مقدمه:
روش تولید بهمجموعه فرآیندها و فعالیتهاي لازم براي تولید یک قطعه یا دستگاه اطلاق می گردد که براي رسیدن قطعه بهشکل نهایی موردنظر الزامی است. این فرآیندها با توجه به پارامترهایی چون هزینه، کیفیت مورد انتظار، زمان تولید، دستگاهها و امکانات موجود، جنس قطعه، پیچیدگی قطعه، تعداد تولید و عوامل دیگر بستگی دارد. روش هاي تولید را بر اساس قدمت استفاده به دو دسته سنتی و مدرن تقسیمبندي می کنند. برخی از این روش ها از دیرباز براي بشر شناخته شده و استفاده می شد. اما تحول عظیمی که پس از انقلاب صنعتی در اروپا رخ داد، باعث ابداع روش هاي جدید شد. بهدنبال آن در قرن بیستم با وقوع دو جنگجهانی و لزوم برتري در جنگ براي هر یک از قواي متخاصم، اهمیت ساخت تجهیزات جدید و قطعات متعلقه بیش از پیش آشکار شد. از میان تجهیزات جنگی، هواپیماها و موشک ها بیش از بقیه مورد توجه بودند و ساخت قطعات و بخش هاي مختلف آنها با توجه به شرایط کارشان، نیاز به تکنولوژي هاي پیشرفته و خاص داشت، چنانکه بیشتر روش هاي مدرن ساخت و تولید ریشه در ساخت قطعات مختلف براي کاربرد در هوافضا داشت. براي مثال می توان به ساخت توربین موتورهاي جت اشاره کرد که تکنولوژي، مواد و روش ساخت خاص خود را می طلبد.
کشور ما نیز در صنایع هوافضا گام هاي بلندي برداشته است و این روند همچنان درحال ادامه است. با رشد تکنولوژي هاي فضایی در کشور نیاز به ساخت محصولات فضایی پیشرفته تر و بهتبع آن زیرمجموعه هاي پیشرفته تر نیز مدنظر است.
با توجه به لزوم و اهمیت آشنایی هرچه بیشتر با روش هاي مورد استفاده در دنیا، در زمینه ساخت و تولید قطعات کاربردي در صنایع فضایی وجود مرجعی بهمنظور بهکارگیري توسط متخصصان احساس شد. در کتاب حاضر، روش هاي تولید مدرن و کاربرد آنها براي ساخت قطعات و بخش هاي مورد نیاز در صنایع فضایی بررسی و تشریح شده است. در این مجلد سعی شده است که همراه با تشریح هر یک از فرآیندهاي تولیدي، کاربرد این روش در صنایع فضایی و قطعات قابل تولید به آن روش اشاره گردد. رویکرد اصلی در این کتاب صنایع فضایی است اما در کنار آن به کاربردهاي هوایی نیز اشاراتی شده است. مبانی تولید و روشهاي تولید سنتی بهطور مجزا در کتاب دیگري مورد بحث قرار گرفته است.
هدف اصلی در تالیف این کتاب آشنایی هر چه بیشتر دانشجویان و متخصصان با فرآیندهاي تولید مورد استفاده در صنایع هوافضا است. این امر می تواند ما را بهسوي استفاده از روش هاي کم هزینه تر، با کیفیت تر و تولید در زمان کمتر رهنمون کند. مخاطبان این کتاب دانشجویان و متخصصان حوزه هوافضا و بیش از همه طراحان سیستمهاي هوافضایی و مهندسان مکانیک و هوافضا هستند. مسلماً بیان همه روشهاي تولید در این مجمل نمیگنجد بههمین منظور تنها فرآیندهایی که بیشترین استفاده را داشته و کاربرد بیشتري در صنعت دارند در این کتاب آورده شدهاند که از جمله آنها می توان بهموارد زیر اشاره کرد: ماشینکاري تخلیه الکتریکی، الکتروفرمینگ، ساخت مواد مرکب، ماشینکاري پرتو الکترونی، ماشین کاري الکتروشیمیایی، نمونهسازي سریع، کاشت یونی، پاشش الکترواستاتیک، برش هوا- پلاسما و برش با لیزر. در فصلهاي 9 و 10 و 14 به روشهایی اشاره شده است که روشهاي ساخت هستند. اما سایر فرآیندها از نوع اصلاح و ماشینکاري می باشند. بهعبارتدیگر در سایر فرآیندها عملیات شکل دادن با انجام برداشت فلز از ماده اولیه (که ابعاد بزرگتري نسبت بهقطعه نهایی دارد) انجام میگیرد. اما در این روش ماده اولیه داراي شکل دیگري است (مثلاً مایع یا پودر) و با انجام فرآیند و ترکیب با سایر مواد بهشکل نهایی درمیآید. بهعنوان مثال در فرآیند متالورژي پودر، مواد اولیه با قرار گرفتن در یک قالب و قرار گرفتن تحتفشار و حرارت بهشکل مورد نظر درمی آید. امید است مطالب کتاب بهبهترین وجه مورد بهرهبرداري قرار گیرد و خوانندگان عزیز با نظرات راهگشاي خود ما را در ادامه این راه مساعدت نمایند. بدین منظور آدرس پست الکترونیک جهت دریافت نظرات خوانندگان ارایه شده است. در پایان لازم است از حمایت ستاد توسعه فناوري هوافضا و همکاري انجمن هوافضاي ایران همچنین از زحمات سرکار خانم امینی قدردانی گردد. نویسندگان
زمستان 1393
Mafi2013.14@gmail.com
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه: ........................................................................................................... 4
فصل اول: ماشینکاري تخلیه الکتریکی ..................................................................... 12
14 ........................................................................................... EDM تشریح فرآیند
سیال ديالکتریک .............................................................................................. 17
ماشینکاري تخلیه الکترودي سیمی .......................................................................... 18
کاربردهاي فرآیند تخلیه الکتریکی در صنایع هوافضا ....................................................... 22
مسایل تمرینی .................................................................................................. 25
مراجع ........................................................................................................... 26
فصل دوم: ماشینکاري الکتروشیمیایی .................................................................... 27
کاربرد در صنایع ............................................................................................... 40
مسایل تمرینی .................................................................................................. 42
فصل سوم: ماشینکاري پرتو الکترونی .................................................................... 44
51 ............................................................................................ :EBM اصول روش
خصوصیات منحصربهفرد سوراخکاري پرتو الکترونی ...................................................... 55
55 .......................................................................... EBM خلاصه اي از مشخات فرآیند
کاربردها: ........................................................................................................ 56
مسایل تمرینی .................................................................................................. 60
مراجع ........................................................................................................... 60
فصل چهارم: کاشت یونی ................................................................................... 61
معایب: .......................................................................................................... 67
کاربردها: ........................................................................................................ 68
کاربرد در صنایع هوافضا ...................................................................................... 69
مسایل تمرینی .................................................................................................. 71
مراجع ........................................................................................................... 71
فصل پنجم: پاشش الکترواستاتیک ......................................................................... 72
روشهاي اتمیزهکردن الکترواستاتیک ...................................................................... 73
مسایل تمرینی: ................................................................................................. 79
فصل ششم: برش هوا - پلاسما ............................................................................ 80
تاریخچه: ....................................................................................................... 81
کاربردها ........................................................................................................ 84
مزایاي اصلی ................................................................................................... 84
کاربردها در صنعت هوافضا ................................................................................... 85
نتیجهگیري...................................................................................................... 86
تعریف اصطلاحات: ........................................................................................... 87
مراجع ........................................................................................................... 87
فصل هفتم: جوشکاري و برش با لیزر .................................................................... 88
لیزر چگونه کار می کند؟ ....................................................................................... 96
97 ............................................................................................. CO طرز کار لیزر 2
برش با لیزر .................................................................................................. 106
نتایج و مزایاي استفاده از این روش: ........................................................................ 107
کاربردها: ...................................................................................................... 114
مسایل تمرینی ................................................................................................ 119
مراجع ......................................................................................................... 119
فصل هشتم: الکتروفرمینگ ................................................................................ 120
تشریح فرآیند در حالت پایه: ................................................................................ 129
مزایا ........................................................................................................... 130
معایب......................................................................................................... 130
سنبه هاي قابل انعطاف ....................................................................................... 131
کاربردها ...................................................................................................... 132
نمونه قطعات ................................................................................................. 132
کاربردها در صنایع هوافضا ............................................................................... 132
سپرهاي حرارتی: ............................................................................................ 132
موجبرها: ...................................................................................................... 132
سپرهاي مقاوم به سایش: .................................................................................... 133
فصل نهم: ساخت مواد مرکب (کامپوزیت) ............................................................ 136
دستهبندي مواد مرکب ...................................................................................... 137
ساختار مواد فایبرگلاس ................................................................................... 138
استفاده از مواد مرکب در صنعت......................................................................... 138
فرآیندهاي تولید مواد مرکب .............................................................................. 148
لایهگذاري دستی: ............................................................................................ 149
معایب روش لایهگذاري دستی: ............................................................................. 149
لایهگذاري خیس ............................................................................................. 149
مزایاي لایهگذاري خیس .................................................................................... 150
معایب لایهگذاري خیس .................................................................................... 150
لایهگذاري پري پرگ ........................................................................................ 151
مزایاي لایهگذاري پري پرگ ................................................................................ 151
معایب لایهگذاري پري پرگ ................................................................................ 152
لایهگذاري نواري اتوماتیک ................................................................................. 152
برش مواد مرکب ............................................................................................. 152
محفظه هاي خلاء ............................................................................................. 153
پیچیدن رشتهها ............................................................................................... 155
مزایا ........................................................................................................... 156
معایب......................................................................................................... 156
پالتروژن ...................................................................................................... 156
مزایا ........................................................................................................... 158
معایب......................................................................................................... 158
قالبریزي انتقالی – رزین ................................................................................... 159
مزایا ........................................................................................................... 159
معایب......................................................................................................... 160
اطلاعات عمومی در خصوص مواد مرکب ................................................................. 160
کاربردهاي مواد مرکب در صنایع هوافضا .................................................................. 162
مزایا ........................................................................................................... 167
معایب......................................................................................................... 168
مسایل تمرینی ................................................................................................ 168
مراجع ......................................................................................................... 170
فصل دهم: متالورژي پودر................................................................................. 171
ترکیب شیمیایی .............................................................................................. 178
ساختار پودرها ............................................................................................... 179
خصوصیات جریان .......................................................................................... 179
چگالی ظاهري ............................................................................................... 179
اندازه ذرات ................................................................................................... 180
تولید پودرهاي فلزي......................................................................................... 180
مزایا: .......................................................................................................... 184
معایب: ........................................................................................................ 184
کاربردها در صنایع هوافضا .................................................................................. 185
مسایل تمرینی ................................................................................................ 186
فصل یازدهم: ماشینکاري جت ساینده ................................................................. 187
مشخصات و ویژگیهاي جریان گاز: ....................................................................... 190
مشخصات و ویژگیهاي نازل: .............................................................................. 190
تجهیزات مورد استفاده: ...................................................................................... 193
کاربردهاي فرآیند: ........................................................................................... 194
فصل دوازدهم: برش با جت آب ساینده ................................................................ 197
شرح فرآیند: .................................................................................................. 198
مزایا: .......................................................................................................... 206
معایب: ........................................................................................................ 207
کاربردها در صنایع هوافضا .................................................................................. 208
مسایل تمرینی: ............................................................................................... 210
مراجع ......................................................................................................... 210
فصل سیزدهم: ماشینکاري اولتراسونیک ................................................................ 211
کاربردها: ...................................................................................................... 228
مسایل تمرینی: ............................................................................................... 231
مراجع ......................................................................................................... 232
فصل چهاردهم: نمونه سازي سریع ....................................................................... 233
مزایاي عمومی نمونهسازي سریع: .......................................................................... 234
معایب عمومی نمونهسازي سریع: .......................................................................... 235
روش اول نمونهسازي سریع: استریولیتوگرافی ................................................................... 236
مراحل فرآیند استریولیتوگرافی: ............................................................................. 239
فرمت فایل در فرآیند:........................................................................................ 242
مزایا: .......................................................................................................... 247
معایب: ........................................................................................................ 248
روش دوم چاپ سهبعدي ( نمونهسازي سریع با پودرهاي چسبی) ................................. 251
روش سوم نمونهسازي سریع: تفجوشی انتخابی لیزر
275 ................................................................... SGC : روش چهارم نمونهسازي سریع
معایب فرآیند: ................................................................................................ 284
287 ...................................... (FDM) روش پنجم نمونهسازي سریع: مدل سازي رسوب گداختی
مزایا: .......................................................................................................... 291
معایب: ........................................................................................................ 292
293 ................................................................. FDM کاربرد قطعات ساخته شده بهروش
روش ششم نمونهسازي سریع: مدل سازي اجسام لایهاي ..................................................... 296
مزایا: .......................................................................................................... 302
معایب: ........................................................................................................ 303
307 ............................(DSPC) روش هفتم نمونهسازي سریع: ریخته گري تولید مستقیم پوستهاي
مزایا: .......................................................................................................... 312
معایب: ........................................................................................................ 313
روش هشتم نمونهسازي سریع: ساخت ذرات بالستیک ........................................................ 321
روش نهم نمونهسازي سریع: جوهرافشان یا نمونه اولیه ساندرس......................................... 325
روش دهم نمونهسازي سریع: ساخت اتوماتیک با طراحی کنترل شده................................... 331
مقایسه هزینه روشهاي مختلف نمونهسازي سریع: ...................................................... 332
کاربردهاي نمونهسازي سریع در صنایع دفاعی و هوافضا ................................................. 333
نتیجهگیري ................................................................................................... 342
مسایل تمرینی ................................................................................................ 343
مراجع ......................................................................................................... 344
