جستجو در تالارهای گفتگو

بهینه سازی تغذیه گذاری قطعات ریختگی با استفاده از کامپیوتر امروزه با توجه به اهمیت مباحث اقتصادی در امکان پیشرفت تولید کنندگان و رقابتی شدن تولید، کاهش هزینه های تولید یکی از موثرترین پارامترهای موجود در امکان سنجی تولید قطعات صنعتی می باشد. با توجه به اینکه قطعات ریختگی نیز از این امر مبری نمی باشند، لذا ضروری است تا در حین مراحل طراحی، به گونه ای عمل شود تا حداکثر بهره ریختگی به همراه حداکثر بهره تولید برآورده گردد که در این صورت می توان به یک طرح بهینه برای تولید قطعات ریختگی دست یافت. این طرح بهینه شامل حداقل مذاب مصرفی به عنوان ماده اولیه و نیز در برداشتن خواص متالورژیکی مورد نظر مشتریان می باشد. با توجه به اینکه عمدتا در خرید و فروش نهایی قطعات ریختگی، وزن خالص قطعه محاسبه می گردد، لذا هر گونه کاهش در میزان مذاب مصرفی سبب خواهد شد تا ریخته گر بتواند قیمت های مقبول تری را برای قطعات سفارشی پیشنهاد دهد. پس از پایان انجماد، سیستم تغذیه گذاری از قطعه جدا شده و بازیابی می شود. بنابراین کاهش وزن سیستم تغذیه گذاری یکی از راه های موثر در کاهش هزینه های تولید می باشد. در این راستا مجموعه ای از تحقیقات برای بهینه سازی سیستم هوشمند تغذیه گذاری قطعات فولادی به کمک کامپیوتر در بخشی ریخته گری دانشگاه صنعتی شریف در قالب یک پروژه دکترا صورت بذیرفت. در ادامه به اختصار به ذکر برخی از نتایج مربوط پرداخته می شود. در روش ارائه شده قطعات ریخته گری به همراه یک سیستم تغذیه گذاری از پیش طراحی شده به عنوان طرح اولیه در نظر گرفته شد. در این طرح تغذیه ها از ترکیب اشکال ساده هندسی، شامل مکعب مستطیل، استوانه، مخروط ناقص و نیمکره ایجاد می شوند. پارامترهای مربوط به ابعاد و مکان این اجزا به عنوان متغیرهای طراحی در نظر گرفته شدند. مجموع وزن سیستم تغذیه رسانی به عنوان تابع هدف انتخاب شد. لازم به ذکر است که در یک فرایند بهینه سازی، تابع هدف کمیتی است که مقدار کمینه آن مطلوب می باشد. به بیان ساه تر هدف از مساله بهینه سازی تعریف شده، تعیین مقدار بهینه پارامترهای سیستم تغذیه گذاری است به گونه ای که وزن سیستم تغذیه گذاری کاهش یابد. حل مساله بهینه سازی مربوطه توسط روش های بهینه سازی عددی صورت پذیرفت. ‏برخی از نتایج مربوط به این پژوهش در شکل زیر ‏آورده شده است. در این شکل طراحی اولیه در کنار طرح نهایی حاصل از بهینه سازی نشان داده شده است. سایه روشن ها در شکل نشان دهنده زمان انجماد موضعی نقاط مختلف قطعه است. مطابق شکل شرایط انجماد جهت دار در طرح نهایی حاصل شده است و نهایتا وزن سیستم تغذیه رسانی نیز کاهش یافته است. هدف نهایی پژوهش انجام شده که در مراحل اول بسیار موفقیت آمیز نیز بوده است، ارائه یک نرم افزار هوشمند برای طراحی تغذیه بهینه قطعات ریختگی و نهایتا کاهش نقش نیروی انسانی و سلایق شخصی مهندسین طراح در روند طراحی تولید است. مسیر طی شده برای چنین طراحی را می توان به صورت زیر خلاصه کرد: در مرحله اولیه شبیه سازی، کاربرد هندسه قطعه مورد نظر خود را برای نرم افزر شبیه سازی تعریف می کند و پس از تعریف خواص مواد مورد استفاده، نرم افزار شبیه سازی به صورت هوشمند و با در نظر گرفتن محدودیت های ناشی از فرایند ریخته گری شکل، اندازه، محل و تعداد تغذیه های بهینه را برای قطعه پیشنهاد دهد و در نهایت نتایج چنین طراحی را نمایش دهد. البته سیستم تغذیه گذاری پیشنهاد شده توسط الگوریتم پیشنهادی در حال حاضر از جامعیت کاملی برخوردار نیست و مساذل تکنیکی پس از ریخته گری را شامل برسکاری تغذیه و هندسه های ممکن برای تفذیه را در نظر نمی گیرد که در آینده به آن پرداخته می شود. از جمله مهمترین عوامل موثر بر راندمان ریخته گری نوع، ابعاد و وزن تغذیه های قطعه می باشد. استفاده از مواد اگزوترم و عایق در ساخت تغذیه یکی از کارآمدترین روش ها در افزایش راندمان تغذیه ها است. در کنار استفاده از این مواد طراحی مناسب، تعداد، ابعاد و هندسه تغذیه به همراه موقعیت قرار گیری آن نیز روشی است که سبب افزایش راندمان ریختگی خواهد شد.‏به علت انقباض مذاب در حین انجماد، عیوب انقباضی به صورت ریز مک های پراکندگی یا حفره های انقباضی متمرکز در قطعات ریخته گری تشکیل می شوند. یکی از روش های موثر در حذف و کنترل این عیوب، فراهم کردن شرایط انجماد جهت دار به کمک تغذیه گذاری قطعات ریختگی است. طراحی سیستم تغذیه گذاری شامل معین کردن تعداد، مکان و شکل و ابعاد تغذیه هاست. منبع: خبرنامه شبیه سازی، (مرکز پژوهش های متالورژی رازی)