 درجه سلسیوس- انجام می شود. اما در نورد گرم، که با کاهش شدید سطح مقطع همراه است، در دماهای بالاتر از دمای تبلور مجدد –دماهای بالاتر از 1100 درجه سلسیوس- اتفاق می افتد. رولینگ از نظر طراحی فرایند مراحل نورد عمدتا به چهار دسته نورد طولی، نورد عرضی، نورد پیچی و نورد متقاطع تقسیم می شود.

شکل دهی انفجاری

شکل دهی انفجاری یا Explosive Forming روشی است که در آن از نیروی موج انفجار به جای پانچ جهت فرم دهی استفاده می شود. در این فرایند، که معمولا برای شکل دهی پوسته های بسیار بزرگ مانند بدنه کشتی ها مورد استفاده است، به جای ساخت پرس ها و پانچ های بسیار بزرگ و هزینه بر، از موج پرفشار یک انفجار استفاده می شود. در واقع موج انتشار یافته ناشی از انفجار در یک سیال نظیر آب، ورق فلزی را که از یک سمت در تماس با سیال و از سمت دیگر روی قالب مورد نظر است را با نیرویی متوازن بر روی ورق به قالب بچسباند و قطعه نهایی را بوجود آورد. از مزایای این روش می توان به کاهش هزینه ماشین آلات و همچنین ساخت قطعات بسیار بزرگ اشاره کرد و همچنین شکل دهی ناقص، صدای انفجار و خطرات ناشی از آن و دریافت مجوزهای لازم جهت کار با مواد منفجره را می توان از مهمترین معایب این روش دانست.

هیدروفرمینگ

هیدروفرمینگ(Hydrofoming) یک فرآیند شکل­ دهی است که در آن برای شکل ­دهی قطعه خام از فشار هیدرولیکی سیال، که بسته به نوع قطعه، به جای قالب یا سنبه استفاده می­ گردد. با پیشرفت در کنترل‌های کامپیوتری و سیستم­ های فشار هیدرولیکی بالا، این فرآیند به یک روش مناسب برای تولید انبوه تبدیل گردید و به صورت گسترده ­ای برای ساخت قطعه­ های ساختاری در صنعت خودرو، لوازم خانگی، صنعت نفت، هوافضا و … مورد استفاده قرار می ­گیرد. از مزایای این روش می­ توان به بهبود کیفیت قطعه و کاهش هزینه تولید اشاره نمود. با این حال، استفاده از این فناوری در صنعت ساخت با چالش ­هایی نظیر شرایط مرزی مشخص شده برای شکل­ دهی و خواص مواد روبرو می ­باشد و در صورت نامناسب بودن انتخاب پارامترهای مؤثر بر فرآیند، امکان بروز عیب در قطعه وجود دارد. فرآیند هیدروفرمینگ را معمولاً با توجه به هندسه قطعه کار، به سه دسته  هیدروفرمینگ ورق، پوسته و لوله تقسیم می ­کنند.

در فرآیند هیدروفرم ورق، قطعه ­ی خام اولیه که ورق فلزی است در قالب هیدروفرمینگ قرار گرفته و پس از ورق­ گیری فشار سیال افزایش یافته و قطعه خام شکل قالب را به خود می­ گیرد.

در هیدروفرمینگ پوسته نیازی به قالب نیست. در این روش ابتدا ورق­های فلزی به شکل ­های خاص بریده و سپس طبق الگوی معینی بر روی یکدیگر نصب و جوشکاری می­ شوند. در مرحله­ ی بعد این چندوجهی فضایی توسط سیال پر شده و با افزایش فشار سیال، چند وجهی انبساط یافته و شکل نهایی که معمولاً کره، بیضی و یا شکل­ های توخالی هستند، به وجود می­ آید. این چند وجهی­ ها معمولاً برای تولید مخازن کروی بزرگ مانند مخازن آب استفاده می­ شوند.

هیدروفرمینگ لوله یک فرآیند شکل ­دهی مدار بسته است. در این فرآیند قطعات توخالی با سطح مقطع­ هایی مختلف، با استفاده از فشار هیدرولیکی داخلی و نیروی فشار محوری، شکل قالب را به خود می­ گیرند.  در فرآیند هیدروفرمینگ لوله، لوله‌ی خالی ابتدا بین دو نیمه ­ی قالب قرار می­ گیرد و سپس سنبه­ ها به موقعیت مناسب هدایت می­ شوند. وظیفه­ ی این سنبه ­ها، تغذیه­ ی محوری و آب­ بندی لوله­ ها است. در مرحله­ ی بعد لوله با ورود سیال پر می­ شود و فشار سیال تا فشار لازم برای شکل­ دهی بالا می­ رود. سپس فشار تا مقدار نهایی آن افزایش می­ یابد و همزمان با افزایش فشار، سنبه ­ها از طرفین لوله را به سمت ناحیه­ ی شکل ­دهی فشار می­دهند تا بدین وسیله کاهش ضخامت جداره لوله، که ناشی از انبساط آن است، جبران گردد. پس از شکل­دهی، فشار درون لوله تا سطح فشار اتمسفر کاهش یافته و سنبه ­ها به موقعیت اولیه­ ی خود باز می­ گردند. در نهایت قطعه­ ی فرم داده شده از قالب خارج می­ شود. نمونه کارهای ما را ببینید. جهت ارتباط با کارشناس ما کلیک کنید.

×

Hello!

Click one of our representatives below to chat on WhatsApp or send us an email to info@banumusagr.com

سلام، مسئول مربوطه را انتخاب کنید تا هم اکنون در واتساپ شما را راهنمایی کند. یا با شماره 05135424520 تماس بگیرید.

×