معرفی فرایندهای نوین در مهندسی مواد

4 مرحله اصلی برای تولید محصولات وجود دارد که عبارتند از: اختلاط پودر، تراکم، تف جوشی و تکمیل نهایی. پودر از فلز یا سرامیک تهیه می شود و سپس به شکل دلخواه فشرده می شود. بیشتر فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، پیوند بین دو قطعه ماده با استفاده از یک یا ترکیبی از سه نوع انرژی ایجاد می شود: حرارتی، شیمیایی یا مکانیکی.پردازش مواد در زمینه علم و مهندسی مواد مرکزی است و گامی حیاتی در تولید است. تبدیل ماده اولیه به محصول نهایی در سه مرحله انجام می شود: آماده سازی ماده اولیه، عملیات فرآوری و عملیات پس از پردازش.خانواده‌های اصلی فلزات، سرامیک‌ها، شیشه‌ها، پلیمرها و الاستومرها را می‌توان در هندسه‌های مختلف برای ایجاد هیبرید ترکیب کرد.به طور سنتی سه دسته اصلی مواد فلزات، پلیمرها و سرامیک ها هستند. نمونه هایی از این موارد عبارتند از فولاد، پارچه و سفال. این کلاس ها معمولا منابع، ویژگی ها و کاربردهای کاملا متفاوتی دارند.

3 دسته پردازش مواد کدامند؟

• ریخته گری (فلزات مایع و پلیمرهای نیمه جامد)
• فرآوری پودر (فلزات و سرامیک به صورت پودر)
• پردازش تغییر شکل فله (فلزات به صورت فله یا ورق)

شش نوع اصلی پردازش فرآیندهای نوین در مهندسی مواد چیست؟

• تولید تکراری.
• ساخت گسسته.
• کارگاه تولیدی.
• تولید فرآیندی (پیوسته).
• تولید فرآیندی (دسته ای).
• پرینت سه بعدی.

فرآیندهای مادی چیست؟

فرآوری مواد به عنوان مجموعه ای از مراحل یا "عملیات واحد" مورد استفاده در ساخت مواد خام به کالاهای نهایی تعریف می شود.این عملیات شامل فرآیندهای صنعتی متوالی با روش‌های مختلف مکانیکی یا شیمیایی است که معمولاً در مقادیر یا دسته‌ای زیاد تولید می‌شوند. فرآوری عبارت است از گرفتن یک محصول خام و تبدیل آن به یک ماده، به عنوان مثال، تبدیل دانه های وانیل به عصاره وانیل. ساخت زمانی اتفاق می افتد که مواد اولیه خریداری شده و با سایر مواد برای ساخت محصول نهایی استفاده می شود.

اکستروژن، ،فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

فرآیند تشکیل چیزی با فشار دادن یا بیرون راندن آن، به ویژه از طریق یک دهانه کوچک: فعالیت آتشفشانی منجر به بیرون راندن یک ورقه گدازه شد. یک مثال ساده از اکستروژن، اسباب بازی هایی هستند که هنگام بازی با خمیر بازی استفاده می شوند. اقلامی که خمیر بازی به منظور ایجاد یک شکل خاص از میان آنها فشار داده می شود، قالب است. و فرآیند اکستروژن نامیده می شود. برای اینکه قالب شکل دلخواه را ایجاد کند، باید مواد را با قدرت از آن عبور داد.پردازش اکستروژن یک فناوری پردازش متداول در صنایع غذایی با کاربردهای گسترده است. این یک سیستم پردازش است که از یک پیچ یا مجموعه ای از پیچ ها برای فشار دادن مواد غذایی به داخل یک دهانه کوچک استفاده می کند. اکستروژن، فرآیندهای نوین در مهندسی مواد که فلز یا مواد دیگر از طریق یک سری قالب‌ها برای ایجاد شکل‌های دلخواه مجبور می‌شوند. بسیاری از سرامیک ها با اکستروژن تولید می شوند، زیرا این فرآیند امکان تولید کارآمد و مداوم را فراهم می کند.

فورج، فرآیند های نوین در مهندسی مواد

آهنگری یک فرآیند تولیدی است که شامل شکل دادن به فلز از طریق چکش کاری، فشار دادن یا نورد است. این نیروهای فشاری با چکش یا قالب وارد می شوند. آهنگری اغلب بر اساس دمایی که در آن انجام می شود طبقه بندی می شود - آهنگری سرد، گرم یا گرم. هدف از آهنگری ایجاد قطعات فلزی است. در مقایسه با سایر روش‌های ساخت، آهنگری فلز برخی از محکم‌ترین قطعات تولیدی موجود را تولید می‌کند. همانطور که فلز گرم و فشرده می شود، ترک های جزئی مهر و موم می شوند و هر فضای خالی در فلز بسته می شود.
آهنگری به عنوان فرآیندهای نوین در مهندسی مواد گرم کردن، تغییر شکل و تکمیل یک قطعه فلز تعریف می شود. آهنگری با فشار دادن مواد به شکل های سفارشی یا با نیروی قوچ در حال افتادن بر روی سندان یا توسط پرس قالب که یک قطعه فلز را در بر می گیرد و قطعه را تحت فشار قرار می دهد ساخته می شود.

نورد در متالورژی چیست؟

عملیات نورد جز فرآیندهای نوین در مهندسی مواد به شمار میرود. در فلزکاری، نورد فرآیند شکل‌دهی فلز است که در آن استوک فلزی از یک یا چند جفت رول عبور داده می‌شود تا ضخامت کاهش یابد، ضخامت یکنواخت شودویا خاصیت مکانیکی مورد نظر ایجاد شود.در فرآیند نورد، تغییر شکل دائمی با قرار دادن مواد در معرض تنش فشاری بالا با اجازه دادن به مواد برای عبور از شکاف بین دو رول استوانه‌ای دوار به دست می‌آید. رول ها ممکن است مسطح یا شیاردار باشند و در فاصله ثابتی از یکدیگر قرار می گیرند.فولاد برای کاهش ضخامت فلز و همچنین یکنواخت شدن آن تحت فرآیند نورد قرار می گیرد. در این فرآیند، فولاد بین دو رول قرار می‌گیرد که ضخامت آن با دستکاری جهت طول فولاد به جای جهت عرض تغییر می‌کند. نورد پرکاربردترین فرآیند تغییر شکل است. متشکل از عبور فلز از بین دو غلتک است که تنش های فشاری اعمال می کند و ضخامت فلز را کاهش می دهد. در جایی که قرار است اشکال ساده به مقدار زیاد ساخته شود، نورد اقتصادی ترین فرآیند است.نورد پرکاربردترین روش شکل دادن به فلزات است و به ویژه در ساخت فولاد برای استفاده در ساخت و ساز و سایر صنایع اهمیت دارد. نورد ممکن است زمانی انجام شود که فولاد گرم (نورد گرم) یا سرد (نورد سرد) باشد به همین دلیل جز فرآیندهای نوین در مهندسی مواد به شمار می رود.رول فرمینگ مزایای دیگری نیز نسبت به ترمز و اکسترود دارد.

در مقایسه با فرمینگ ترمز، رول فرمینگ می تواند قطعات بیشتری را با یکنواختی و قوام بیشتر در طول قطعه تولید کند. شکل دهی رول نیز عملیات چند مرحله ای، ضایعات برش و بریدگی را از بین می برد.در حالی که فولاد ملایم ممکن است رایج ترین ماده خام برای شکل دهی رول باشد، هر فلز انعطاف پذیر به عنوان بازی منصفانه در نظر گرفته می شود. مواد سنتی عبارتند از: فولاد گالوانیزه و گالوانیزه. فولاد ضد زنگ.انواع فرآیند نورد در صنعتفولاد، منیزیم، آلومینیوم، مس و آلیاژهای آنها موادی هستند که معمولا نورد می شوند. در نتیجه اصطکاک بین رول ها و سطح فلز، فلز تحت تنش های فشاری بالایی قرار می گیرد.امروز فرآیند های نوین در مهندسی مواد در کشور ما مورد توجه صنعتگران قرار نمیگیرد. جهت دانه اصطلاحی است که برای توصیف جهت نورد فلز پس از تبدیل شدن به ورق، صفحه یا کلاف استفاده می شود. این روش تولید جایی است که فلز داغ از طریق غلتک‌ها فشرده می‌شود و به شکل اجباری در می‌آید و کریستال‌ها را در این فرآیند طولانی می‌کند.

نتیجه گیری

گروه آموزشی پارس پژوهان با برگزاری دوره های تخصصی مهندسی مواد و متالورژی، مهندسی مکانیک، مهندسی هوافضاو... که شامل انتخاب فولاد و عملیات حرارتی، کلید فولاد و... که می توان گفت با یادگیری کامل به بررسی فرآیند های نوین در مهندسی مواد پرداخت همچنین به شما عزیزان کمک میکند تا هر چه سریعتر وارد بازار کار شوید.

نویسنده: مصطفی عینعلی ، کارشناس دپارتمان مهندسی مواد گروه آموزشی پارس پژوهان