التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للمركب
أصبحت عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) شائعة بشكل متزايد في قطاع الصناعات التحويلية لقدرتها على معالجة مجموعة واسعة من المواد. وتتيح هذه العمليات إنتاج أجزاء دقيقة من مواد مختلفة وفقًا للنموذج ثلاثي الأبعاد.
تشمل بعض المواد النموذجية في مشاريع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي المعادن والسبائك والبلاستيك والمركبات. إذا قمت بتحليل اتجاه المواد ، بعد المعدن والبلاستيك ، فإن المواد المركبة هي أكثر المواد شيوعًا في مشاريع التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. هذه المقالة هي كل شيء عن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للمواد المركبة. سوف نغطي خصائص المركبات ، وظروف المعالجة الآلية المركبة ، والتطبيقات ، وغير ذلك الكثير.
هذا الموضوع ذو علاقة بـ: المواد الشائعة لتصنيع CNC
ما هي المركبات؟
المواد المركبة هي مواد مصنوعة من مزيج من مادتين أو أكثر ذات خصائص مختلفة. يؤدي الجمع بين المواد ذات الخصائص الفيزيائية والميكانيكية المميزة إلى إنشاء مادة جديدة ذات خصائص فريدة (Ngo ، 2020).
مركب = مادة أساسية (مصفوفة) + ألياف (مادة مقواة)
ومع ذلك ، قد يحتوي أيضًا على مواد مضافة ومواد مالئة أخرى لتخصيص الخصائص المطلوبة والحصول على أفضل صقل الأسطح.
ألياف الكربون المركبة
يرتبط الغرض الأساسي من الجمع بين أنواع مختلفة من المعادن بتعزيز القوة والصلابة ومقاومة الحرارة وخصائص أخرى.
على سبيل المثال ، الجمع بين السيراميك مع الحديد الزهر يزيد من مقاومة الحرارة وقوتها ، وستتفوق المادة الجديدة المكونة من التركيبة على المادة الأصلية في العديد من الجوانب.
هناك أربعة أنواع من المركبات التي يتم استخدامها بشكل متكرر في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي.
- مركبات الخشب: خشب رقائقي
- البلاستيك المقوى: ألياف الكربون ، والألياف الزجاجية ، وألياف النسيج ، وأكثر من ذلك
- مركبات المصفوفة المعدنية: الألياف المستمرة ، كربيد السيليكون ، الجرافيت ، إلخ.
- مركبات مصفوفة السيراميك: ألومينا ، موليت أو ألومينا سيليكا ، كالسيوم ألومينا ، وأكثر من ذلك.
ما هي خصائص المركبات؟
توفر المركبات مقاومة للتآكل ، ونسبة عالية من القوة إلى الوزن ، وشفافية الرادار ، وغير المغناطيسية ، وبسيطة الصيانة ، والمتانة ، وتوحيد الأجزاء ، واتساق الأبعاد ، والسطح المخصص ، والعديد من الخصائص الأخرى. دعونا نناقش الخصائص الهامة بمزيد من التفصيل.
- قوة ميكانيكية عالية
إذا كنت تفكر في وزن المركبات ، فهي مواد قوية جدًا. يمكنك فهم ذلك من خلال مثال ألياف الكربون ، التي توفر قوة أربع مرات أكثر من الفولاذ الطري. ومع ذلك ، فإن قوة مركبات معينة تعتمد بشكل كبير على المواد المكونة لها.
- مقاومة الحريق ومثبطات
السيراميك والمواد المركبة الأخرى وثيقة الصلة بمقاومة عالية للحريق. المواد المضافة في المركبات ، مثل ثالث أكسيد الأنتيمون ، تخلق ثاني أكسيد الكربون عندما يبدأ الحريق ويمنعه من الاحتراق. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مفيدة في علاج ما بعد الاشتعال.
- وأثر المقاومة
مزيج من مواد مختلفة يجعل المركبات شديدة المقاومة للصدمات والقوى عالية التأثير. يمكنه تحمل التأثيرات السريعة على المواد دون التضحية بالخصائص الميكانيكية والكسر.
- مقاومة كيميائية
مركب يتحمل غزو مجموعة متنوعة من الأحماض والقلويات والمواد الكيميائية الأخرى إلى جانب قدرات مقاومة الطقس القوية. يعتمد بشكل أساسي على الراتنج المستخدم في عملية الإنتاج. نتيجة لذلك ، يتم استخدام المواد المركبة لصنع مرافق تخزين المواد الكيميائية ، وخطوط الأنابيب ، والممرات ، والقنوات ، وأوعية الضغط ، وهياكل السيارات.
- عزل كهربي
المواد المركبة هي عوازل كهربائية ممتازة تقاوم الطاقة الكهربائية عالية الجهد دون احتراق أو ضرر طفيف. إذا قمت بفحص جوانب التطبيق ، فسترى أن معظم العوازل الكهربائية المستخدمة في أنظمة التدفئة ، بما في ذلك الأفران ومعدات التقسية الصناعية وغيرها الكثير ، تستخدم مواد مركبة.
جرب برولين الآن!
عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مع المواد المركبة
تختلف معالجة المواد المركبة بعمليات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي عن المعادن والسبائك والبلاستيك. العناصر المقواة تجعلها شديدة الكشط. بالإضافة إلى ذلك ، فإن البنية متباينة الخواص وغير المتجانسة مسؤولة عن صعوبات التصنيع.
لذلك ، من الأهمية بمكان مراعاة ظروف التشغيل المختلفة لتحويل النموذج ثلاثي الأبعاد إلى أجزاء مركبة وظيفية دون الإضرار بقطعة العمل وأدوات القطع.
- تكوين المواد
تدور خصائص مركب معين ، بما في ذلك إمكانية التشغيل الآلي ، حول المواد المكونة له ، وتحتاج إلى معرفة هذه المكونات قبل معالجة قطعة العمل المركبة. ما هو المعدن أو البلاستيك أو السيراميك أو المواد المضافة الموجودة في المواد المركبة ، وما هي الخصائص الأصلية لهذه المكونات؟
- مواد الأداة
المواد من أدوات القطع يؤثر على عمرهم. يعد اختيار مادة الأداة المناسبة أمرًا ضروريًا لتجنب الأذى الجسدي لقطعة العمل وتآكل الأداة. يمكن لأدوات الصلب الكربوني أو الكربيد العادية تصنيع المواد المركبة. لكن ، يجب تغييرها بشكل متكرر لأنها ستعاني من قدر كبير من البلى وتؤثر على دقة المعالجة.
أفضل تقنية لمنع مثل هذه المشكلات ولضمان دقة الإنتاج هي استخدام أدوات الماس المعرق. يمكن أن تقدم نصائح الماس متعدد الكريستالات (PCD) نتائج عالية الجودة عند طحن وتحويل المواد المركبة.
- ضع في اعتبارك هندسة الأدوات
يعد تعليق الرقائق بقطعة العمل مشكلة أخرى أثناء العمل مع المواد المركبة ، والتي يمكن تجنبها باستخدام أدوات حادة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للأدوات ذات زوايا أشعل النار الإيجابية العالية إجراء عمليات قطع واضحة ونظيفة مع توليد أقل قدر من الحرارة.
- قواطع حلزونية للتشذيب.
- المطاحن النهائية للشق والجيب.
- المثاقب الماسية (بنقطة المشابك المعدلة) للحفر والشطب.
- تأكد من عقد الأداة المثالي
يعتبر حامل الأداة أمرًا أساسيًا آخر لتصنيع CNC المركب لمنع خطر سحب الأداة. يوصى باستخدام ظرف هيدروليكي بمقبض احتجاز ، والذي يوازن مجموعة المعالجة.
- استخدم المبردات المناسبة
يعد إرفاق الرقائق بقطعة العمل أمرًا شائعًا جدًا أثناء معالجة المواد المركبة باستخدام تقنية CNC. يمكن أن تتسبب الرقائق في زيادة الحرارة وإلحاق الضرر بالأدوات ، ومن الضروري استخدام المبرد المناسب لمعالجة هذه المشكلة.
يمكن للمبردات العادية مثل الماء والزيت تبديد الحرارة ، ولكن المشكلة هي أنها يمكن أن تمتص المبردات وتؤدي إلى انتفاخ قطعة العمل. لذلك ، من الأفضل استخدام مادة التشحيم أو مسدس الهواء كمبرد. الحل الآخر هو تركيب أنظمة التبريد المبردة جنبًا إلى جنب مع آلة CNC.
- تفضل الطحن التقليدي
للحصول على تشطيب أفضل وزيادة عمر الأداة ، قم بتغذية قطعة العمل المركبة في اتجاه دوران الأداة- الطحن التقليدي. سيسهل أقصى عمق القطع ، ويستخدم طول الفلوت الكامل ، ويحافظ على الثبات.
بالإضافة إلى ذلك ، تأكد من أن الأداة تعمل بشكل كامل مع قطعة العمل وأنه لا يوجد أي انحراف.
- سرعة القطع ومعدل التغذية
قد يكون تصنيع المواد المركبة أمرًا صعبًا بدون سرعة القطع المناسبة ومعدل التغذية. يوصى باستخدام سرعة القطع العالية ومعدل التغذية لجعل العملية أسهل وأكثر فعالية.
- سرعة القطع: 550 إلى 760 متر / دقيقة أو 0.076 إلى 4.57 ملم / سن
- سرعة المغزل: فوق 15000 دورة في الدقيقة
المصدر (المعالجة المركبة: 10 نصائح لتحسين عمر الأداة وجودة الجزء ، 2019)
بالإضافة إلى ذلك ، يجب تغيير هذه المعلمات بعد عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والنوع المركب. على سبيل المثال ، إذا كان المركب صلبًا جدًا ، فقلل سرعة المغزل بمقدار الثلث ، أو أقل من ذلك للحفر.
مزايا وعيوب المركبات باستخدام الحاسب الآلي
معالجة المركبات لإنشاء أجزاء عاملة لها فوائد مختلفة. يمكن تخصيصها وفقًا للخصائص المطلوبة للاستخدام النهائي. الأجزاء ذات يمكن إنشاء هندسة معقدة بأسعار تنافسية بدقة أبعاد عالية.
ومع ذلك ، قد يكون العمل مع المواد المركبة أمرًا صعبًا نظرًا لأنه يتطلب أدوات متخصصة وظروف تصنيع مختلفة.
تطبيقات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي المركبات
جزء مركب تشكيله باستخدام الحاسب الآلي
أنت على دراية بمزايا تحويل المواد المركبة إلى أجزاء ومنتجات وظيفية نظرًا لأننا قمنا بالفعل بتغطية مجموعة متنوعة من الخصائص المركبة في هذه المقالة.
دعنا نتعمق أكثر حول تطبيقات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي المركب.
| حلول | الاستخدامات |
| فضاء | أجنحة ، جسم الطائرة ، حواجز ، عواكس شمسية ، أبواب حجرة المحرك ، شفرات التوربينات ، شفرات المروحة ، أعمدة الدوران ، إلخ. |
| سيارات | الألواح ، والإطارات ، ومشعبات سحب الهواء ، وأغلفة البطارية ، والمصدات ، والداخلية ، والدرع الحراري ، وعمود الإدارة ، والهيكل ، واللوحة المنزلقة ، والمصد ، وأجزاء أخرى. |
| الطاقة | نظام تخزين الهيدروجين ، أجزاء توربينات الرياح ، الإنشاءات: الأبواب ، ألواح الجدران ، الأسقف ، إطارات النوافذ ، والمزيد. |
| النفط والغاز | مصافي النفط والغاز ، مرافق معالجة المياه ، الشبكات ، القنوات ، الشفاطات ، خزانات المضخات ، إلخ. |
| الدفاع | المقذوفات وأجزاء الأسلحة ، والطائرات بدون طيار ، ومركبات الإطلاق ، وجسم المركبات العسكرية ، وأجزاء الغواصات ، إلخ. |
| كهربائي إلكتروني | المفاتيح الكهربائية ، أدوات التحكم في المحرك ، عوازل المواجهة ، أجزاء نظام التحكم ، قواطع الدائرة ، دروع القوس ، الكتل الطرفية ، اللوحات الطرفية ، مكونات الإضاءة ، وأكثر من ذلك. |
| مارين | هياكل القوارب والحواجز وتركيبات الأنابيب والبطانات وأجهزة التنظيف وغيرها الكثير. |
| رياضية | ألواح التزلج ، ألواح تنس الطاولة ، مضارب التنس ، الشرائح ، قضبان الصيد ، مضارب البيسبول ، عصي الهوكي ، مهاوي العمود ، إلخ. |
وتلخيصا
المواد المركبة عبارة عن مواد هندسية متعددة الاستخدامات توفر مرونة في التصميم واقتصادًا في التصنيع لمختلف الأغراض التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الدقة المشاريع. يمكن تصنيع أنواع مختلفة من المواد المركبة ويمكنها تحويل النماذج ثلاثية الأبعاد المعقدة إلى أجزاء وظيفية باستخدام تقنية CNC. إنه يتمتع بخصائص استثنائية ويوفر القدرة على تخصيص الخصائص الفيزيائية والميكانيكية والكيميائية وفقًا للتطبيق النهائي.
تتضمن المعالجة الدقيقة للمواد المركبة اعتبارات مختلفة ، مثل مادة الأداة ، وهندسة الأدوات ، وحمل قطعة العمل ، وغير ذلك الكثير. قد يكون من المربك تحديد معايير المعالجة المثالية لمشروعك. لكن لا تقلق. برولين تك يمكن أن يزيل كل ما لديك من عدم اليقين وتقديم أفضل نتيجة. لدينا مهندسين خبراء لمساعدتك في العثور على أفضل الأشكال الهندسية والمتغيرات لمشروعك.
اقرأ أكثر: تصنيع الزنك: السبائك والعمليات والتطبيقات
الاسئلة المتكررة
ما هي المركبات الشائعة المستخدمة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي؟
تشمل المركبات الأكثر شيوعًا المستخدمة في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مركبات المصفوفة المعدنية وألياف الكربون والسيراميك والبلاستيك المقوى والبوليمرات المقواة بالألياف والألياف الزجاجية.
ما هي الخصائص التي تجعل من المواد المركبة مواد هندسية شائعة؟
المركبات هي مادة هندسية شائعة توفر قوة ميكانيكية ممتازة ، ومقاومة تأثير ، وعزل حراري ، ومقاومة كهربائية ، ومقاومة كيميائية ومقاومة للطقس ، ومقاومة للحريق ، والعديد من الخصائص الأخرى.
هل من السهل معالجة المواد المركبة باستخدام آلة CNC؟
قد يكون من الصعب معالجة المواد المركبة باستخدام الأدوات العادية وظروف التشغيل الآلي ، ولكن يمكن القيام بذلك من خلال مراعاة المعايير المختلفة. سيكون اختيار أداة معينة ، والهندسة ، وسرعة القطع ، ومعدل التغذية ، والمبردات المثالية هو الأفضل.
ما هي تطبيقات تصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي؟
الأجزاء المركبة المجهزة بآلة CNC قابلة للتطبيق في صناعة السيارات ، والفضاء ، والبناء ، والبحرية ، والطاقة ، والنفط والغاز ، والكهرباء ، والإلكترونيات ، والرياضة ، والطاقة ، والعديد من الصناعات الأخرى.
قائمة المراجع
- (2019). المعالجة الآلية المركبة: 10 نصائح لتحسين عمر الأداة وجودة الجزء. SANDVIK Coromart ، من https://www.sandvik.coromant.com/.
- نجو ، ت. (2020). مقدمة في المواد المركبة. ResearchGate.