رابطه دو سر برد
تکنولوژی چگونه صنعت ریخته‌گری را متحول کرد؟
تکنولوژی یک نوش‌دارو نیست که بتوان برای فرآیندهای کسب‌وکار که صحیح انجام نمی‌شود تجویز کرد، اگر از تکنولوژی به عنوان یک اکسیر شفابخش برای فرآیندهای اشتباه خود استفاده کنید تنها سرعت انجام این اشتباهات را تندتر کرده‌اید. از سوی دیگر نباید از کاربردهای تکنولوژی‌ها در کسب‌وکارها بی‌اطلاع بود، تکنولوژی‌ها می‌توانند سازمان‌ها را کاراتر، اثربخش‌تر و نوآورتر کنند. به‌طور مثال یکی از پیشرفت‌های انجام‌شده در سال‌های اخیر پیشرفت در اندازه است. یک شرکت پیشرو در صنعت نانو توانسته تراشه‌ای به پهنای ۱۳۰ نانومتر تولید کند. هر نانومتر معادل صد‌هزارم عرض موی انسان است. شاید ساختن چنین تراشه‌های کوچکی بسیار دور از ذهن به نظر برسد ولی حقیقت دارد و شرکت‌های مختلفی به دنبال تولید تراشه‌هایی این‌چنین کوچک ولی با سرعت و توانایی‌های بالا هستند، در واقع تکنولوژی نانو به دنبال کنترل سطوح اتمی و زیراتمی به منظور ساخت دستگاه‌ها و ابزارهای بسیار کوچک است. همان‌گونه که مشاهده می‌کنید تکنولوژی نانو برعکس تولید سنتی است. برای مثال در شیوه سنتی برای تولید یک خلال دندان از تنه یک درخت شروع می‌کنند و با تراشیدن و تکه‌تکه کردن آن به اندازه کوچک مورد نظر می‌رسند ولی در تکنولوژی نانو فرآیند تولید با ساخت کوچک‌ترین واحد تشکیل‌دهنده و گسترش آن شروع می‌شود. این مثال آورده شد تا از دریچه دیگری به موضوع رابطه امروز صنعت و تکنولوژی نگاه کنیم. امروز تکنولوژی برای صنعت و برای بقای این حوزه به باید تبدیل شده است. همانند حوزه‌های دیگر ریخته‌گری قطعات فولادی و چدنی، آهنگری، قالب‌سازی و ماشین‌سازی در صنعت نیز از تحولات تکنولوژیک بی‌بهره نیستند و دچار تحولات مهمی شده‌اند.
در زیر رابطه تکنولوژی و ریخته‌گری روایت می‌شود تا اهمیت ارتباط میان علم و صنعت نمایان‌تر شود.
استفاده از تکنولوژی‌های نوین در ریخته‌گری
استفاده از تکنولوژی‌های نوین در ریخته‌گری: استفاده از تکنولوژی‌های نوین در صنعت ریخته‌گری می‌تواند به بهبود کارایی و کیفیت تولیدات کمک کند. برخی از این تکنولوژی‌ها شامل موارد زیر هستند:
سیمولاسیون کامپیوتری: استفاده از نرم‌افزارهای سیمولاسیون کامپیوتری برای پیش‌بینی رفتار جریان مواد در فرآیند ریخته‌گری و بهینه‌سازی طراحی قالب‌ها و سیستم‌های ریخته‌گری.
چاپ سه‌بعدی (۳D Printing): تکنولوژی چاپ سه‌بعدی به تولید قالب‌ها و الگوهای ریخته‌گری با دقت بالا و پیچیدگی‌های مختلف کمک می‌کند.
هوش مصنوعی و اینترنت اشیا (IoT): استفاده از سنسورها و داده‌های جمع‌آوری‌شده از طریق IoT و تجزیه‌و‌تحلیل آنها با هوش مصنوعی می‌تواند به پیش‌بینی نیاز به تعمیر و نگهداری تجهیزات ریخته‌گری کمک کند.
بهره‌گیری از روباتیک: روبات‌ها در فرآیندهای خودکار و تکراری می‌توانند در جایگزینی انسان‌ها و افزایش دقت و سرعت در فرآیند ریخته‌گری مفید باشند.
مصرف انرژی پایین و مواد مستدام: استفاده از تکنولوژی‌های مدرن برای کاهش مصرف انرژی و مواد در فرآیندهای ریخته‌گری و انتخاب مواد مستدام می‌تواند به حفاظت از محیط زیست کمک کند.
این تکنولوژی‌ها به صنعت ریخته‌گری امکانات جدیدی می‌دهند و به کاهش هدررفت مواد و افزایش کیفیت و کارایی فرآیندها کمک می‌کنند.
ذوب با استفاده از اشعه الکترونی
ذوب با استفاده از اشعه الکترونی یک فرآیند پیشرفته در دنیای علم و صنعت است که به عنوان «الکترون بیماری» هم شناخته می‌شود. در این فرآیند، اشعه‌های الکترونی برای ذوب مواد جامد به کار می‌روند. این فرآیند دارای ویژگی‌هایی نظیر دقت بالا، کنترل دما و سرعت دقیق، و کاهش آلایندگی‌های ناشی از فرآیند ذوب است.
استفاده از اشعه الکترونی در ذوب مواد، به ویژه در صنایعی مانند صنایع متالورژیک و فلزی، می‌تواند به بهبود کیفیت و عملکرد محصولات کمک کند. این فرآیند به عنوان جایگزینی برای فرآیندهای سنتی مانند کوره‌های ذوب بازیافت مواد اولیه نیز در نظر گرفته می‌شود.
مزایای استفاده از اشعه الکترونی در ذوب شامل کاهش مصرف انرژی، کاهش آلایندگی‌ها، کنترل دقیق دما و سرعت ذوب، و توانایی ذوب مواد با نقطه ذوب بالاست. این تکنولوژی باعث بهبود کارایی و کارایی فرآیند ذوب می‌شود و در تولید مواد با ویژگی‌های خاص مفید است.
هیترهای شناور
هیترهای شناور یا «شناورهای گرمایی» دستگاه‌هایی هستند که برای گرم کردن مایعات و گازها در مخازن، مخازن تانکری، یا محیط‌های دیگر کاربرد دارند. این دستگاه‌ها معمولاً در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، فرآیندهای صنعتی و تولید مواد شیمیایی به کار می‌روند.
ویژگی‌های هیترهای شناور
شکل شناور: این دستگاه‌ها دارای طراحی شبیه به یک شناور یا پلاکت هستند که درون مایعات قرار می‌گیرند. این شکل شناور به هیتر امکان مستقر شدن در سطح مایع را می‌دهد.
انتقال حرارت: هدف اصلی هیترهای شناور انتقال حرارت از منبع گرمایی به مایع درون مخزن یا مخزن تانکری است تا مایع گرم شود و در فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.
منابع گرمایی: منابع گرمایی هیترهای شناور می‌توانند از نوع الکتریکی، بخار، گازی، یا روغنی باشند.
کنترل دما: هیترهای شناور معمولاً دارای سیستم‌های کنترل دما هستند تا دمای مایع را در محدوده مورد نیاز نگه دارند.
مواد ساخت: این دستگاه‌ها از جنس‌های مقاوم به حرارت و شیمیایی معین ساخته می‌شوند تا در محیط‌های صنعتی سخت و متنوع عمل کنند.
هیترهای شناور در صنایع مختلف به عنوان یکی از ابزارهای اصلی برای گرم کردن و نگه داشتن مایعات استفاده می‌شوند و در بهبود فرآیندهای تولید و پرهیز از اتلاف انرژی نقش مهمی ایفا می‌کنند.
ذوب از طریق امواج ماکروویو
ذوب به‌وسیله امواج مایکروویو (Microwave) یک فرآیند مهم در بسیاری از صنایع، به ویژه صنایع غذایی و پزشکی، است. این فرآیند با استفاده از امواج مایکروویو برای انتقال حرارت به مواد جامد یا مایع انجام می‌شود. در زیر برخی از موارد استفاده از ذوب به‌وسیله امواج مایکرووی ذکر شده است.
ذوب مواد غذایی: در صنعت غذایی، امواج مایکرووی برای ذوب موادی مانند شکلات، روغن‌های مواد چرب، و شیرینی‌جات استفاده می‌شود.
تصفیه مواد پزشکی: در داروسازی، موادی مانند ژلاتین و داروهای مایع ممکن است نیاز به ذوب شدن داشته باشند. امواج مایکروویوی برای این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرند.
تولید مواد پلاستیکی: در صنایع پلاستیکی، این فناوری برای ذوب مواد پلاستیکی به منظور تزریق قطعات پلاستیکی در فرآیند تزریق پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرد.
کاهش آلایندگی: در بعضی از موارد، امواج مایکروویوی برای جداسازی ذرات ناخواسته از مواد معدنی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
فرآیند ذوب به‌وسیله امواج مایکروویوی مزایایی از جمله سرعت بالا، کنترل دقیق دما و کاهش افت انرژی دارد. این فرآیند به عنوان یک روش پیشرفته و موثر در بسیاری از صنایع به کار می‌رود (زرگداز).
فناوری ریخته‌گری قطعات فولادی و قطعات چدنی یکی از زیرشاخه‌های تکنولوژی ریخته‌گری در صنعت محسوب می‌شود. در فرآیند ریخته‌گری، فلز مذاب به درون قالب‌های مخصوص، ریخته می‌شود و سپس در اثر سرد شدن به شکل قالب درمی‌آید. برای ورود به مبحث ریخته‌گری فولاد و چدن، آشنایی با اصطلاحات و واژه‌های تخصصی به همراه استانداردهای ریخته‌گری، لازم و ضروری است. دنیای تکنولوژی ریخته‌گری، جذاب و هیجان‌انگیز است، چرا که از فلزات و آلیاژهای مختلف به عنوان مواد اولیه در تهیه قطعات فولادی و قطعات چدنی استفاده می‌شود.
صنعت ریخته‌گری صرفاً به تولید قطعات فولادی و قطعات چدنی محدود نمی‌شود، بلکه ریخته‌گری یا قالب‌گیری برای پلاستیک‌ها و تولید قطعات پلاستیکی نیز به کار می‌رود. در این حالت استفاده از مواد اولیه پلیمری برای قالب‌گیری استفاده می‌شود؛ که البته تولید قطعات پلاستیکی، موضوع این مبحث نیست.
ریخته‌گری قطعات فولادی در راستای ریخته‌گری قطعات چدنی حائز اهمیت است. در هر دو روش، قطعات آلیاژی با دوام و استحکام فوق‌العاده بالا تهیه می‌شوند. در ادامه مطلب قصد داریم به این دو مبحث به صورت مجزا بپردازیم.
مروری بر روش ریخته‌گری قطعات فولادی
ریخته‌گری قطعات فولادی یک روش صنعتی ویژه و کاملاً تخصصی است که از انواع فولاد به عنوان مواد اولیه برای قالب‌گیری استفاده می‌شود. با استفاده از روش‌های ریخته‌گری در تولید قطعات فولادی، به راحتی می‌توان انواع و اقسام قطعه‌های فولاد آلیاژی را برای کاربردهای صنعتی طراحی و تولید کرد. به عنوان مثال، چرخ‌دنده‌ها برای نصب در توربین‌های برق-آبی، تولید چرخ‌دنده‌ها برای کاربردهای ماشین‌آلات صنعتی، تولید انواع قاب‌های فولادی برای ماشین‌آلات راهسازی، تولید قطعات انواع شیرهای کنترل، تولید قطعات مخصوص ماشین‌آلات استخراج معادن، انواع تجهیزات زیردریایی و دریایی، تولید قطعات مورد نیاز برای توربین‌ها و...، نمونه‌هایی از مهم‌ترین موارد کاربرد ریخته‌گری قطعات فولادی محسوب می‌شوند.
مروری بر روش ریخته‌گری قطعات چدنی
اصول کار برای ریخته‌گری قطعات چدنی مانند ریخته‌گری قطعات فولادی است؛ در هر دو روش، مواد اولیه در دمای بالا حرارت داده می‌شود تا به دمای ذوب برسند؛ مواد مذاب به داخل قالب‌های مخصوص انتقال داده می‌شود و قطعه مورد نظر تولید می‌شود. مواد اولیه برای تهیه قطعات چدنی شامل آلیاژهایی از آهن با درصد کربن بیشتر از دو درصد است؛ در حقیقت، تعریف چدن، چیزی مجزا از این تعریف نیست.
جالب آن است که بدانید ریخته‌گری قطعات چدنی با توجه به انواع چدن تولیدشده در صنعت قابل اجراست؛ چدن خاکستری، چدن سفید، چدن داکتیل و...، نمونه‌هایی از انواع چدن موجود در بازار هستند که هر یک بنا به درصد مواد اولیه آلیاژ، ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی متفاوتی دارند. قطعات چدنی در کاربردهای صنعتی به ویژه مواردی که با فشار و کشش بالا مواجه هستند، به کار می‌روند. برخی از مهم‌ترین آلیاژهای کاربردی در ریخته‌گری قطعات فولادی و قطعات چدنی
با توجه به اهمیت ریخته‌گری قطعات چدنی و فولادی در صنعت برای تولید انواع تجهیزات فولادی و در راستای گسترش صنعت آلیاژ و تولید فولاد، انتظار می‌رود انواع آلیاژهای صنعتی برای ریخته‌گری به کار روند. آلیاژهایی که درصد متغیر از عناصر نیکل، کروم، کربن، مولیبدن، منگنز، کبالت و مس را دارند، متناسب با صنعت تولیدکننده در ریخته‌گری قطعات فولادی و چدنی قابل استفاده هستند.
صنایع ذوب و تکمیل آپادانا مفتخر است با به‌کارگیری فناوری‌های روز دنیا و استفاده از کارشناسان مجرب در زمینه ریخته‌گری انواع قطعات فولادی و چدنی، بهترین محصولات را برای کاربردهای مختلف ارائه می‌کند (صنایع ذوب و تکمیل آپادانا).
خلاصه صنعت ریخته‌گری
در صنعت ریخته‌گری، تاکید بر تولید محصولات با کیفیت بالاست. بسیاری از شرکت‌های این بخش نیز در تلاش برای ساده‌سازی فرآیندهای خود در تلاش برای تولید محصولات بهتر کارآمدتر هستند.
صنعت ریخته‌گری افرادی را استخدام می‌کند که از طریق تجربه عملی یاد می‌گیرند و مهارت‌های خود را به یادگیرندگان مشتاق منتقل می‌کنند. کارخانه‌های ریخته‌گری فرصت‌هایی را برای کارکنان فراهم می‌کنند، مانند آموزش‌های اضافی و ارتقا به سمت‌های سرپرستی. در نهایت، این کارمندان هستند که صنعت را پیش می‌برند و کسب‌وکارها با توانمندسازی نیروی کار خود پیشرفت می‌کنند. با این حال، همگامی با آخرین فناوری و فرآیندها نیز حیاتی است، زیرا شرکت‌هایی که مایل به انطباق با کسب‌وکارهای بزرگ‌تر در بخش فناوری پیشرفته هستند، می‌خواهند خود را به اوج برسانند. فناوری‌های ریخته‌گری همچنان در خط مقدم صنعت ریخته‌گری قرار دارد و از بسیاری از روش‌های پیشرفته که در بالا توضیح داده شد استفاده می‌کند.
در جهان امروز انجمن‌های تجاری و اخیراً کنسرسیوم‌های علمی به نظارت کلی صنعت پرداخته و به این کار ادامه می‌دهند. تلاش‌های پژوهشی این انجمن‌ها کمک می‌کند تا رابطه میان صنعتگران و دانشمندان روزبه‌روز صمیمی‌تر شود و دستاوردهای بیشتری قسمت صنعت شود. به همین جهت آنها تلاش‌هایی را برای به دست آوردن کمک‌های مالی یا غیرنقدی هم صورت می‌دهند. از سوی دیگر به اشتراک‌گذاری دانش فنی، پیشرفت را سرعت می‌بخشد و به صنعت کمک می‌کند. در همین راستا باید خاطرنشان کرد، موفقیت صنعت و جوامع آن از طریق ارتباطات موثرتر به امنیت آینده کمک خواهند کرد. پس در پایان با در نظر گرفتن تمامی موارد مطرح‌شده می‌توان گفت راه پیشرفت هرچه سریع‌تر صنعت فوق و گسترش تکنولوژی در این حوزه ارتباط با طراحان، ایده‌پردازان، تامین‌کننده‌ها و خریداران قطعات است تا همگان در افزایش بهره‌وری و کیفیت دست داشته باشند. این رابطه را می‌توان رابطه‌ای دوسر برد نامید.
