ساخت یکپارچه قطعات کمپرسورهای گازی با فناوری چاپ سه‌بعدی
به گزارش گروه رسانه‌های دیگر خبرگزاری آنا، غلامرضا فیاض، مجری طرح چاپ سه‌بعدی در حوزه قطعات فلزی یا ساخت افزایشی را، تولید قطعات فلزی برای کاربردهای خاص و بر اساس تقاضا (Print on Demand) تعریف کرد و گفت: در این رابطه و همسو با انقلاب صنعتی چهارم فعالیت تحقیقاتی گسترده‌ای از قریب به هشت سال پیش در دانشگاه تفرش آغاز شد.
وی با بیان این که گزارش فعالیت‌های تحقیقاتی این گروه در مجله معتبر Additive Manufacturing (ساخت افزایشی) چاپ شده است، کاربردهای چاپ سه‌بعدی در قطعات فلزی را شامل ساخت یکپارچه قطعات کمپرسورهای گازی و نیز صنعت توربین‌سازی دانست و اضافه کرد: صنعت کمپرسورسازی و توربین‌سازی از جمله صنایعی هستند که فناوری ساخت آنها تنها در اختیار شرکت‌های بزرگ جهانی قرار دارد.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش در خصوص کمپرسورهای گازی گفت: این کمپرسورها یکی از پیچیده‌ترین تجهیزات مورد نیاز صنایع به‌ویژه صنعت نفت هستند و در صنایع گاز و پتروشیمی نیز کاربرد دارند.
فیاض ضمن اشاره به انتقال گاز به خانه‌ها از طریق کمپرسور، پره‌های این قطعه را دارای یکی از پیچیده‌ترین روش‌های ساخت دانست و خاطرنشان کرد: این پره‌ها باید به صورت یک‌تکه ساخته شود.
وی با اعلام این که تاکنون برخی برای ساخت یک‌تکه کمپرسور گاز پتنت ارائه کرده‌اند، این موضوع را بسیار مهم دانست و توضیح داد: ساخت پره‌های کمپرسور به صورت قطعات مجزا و اتصال آنها به یکدیگر از طریق جوش مشکل‌ساز است؛ این از آن رو است که جوش باعث تغییر شکل (Deformation) آنها می‌شود.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش علت مشکل‌ساز بودن ساخت کمپرسور در قطعات مجزا را سرعت حرکت با دور زیاد این پره‌ها عنوان کرد و افزود: بر این اساس روش ساخت افزایشی یکی از بهترین روش‌های ساخت پره‌های کمپرسور گازی به شمار می‌آید.
فیاض سپس به ارائه توضیحاتی درباره چاپ سه‌بعدی پرداخت و تشریح کرد: مهمترین ویژگی این نوع چاپ، ماهیت افزایشی آن یا همان شکل‌دهی به قطعات است. در این زمینه می‌توان به مثال تزئین کیک با خامه قنادی اشاره کرد.
وی با بیان این که ساخت افزایشی ایده اولیه چاپ سه‌بعدی است، ادامه داد: در این نوع ساخت جسم مورد نظر از طریق "افزودن لایه لایه" ساخته می‌شود؛ چنان که در درست کردن کیک یا تزئین آن نیز از همین تکنیک استفاده می‌شود.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش تصریح کرد: در این تکنیک ابتدا جسم را که متشکل از ماده تشکیل‌دهنده آن است به صورت روان یا مایع درآورده و سپس به آن شکل می‌دهیم.
فیاض، منبع حرارتی روان‌سازی قطعه مورد نظر را لیزر عنوان کرد و تأکید کرد: لیزر از دقت بالایی برخوردار است.
وی خاطرنشان کرد: در ساخت پره توربین جت یا پروانه کمپرسور گازی، پودر فلزی که جنس این پره‌ها است به کمک منبع حرارتی (لیزر) ذوب شده و به آن شکل داده می‌شود.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش با بیان این که قطعه مورد نظر بعد از شکل‌دهی سرد و خشک می‌شود، اضافه کرد: در این مرحله اصطلاحاً انجماد یا Solidification رخ می‌دهد.
فیاض خاطر نشان کرد: از آنجایی که تکنیک مورد نظر به صورت رباتیک (به وسیله ربات) و با ماشین CNC انجام می‌شود، شکل قطعه حاصل شده همانند شکل پره توربین است.
وی تولید قطعات فلزی به‌ویژه برای کاربردهای خاص و بر اساس تقاضا (POD) را برگرفته از صنعت چاپ و نشر دانست و توضیح داد: در صنعت چاپ دیجیتال امکان چاپ و نشر بر اساس تقاضا محقق شده است. این در حالی است که در صنایع نفت و گاز زیاد اتفاق می‌افتد که قطعاتی را خریداری و در انبارها نگهداری کنند؛ به کمک صنعت چاپ سه‌بعدی می‌توان قطعات فلزی مورد نیاز را برحسب تقاضا ساخت.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش با بیان اینکه در صورت محقق شدن این امر موضوع انبارداری که در رابطه با نگهداری قطعات و تجهیزات صنعتی مطرح است به کلی حذف می‌شود، از بهره‌برداری از نخستین اتومبیل ساخته شده به وسیله تکنیک چاپ سه‌بعدی در سال 2025 خبر داد و افزود: در حال حاضر شرکت جنرال الکتریک موفق به چاپ سه‌بعدی موتور جت شده است.
فیاض، موضوع فوق را به تحقیق چاپ شده وورد اکونومیک (World Economic) ارجاع داد و اظهار کرد: بر اساس این تحقیق 84.1 درصد از 800 متخصص تکنولوژی معتقد به محقق شدن چاپ 3 بعدی یک اتومبیل کامل تا سال 2025 هستند. این در حالی است که 81.1 درصد این متخصصان معتقد هستند تا سال 2025 چاپ سه‌بعدی 5 درصد تمام محصولات مصرفی دنیا محقق می‌شود.
وی در همین رابطه افزود: تا سال 2025 ،10 درصد پوشش‌های (لباس‌ها) مردم به اینترنت متصل می‌شوند و حتی امروزه ساعت‌های متصل به اینترنت فراگیر شده‌اند.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش تکنولوژی cladding یا laser cladding را پایه و اساس ساخت افزایشی و چاپ سه‌بعدی قطعات حساس عنوان کرد و ادامه داد: از آن جایی که ساخت به روش‌های مذکور از طریق ربات و ماشین‌های CNC انجام می‌شود، طراحی و تعیین صحیح مواردی همچون قطر لیزر، جنس قطعه و ... دارای اهمیت بوده و در چنین صورتی، ساخت قطعه نیز بدون اشکال انجام خواهد شد.
فیاض با اعلام این که کار تحقیقاتی انجام شده در دانشگاه تفرش به پایان رسیده و نیاز است که به مرحله عملیاتی برسد، بر لزوم سرمایه‌گذاری در زمینه امکانات و تجهیزات مورد نیاز در این صنعت تأکید و خاطرنشان کرد: در دانشگاه نمی‌توان کارخانه ساخت.
وی با اشاره به این که طرح مورد نظر هنوز ثبت پتنت نشده، اما در قالب گزارش در مجله معتبر "ساخت افزایشی" به چاپ رسیده است، گام بعدی محققان این طرح را ثبت پتنت برشمرد و اضافه کرد: طرح حاضر آماده بهره‌برداری در صنعت نفت است.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش سخت‌کاری فلزی را مورد نیاز صنایع دانست و در این باره توضیح داد: در لوله‌ها و تجهیزات فلزی پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها مواد خورنده در جریان است. این مواد باید با توجه به نوع خاص خورندگی موجود، ضد خوردگی شود.
فیاض با بیان این که صنعت ساخت قطعات خودرو و نیز تمام قطعات فلزی دارای ارزش بالا در حال حرکت به سمت چاپ سه‌بعدی است، به بهره‌مندی محققان این طرح از شبیه‌سازی (simulation) ابررایانه دانشگاه تفرش اشاره کرد و گفت: این نوع شبیه‌سازی از نوعی است که روی دستگاه CNC نصب می‌شود؛ به عبارتی شبیه‌سازی که به برنامه کاربردی دستگاه‌های CNC تبدیل شده، بر روی دستگاه نصب می‌شود و ربات، دیتای مورد نظر خود را از آن برداشت می‌کند.
انقلاب صنعتی چهارم که اصطلاحاً به آن سایبرفیزیکال سیستم می‌گویند، ناظر بر اضافه شدن محاسبات به سیستم‌های فیزیکی یا در کلام دیگر دسترسی اشیاء به اینترنت و تعامل سازنده آنها با یکدیگر است. این در حالی است که اینترنت تاکنون تنها تعامل و ارتباط بین انسان‌ها را فراهم آورده است.
به دنبال اینترنت‌دار شدن اشیاء و وصل شدن شبکه‌های مختلف به یکدیگر، چیزی به نام شهر هوشمند حاصل می‌شود که دارای حمل و نقل هوشمند، انرژی هوشمند، ساختمان‌های هوشمند، تکنولوژی هوشمند و صنعت هوشمند است. در چنین شهری تعمیر و نگهداری، بازرسی، ایمنی، تولید، خدمات، خدمات بعد از فروش و ... نیز به صورت هوشمند انجام می‌شود.
بر این اساس، مهمترین دستاورد انقلاب صنعتی چهارم "مدیریت هوشمند منابع بر اساس داده‌های کلان" (Big Data) است که در نهایت منجر به کاهش هزینه و افزایش راندمان می‌شود. در حال حاضر کشور ایران نیز در آستانه ورود به انقلاب صنعتی چهارم بوده و بسیاری از مدیران ارشد صنایع مختلف به اراده و عزم کشور برای فراهم کردن بسترهای مناسب، زیربناهای ساختاری و آموزش نیروی انسانی متخصص اشاره کرده‌اند.
«طراحی و شبیه‌سازی ساخت یکپارچه قطعات کمپرسورهای گازی» به روش چاپ سه‌بعدی که ماحصل تلاش هشت ساله تحقیقات انجام شده در دانشگاه تفرش به سرپرستی دکتر غلامرضا فیاض است، از لحاظ دستیابی به دانش فنی طراحی و ساخت این قطعات و پایین آمدن هزینه تعمیر و نگهداری آنها دارای اهمیت بوده و طرحی همسو با انقلاب صنعتی چهارم به حساب می‌آید.
منبع: ایسنا
انتهای پیام/