پنجشنبه , نوامبر 26 2020
آموزش وردپرس
خانه / ساخت افزایشی با لیزر

ساخت افزایشی با لیزر

ساخت افزایشی با لیزر

ساخت افزایشی یکی از جدیدترین روش‌های ساخت و تولید می­باشد. ساخت افزایشی مجموعه‌ای از پیشرفته‌ترین روش‌های  ساخت و تولید هستند که در آن قطعه‌ی محصول به‌صورت افزایش لایه‌لایه‌ی ماده ساخته می‌شود. با استفاده از این فرآیندها، می‌توان به‌سرعت به مدل فیزیکی قطعه موردنظر دست‌یافت. طبق تعریف انجمن تست و مواد امریکا، “ساخت افزایشی  فرآیند اتصال مواد برای ساخت شیء از داده‌های سه‌بعدی مدل است و معمولاً با روی هم قراردادن لایه به لایه‌ی ماده انجام می‌پذیرد. نام ساخت افزایشی در برابر روش‌های کاهشی همچون ماشین‌کاری سنتی عنوان می‌شود. اساساً  فرآیندهای افزایشی با فرآیندهای کاهشی ( براده برداری ) و ترکیبی ( مثل ریخته‌گری ) متفاوت است. در فرآیندهای کاهشی، که اغلب فرآیندهای ماشین‌کاری مانند تراشکاری و سنگ‌زنی را شامل می‌شود، ماده اضافی از قطعه اولیه جدا می‌شود تا شکل محصول نهایی به دست آید. در این روش، طراحی حرکت ابزار یا قطعه، برای هر محصول به‌صورت خاص انجام می‌گیرد.

در فرآیندهای ترکیبی همچون ریخته‌گری و قالب‌گیری نیز ،برای انجماد مذاب به شکل مطلوب، به تجهیزات طراحی‌شده‌ی خاص هر قطعه ( مثلاً قالب مخصوص) نیاز است. اما در فرآیندهای افزایشی، احتیاجی به تجهیزات خاص هر قطعه و یا حتی طراحی حرکت خاص ابزار نیست. در واقع قطعه به‌طور مستقیم از مدل سه‌بعدی دیجیتالی به‌دست‌آمده از نرم‌افزارهای CAD ساخته می‌شود. مدل CAD سه‌بعدی، به تعداد زیادی لایه‌های نازک افقی تقسیم می‌شود و تجهیزات ساخت، با استفاده از این داده‌های هندسی، قطعه را لایه به لایه تا اتمام کامل محصول می‌سازند.

موضوعات کلی در زمینه ساخت افزایشی

موضوعات کلی در زمینه ساخت افزایشی در نمودار توزیعی زیر مشاهده می‌شود. همانطور که پیداست اکثر موضوعات بررسی‌شده در این زمینه مربوط به مهندسی و علم مواد بوده است.

نمودار توزیعی نشان دهنه موضوعات بررسی‌شده درزمینه ساخت افزایشی

ساخت افزایشی

ساخت افزایشی یا افزودنی (Additive Manufacturing) یکی از مدرن ترین مجموعه فرایندهای ساخت و تولید است که تلاش میکند قطعات پیچیده با ترکیب شیمیایی متفاوت را بدون نیاز به ماشینکاری و تراشکاری نهایی بسازد. این صنعت پیشرفته و در حال رشد چند سالی است توسعه فراوانی یافته و فرایندهای زیادی بر این مبنا شکل گرفته است. مجموعه فرایندهای ساخت افزودنی بسیار متنوع است و میتواند از مواد گوناگون و منابع انرژی متفاوتی در ساخت قطعات بهره بگیرد. بر اساس نوع ماده و انرژی مصرفی زیرمجموعه های فراوانی برای ساخت و تولید قطعات با هندسه پیچیده و جنس متغیر ایجاد شده است. اگر چه عمده این فرایندها برای مواد غیر فلزی است اما فرایندهایی هم برای ساخت افزایشی مواد فلزی و آلیاژی توسعه یافته است.

5818
ساخت افزایش با لیزر

روش های ساخت افزایشی

عمده فرایندهای ساخت افزایشی برای تولید قطعات پلاستیکی طراحی شده است که از این جمله میتوان به SLA، DLP، MJ، MJF و SLM اشاره نمود. در این فرایندها انرژی لازم برای ساخت از طریق ذوب کردن، سفت شدن با تابش انواع پرتوها مانند لیزر، UV، پرتوی مرئی و مانند آن و آسیاکاری تأمین می شود. فرایندهایی مانند LOM نیز برای ساخت افزودنی کاغذ و کامپوزیت طراحی شده است. فرایندی مانند BJ برای ساخت افزایشی قطعات و محصولاتی از جنس سنگ، گچ و ماسه ابداع شده است که در آن استحکام قطعه به وسیله سفت و سخت شدن پیوندهای سرامیکی حاصل می شود.

ساخت افزایشی قطعات فلزی

مهمترین فرایندهای ساخت افزایشی فرایندهایی هستند که برای ساخت قطعات پیچیده و با جنس متغیر فلزی و آلیاژی طراحی شده اند. از این دسته فرایندها میتوان به فرایندهای ساخت افزودنی با بستر پودر مانند EBM، SLM و DMLS اشاره کرد که در آنها انرژی لازم برای ذوب کردن پودر از طریق پرتوی لیزر یا پرتو الکترونی تأمین میشود. فرایندهایی مانند EBAM و LENS نیز از جمله فرایندهای پیشرفته ساخت افزودنی است که در آنها از مواد فلزی بصورت تغذیه سیم و یا پاشش پودر استفاده میشود.

مزایای فرآیند ساخت افزایشی عبارتند از:

  • حذف ماشینکاری
  • حذف عملیات تکمیلی ساخت
  • ساخت قطعات با ترکیب شیمیایی و ریزساختار متفاوت

به موادی که با ساخت افزودنی تولید می‌شوند، مواد گرادیانی یا مواد با کارکرد پله ای گفته می‌شود.

این قطعات دارای شیب ترکیب شیمیایی و ریزساختار بوده و هر قسمت از ماده کارکرد و وظیفه مشخصی برعهده دارد.

خدمات ساخت افزایشی مرکز لیزرهاب

مرکز تحقیقاتی و صنعتی لیزر ایران-لیزرهاب با در اختیار داشتن دانش و تجهیزات ساخت افزایشی فلزی و پلاستیکی میتواند این امکان را برای پژوهشگران و صنعتگران کشور فراهم کند تا با استفاده از فرایندهای ساخت افزایشی مبتنی بر لیزر، اهداف پژوهشی و صنعتی خود را محقق نمایند. 

برای آگاهی از پروژه های انجام شده، به کانال تلگرام این مرکز به نشانی LaserHub2018@ مراجعه کنید.

همچنین جهت مشاهده سایر خدمات صنعتی و پژوهشی این مرکز روی لینک های زیر کلیک کنید.

کانال تلگرام لیزرهاب   سایر خدمات صنعتی مرکز لیزرهاب   آخرین دستاوردهای صنعتی    سایر خدمات پژوهشی مرکز لیزرهاب