اجزا و قطعات ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم کدامند؟
- نویسنده مطلب: الهام خاکعلی
- تاریخ انتشار :
- تعداد دیدگاهها : بدون دیدگاه
قطعات ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم چیست؟
توسعه روشهای عملی و اقتصادیتر تولید، راه را برای مهندسان و طراحان باز کرد تا به سرعت آلومینیوم را در رندرهای خود بگنجانند.
امروزه کاربرد آلومینیوم در صنعت بسیار گسترده شده و از هوافضا گرفته تا لوازم خانگی و خودرویی مورد استفاده قرار می گیرد.
خواص و ویژگیهای متعدد آلومینیوم ثابت کرده است که آلومینیوم فلزی قابل اعتماد و قوی است که عمر استفاده طولانی دارد و همچنین قابلیت کارکردن و شکل دادن به هر فرمی که مناسب با طراحی خاص یاشد را دارد. آلومینیوم را می توان با بیش از 270 ماده معدنی ترکیب کرد و عملکرد آن را بهبود بخشید و مزایای آن را افزایش دهد.
کاربردهای ریخته گری آلومینیوم در صنایع مختلف چیست ؟
مزایای ریخته گری آلومینیوم استفاده از آن را در صنایع مختلف بسیار گسترده کرده است در زیر به معرفی برخی از این صنایع می پردازیم.
اجزای هواپیما
پس از پایان جنگ جهانی دوم، صنعت هوافضا بر استفاده از قطعات آلومینیومی متکی بوده است و تقریباً حدود 80 درصد از ساختار یک هواپیما از قطعات آلومینیومی تشکیل شده است.پر فروشترین قطعات ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم به روش ریخته گری دارای خواص و ویژگی های مورد نیاز صنعت هوافضا هستند.
تولیدکنندگان هواپیما از طریق استفاده از قطعات آلومینیومی ریخته گری به صرفه جویی قابل توجهی دست یافته اند.
- از آلومینیوم به علت آنکه در دماهای بالا و شرایط سخت بسیار عملکرد مطلوبی دارد در تولید قطعات موتور هواپیمای مسافربری و موشک استفاده می شود.
- به دلیل وزن سبک آلومینیوم و استحکام مناسب در طراحی های مدرن بال و بدنه هواپیما به کار می رود.
- قطعات تولید شده به روش ریخته گری آلومینیوم مستحکم بوده و دقیق هستند، از این رو برای کاربردهایی مانند اتصالات و براکت های سیستم هیدرولیک و پنوماتیک هواپیما کاربردی هستند.
خودرو
سازندگان خودرو به طور مداوم به دنبال راه هایی برای گنجاندن قطعات ریخته گری آلومینیومی با استحکام بالا در طراحی های محصولات خود هستند. برای کمک به این فرآیند، تولیدکنندگان ریختهگری آلومینیوم روشها و تکنیکهای خود را به کمال رسانده و بهبود میبخشند تا فرآیندهای تولید را ساده تر کنند و بتوانند بازدهی را با صرف هزینهی معقول افزایش دهند. دوام و قابلیت اطمینان بهترین قطعات ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم به روش ریخته گری آنها را به یک بخش اساسی در بهبود و نوآوری های طراحی خودرو تبدیل کرده است.
اجزا و قطعات ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم در صنعت خودروسازی به شرح زیر است.
- آلومینیوم به علت استحکام و سبکی می تواند جایگزین مناسبی برای فولاد در ساختار بدنه خودرو باشد. استفاده از آلومینیوم در ساخت بدنه خودرو منجر به کاهش وزن خودرو و کاهش مصرف سوخت می شود.
- قطعات مستحکم و سبک سیستم تعلیق خودرو مانند آرماتور و پایه های تعلیق عموما از آلومینیوم ساخته می شوند.
- جعبه گیربکس خودرو به دلیل انکه می بایست سبک و مقاوم باشد از آلومینیوم ساخته می شود.
- قطعات ریخته گری آلومینیومی برای ساخت قطعات خودرو شامل پمپ های روغن، محفظه پمپ آب، کانکتورها، قطعات انتقال و طیف گسترده ای از براکت ها مناسبند.
نورپردازی
نورپردازی آلومینیومی نورهایی غیرسمی و سبک تولید می کند. مقاومت در برابر خوردگی چراغ های ریخته گری آلومینیومی آنها را برای استفاده در فضای باز ایده آل می کند. دو فرآیند محبوب برای تولید وسایل نور، قالب دائمی و ریختهگری گرانشی است که کار با محصول نهایی را آسانتر میکند و میتوان از آن برای تولید قطعات سبک تر آلومینیومی استفاده کرد. همانند تولید قطعات خودرو، تولید وسایل روشنایی با استفاده از ریخته گری آلومینیم از لحاظ زمانی و اقتصادی به صرفه است.
هر کدام از فرآیندهای تولید به راحتی می تواند برای تولید هر طرحی با ویژگی های مورد نیاز سازگار شود. سهولت تولید، وزن پایین محصول نهایی و انعطاف پذیری استثنایی نورپردازی ریخته گری آلومینیوم از دلایل اصلی محبوبیت آن است.
تجهیزات کشاورزی
بسیاری از قطعات ریخته گری آلومینیوم برای کشاورزی دارای الزامات و مشخصات مشابه با قطعات تولید شده برای صنعت خودرو هستند. تفاوت در افزایش استحکام و پایداری مورد نیاز ماشین آلات کشاورزی به دلیل شرایط سخت و استفاده مداوم است. هزینه یک عامل محدوده کننده و نگرانی عمده برای تولیدات کشاورزی است. به همین دلایل است که از ریخته گری آلومینیوم برای محفظه میل لنگ، محفظه جعبه دنده و محفظه موتور استفاده می شود.
هیت سینک ها
عملکرد هیت سینک حذف گرما از قطعات و اجزای طراحی شده در کاربردهای الکترونیکی است. هیت سینک های ریخته گری آلومینیومی نیاز به ماشین کاری کمتری دارند که این امر باعث کاهش هزینه های تولید و افزایش سرعت ساخت می شود. بالههای خنککننده یکی از قابلیت های اضافی هیت سینک می باشد که از طریق حذف گرما راندمان تولید را بهبود میبخشد.
براکت ها
یکی از کاربردهای رایج برای فرآیند ریختهگری آلومینیوم، ساخت براکتها برای تجهیزات سنگین ، مصارف صنعتی و لوازم خانگی است. انتخاب روش ریختهگری آلومینیوم، منجر می شود که جوشکاری یا مونتاژ محصول از بین برود. ساخت تک تکه براکت های آلومینیومی تضمین کننده قدرت براکت بوده که منجر می شود احتمال خرابی آن کمتر باشد.
پروفیل آلومینیوم
یکی از کاربردهای رایج ریخته گری آلومینیوم تولید پروفیل آلومینیومی است.این پروفیل ها به دلیل سبکی، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت ماشین کاری در صنایع مختلف کاربرد دارند.
- ساخت و ساز : تولید در و پنجره ، نمای ساختمان و سازه های سبک
- صنعت خودرو
- صنایع الکترونیک
- کشاورزی :لوله های آبیاری و سازه های گلخانه ای
تجهیزات ورزش گلف
دوام، پایداری و توانایی تولید قطعات مختلف دلیلی است که سازندگان برای تولید تجهیزات گلف به ریخته گری آلومینیوم روی آورده اند. هدف تولیدکنندگان کمک به بازیکنان برای بهبود بازی خود با تجهیزات با کیفیت بالاتر و هزینه کمتر است. انواع قطعات ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم در محصولات گلف شامل گرمکن توپ گلف، چوب گلف، دسته و براکت می باشد
محفظه قطعات الکترونیکی
محفظه های ریخته گری آلومینیومی برای قرار دادن وسایل الکترونیکی حساس در هر نوع محیطی طراحی شده اند. مزیت استفاده از آلومینیوم برای محفظه، محافظت آن در برابر تداخل فرکانس رادیویی ((RFI و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) است. ساختار یکپارچه محصول تولید شده با روش ریخته گری آلومینیوم، محفظه آب بندی شده ای را ایجاد می کند که قادر به تحمل هر نوع شرایطی است.
الزامات محفظه های آلومینیومی ریخته گری توسط انجمن ملی تولیدکنندگان برق (NEMA) ایجاد شده است و استانداردها و مشخصاتی را ارائه می دهد که تولیدکنندگان برای بازاریابی محصولات خود ملزم به رعایت آن هستند.
نظامی
بسیاری از قطعات مورد نیاز در تجهیزات ارتش با استفاده از ریخته گری آلومینیومی تولید می شوند و وظیفه رعایت الزامات خاص دولت را دارند. ماهیت تخصصی قطعات نظامی چالشی را برای تولیدکنندگان ایجاد می کند زیرا تمام قطعات نظامی نیاز به مهندسی دقیق و توجه دقیق به جزئیات دارند. محفظه اطفاء حریق و قطعه دماغه موشک بهترین قطعات ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم و دو جزء منحصر به فرد نظامی هستند که ریخته گری آلومینیوم در تولید آن ها نقش دارد.
محفظه اطفاء حریق
هدف از ساخت محفظه اطفاء حریق، مهار آتش در خودروهای نظامی است به گونه ای که خودرو بتواند بدون ایجاد خطر برای سرنشینان، ضربه مستقیم بخورد.
قطعه دماغه موشک
قطعه دماغه موشک به دماغه موشک متصل است و برای مقاومت در برابر نیروهای G که پرتاب موشک ایجاد می کند، باید دقیقاً ریخته گری شود. فرآیند ریختهگری به دقت نظارت میشود تا اطمینان حاصل شود که فشار محکمی دارد و دقیقاً برای برآورده کردن مشخصات مورد نیاز مهندسی شده است.
مقایسه اجزا و قطعات ساخته شده از آلیاژهای آلومینیوم با سایر آلیاژها
- اگر هدف تولید قطعات سبک باشد آلومینیوم به دلیل انکه چگالی پایین تری نسبت به فولاد و چدن دارد انتخاب مناسب تری است.چگالی فولاد سه برابر آلومینیوم است و همین عامل استفاده از فولاد را در صنعت هوافضا که وزن قطعه عامل مهمی است محدود کرده است.
- اگر هدف ساخت قطعه ای مقاوم در شرایط جوی مختلف باشد استفاده از آلومینیوم به علت آنکه برخلاف فولاد و چدن احتیاج به پوشش دهی ندارد و نسبت به خوردگی مقاوم است پیشنهاد می شود.
- اگر هدف ساخت قطعه ای باشد که رسانای سریع حرارت است استفاده از آلومینیوم که رسانایی حرارتی بالاتری نسبت به فولاد و چدن دارد پیشنهاد می شود.
- اگر هدف تولید قطعه ای دقیق با کمترین میزان ماشین کاری باشد استفاده از آلومینیوم پیشنهاد می شود. زیرا قطعات تولیدی با ریخته گری چدن و فولاد عموما نیاز به ماشین کاری زیادی دارند.
- اگر هدف ساخته قطعه ای مستحکم باشد که در برابر تنش های وارده بسیار مقاوم است استفاده از فولاد و تیتانیوم که بسیار مقاوم تر از آلومینیوم بوده و سختی بهتری دارند پیشنهاد می شود.
- اگر هدف ساخت قطعه ای باشد که قابلیت چکش خواری دارد استفاده از آلومینیوم که به طور قابل توجهی چکش خوارتر و الاستیک تر از فولاد است پیشنهاد می شود.
- اگر هدف ساخت رینگ سبک و مقاومی با قابلیت ماشین کاری و هزینه کم باشد استفاده از آلومینیوم پیشنهاد می شود.
مزایای استفاده از ریختهگری آلومینیوم در تولید قطعات باکیفیت
- هزینه کمتر
- وزن سبک
- مقاومت در برابر خوردگی
- دقت ابعادی بالا
- قطعات ظریف و پیچیده
- تنوع در آلیاژهای آلومینیوم
- سازگاری با محیط زیست
- رسانایی حرارتی
- رسانایی الکتریکی
فناوریهای جدید در تولید اجزا و قطعات از آلیاژهای آلومینیوم
- ریخته گری تحت فشار (دایکاست) : روش تولید سریع قطعات دقیق با کیفیت از طریق تزریق فلز مذاب با فشار به داخل قالب
- ریخته گری دقیق : روش تولید قطعات بسیار دقیق و پیچیده با استفاده از قالب های دقیق ساخته شده به روش ماشین کاری CNC
- فناوری Selective Laser Melting :روش تولید قطعات بسیار پیچیده ای که با سایر روش ها قابل تولید نیست در کوتاهترین زمان و با استفاده از کمترین ابزارها و ماشین آلات. فناوری SLM از لیزر برای ذوب پودر فلز استفاده می کند.لیزر به صورت نقطعه ای پودر را ذوب کرده و لایه به لایه قطعه را می سازد. از SLM جهت ساخت قطعات خاص و سفارشی صنعت خودرو ، هوافضا و پزشکی استفاده می شود.
- استفاده از آلیاژهای جدید : بهبود ویژگی های آلیاژهای قدیمی و افزایش میزان مقاومت و استحکام ان ها