روشهای ساخت قطعات صنعتی میتواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد. زیرا هر فرآیند دارای نقاط قوت، مواد سازگار و فرایندهای خاص خود است. درک عمیق و شناخت بهتر طیف روشهای تولید، این فرآیند تصمیم گیری را بهبود میبخشد. ساخت قطعات فلزی یا ساخت قطعات صنعتی شامل فرایندهایی از جمله برش، شکل دهی، جوش و … است. این فرایندها موجب تبدیل شدن مواد خام به قطعه و سازه نهایی میشود نتخاب فرایند یا روشهای مناسب جهت ساخت قطعات صنعتی به موارد مختلفی همچون جنس قطعه، پارامترهای تاثیرگذار در محصول نهایی مثل تلرانسها و حساسیتهای مونتاژی احتمالی و … بستگی خواهند داشت.
صنایع مختلف برای اینکه کار خود را به درستی به انجام برسانند، به قطعات و تجهیزات صنعتی مختلفی نیاز دارند. برای تولید قطعات صنعتی از روش های مختلفی استفاده می شود که از مهمترین آنها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
ماشین کاری CNC (فرز CNC و تراشکاری CNC)
اکستروژن
ریخته گری فلزات
دایکستینگ یا ریخته گری دایکاست
قالب گیری تزریق فلز
آهنگری
شکل دهی ورق و پرسکار
پرینت سه بعدی فلزی
۱- ماشین کاری CNC (فرزکاری و تراشکاری CNC)
روش ماشینکاری CNC (فرزکاری CNC و تراشکاری CNC) در ساخت و تولید قطعات صنعتی به دلیل هزینه پایین، دقت ابعادی بالا و تکرار پذیری مناسب، کاربرد فراوانی دارد و واژه CNC یا همان (Computer Numerical Control-CNC) به معنی کنترل عددی کامپیوتری میباشد.طراحان قطعات صنعتی، از ماشینکاری CNC جهت براده برداری و جدا کردن لایهای از قطعه کار به کار گرفته و با استفاده از نرمافزارهایی از جمله Solidworks و CATIA قطعات پیچیده را طراحی میکنند. بکارگیری نرمافزارهای واسط برنامه ماشینکاری قطعه طراحی شده را استخراج مینماید و با ارسال آن به دستگاه CNC فرآیند ماشینکاری را انجام میدهند.
۲- اکستروژن
روش دیگر ساخت قطعات صنعتی فلزی یا غیرفلزی، اکستروژن است. اکستروژن شامل فشردن فلز یا پلاستیک گرم از طریق یک قالب است. مثل فشردن یک لوله خمیر دندان. اکستروژن قطعات فلزی معمولاً نیاز به تکمیل پس از اتمام دارد، مانند برش، سوراخ کاری یا ماشین کاری ولی برای قطعاتی با حجم بالا که نیاز به سطح مقطع ثابت دارند ایده آل است. به این دلیل که پروفیلهای اکستروژن میتوانند تقریباً هر شکلی با مقطع پیوسته داشته باشند. یک مثال عالی، پروفیل درب و پنجره است، با چندین ویژگی برای ایمنکردن قابهای مختلف در مجموعه. این قابها حتی میتوانند توخالی باشند، مانند لولههای مربع، گرد یا شش ضلعی. تولید کنندگان هنگام ایجاد شکل قالب، ساختار آن را تعیین میکنند.
3- ریخته گری فلز
ریخته گری فلزات یک فرآیند تولید طولانی مدت ساخت قطعات صنعتی است. شامل ریختن فلز مایع در قالب. در این روش فلز مایع به شکل دلخواه سخت میشود سپس سرد شده و از قالب خارج میشود. ریختهگری فلزات روشی مدرن و خودکار بوده و از ابزارهای پیشرفته استفاده میکند. اما اصول آن ثابت است و استفاده گسترده از آن گواهی بر موفقیت این روش است.
چگونه کار میکند؟
فرآیند ریخته گری فلز با الگوسازی آغاز میشود. الگوها قبل از ریختن در فلز مایع، حفرههایی در قالب ایجاد میکنند. روشهای الگوسازی مدرن از محاسبات دقیق برای رسیدن به شکل دلخواه استفاده میکنند. این روشها شامل پوسته پوسته شدن برای محاسبه انقباض و همچنین داشتن ضخامت برادهها در آماده سازی برای تکمیل پس از CNC باشد.
در بسیاری از موارد، قالب در طی فرآیند ریختهگری از بین میرود. از بین رفتن قالب، یک مرحله برنامهریزی شده هنگام ریخته گری شن و ماسه است؛ که در آن ریخته گری تشکیل شده از ماسه جدا میشود تا قسمت تمام شده نمایان شود. قالبهای ریخته گری شن و ماسه جدید به راحتی ساخته میشوند و ماسه اغلب برای ایجاد قالبهای جدید بازیابی میشود.
ریختهگری فلز همچنین ممکن است شامل استفاده از موم در فرآیندی به نام ریختهگری سرمایهگذاری باشد. تولیدکنندگان با ساخت مدل مومی از محصول نهایی، شروع میکنند بدین شکل که موم قبل از گرم شدن و برداشتن، در لایههای سرامیکی قالب که داخل آن با طرحی شکل گرفته است، پوشانده میشود.
4- دایکستینگ یا ریخته گری دایکاست
ریختهگری برای تولید و ساخت حجم زیادی از قطعات صنعتی، بهترین گزینه است. در حالت ریختهگری سنتی یا همان ماسهای، این نیروی وزن مواد مذاب است که آنها را به درون محفظه سرازیر میکند. تحت فشار بودن مواد مذاب در تمام مراحل ریختهگری، از جمله انجماد، باعث افزایش استحکام و قطر آنها میشود. ضمن این که برای تولید فلزات هیچ راهکاری کارآمدتر از دایکست نیست، کوتاهترین راه تولید یک محصول فلزی نیز همین روش ریختهگری دایکاست است.
5- قالب گیری تزریقی فلز
قالب گیری تزریقی، رایجترین روش برای ساخت قطعات صنعتی پلاستیکی است. اما سازندگان از این روش برای تولید قطعات فلزی نیز استفاده میکنند. برای پروژههای بزرگ مقرون به صرفه است، حتی با دقت بالا. اگرچه این روش برای پروژههایی که نیاز به قطعات کوچک دارند مناسب است، اما میتوان از قالب تزریق فلز یا MIM برای قطعات با هر اندازهای استفاده کرد.