طراحی مهندسی برشکاری

مفاهیم کلیدی پنهان کردن

خدمات برشکاری فرآیندی انعطاف‌پذیر، مشارکتی و تکراری است که توانایی تولید سریع، مؤثر و با حداقل هزینه را برای یک قطعه، مجموعه، محصول یا ماشینی فراهم می‌کند که مشخصات عملیاتی خاص را به طور قابل اعتماد و پایدار برآورده می‌کند.

طراحی برای ساخت و مونتاژ (DfMA) یک رویکرد طراحی مهندسی است که بر سهولت ساخت و کارایی مونتاژ تمرکز دارد.

طراحی سبز شامل طراحی برای محیط زیست، طراحی محصول برای پایداری، طراحی چرخه عمر، طراحی برای قابلیت اطمینان، طراحی برای نگهداری و طراحی برای فرآیندهای تولید مجدد است.

آزمایش یک مرحله مهم و تکراری در فرآیند طراحی مهندسی برای تعیین میزان کارآمدی یک سیستم یا ماشین و تعیین اینکه آیا نیاز به انجام تنظیماتی در یک طراحی وجود دارد یا خیر است.

فرآیندی منعطف، مشارکتی و تکراری برای ارائه توانایی ساخت سریع، مؤثر و با حداقل هزینه یک جزء، مجموعه، محصول یا ماشینی که مشخصات عملیاتی خاص را به طور قابل اعتماد و پایدار برآورده می‌کند. اصول طراحی مهندسی اساساً یکسان است، خواه وظیفه طراحی یک شی کوچک و ساده، مانند یک گیره کاغذ، یا یک ماشین یا وسیله نقلیه بسیار پیچیده باشد، مانند یک هواپیمای جنگنده که بتواند طیف وسیعی از مانورها را در هنگام برخاستن و فرود انجام دهد. ، یا در نبرد. خواه یک مهندس درگیر یک طراحی ساده باشد یا چند تیم از مهندسان رشته های مختلف بر روی اجزاء، مجموعه ها و سیستم های مختلف برای یک پروژه بزرگ کار می کنند، اصول اولیه یکسانی اعمال می شود.

روند

خدمات تراشکاری می تواند با یک درخواست یا نیاز به یک شی فیزیکی ساده یا پیچیده (به تصویر مراجعه کنید) یا سیستم آغاز شود. برای اینکه فرآیند در جریان باشد، چندین نکته باید تعریف شود: عملکرد مورد نظر شی یا سیستم. اندازه؛ وزن؛ محدودیت های هزینه؛ و شرایطی که تحت آن عمل خواهد کرد - از جمله، برای مثال، تنش های مکانیکی یا محیطی. در مورد یک ماشین یا سیستم عامل پیچیده، مشخصات اجزا و زیرسیستم‌ها باید در داخل و بین تیم‌های مهندسی، از جمله تیمی که مسئولیت کلی پروژه، تیم‌های مسئول اجزا و زیرسیستم‌های جداگانه، و همچنین هر تیمی را بر عهده دارند، نوشته و مورد بحث قرار گیرد. مسئول حفظ شرایط محیطی مانند دما یا رطوبت است.

باید به شناسایی تخصص های مهندسی که یک پروژه خاص نیاز دارد توجه شود. به عنوان مثال، برنامه ریزی برای یک انبار خودکار را در نظر بگیرید. سیستم های جابجایی مواد و حسابداری نیاز به سطح پیچیده ای از مشخصات در پاسخ به سوالات متعدد دارند: انبار چقدر بزرگ خواهد بود؟ شامل چند مورد مختلف خواهد بود؟ از نظر شکل، اندازه و وزن چقدر متفاوت خواهند بود؟ چند سفارش در روز باید انجام شود؟ مهندسان ساختمان، با مدیریت انبار، باید انباری با اندازه مناسب بسازند. مهندسان سیستم ها و نرم افزار باید نرم افزاری را مشخص و توسعه دهند که بتواند سیستم های توزیع و حسابداری انبار را راه اندازی کند. مهندسین مکانیک و صنایع باید ماشین‌آلاتی (تسمه نقاله، لیفتراک و غیره) را طراحی، سفارش و نصب کنند که می‌تواند اقلام را به ایستگاه‌هایی که می‌توان آنها را بسته‌بندی، برچسب‌گذاری برای حمل و نقل و بارگیری بر روی کامیون‌ها منتقل کرد. همچنین ببینید

پژوهش

تحقیق یک فعالیت کلیدی در فرآیند طراحی مهندسی است. برای مثال، مهندسان ممکن است نیاز داشته باشند که درباره هر گونه تأثیرات زیست محیطی که ممکن است یک وسیله نقلیه یا سازه ممکن است در معرض آن قرار گیرد و چگونگی بهبود آن تأثیرات بیاموزند و در مورد آنها بحث کنند. روش‌هایی برای کاهش تخریب محیطی مواد، مانند تغییر رنگ و زنگ زدگی، ممکن است نیاز به مطالعه داشته باشند. ممکن است لازم باشد متخصصان در کاربرد پوشش های محافظ به تیم مهندسی اضافه شوند.

 

مواد

انتخاب مواد یکی دیگر از فعالیت های مهم است. روش‌های تحلیلی، مانند استفاده از شاخص‌های عملکرد، می‌توانند به برشکاری کمک کنند تا مبادلات را در استحکام، دوام، وزن و هزینه تعیین کنند تا بتوان مواد مناسب برای موقعیت‌های خاص را مشخص کرد. طراحی مهندسی از پیشرفت‌های فناوری که منجر به توسعه مواد جدید برای جایگزینی مواد سنتی سنگین‌تر، کم‌دوام‌تر و گران‌تر شده است، سود برده است. همچنین ببینید

مهر و موم مکانیکی: برای تعویض یا تعمیر اساسی؟

مهر و موم مکانیکی بخش مهمی از آب بندی پمپ ها و میکسرها برای جلوگیری خدمات برشکاری از ورود محیط به جو است. حتی در صورت استفاده صحیح، مهر و موم مکانیکی شما به مرور زمان فرسوده می شود و احتمالاً شروع به نشت می کند.

این ممکن است به دلایل مختلفی مانند ساییدگی، سطوح کشویی فرسوده، حفره شدن یا کارکرد خشک پمپ یا خرابی یاتاقان ها باشد. این می تواند عواقب جدی داشته باشد و در موارد شدید، تولید را متوقف کند. با این حال، هیچ یک از اینها لزوماً دلیلی برای جایگزینی سیل مکانیکی با آب بند کاملاً جدید نیست.

برای جلوگیری از توقف تولید - یا سناریوهای بدتر - تعدادی راه حل ممکن وجود دارد. می توانید جایگزینی سیل مکانیکی را در نظر بگیرید. با این حال، این نه تنها زمان بر است، بلکه یک گزینه بسیار پرهزینه است.

راه حل های مقرون به صرفه دیگری به غیر از تعویض سیل های مکانیکی شما وجود دارد، یعنی تعمیرات اساسی یا تعویض جزئی و تعمیرات اساسی. تعمیرات اساسی یک مهر و موم مکانیکی می تواند 40 درصد از هزینه خرید آب بند مکانیکی جدید را صرفه جویی کند و به اندازه آب بند جدید دوام خواهد داشت!

تعمیر اساسی چیست؟

در طول تعمیرات اساسی، جستجو برای جستجوی هرگونه "عیوب" و گزینه هایی برای افزایش عمر سرویس با انجام تنظیمات کوچک انجام می شود.

نکته: مهر و موم های مکانیکی و دیسک های توزیع خود را توسط متخصص تعمیرات خدمات تراشکاری اساسی کنید. ERIKS می تواند این کار را برای شما انجام دهد: مرکز تعمیرات ERIKS بیش از 5000 مهر و موم را در سال تعمیرات اساسی می کند و به ما دانش لازم را برای کار بر روی مهر و موم های شما می دهد. مرکز تعمیرات دارای گواهینامه ISO 9002 نیز می باشد.

کارگاه ما 240 متر مربع مساحت دارد و مجهز به جدیدترین ابزار تولید، بازرسی و تست، یکی از مجهزترین مراکز تعمیر موجود است. این به ما این امکان را می‌دهد که در شرایط بهینه آب‌بندی‌های مکانیکی را از تمام سازندگان مشهور تعمیر کنیم. این شامل مهر و موم میکسر/راکتور، مهر و موم کارتریج و فنرهای تکی گرانتر است.

تمام فرآیندها - جداسازی، تمیز کردن، لپ‌بندی، بازرسی و نصب - در یک فضای خاص طراحی‌شده و تعیین‌شده انجام می‌شوند.

آیا می خواهید مهر و موم مکانیکی شما در مرکز تعمیرات ERIKS تعمیر اساسی شود؟ تعمیرات اساسی یک مهر و موم مکانیکی با استفاده از تعدادی فرآیند انجام می شود. در زیر می توانید در مورد فرآیندهای مختلف مربوط به تعمیرات اساسی مهر و موم مکانیکی بیشتر بخوانید:

مهر و موم یک بازرسی اولیه و یک مکان منحصر به فرد در کارگاه داده می شود.

پس از بازرسی، مهر و موم مکانیکی جدا می شود.

سپس قطعات با استفاده از سونوگرافی تمیز می شوند.

پس از تمیز کردن، سطوح یاتاقان ساخته شده از کاربید سیلیکون، کاربید تنگستن و سایر مواد سخت آسیاب شده و لپ می شوند.

پس از لپ، سطوح کشویی با استفاده از نور تک رنگ و شیشه پلان از نظر صافی بررسی می شوند. زبری سطح نیز بررسی می شود.

پس از بررسی، ما مشخصات و یک نقل قول برای شما تولید می کنیم.

در نهایت پس از تعویض الاستومرها و سایر قطعات غیرقابل استفاده برشکاری مجدد، سیل مکانیکی نصب می شود و بار دیگر مشخصات اصلی کارخانه را برآورده می کند. و همه اینها با قیمتی بسیار جذاب.

 

تراشکاری به چه شکل انجام میشود

مهندسی سبز اثرات زیست محیطی را برای کمک به انتخاب های طراحی پایدارتر تعیین می کند. بدون معیارهای قابل سنجش، تعیین اینکه کدام گزینه از دیدگاه محیطی بهترین است، دشوار است. به عنوان مثال، می توان ادعا کرد که وسایل نقلیه الکتریکی انتشار دی اکسید کربن کمتری نسبت به خودروهای بنزینی دارند، اما یک مقایسه کمی از انتشار گازهای گلخانه ای خودروهای بنزینی با گازهای گلخانه ای از نیروگاه های تولید برق باید انجام شود تا بدانیم کدام وسیله نقلیه انتشار کمتری در هوا دارد.

 

علاوه بر این، اثرات زیست محیطی باید در کل چرخه زندگی در نظر گرفته شود. در غیر این صورت، بهبود در یک بخش از چرخه زندگی می تواند منجر به مشکلات بزرگتر در حوزه دیگر شود. سوخت هسته‌ای برای تولید الکتریسیته، انتشار کربن نسبتاً پایینی تولید می‌کند، اما مصالحه مربوط به مواد زاید رادیواکتیو و سمی است که باید برای قرن‌ها در مرحله دفع مدیریت شوند. در گذشته، مهندسان اغلب تصمیمات زیست‌محیطی را بر اساس شهود و نه ارزیابی‌های چرخه عمر، اتخاذ می‌کردند. این اغلب منجر به تصمیمات ضعیف از منظر زیست محیطی می شود، زیرا پیچیدگی چرخه زندگی کامل را نمی توان بدون تجزیه و تحلیل دقیق به طور دقیق قضاوت کرد. مهندسان سبز با درک جزئیات مراحل مختلف چرخه حیات و انتخاب‌هایی که اثرات زیست‌محیطی را بدون قربانی کردن سایر محدودیت‌های حیاتی کاهش می‌دهند، آسیب‌های محیطی را به حداقل می‌رسانند. همچنین نگاه کنید به: چرخه سوخت هسته ای

 

مهندسی سیستم ها

از این نظر، مهندسی سبز شکلی از مهندسی سیستم است، زیرا تعاملات پیچیده ای بین تمام اجزای چرخه حیات وجود دارد. به عنوان مثال، در حالی که مهندسان به طور سنتی برای تمرکز بر عملکرد هنگام انتخاب یک ماده خاص برای یک برنامه آموزش دیده اند، مهم است که آنها درک کنند که این انتخاب بر کل سیستم تأثیر می گذارد. استخراج و ساخت مواد بر حسب مواد متفاوت است، همانطور که گزینه های پایان عمر آنها نیز متفاوت است. مهندسی سیستم ها ذاتاً بین رشته ای است، زیرا برای درک و ارزیابی هر مرحله از چرخه عمر، به تخصص در زمینه های مختلف نیاز است. با در نظر گرفتن این دیدگاه سیستم، درک این موضوع آسان است که مهندسی سبز به طور موثر در اوایل مرحله طراحی به کار گرفته می شود، زیرا تغییرات در آنجا می تواند مزایای تجمعی در تمام مراحل چرخه عمر داشته باشد.

استخراج

استخراج شروع چرخه زندگی است و توسط مواد خام و انتخاب های شیمیایی دیکته می شود. مواد معدنی، فلزات و سوخت‌های فسیلی استخراج می‌شوند و سپس با سطوح مختلف تخریب محیطی تصفیه می‌شوند. منابع این مواد محدود است، بنابراین استفاده جامعه آنها را کاهش می دهد. مواد دیگر، از جمله چوب، الیاف گیاهی و مواد شیمیایی، غذا و سایر زیست توده ها، به این معنا که می توانند بازسازی شوند، تجدید پذیر هستند. با این حال، این فرآیندها تنها در صورتی پایدار هستند که منابع را سریع‌تر از حذف آن‌ها بازسازی کنیم و به اکوسیستم‌هایی که از آن‌ها پشتیبانی می‌کنند آسیب نرسانیم. مهندسان سبز تلاش می کنند موادی را انتخاب کنند که فراوان باشد و بتوان آنها را با آسیب کمتر انرژی و اکوسیستم استخراج کرد. همچنین ببینید: منابع چوب جنگلی. معدن؛ حفاری چاه نفت و گاز؛ منابع تجدیدپذیر

 

ساخت

تولید مواد خام استخراج شده را می گیرد و آنها را به محصولات مفید با عملکردهای خاص و خواص پیشرفته تبدیل می کند. مانند استخراج، تولید به برق، گرما و مواد شیمیایی غیرمستقیم مختلف مانند حلال ها نیاز دارد که به طور عمدی کمتر از محدودیت های فدرال یا ناخواسته در اثر حوادث منتشر می شوند. رویدادهای منظم، مانند زلزله، طوفان، نشت نفت، نشت مواد شیمیایی، حوادث تولیدی، یا انتشار غیرقانونی گازهای گلخانه ای، همچنان بر کارگران، مردم و محیط زیست در سطح محلی، منطقه ای و جهانی تأثیر می گذارد. مهندسان سبز تلاش می کنند تا مواد شیمیایی سمی کمتری را انتخاب کنند، فرآیندهایی را توسعه دهند که انرژی و مواد کمتری مصرف می کنند، یا اقدامات حفاظتی بیشتری را برای فرآیندهای تولیدی که نیاز به استفاده از مواد خطرناک دارند، طراحی کنند. همچنین ببینید: شیمی سبز; مواد پایدار و شیمی سبز

 

پایان زندگی

پایان عمر یا دفع آخرین مرحله از چرخه حیات است. همه محصولات باید در پایان عمر مفید خود جایی بروند. رایج ترین گزینه ها دفن زباله، سوزاندن و بازیافت هستند و هر کدام دارای معاوضه هایی هستند. محل های دفن زباله متان را از هضم بی هوازی مواد آلی تولید می کنند، اما این گاز گلخانه ای قوی را می توان جذب کرد و به عنوان سوخت استفاده کرد. سوزاندن مقداری از انرژی تجسم یافته را از موادی که در غیر این صورت دفن می‌شوند، بازیابی می‌کند، اما تجارت محیطی، دی اکسید کربن و سایر آلاینده‌های جوی ناشی از احتراق است. بازیافت باعث صرفه جویی در مقادیر زیادی انرژی تجسم شده و اختلال در اکوسیستم می شود زیرا از مرحله استخراج به طور کامل اجتناب می شود، اما همچنان انرژی برای فرآیندهای حمل و نقل و بازیافت مورد نیاز است. مهندسان سبز در تلاش برای کاهش همه اشکال زباله و توسعه فرآیندهای بازیافت حلقه بسته هستند.

ترمودینامیک و علم ترمو

ترمودینامیک یک علم کاربردی است که در چندین شاخه مهندسی از جمله مهندسی مکانیک و شیمی استفاده می شود. در ساده ترین حالت، ترمودینامیک مطالعه انرژی، استفاده و تبدیل آن از طریق یک سیستم است.[51] به طور معمول، ترمودینامیک مهندسی با تغییر انرژی از یک شکل به شکل دیگر مرتبط است. به عنوان مثال، موتورهای خودرو انرژی شیمیایی (آنتالپی) را از سوخت به گرما و سپس به کار مکانیکی تبدیل می کنند که در نهایت چرخ ها را می چرخاند.

 

اصول ترمودینامیک توسط مهندسان مکانیک در زمینه های انتقال حرارت، ترموسیالات و تبدیل انرژی استفاده می شود. مهندسان مکانیک از علم ترمو برای طراحی موتورها و نیروگاه ها، سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC)، مبدل های حرارتی، سینک های حرارتی، رادیاتورها، تبرید، عایق ها و غیره استفاده می کنند.

مقالات اصلی: نقشه کشی فنی و CNC

پیش نویس یا نقشه کشی فنی وسیله ای است که مهندسان مکانیک به طراحی محصولات و ایجاد دستورالعمل برای ساخت قطعات می پردازند. یک نقشه فنی می تواند یک مدل کامپیوتری یا شماتیک دستی باشد که تمام ابعاد لازم برای ساخت یک قطعه را نشان می دهد، همچنین یادداشت های مونتاژ، فهرستی از مواد مورد نیاز و سایر اطلاعات مربوطه را نشان می دهد.[53] یک مهندس مکانیک یا کارگر ماهر در ایالات متحده که نقشه های فنی را ایجاد می کند، ممکن است به عنوان پیش نویس یا نقشه کش نامیده شود. پیش نویس در طول تاریخ یک فرآیند دو بعدی بوده است، اما برنامه های طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) اکنون به طراح اجازه می دهد تا در سه بعدی ایجاد کند.

 

دستورالعمل‌های ساخت یک قطعه باید به ماشین‌های لازم، یا به صورت دستی، از طریق دستورالعمل‌های برنامه‌ریزی‌شده، یا از طریق استفاده از یک برنامه تولید به کمک کامپیوتر (CAM) یا برنامه ترکیبی CAD/CAM ارائه شود. در صورت تمایل، یک مهندس همچنین ممکن است به صورت دستی قطعه ای را با استفاده از نقشه های فنی بسازد. با این حال، با ظهور تولید با کنترل عددی کامپیوتری (CNC)، اکنون می توان قطعات را بدون نیاز به ورودی ثابت تکنسین ساخت. قطعات تولید شده به صورت دستی عموماً شامل پوشش های اسپری، پوشش های سطحی و سایر فرآیندهایی هستند که به لحاظ اقتصادی یا عملی توسط ماشین قابل انجام نیستند.

 

پیش نویس تقریباً در همه زیرشاخه های مهندسی مکانیک و بسیاری از شاخه های دیگر مهندسی و معماری استفاده می شود. مدل‌های سه‌بعدی ایجاد شده با استفاده از نرم‌افزار CAD نیز معمولاً در تحلیل اجزا محدود (FEA) و دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) استفاده می‌شوند.

بسیاری از شرکت‌های مهندسی مکانیک، به‌ویژه آن‌هایی که در کشورهای صنعتی هستند، شروع به ترکیب برنامه‌های مهندسی به کمک کامپیوتر (CAE) در فرآیندهای طراحی و تحلیل موجود خود کرده‌اند، از جمله طراحی به کمک کامپیوتر مدل‌سازی جامد دو بعدی و سه بعدی (CAD). این روش مزایای زیادی دارد، از جمله تجسم آسان تر و جامع تر محصولات، امکان ایجاد مجموعه های مجازی قطعات و سهولت استفاده در طراحی رابط های جفت و تلرانس.

 

سایر برنامه‌های CAE که معمولاً توسط مهندسان مکانیک استفاده می‌شود شامل ابزارهای مدیریت چرخه عمر محصول (PLM) و ابزارهای تحلیلی است که برای انجام شبیه‌سازی‌های پیچیده استفاده می‌شوند. ابزارهای تجزیه و تحلیل ممکن است برای پیش بینی پاسخ محصول به بارهای مورد انتظار، از جمله عمر خستگی و قابلیت ساخت استفاده شوند. این ابزارها عبارتند از تجزیه و تحلیل اجزای محدود (FEA)، دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و ساخت به کمک کامپیوتر (CAM).

 

با استفاده از برنامه‌های CAE، یک تیم طراحی مکانیکی می‌تواند به سرعت و ارزان فرآیند طراحی را تکرار کند تا محصولی را توسعه دهد که هزینه، عملکرد و سایر محدودیت‌ها را بهتر برآورده کند. تا زمانی که طراحی به اتمام نرسد، نیازی به ایجاد نمونه اولیه فیزیکی نیست، که اجازه می دهد صدها یا هزاران طرح به جای تعداد کمی از آنها ارزیابی شوند. علاوه بر این، برنامه‌های تحلیل CAE می‌توانند پدیده‌های فیزیکی پیچیده‌ای را که با دست قابل حل نیستند، مانند ویسکوالاستیسیته، تماس پیچیده بین قطعات جفت‌گیری یا جریان‌های غیرنیوتنی مدل‌سازی کنند.

 

همانطور که در مکاترونیک دیده می شود، همانطور که مهندسی مکانیک شروع به ادغام با سایر رشته ها می کند، بهینه سازی طراحی چند رشته ای (MDO) با سایر برنامه های CAE برای خودکارسازی و بهبود فرآیند طراحی تکراری استفاده می شود. ابزارهای MDO پیرامون فرآیندهای CAE موجود می‌پیچند و به ارزیابی محصول اجازه می‌دهند حتی پس از اینکه تحلیلگر به خانه می‌رود، ادامه یابد. آن‌ها همچنین از الگوریتم‌های بهینه‌سازی پیچیده‌ای برای کاوش هوشمندانه‌تر طرح‌های ممکن استفاده می‌کنند و اغلب راه‌حل‌های بهتر و خلاقانه‌تری برای مشکلات طراحی چند رشته‌ای پیدا می‌کنند.

تراشکاری چگونه است

استانداردهای تعیین شده توسط انجمن اعتباردهی هر کشور برای ایجاد یکنواختی در مواد موضوعی اساسی، ارتقای شایستگی در میان مهندسان فارغ التحصیل و حفظ اعتماد به حرفه مهندسی به عنوان یک کل در نظر گرفته شده است. برای مثال، برنامه های مهندسی در ایالات متحده توسط ABET مورد نیاز است تا نشان دهد که دانشجویان آنها می توانند "در هر دو حوزه سیستم های حرارتی و مکانیکی به طور حرفه ای کار کنند." دانشگاه ها و مؤسسات فناوری اغلب چندین موضوع را در یک کلاس واحد ترکیب می کنند یا یک موضوع را به چندین کلاس تقسیم می کنند، بسته به دانشکده در دسترس و حوزه (های) اصلی دانشگاه.

 

موضوعات اساسی مورد نیاز برای مهندسی مکانیک معمولاً عبارتند از:

 

ریاضیات (به ویژه، حساب دیفرانسیل و انتگرال، معادلات دیفرانسیل، و جبر خطی)

علوم پایه فیزیکی (از جمله فیزیک و شیمی)

استاتیک و دینامیک

مقاومت مصالح و مکانیک جامدات

مهندسی مواد، کامپوزیت ها

ترمودینامیک، انتقال حرارت، تبدیل انرژی و HVAC

سوخت، احتراق، موتور احتراق داخلی

مکانیک سیالات (شامل استاتیک سیالات و دینامیک سیالات)

مکانیزم و طراحی ماشین (شامل سینماتیک و دینامیک)

ابزار دقیق و اندازه گیری

مهندسی ساخت، فناوری یا فرآیندها

ارتعاش، تئوری کنترل و مهندسی کنترل

هیدرولیک و پنوماتیک

مکاترونیک و رباتیک

طراحی مهندسی و طراحی محصول

پیش نویس، طراحی به کمک رایانه (CAD) و تولید به کمک رایانه (CAM)[

همچنین از مهندسان مکانیک انتظار می‌رود که مفاهیم پایه از شیمی، فیزیک، تریبولوژی، مهندسی شیمی، مهندسی عمران و مهندسی برق را درک کرده و قادر به اعمال آن باشند. همه برنامه های مهندسی مکانیک شامل چندین ترم از کلاس های ریاضی از جمله حساب دیفرانسیل و انتگرال، و مفاهیم پیشرفته ریاضی از جمله معادلات دیفرانسیل، معادلات دیفرانسیل جزئی، جبر خطی، جبر انتزاعی، و هندسه دیفرانسیل و غیره است.

 

علاوه بر برنامه درسی اصلی مهندسی مکانیک، بسیاری از برنامه‌های مهندسی مکانیک برنامه‌ها و کلاس‌های تخصصی‌تری مانند سیستم‌های کنترل، رباتیک، حمل‌ونقل و تدارکات، برودتی، فناوری سوخت، مهندسی خودرو، بیومکانیک، ارتعاش، اپتیک و غیره را ارائه می‌دهند. بخش برای این موضوعات وجود ندارد.[36]

 

اکثر برنامه های مهندسی مکانیک نیز به مقادیر متفاوتی از تحقیقات یا پروژه های اجتماعی برای به دست آوردن تجربه حل مسئله عملی نیاز دارند. در ایالات متحده معمول است که دانشجویان مهندسی مکانیک یک یا چند دوره کارآموزی را در حین تحصیل بگذرانند، اگرچه این معمولاً توسط دانشگاه اجباری نیست. آموزش مشارکتی گزینه دیگری است. تحقیقات مهارت‌های کاری آینده[37]، بر مؤلفه‌های مطالعه‌ای که خلاقیت و نوآوری دانش‌آموز را تغذیه می‌کند، تقاضا می‌کند.[38]

وظایف کاری

مهندسان مکانیک به تحقیق، طراحی، توسعه، ساخت و آزمایش دستگاه‌های مکانیکی و حرارتی، از جمله ابزار، موتورها و ماشین‌ها می‌پردازند.

 

مهندسان مکانیک معمولاً کارهای زیر را انجام می دهند:

 

مشکلات را تجزیه و تحلیل کنید تا ببینید چگونه دستگاه های مکانیکی و حرارتی ممکن است به حل مشکل کمک کنند.

طراحی یا طراحی مجدد دستگاه های مکانیکی و حرارتی با استفاده از تحلیل و طراحی به کمک کامپیوتر.

نمونه‌های اولیه دستگاه‌هایی را که طراحی می‌کنند، توسعه داده و آزمایش کنید.

نتایج آزمایش را تجزیه و تحلیل کنید و در صورت نیاز طرح را تغییر دهید.

بر فرآیند ساخت دستگاه نظارت کنید.

تیمی از متخصصان در زمینه‌های تخصصی مانند طراحی و طراحی مکانیکی، نمونه‌سازی اولیه، چاپ سه بعدی یا/و متخصصان ماشین‌های CNC را مدیریت کنید.

مهندسان مکانیک بر ساخت بسیاری از محصولات از تجهیزات پزشکی گرفته تا باتری‌های جدید نظارت می‌کنند. آنها همچنین ماشین‌های تولید برق مانند ژنراتورهای الکتریکی، موتورهای احتراق داخلی، و توربین‌های بخار و گاز و همچنین ماشین‌های برق مصرفی مانند سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع را طراحی می‌کنند.

 

مانند سایر مهندسان، مهندسان مکانیک از رایانه ها برای کمک به ایجاد و تجزیه و تحلیل طرح ها، اجرای شبیه سازی ها و آزمایش نحوه عملکرد یک ماشین استفاده می کنند.

 

رویکردهای مبتنی بر مدل فیزیکی و داده محور برای تشخیص نشت

سایر مطالعات در  نیکاپایان زمینه تشخیص نشت از روش های داده محور به طور مشترک با مدل های تحلیلی و فیزیکی استفاده می کنند. ژانگ و همکاران [28] یک روش تجزیه و تحلیل گذرا هیدرولیکی و ترمودینامیکی معکوس و یک الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات (PSO) بهبود یافته برای تشخیص نشت پیشنهاد می‌کند. ابتدا یک مدل گذرا هیدرولیکی و ترمودینامیکی با استفاده از نرخ جریان و فشار معرفی می‌کنند. در مرحله بعد، داده های مورد نیاز برای تشخیص نشت از سنسورهای مبدا و پایانه خطوط لوله استخراج می شود. انحراف بین داده های محاسبه شده و داده های تجربی برای تشخیص نشت استفاده می شود. دلگادو-آگویناگا و همکاران. [29] از سنسورهای فشار و جریان قرار داده شده در انتهای خطوط لوله و یک مدل غیر خطی برای تخمین ضرایب نشت با استفاده از معادلات واتر-همر و فیلترهای توسعه یافته کالمن مربوطه استفاده می‌کنند. با این حال، این روش قادر به تشخیص چندین نشت همزمان از خطوط لوله در موقعیت های مختلف نیست.

 

Ostapkowicz [23] از روش های NPW و گرادیان برای تشخیص نشت استفاده می کند. در روش گرادیان فشار، فرض اصلی این است که تغییرات فشار در طول خط لوله خطی است. با این حال، این فرض نمی تواند تمام دینامیک جریان را مدل کند [9]. Sun و Chang [7] روش NPW را با استفاده از پردازش سیگنال و ترکیبی از سیگنال‌های جریان و فشار برای تشخیص نشت گسترش می‌دهند. هنگامی که تضعیف سیگنال یکپارچه بیشتر از تغییرات سیگنال تک فشار باشد، نشت و موقعیت آن قابل تشخیص است. با این حال، دقت این روش به شدت به نوع و عملکرد دینامیکی دبی سنج های نصب شده در هر دو انتهای خطوط لوله بستگی دارد. علاوه بر این، این روش برای یک محیط پر سر و صدا یا برای خطوط لوله کوتاه مناسب نیست [6].

3.3. رویکردهای صرفا مبتنی بر داده برای تشخیص نشت

در میان رویکردهای مختلف برای تشخیص نشت،  این سایت برخی تنها از روش‌های مبتنی بر داده برای تشخیص نشت استفاده می‌کنند. کو و همکاران [30] از حسگرهای فیبر نوری به موازات خطوط لوله برای درک ارتعاش لوله ها استفاده کنید. آنها یک طبقه‌بندی کننده ماشین بردار پشتیبان را برای طبقه‌بندی ارتعاشات عادی و غیرعادی ناشی از نشت در خطوط لوله اعمال می‌کنند. محل نشتی با استفاده از سنسورهای فیبر نوری توزیع شده تشخیص داده می شود. با این حال، این روش برای لوله های با فاصله کوتاه قابل اجرا نیست. داسیلوا و همکاران [31] از یک طبقه‌بندی فازی برای طبقه‌بندی حالت عملیاتی و گذراهای فرآیند استفاده می‌کند. همبستگی بین انحرافات نرخ جریان و گذراهای عملیاتی برای تشخیص نشت استفاده می شود. واچلا و همکاران [32] این روش را برای استفاده از طبقه‌بندی‌کننده عصبی فازی برای تشخیص نشت گسترش می‌دهد. در روش آنها، مساحت خطوط لوله به زیر ناحیه ها تقسیم می شود و محل نشتی توسط مجموعه ای از طبقه بندی کننده های عصبی فازی تعیین می شود. برای شناسایی و محلی سازی نشتی، باقیمانده های بین جریان اندازه گیری شده و جریان پیش بینی شده در نظر گرفته می شود. اگر باقیمانده ها از حد معینی تجاوز کنند، نشت تشخیص داده می شود. با این حال، این روش نمی تواند نشت های کوچک را تشخیص دهد، زیرا باقی مانده ها نمی توانند تغییرات خاصی را در جریان در این مورد نشان دهند.

در میان روش‌های مبتنی بر داده دستگاه بسته بندی، برخی از داده‌های تصویری مایع نشت‌کننده و روش‌های پردازش تصویر برای تشخیص نشت استفاده می‌کنند. آنها از دوربین های IR به عنوان سیستم های بازرسی دید بیرونی برای نظارت بر خطوط لوله استفاده می کنند. این مفهوم برای اولین بار توسط نلیس [33] به عنوان راهی برای نظارت بر کانال های آب ارائه شد. نلیس [33] روش را ارزیابی می کند و نشان می دهد که یک مدل اقتصادی و مناسب برای تشخیص نشت است. با این حال، او از پردازش تصویر برای نشت خودکار استفاده نمی کند. یکی دیگر از کاربردهای دوربین های IR در تشخیص نشتی را می توان در کار آدفیلا و همکاران یافت. [34]. آنها نشت گاز از خطوط لوله را در نظر می گیرند و حساسیت دوربین های IR را در ثبت تغییرات دما در گاز نشت کننده ارزیابی می کنند. با این حال، آنها هیچ روش پردازش تصویری برای تشخیص نشت گاز پیشنهاد نمی کنند. عاطف و همکاران [35] یک مکانیسم تشخیص نشت خودکار با استفاده از تجزیه و تحلیل تصویر در تصاویر IR برای لوله‌های انتقال آب پیشنهاد می‌کند. آنها یک روش خوشه بندی را برای تشخیص نشت روی تصاویر اعمال می کنند. برای محلی سازی نشت، آنها یک روش تقسیم بندی را بر اساس روش رشد منطقه پیشنهاد می کنند. روش دیگری مبتنی بر دوربین های IR و پردازش تصویر توسط دای و همکاران ارائه شده است. [36] برای تشخیص نشت گاز. پس از کاهش نویز با فیلتر وینر تطبیقی، مناطق متحرک با اعمال الگوریتم بهبود یافته Surendra پی

تشخیص نشت بصری خودکار و محلی‌سازی

خلاصه

نشت مایع از دستگاه بسته بندی خطوط لوله یک مسئله حیاتی در کارخانه های فرآیندی در مقیاس بزرگ است. آسیب در خطوط لوله بر عملکرد طبیعی کارخانه تأثیر می گذارد و هزینه های تعمیر و نگهداری را افزایش می دهد. علاوه بر این، باعث ایجاد شرایط ناامن و خطرناک برای اپراتورها می شود. بنابراین، تشخیص و محلی سازی نشتی ها یک وظیفه حیاتی برای نگهداری و نظارت بر وضعیت است. اخیراً، استفاده از دوربین‌های مادون قرمز (IR) رویکرد امیدوارکننده‌ای برای تشخیص نشت در کارخانه‌های مقیاس بزرگ است. دوربین‌های IR می‌توانند مایع نشتی را در صورتی که دمای آن بالاتر (یا پایین‌تر) از محیط اطرافش باشد، ضبط کنند. در این مقاله، روشی مبتنی بر داده‌های ویدئویی IR و تکنیک‌های بینایی ماشین برای شناسایی و محلی‌سازی نشت مایع در یک کارخانه فرآیند شیمیایی پیشنهاد شده‌است. از آنجایی که روش پیشنهادی یک روش مبتنی بر دید است و خواص فیزیکی مایع نشت‌کننده را در نظر نمی‌گیرد، برای هر نوع نشت مایع (یعنی آب، روغن و غیره) قابل استفاده است. در این روش فریم های بعدی کم شده و به بلوک ها تقسیم می شوند. سپس، تجزیه و تحلیل مؤلفه های اصلی در هر بلوک برای استخراج ویژگی ها از بلوک ها انجام می شود. تمام فریم های تفریق شده درون بلوک ها به صورت جداگانه به بردارهای ویژگی منتقل می شوند که به عنوان مبنایی برای طبقه بندی بلوک ها استفاده می شود. الگوریتم k نزدیکترین همسایه برای طبقه بندی بلوک ها به عنوان عادی (بدون نشتی) یا غیرعادی (با نشتی) استفاده می شود. در نهایت، موقعیت نشتی ها در هر بلوک غیرعادی تعیین می شود. به منظور ارزیابی رویکرد، دو مجموعه داده با دو فرمت مختلف، متشکل از فیلم ویدئویی یک کارخانه نمایشگر آزمایشگاهی گرفته شده توسط یک دوربین IR، در نظر گرفته می‌شوند. نتایج نشان می‌دهد که روش پیشنهادی یک رویکرد امیدوارکننده برای شناسایی و محلی‌سازی نشتی از خطوط لوله با استفاده از ویدئوهای IR است. روش پیشنهادی دارای دقت بالا و زمان تشخیص معقول برای تشخیص نشتی است. امکان گسترش روش پیشنهادی به یک کارخانه صنعتی واقعی و محدودیت های این روش در پایان مورد بحث قرار گرفته است.

کلید واژه ها

تشخیص نشت و  نیکاپایان کامجو محلی سازی تجزیه و تحلیل تصویر تصویر پیش پردازش تجزیه و تحلیل مولفه اصل - طبقه بندی نزدیکترین همسایه

1. بازرسی نشت در کارخانه های فرآیند شیمیایی

نظارت بر وضعیت کارخانه‌های فرآیند شیمیایی در مقیاس بزرگ برای نگهداری و جلوگیری از آسیب‌های متعاقب و خرابی‌های عمده بسیار مهم است. خطوط لوله مورد استفاده برای حمل و نقل مواد یکی از مهم ترین بخش های ساختاری یک کارخانه فرآیند شیمیایی است. از آنجایی که این خطوط لوله اغلب مایعات یا گازهای خطرناک یا سمی را حمل می کنند، نشت از خطوط لوله تهدیدی برای اپراتورها است و یک خطر ایمنی زیست محیطی است [1]. یک مطالعه نشان داده است که سطح خطر حوادث مسمومیت ناشی از نشت های خطرناک غیرقابل قبول است [2]. علاوه بر این، آسیب به خطوط لوله بر عملکرد طبیعی نیروگاه ها تأثیر می گذارد که در دسترس بودن و بهره وری نیروگاه ها را کاهش می دهد و منجر به زیان های اقتصادی می شود [3]. مطالعه موردی ارزیابی پیامد کلی نشت در صنعت نفت توسط چن و همکاران. [4] نشان داد که هزینه ها و زیان های ناشی از نشت شامل از دست دادن تولید، از دست دادن دارایی، تلفات جانی یا ایمنی انسانی و آسیب های زیست محیطی است. در میان این جنبه های مختلف، چن و همکاران. [4] تنها می‌توانست ضرر تولید را برای یک مطالعه موردی تخمین بزند: بر اساس برآورد آنها، زیان تولید بیش از 270000 دلار آمریکا بود.

در پایش وضعیت مرسوم، بازرسی دستی توسط متخصص، روش اصلی بازرسی برای تشخیص خرابی در خطوط لوله است. با این حال، بازرسی انسانی به شدت به صلاحیت بازرس و دفعات بازرسی بستگی دارد. این بسیار کار فشرده و گران است. علاوه بر این، یک بازرس انسانی باید در معرض شرایط موجود در کارخانه شیمیایی قرار گیرد تا بتواند مستقیماً کارخانه را بازرسی کند که به دلیل شرایط خطرناک در اکثر مواقع امکان پذیر نیست. بنابراین، بازرسی از راه دور برای جلوگیری از قرار گرفتن انسان در معرض شرایط خطرناک در کارخانه های شیمیایی مورد نیاز است [5]. عملیات از راه دور مستلزم کسب اطلاعات از راه دور مناسب از کارخانه و همچنین روش های مناسب تجزیه و تحلیل داده ها برای انجام نظارت از راه دور است. بنابراین، برای دستیابی به تشخیص و محلی‌سازی نشت از راه دور، ایمن، سریع و دقیق در کارخانه‌های فرآیند شیمیایی در مقیاس بزرگ، یک مکانیسم تشخیص نشت هوشمند و خودکار بر اساس داده‌های به‌دست‌آمده از کارخانه مورد نیاز است.

این خانه مزرعه ای در بالای ایالت الهام بخش یک کتاب جدید است

لیزا پرزیستوپ در مورد خانه بسیار فکر کرده است. خانه او، بله، اما همچنین "خانه" به معنای گسترده تر کلمه. در واقع، او کتابی در مورد فضای داخلی در بالای ایالت نوشت که امروز منتشر شد.

 

او می‌گوید: «جستجوی دکوراسیون  خانه بسیار احساسی است. "این همان نوع سابقه ساختگی است، مانند شب سال نو یا خرید لباس عروس." لیزا و همسرش، نوازنده جاناتون لینابری، قبل از یافتن خانه مزرعه 1893 خود در دهلی، نیویورک، 18 ملک را دیدند. او می‌گوید: «زمانی که وابستگی واقعاً شروع شد، در طول فرآیند مذاکره بود».

لیزا می‌گوید چهار سال بعد، «ما در یک رابطه واقعی با این خانه هستیم». اگرچه خانه شاهد بازسازی‌های متعددی توسط مالکان قبلی بود، اما هنوز کارهایی برای انجام دادن آن وجود داشت تا آن را متعلق به زوجین کند. لیزا و جاناتون که از یک آپارتمان کوچک به سبک راه‌آهن در بروکلین آمده بودند، هوس سادگی و فضایی برای نفس کشیدن داشتند - هم ذهنی و هم جسمی. آنها با رنگ آمیزی کف و دیوارها به رنگ سفید (یک عنصر طراحی که لیزا بیش از 10 سال در مورد آن آرزو داشت) شروع کردند، یک انتخاب اولیه که حال و هوای بقیه خانه را ایجاد کرد. او این پالت را به‌عنوان «تن‌های زمینی با رنگ‌های دیگر زمینی نقطه‌گذاری شده» توصیف می‌کند.

اگرچه این زوج در اولین دکور کاملاً مینیمالیسم را پیش گرفتند، اما با گذشت زمان، گرمای بیشتری را از طریق لایه ها و بافت ها اضافه کردند. لیزا می‌گوید: «این هیپی-دیپی به نظر می‌رسد، اما شما باید خانه خود را بشناسید. پس از آموختن اینکه چگونه دوست دارند در این فضا زندگی کنند، این زوج چندین بار ترتیب مبلمان را تغییر دادند و هنوز هم از انجام پروژه های بهبود خانه لذت می برند (در تابستان گذشته، جاناتون مجموعه ای از پله ها، یک حصار ساخت و یک باغ جدید کاشت). برای لیزا و جاناتون، یک فرآیند طراحی که به طور مداوم در کنار ساکنانش در حال تکامل است، راهی برای ایجاد یک خانه واقعی و واقعی است.

 

لیزا، یک طرفدار طبیعی شکار قدیمی، می‌داند که تهیه اقلام دست دوم نیاز به طراحی دکوراسیون داخلی صبر دارد. لیزا، یک کاربر باتجربه Craigslist، Facebook Marketplace و eBay به شوخی می‌گوید: «من در تلاشی سه ساله برای یافتن یک قاب تختخواب Shaker فوق‌العاده خاص بودم که توان خرید آن را ندارم. "این هنوز مرا پیدا نکرده است، اما من رویا را زنده نگه می دارم." این رویکرد قابل توجه است. هنر داشتن یک خانه قدیمی شامل مراقبت از جزئیات است - عقب نشینی در برابر وسواس سرمایه داری در مورد جدید بودن و راحتی، ترجیح دادن کیفیت و معنا به راه حل های سریع.

لیزا می گوید: «من کمی رمانتیک هستم. او از یک تلفن چرخشی که متعلق به مادربزرگش بود و یک پیانوی بزرگ نوزادی که برای چهار نسل در خانواده جاناتون بوده است به عنوان اقلام بسیار مهم یاد می کند. احساس می شود که یک دایره کامل وجود دارد، داشتن قطعاتی که بخشی از بافت همبند زندگی شما هستند. به روشی مشابه، لیزا و جاناتون عمداً برای ایجاد تجربیات ویژه با عزیزان خود در خانه تلاش کرده‌اند. او می‌گوید: «ما همیشه می‌خواستیم برای دوستان و خانواده‌مان همان سطح فرار و پناهگاهی را که اینجا احساس می‌کنیم فراهم کنیم. یک منطقه ناهار خوری در فضای باز مشخص شده (چراغ های رشته ای و همه!) شب های تابستانی پر از خنده و موسیقی را به خود دیده است.

لیزا می‌گوید: «من با تغییرات خوب عمل نمی‌کنم، اما قرنطینه بهانه‌ای خوش‌آمد برای در نهایت تبدیل به زندگی تمام‌وقت در شمال ایالت فراهم کرده است. این زوج از گذراندن زمان بیشتری در مکان مورد علاقه خود لذت برده اند. این یک پیشرفت طبیعی بود، همانطور که آخرین پروژه لیزا است. Upstate: Living Spaces With Space to Live، با عکاسی فوق‌العاده توسط سارا الیوت، ادامه‌ای از شیفتگی مادام‌العمر لیزا به فضای داخلی، سبک زندگی و مفهوم احساسی «خانه» است.

 

برای اطلاعات بیشتر در مورد خانه مزرعه لیزا و جاناتون دهلی، به علاوه 11 فضای زیباتر، کتاب را اینجا ببینید.

خودتان آن را انجام دهید

وقت خود را صرف کنید در برابر مفهوم "آماده انتقال" مقاومت کنید. مسابقه دادن برای تجهیز یک خانه به طور اجتناب ناپذیری شما را با چند قطعه کم زرق و برق رها می کند. لیزا توضیح می‌دهد: «اگر مجبور شوید وقت خود را صرف کنید، قطعاتی که در نهایت به دست می‌آورید مناسب‌تر خواهند بود و طول عمر بیشتری خواهند داشت.»

 

ترول بازار فروش مجدد لیزا توصیه می‌کند طراحی دکوراسیون هاب استدیو در یافتن دزدی‌های دست دوم پشتکار داشته باشید. او می‌گوید هنگام جستجوی اقلام قدیمی خاص به صورت آنلاین، "تقریباً مانند یک اصطلاحنامه است" - مترادف چیزی را که به دنبالش هستید جستجو کنید. وقتی به دنبال صندلی های غذاخوری خمیده اش می گشت، اغلب «صندلی های چوبی منحنی» را جستجو می کرد. سعی کنید نام یک طراح را اشتباه املایی کنید و "بیشتر از آنچه فکر می کنید لازم است بررسی کنید."

 

یوتیوب دوست شماست، جاناتون از زمانی که به بالای ایالت نقل مکان کرد، نجاری و ساخت مبلمان را به خود آموخت. لیزا می‌گوید: «هر کاری که او ساخته است، از طریق یک سیاه‌چاله آموزش یوتیوب انجام داده است. او توصیه می کند که با چوب ارزان شروع کنید و به تدریج به سمت چیزهای زیباتر کار کنید. "شما باید با اشتباه کردن مشکلی نداشته باشید."

درک قالب برش

برش قالب یک فرآیند ساخت است که از ماشین‌ها و ماشین‌آلات تخصصی برای تبدیل مواد موجود با برش، شکل‌دهی و برش دادن آن به اشکال و طرح‌های سفارشی استفاده می‌کند. فرآیند برش قالب هم همه کاره و هم قابل تنظیم، برای طیف وسیعی از مواد از جمله فلز، پلاستیک، چوب و کامپوزیت ها مناسب است. همچنین کاربردهای تولیدی در صنایع مختلفی دارد، از جمله نئوپرن برش قالب، واشر، کاغذ برش قالب، بسته بندی، پارچه برش قالب و تولید فوم برش قالب.

 

امروزه انواع مختلفی از فرآیندهای برش قالب وجود دارد، از جمله برش قالب مسطح، برش قالب چرخشی و برش قالب دیجیتال، که هر یک از انواع فرآیند مزایا و معایب خود را دارد. الزامات و مشخصات مورد نیاز توسط یک برنامه برش قالب خاص - به عنوان مثال، مواد در حال تبدیل، اندازه قطعه، تحمل های مورد نظر، هزینه های اولیه و بلند مدت، زمان های تولید و غیره - به تعیین نوع فرآیند برش قالب برای استفاده در بهترین روش کمک می کند. یک وضعیت داده شده

 

این مقاله به طور کلی بر فرآیند قالب‌گیری تمرکز دارد و انواع مختلف قالب‌گیری و ماشین‌آلات و اجزای مورد نیاز آن‌ها را تشریح می‌کند. علاوه بر این، این مقاله قابلیت های مختلف برش قالب و ملاحظات مواد را بررسی می کند و جایگزین هایی برای فرآیند برش قالب ارائه می دهد.

بررسی اجمالی برش قالب و قابلیت ها

برش قالب یک فرآیند ساخت همه کاره است که معمولاً از قالب های طراحی شده سفارشی که به ماشین آلات تخصصی چسبانده شده اند برای تبدیل مواد موجود استفاده می کند. برای طیف وسیعی از مواد و کاربردها و صنایع مختلف مناسب است. علاوه بر این، فرآیند برش قالب چندین قابلیت عملیات برش متفاوت را ارائه می دهد، از جمله:

 

از طریق برش

برش بوسه

سوراخ کردن

گلزنی

چین دار شدن

از طریق برش:  نیکا پیکی همچنین به عنوان برش فلز به فلز یا از طریق برش نامیده می شود، از طریق برش طرح سفارشی را از طریق کل مواد برش می دهد. به عنوان مثال، هنگام برش قالب پلاستیکی با لایه پشتی چسب، قالب از لایه های لایه پلاستیکی، چسب و مواد پشتی عبور می کند. طرح دای کات به طور کامل از مواد استوک جدا شده است.

 

برش بوسه: برای مواد چسبنده، برش بوسه طرح سفارشی را از روی صورت و لایه‌های چسب برش می‌دهد، اما نه لایه مواد پشتیبان. طرح دای برش به طور کامل از مواد استوک جدا نشده است، اما می توان به راحتی از لایه پشتی دست نخورده جدا شد.

 

سوراخ کردن: سوراخ کردن مجموعه ای از سوراخ های پانچ شده را ایجاد می کند که طرح قالب را بر روی مواد استوک ثابت نگه می دارد. طرح به طور کامل از مواد استوک جدا نشده است، اما به راحتی می توان آن را در امتداد خطوط سوراخ شده جدا کرد.

امتیاز دهی: به جای برش کامل از مواد استوک، نمره گذاری در یک نقطه تنش یک قالب، تورفتگی یا برش جزئی به جا می گذارد. نمره تولید شده معمولاً فقط از طریق ≤50٪ از مواد نفوذ می کند یا برش می دهد که ضخامت را در نقطه تنش کاهش می دهد و امکان چین های پروفیل مربعی را فراهم می کند.

 

چین زدن: مشابه فرآیند امتیاز دهی، چین دادن یک خط چین بر روی مواد استوک ایجاد می کند. با این حال، بر خلاف امتیاز دهی، چین و چروک باعث تغییر شکل ماده می شود تا یک برآمدگی خمشی به سمت داخل بین دو نقطه تنش موازی داشته باشد. داشتن دو نقطه تنش باعث افزایش انعطاف‌پذیری مواد در چین شده و در هر نقطه از تا شدن ماده، از میزان تنش وارده به آن می‌کاهد.

انواع ابزار و خدمات قالب تراشکاری

انواع مختلفی از خدمات برش قالب وجود دارد، از جمله برش قالب تخت، برش قالب چرخشی و برش قالب دیجیتال. هر تغییر فرآیند مزایایی را در رابطه با کاربردهای تولید و همچنین محدودیت هایی در رابطه با قابلیت های مواد، تحمل ها، خروجی تولید، هزینه ها و غیره ایجاد می کند.

 

قالب برش تخت، که به آن برش قالب فولادی نیز گفته می شود، یک فرآیند ساخت است که از یک پرس قالب برش تخت و قالب های فولادی سفارشی برای تبدیل مواد به اشکال و طرح های سفارشی استفاده می کند. این فرآیند برای پردازش مواد ضخیم تر، تولید قطعات بزرگتر و تکمیل سفارشات کوچک یا دوره های کوتاه تولید مناسب است.

 

برش دای دوار ساختی است که از قالب های استوانه ای متصل به پرس دوار برای تبدیل مواد انعطاف پذیر - یعنی تار - استفاده می کند. این فرآیند برای کاربردهایی که نیاز به طراحی های با دقت و دقت بالا و دوره های تولید با حجم بالا دارند مناسب است.

 

برشکاری قالب دیجیتال یک فرآیند ساخت است که مواد را بدون استفاده از قالب تبدیل می کند. در عوض، ارائه‌دهندگان خدمات برش قالب دیجیتال از لیزرها، تیغه‌ها و بیت‌های ابزار کنترل‌شده توسط کامپیوتر برای ایجاد برش، امتیاز و چین استفاده می‌کنند. این فرآیند برای کاربردهای تبدیل مواد با برش کم که نیاز به زمان سرب سریع و هزینه کم دارند و در عین حال دقت بالا را حفظ می کند، مناسب است.

 

برش مکانیکی در مقابل برش لیزری در مقابل فرز

هم برش مکانیکی و هم برش لیزری فرآیندهای رایج ساخت هستند که در صنایع تولیدی امروزی مورد استفاده قرار می گیرند. هر روش از تجهیزات متمایز خود استفاده می کند و مزایا و معایب خاص خود را دارد. ترجیح در بین این دو معمولاً به طیف وسیعی از عوامل مانند الزامات برنامه، مقرون به صرفه بودن و قابلیت های تولید بستگی دارد.

برش مکانیکی، که شامل ابزار و ماشینکاری می‌شود، فرآیندی است که از تجهیزات نیرومحور برای شکل‌دهی و شکل دادن مواد به یک طرح از پیش تعیین‌شده استفاده می‌کند. برخی از ماشین‌های متداول مورد استفاده در برش مکانیکی عبارتند از: ماشین‌های تراش، فرز و پرس مته که به ترتیب با فرآیندهای تراشکاری، فرزکاری و حفاری مطابقت دارند.

 

ماشین تراش

تراش یک ماشین فلزکاری است که مواد را معمولاً با یک موتور کنترل‌شده توسط کامپیوتر می‌چرخاند، در حالی که یک تیغه برش سخت شده، ذخایر اضافی را برای ایجاد شکل دلخواه جدا می‌کند. سیال برش را می توان برای کمک به حفظ کنترل دما، روغن کاری قطعات متحرک، و حذف زباله ها یا "جوش ها" از قطعه کار استفاده کرد.

 

آسیاب

یک دستگاه فرز دارای یک ابزار برش ثابت و یک میز متحرک است که قطعه کار روی آن محکم می شود. جهت های دستی یا کامپیوتری میز را در اطراف تیغه چرخان حرکت می دهد تا برش های مورد نظر را ایجاد کند. ماشین های فرز قادر به ایجاد اشکال پیچیده یا متقارن در سراسر محورها هستند. چهار دسته اصلی دستگاه فرز عبارتند از: فرز دستی، فرز ساده، یونیورسال و مدل های همه جانبه.

 

مته فشاری

دریل پرس یک مته ثابت است که روی میز نصب می شود یا به کف پیچ می شود و توسط یک موتور القایی هدایت می شود. از یک پایه، یک ستون، یک میز، یک دوک و یک سر مته تشکیل شده است. یک دسته سه شاخه، مته را بالا یا پایین می‌آورد تا سوراخ‌های استوانه‌ای در قطعه کار ایجاد شود. همانطور که بیت می‌چرخد و فلز را برش می‌دهد، فلوت روی مته، خرده‌ها یا ضایعات را به سمت بالا و خارج از سوراخ می‌برد.

تجهیزات و روش های برش لیزری

برش لیزری از یک دستگاه انتشار انرژی استفاده می‌کند تا جریان بسیار متمرکزی از فوتون‌ها را روی ناحیه کوچکی از قطعه کار متمرکز کند و طرح‌های دقیق را از مواد جدا کند. لیزرها معمولاً با رایانه کنترل می شوند و می توانند برش های بسیار دقیقی را با پرداخت با کیفیت انجام دهند. رایج ترین برش های لیزری از نوع گازی CO2 یا Nd:YAG هستند.

 

لیزرهای CO2

لیزر دی اکسید کربن (CO2) تخلیه گازی را منتشر می کند که به عنوان تراشکاری صنعتی  واسطه ای برای پرتو نور عمل می کند. این لیزر یکی از پرقدرت ترین لیزرهای موج پیوسته است که امروزه مورد استفاده قرار می گیرد، که عمدتاً به دلیل نسبت توان خروجی به پمپ بالا است. پرتوهای مبتنی بر دی اکسید کربن در سمت مادون قرمز طیف نور با باندهای طول موجی بین 9.4 تا 10.6 میکرومتر قرار می گیرند. آنها معمولاً برای جوشکاری، برش و حکاکی فلزات و همچنین لایه برداری مجدد بافت بیولوژیکی استفاده می شوند.

 

لیزرهای Nd:YAG

بر خلاف لیزرهای CO2، گارنت آلومینیوم ایتریوم دوپ شده با نئودیمیم یا Nd:YAG، لیزرها دستگاه های حالت جامد هستند که از کریستال به عنوان یک محیط نور استفاده می کنند. آنها همچنین دارای دیودهای لیزری یا لامپ های فلاش هستند که به صورت نوری پرتوهای خود را پمپ می کنند که طول موج مادون قرمز 1064 نانومتر را ساطع می کنند. مدل های Nd:YAG برخی از رایج ترین لیزرهای مورد استفاده در ساخت هستند که در جوشکاری، برش، حکاکی، علامت گذاری و اچ کردن انواع مواد کاربرد دارند. علاوه بر این، این لیزرها کاربردهای پزشکی متعددی نیز دارند.

برش مکانیکی در مقابل برش لیزری

از آنجایی که برش لیزری نه تنها می‌تواند مواد را برش دهد، بلکه می‌تواند به یک محصول پرداخت کند، می‌تواند فرآیندی ساده‌تر از جایگزین‌های مکانیکی آن باشد، که اغلب به درمان‌های پس از ماشینکاری نیاز دارند. علاوه بر این، هیچ تماس مستقیمی بین دستگاه لیزر و مواد وجود ندارد و احتمال آلودگی یا علامت گذاری تصادفی را کاهش می دهد. لیزرها همچنین ناحیه تحت تأثیر حرارت کوچکتری ایجاد می کنند که خطر تاب برداشتن یا تغییر شکل مواد در محل برش را کاهش می دهد.

 

با این حال، برش لیزری می‌تواند یک روش ساخت پرهزینه و از نظر فنی چالش برانگیز باشد، در حالی که فرآیندهای برش مکانیکی برش CNC مته ارزان‌تر و آسان‌تر برای ادغام در خدمات تولیدی هستند. تجهیزات لیزر معمولاً به یک منبع انرژی قدرتمند نیاز دارند و انرژی را با سرعت بالایی مصرف می کنند. این معمولاً به یک مغازه نیاز دارد که علاوه بر منابع برق استاندارد، باتری یا خازن های وسیعی را نیز نگهداری کند. دستگاه‌های لیزر اغلب گران هستند و تجهیزات جانبی مانند آینه‌های طلایی یا پنجره‌ها و لنزهای سلنید روی می‌توانند هزینه‌های اضافی را به همراه داشته باشند.

 

هنگام انتخاب بین برش لیزری و مکانیکی، ممکن است به یاد داشته باشید که این فرآیندها منحصر به یکدیگر نیستند و بسیاری از ماشین‌فروشی‌ها ترکیبی از این دو خدمات برش را ارائه می‌دهند. سازندگانی که مزایای یک نوع برش را در مقابل نوع دیگر ارزیابی می‌کنند، اساساً دقت و قابلیت اطمینان برش لیزر را در مقابل هزینه‌ها و مصرف انرژی، و سهولت استفاده و کارآمدی برش مکانیکی را در برابر خطر آسیب یا تغییر شکل یک ماده معین متعادل می‌کنند.