وضعیت: بسته
شماره سند:
تاریخ انتشار: 1401/11/18
مهلت ارسال پیشنهاد: 1401/11/30
فرصتها: براساس پیشنهادها قابل مذاکره خواهد بود.
تماس : 02166539734 – 02166533864
ارسال پروپوزالها: https://ghazal.inif.ir/grant
ساخت افزایشی (پرینت سهبعدی) از جمله فناوریهای نو، جهت ساخت قطعات سهبعدی با استفاده از روش لایهنشانی است. ساخت افزایشی سیم – قوس الکتریکی، یکی از روشهای ساخت افزایشی فلزی است که به جهت مزایای مختلف از جمله سرعت تولید بالا، قابلیت تولید قطعات بزرگ و سنگین، صرفهجویی در مصرف ماده، ساخت قطعات با ساختار متالورژيكي كنترل شده و خواص مكانيكي مطلوب، مورد توجه صنایع بسیاری از جمله معدن، انرژی، خودروسازی، نفت و گاز و پتروشیمی قرار گرفته است.
مبنای این روش استفاده از یک سیستم جوشکاری قوسی (مانند جوشکاری GMAW، GTAW، پلاسما یا لیزر) و یک سیستم حرکتی CNC با حداقل سه محور حرکتی است. در این روش، نقشه سهبعدی هر قطعه دریافت شده و به تعداد محدودی لایه تبدیل میشود، سپس به کمک فرایند لایهنشانی جوش، مواد به صورت لایهبهلایه ریخته شده و منجر به ساخت قطعات فلزی یکپارچه میشود.
در حال حاضر نمونه اولیه از دستگاه مذکور توسط تیم تحقیقاتی حاضر ساخته شده است که قابلیت استفاده از دو فرایند GMAW و GTAW را برای ساخت قطعات دارد. هدف این طرح توسعه سختافزاری و نرمافزاری دستگاه WPAAM (شامل سیستم ساخت و سیستم پرداخت نهایی قطعات)، توسعه سیستم تغذیه و پاشش پودر جهت رفع چالشهای تولید سیم آلیاژهای صنعتی و توسعه دانش فنی متالورژیکی و فرایندی ساخت قطعات کاربردی جهت استفاده در صنایع معدنی است
نام و نامخانوادگی | وضعیت شغلی | همکار/مشاور طرح | رشته/مقطع تحصیلی |
مجتبی موحدی | دانشیار دانشگاه صنعتی شریف | مجری | دکتری مهندسی و علم مواد |
اشکان عزلتی | دانشجوی دکتری | همکار | دکتری مهندسی و علم مواد |
فرزانه نصرالله نژاد | فارغالتحصیل کارشناسی ارشد | همکار | کارشناسی ارشد مهندسی و علم مواد |
مائده محسنی | دانشجوی کارشناسی ارشد | همکار | کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک – ساخت و تولید |
دکتر مجتبی موحدی، دانشیار دانشکده مهندسی و علم مواد دانشگاه صنعتی شریف هستند. ایشان در سال 1391 در مقطع دکتری از دانشگاه صنعتی شریف فارغالتحصیل شده و تا کنون بیش از 60 مقاله در مجلات بینالمللی به چاپ رساندهاند و بهعنوان استاد راهنما، پروژههای گوناگونی را در حوزههای مختلف از جمله جوشکاری، اتصال فلزات و کامپوزیتها در مقاطع دکتری، کارشناسی ارشد و کارشناسی راهبری نمودهاند. فهرست فعالیتهای پژوهشی ایشان در اینجا قابل مشاهده است.
تیم حاضر به سرپرستی دکتر مجتبی موحدی، متشکل از دانشجویان و فارغالتحصیلان دانشگاه صنعتی شریف است و با توجه به تجارب قبلی، نیروی انسانی متخصص و زیرساختهای فنی و آزمایشگاهی موجود (از جمله آزمایشگاهها و تجهیزات بررسی ریزساختار و خواص مکانیکی قطعات تولید شده و تجهیزات کارگاهی ساخت و تولید)، در نظر دارد دانش فنی دستگاه ساخت افزایشی فلزی به روش سیم – پودر و قوس الکتریکی را تجاریسازی نموده و در اختیار صنایع مختلف کشور از جمله صنایع معدنی قرار دهد.
ایران با برخورداری از حدود ۶۸ نوع ماده معدنی، ۳۷ بیلیون تن ذخایر کشف شده و ۵۷ بیلیون تن ذخایر بالقوه در میان ۱۵ قدرت معدنی جهان جای گرفته است. استخراج معادن، تصفیه و خالصسازی مواد معدنی و تولید فلزاتی از قبیل فولاد و آلومینیوم بخش مهمی از صنعت کشور را تشکیل میدهند. اما این صنعت در روند تأمین قطعات با مشکلاتی روبرو است که از جمله دلایل آن میتوان به عدم بومیسازی فرایند تولید یا محدودیت واردات تجهیزات و قطعات صنعتی اشاره کرد. فناوری ساخت افزایشی فلزی علاوه بر کاهش قابلتوجه زمان ساخت، تعمیر و بهینهسازی قطعات، موجب کاهش هزینههای تولید شده و با تأمین قطعات موردنیاز در محل، مانع از خسارات قابلتوجه در خطوط تولید صنایع میشود.
بهطورکلی رویکرد جهانی در استفاده از فناوری ساخت افزایشی نشان میدهد که بهکارگیری این فناوری میتواند نقش مهمی در راستای بومیسازی و خودکفایی در فرایند تولید تجهیزات و قطعات پیچیده صنعتی و توسعه پایدار در صنایع معدنی ایفا نماید.
با توجه به تجربه تیم پژوهشی در ساخت نمونه اولیه دستگاه، هدف این طرح، توسعه دستگاه ساخت افزایشی سیم – پودر و قوس الکتریکی با سیستم حرکت 3 و 4 محوره است که قابلیت پرداخت درجای[1] قطعات را دارد. همچنین از اهداف اصلی طرح، افزودن سیستم پاشش پودر به این دستگاه، امکان استفاده همزمان از سیم و پودر، برای ساخت و تعمیر قطعات را میسر خواهد کرد. ایجاد پوششهای سطحی و خواص ویژه موضعی در قطعات از دیگر اهداف این طرح میباشد.
در نهایت محصول توسعهیافته این طرح، شامل یک سیستم حرکتی CNCاست که وظیفه حرکتدادن یک تورچ جوشکاری را بر عهده دارد. در کنار این سیستم سختافزاری، یک نرمافزار اسلایسر و کنترلکننده هوشمند نیز جهت کنترل متغیرهای حرکتی در محصول تعبیه شده است. علاوه بر این، به کمک تجهیزات فرز CNC تعبیه شده روی دستگاه، امکان پرداخت نهایی قطعات بهصورت درجا پس از ساخت نیز وجود دارد.
برای اجرای طرح دو فاز عملیاتی در نظر گرفته شده است:
1- فاز اول شامل توسعه و تکمیل رابط کاربری دستگاه است. به این منظور، سختافزار و نرمافزار دستگاه جهت تسهیل فرایند اپراتور و یکپارچهسازی آن در خطوط تولید صنعتی بهینهسازی خواهند شد. در ادامه، اسکنر سهبعدی روی دستگاه نصب میشود که موجب افزایش دقت و کارایی سیستم فرز CNC خواهد شد.
2- فاز دوم شامل طراحی و ساخت سیستم تغذیه و پاشش پودر روی دستگاه است که به کمک آن امکان ساخت محدوده وسیعی از آلیاژهای فلزی و کامپوزیتها، پوششدهی سطحی و ایجاد خواص ویژه موضعی در قطعات صنعتی فراهم خواهد شد.