به کار گیری نمونه زنی سریع SLS در فرآیند ریخته گری
با توجه به کاهش روزافزون زمان برای اعمال تغییرات و بهبود قطعات و ماشین آلات، سازندگان هر روزه برای ساخت قطعات و سیستم های جدید تحت فشار بیشتری قرار میگیرند. شرکت های ریخته گری نیز با توجه به نقش عظیم خود در تولید قطعات اولیه از این قاعده مستثناء نبوده و به منظور حفظ جایگاه رقابتی خود مجبور به طراحی محصول و فرآیند خاص هر قطعه و ارائه نمونه در سریع ترین زمان هستند. با توجه به افزایش پیچیدگی قطعات ریخته گری، زمان و هزینه های کلان مدل سازی مانع بزرگی برای چالاکی هرچه بیشتر این صنعت برای هماهنگی با پیشرفت علوم به شمار می آید. از طرف دیگر برای تولید بسیاری از قطعات خاص امکان مدلسازی، قالبگیری، ماهیچه زنی و مونتاژ و ریخته گری با روش های متداول با توجه به هندسه های بسیار پیچیده وجود ندارد. این بن بست عظیم در صنعت ریخته گری با ظهور فرآیند زینتر انتخابی لیزری (SLS) از میان برداشته شده است. این روش نمونه زنی سریع که پیدایش و ثبت اختراع آن به دهه هشتاد میلادی در آستین آمریکا برمی گردد در ابتدا برای ساخت نمونه های پلیمری استفاده میشد ولی با اثبات کارایی آن نقش بیشتری را در تحقیقات محققان برای افزایش دامنه مواد کاربردی به خود اختصاص داده است.
تصویر شماره1 : اصول کلی روش زینتر لیزری انتخابی (SLS)
انواع فلزات، سرامیک ها، پلیمرها از جمله موادی هستند که برای ساخت اشکال و هندسه ها به کار رفته و کار روی توسعه مواد کاربردی به حدی بالا رفته که حتی کاربرد آرد ماش مورد بررسی چندین مقاله قرار گرفته است. در این صنعت ریخته گری نیز از این تکنولوژی جدید بهره برداری بسیار عالی نموده و جهت فائق آمدن بر موانع نمونه زنی سریع با اندکی تغییرات در مواد و پارامترهای فیزیکی اقدام به ساخت ماهیچه ها و قالبهای ماسه ای ریخته گری برای نمونه زنی کرده است.
در تصویر شماره 2 در سمت چپ تصویر شاهد ماهیچه های بسیار پیچیده و ناهمگنی هستیم به هیچ عنوان با روش های معمول ریخته گری قابل تولید نیستند. مخصوصا ماهیچه های نازک موجود در قطعه که فقط به روش ماهیچه زنی دالتون آن هم در موارد بسیار محدود و آلیاژهای خاص امکان تولید دارند و حتی در صورت قابلیت تولید می بایست برای تولید نمونه اولیه این قطعه ده ها مدل و جعبه ماهیچه با صرف ماه ها زمان ساخته شود که با محاسبه زمان و هزینه ساخت از منظر اقتصادی اصلا به صرفه نخواهد بود در حالی که این قطعه به آسانی با روش زینتر لیزری انتخابی در سال 2000 میلادی در آمریکا ساخته شده است.
شکل سمت راست تصویر شماره 2 قطعه ریخته گری این نمونه است.
مزایای کلی نمونه زنی سریع به این روش عبارتند از :
• سرعت بالای این روش
• دقت ابعادی بالا
• کیفیت سطحی خوب (تصویر شماره 3)
• امکان تولید اشکالی که به روش های معمول ریخته گری قابل تولید نیستند و به عبارتی سطح جدایشی نمیتوان برای هندسه آنها در نظر گرفت (تصویر شماره 4)
• ساخت ماهیچه های بسیار طویل با سطح مقطع نازک
• تقلیل هزینه های نمونه زنی، تست فرآیند ریخته گری و حذف عملیات اصلاحی روی قطعات با جعبه ماهیچه های فراوان بعد از ساخت ادوات تولید
در تصاویر 5 و 6 چند نمونه دیگر از ماهیچه ها و قالب های ساخته شده به این روش را مشاهده میکنید. در سال های اخیر این تکنولوژی به صورت تجاری درآمده و در دسترس عموم قرار گرفته و توانسته توانایی واحد های ریخته گری را مخصوصا در تولید قطعات تیراژ پایین و نمونه زنی سریع ارتقا داده است.
مراجع
1 ) Ba Bach Dinh1, 2, *, Yanling Guo1, a, Tat Thang Nguyen2, b and Nho Tho Tran2, c 1College of Mechanical and Electrical Engineering, Northeast Forestry University,
Harbin 150040, China 2Vietnam National University of Forestry, Hanoi 156200, Vietnam
2 ) Discrete Multi-Material Selective Laser Sintering (M2SLS): Development for an Application in Complex Sand Casting Core Arrays Brad Jackson, Kris Wood, Joseph J. Beaman 2000 Solid Freeform Fabrication (SFF) Symposium
3 ) C.R. Deckard, Method for producing parts by selective sintering, Google Patents, 1997.