هجدهمین نمایشگاه فن بازار در محل دائمی نمایشگاه های بین المللی تهران

هجدهمین نمایشگاه فن بازار

 هجدهمین نمایشگاه فن بازار در محل دائمی نمایشگاه های بین المللی تهران با حضور دکتر ستاری معاون علمی پژوهشی ریاست جمهوری،دکترغلامی وزیر علوم، دکتر قبادیان معاون وزیر علوم و اعضای شورای شهر گرمسار- غرفه شرکت سازان ایده

سیستم شبکه‌ای هوشمند حمل و نقل هوایی کالا

سیستم شبکه‌ای هوشمند حمل و نقل هوایی کالا در واقع بیان طرحیست که سیستم جایجایی کالاها را توسط پهبادها بیان می‌کند. تصاویر زیر بخش‌هایی از این طرح را که در فایل PDF ذیل پیوست شده است را نشان می‌دهد. متن کامل این طرح را می‌توانید در این PDF مشاهده کنید.

سیستم شبکه‌ای هوشمند حمل و نقل هوایی کالا

password: www.saa-co.ir

 

 

روزهای پایانی عمر خودروها با سوخت فسیلی

اتومبیل های برقی به دلیل وابسته نبودن به سوخت های فسیلی و عدم انتشار گازهای آلاینده، یکی از بهترین راهکارها برای مقابله با آلودگی هوا و حفظ محیط زیست هستند. شکی در این وجود ندارد که در سال های آینده تعداد این دسته از خودروها بسیار بیشتر شده و آنها به یک جریان اصلی تبدیل خواهند شد.

در حال حاضر تسلا را می توان بازیگر اصلی عرصه خودروهای الکتریکی نامید. موفقیت های این کمپانی به سایر خودروسازان سنتی اثبات کرد که آینده متعلق به اتومبیل های الکتریکی است، به همین جهت آنها دست به کار شده و در حال طراحی و توسعه رقبایی برای محصولات تسلا هستند.

فولکس واگن یکی از این خودروسازان سنتی است که پس از رسوایی مربوط به تقلب در میزان اعلام گازهای آلاینده، با تغییر استراتژی تصمیم گرفته با تولید خودروهای الکتریکی وارد رقابت جدی با تسلا شود.

بر اساس گزارش اخیر فایننشل تایمز این کمپانی آلمانی فروش یک میلیون دستگاه خودروی برقی در سال ۲۰۲۵ را هدف گذاری کرده است. آقای هربرت دیس ( HERBERT DIESS ) مدیر عامل فولکس واگن در یک کنفرانس خبری اعلام کرد که این کمپانی با کاهش هزینه ها و بهبود کارایی قصد دارد سود خود را تا سال ۲۰۲۰ افزایش دهد؛ بعد از آن این شرکت بر روی تولید خودروهای الکتریکی تمرکز خواهد کرد. آقای دیس در ادامه صحبت های خود گفته که فولکس واگن با مدیریت بهتر هزینه ها، می تواند جهش بزرگی انجام داده و خودروهایی الکتریکی را با قیمت اتومبیل های دیزلی کنونی به مشتریان تحویل دهد.

البته علی رغم قیمت نسبتا بالای خودروهای برقی، تسلا بزودی سدان مدل ۳ را با بهاییبسیار پایین تر نسبت به مدل S و مدل X روانه بازار خواهد کرد. گفته می شود این خودرو حدود ۳۵۰۰۰ دلار قیمت خواهد داشت. آقای دیس با قبول موفقیت های تسلا در یک اظهار نظر جالب خاطر نشان کرده که “تسلا یک رقیب جدی برای ماست؛ اما هر چقدر که توانمند باشد، ما می توانیم آن را پشت سر بگذاریم.” این در حالیست که بر اساس گزارشى از تسلا که اخیراً منتشر شده است, این برند در سه ماه اول سال ۲۰۱۷مبلغ  ۳۹۷ میلیون دلار ضرر کرده است. این مقدار ١٧٩ میلیون دلار از مبلغ ۳ ماه اول سال ۲۰۱۶ بیشتر است. همچنین درآمد این خودروساز بیش از دو برابر در مقایسه با مدت مشابه سال پیش از آن افزایش پیدا کرده و حتی بالاتر از پیش بینی تحلیل گران وال استریت بوده است. کارشناسان وال استریت از درآمد ۶۱/۲ میلیارد دلاری تسلا سخن گفته بودند، در حالى که این کمپانی موفق شده است ۷/۲ میلیارد دلار درآمد کسب کند. مقدار هزینه هاى تسلا طی سه ماه اول سال ۲۰۱۷ با وجود کاهشى که داشته است اما، عنوان دومین فصل پر هزینه را به نام این کمپانی ثبت کرده است. تسلا به این نکته اشاره کرده است که کارخانه های تسلا طبق برنامه های پیش بینی شده در حال نزدیک شدن به تولید ۵۰۰۰ دستگاه خودروی مدل ۳ در هفته هستند که در طی سال ۲۰۱۷ محقق خواهد شد. انتظار مى رود که این کمپانی مدل Yspot / utility را تا سا ۲۰۲۰ یا شاید اواخر سال ۲۰۱۹ به خط تولید برساند. تسلا اعلام کرده است که در سه ماه اول سال ۲۰۱۷، بیش از ۲۵ هزار دستگاه خودرو به فروش رسانده است که همین موضوع باعث افزایش ارزش هر سهم تسلا شده است. بسیاری از سهامداران از پایین بودن تیراژ تولید این کمپانی سخن می گفتند. پس از افزایش ارزش سهام، ایلان ماسک با انتشار توییتی اعلام کرد که مجموع ارزش این کمپانی طی سال اخیر بیش از ۴۶ درصد افزایش پیدا کرده است.

در واقع آنچه واضح است اینکه تاکنون تسلا توانسته به لطف محصولات خاص و متفاوتش، در بازار خودروهای پرمیوم و لوکس، بسیار قدرتمند، تاثیرگذار و محبوب ظاهر شود. اما زمانی که صحبت بر سر تولید محصولات نسبتا اقتصادی با قیمت رقابتی باشد، این تویوتا و فولکس واگن هستند که گوی سبقت را از رقبا ربوده اند و باید منتظر ماند و دید که تسلا می تواند در این کلاس سخت نیز برتر از خودروسازان سنتی عرض اندام کند و یا در مقابل این دو غول صنعت خودروسازی سر تعظیم فرود خواهد آورد.

 

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW)

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی Friction Stir Welding

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW) یک فرایند جوش حالت جامد است که با استفاده از یک ابزار غیر قابل مصرف دو قطعه را بدون ذوب کردن آنها به هم جوش می دهد. منبع انرژی استفاده شده در این فرایند انرژی مکانیکی می باشد. حرارت از اصطکاک بین ابزار چرخان و مواد قطعه کار بدست می آید  که منجر به ایجاد یک منطقه  نرم در نزدیکی ابزار جوشکاری می شود. در حالی که این ابزار در امتداد خط مشترک دو قطعه حرکت می کند، دو قطعه فلزی را در هم می آمیزد و با  فشار مکانیکی فلز نرم و داغ را به هم فورج می کند. این روش در ابتدا برای آلومینیوم، خصوصا برای سازه هایی که نیاز به استحکام جوش بسیار بالا دارند استفاده می شد. FSW نیز در کشتی سازی، قطارها و هوافضا کاربرد دارد.

این فرایند در موسسه جوش (TWI) در انگلستان در دسامبر سال ۱۹۹۱ اختراع شد و به صورت تجربی بهبود یافت. TWI حق ثبت اختراع این جوش را دارا می باشد که در ابتدا بیشتر به صورت توصیفی بود.

قاعده کلی فرایند

حرکت گردش پين موجب به جنبش درآمدن و مخلوط شدن مواد به دور پين می شود و اين کار باعث حرکت مواد از جلوی پين به عقب پين می شود. سرعت چرخش بالاتر پين موجب توليد دمای بالاتر می شود زیرا موجب گرمای اصطکاکی بيشتر و مخلوط شدن و جنبش شديدتر مواد می شود و در نتيجه گرمای بيشتری توليد می کند هر چند گرمای توليدی توسط ميزان جفت شدن سطح ابزار (شانه Shoulder) با قطعه کار کنترل می شود.

بنابراين، با افزايش سرعت چرخش پين نبايستی انتظار داشت که گرمای توليدی نيز به طور يکنواخت افزايش يابد با وجود اين که ضريب اصطکاک در سطح با افزايش سرعت چرخش پين تغيير می کند علاوه بر سرعت چرخش پين و سرعت انتقال آن بر روی قطعه، زاويه بين پين و قطعه نيز دارای اهميت می باشد. يک خمش (زاويه) مناسب بين پين و قطعه کار در حين پيمودن مرز جوشکاری موجب می شود که مطمئن شويم Shoulder مواد حرکت داده شده را می پوشاند (مانع از اتلاف حرارت می شود) به کمک دندانه های پين و حرکت موثر مواد از جلوی پين به پشت پين.

حرارت اصطکاکی بین ابزار مقاوم در برابر سایش و قطعه کار تولید می شود. این حرارت تولید شده توسط فرآیند اختلاط مکانیکی و گرما ی دررو در داخل ماده، باعث نرم شدن مواد مغشوش شده بدون ذوب شدن می شود. هنگامی که ماده به حالت نرم در آمد یک نیروی کمکی باعث فورج کردن دو به هم می شود و جوش را تشکیل می دهد.

نیروهای جوش

در حین جوشکاری تعدادی از نیروها بر روی ابزار عمل می کنند:

·        یک نیروی رو به پایین برای حفظ موقعیت ابزار در بالا یا زیر سطح قطعه لازم است. برخی از ماشین آلات جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی با بار تحت کنترل عمل کنند، اما در بسیاری از موارد موقعیت عمودی ابزار از پیش تعیین شده است و بنابراین بار در طول جوشکاری متفاوت است.

·        نیروی در جهت مسیر جوش موازی با حرکت ابزار اعمال می شود. از آنجایی که این نیرو از مقاومت قطعه کار در مقابل حرکت ابزار تولید می شود انتطار می رود که با افزایش دمای ماده اطراف ابزار کاهش یابد.

·        نیروی جانبی ممکن است عمود بر مسیر حرکت ابزار در جهت خط جوش اعمال شود.

·        گشتاوری که برای حرکت چرخشی ابزار مورد نیاز است و مقدار آن به نیروی در جهت پایین و ضریب اصطحکاک بستگی دارد.

به منظور جلوگیری از شکستگی ابزار و به حداقل رساندن سایش بیش از حد و پارگی بر روی ابزار و ماشین آلات مرتبط، چرخه جوشکاری اصلاح شده است به طوری که نیروهای وارده تا حد امکان کم شده است و از تغییرات ناگهانی اجتناب می شود.

پارامترهاي جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي
فرآيند جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي، همراه با جابه‌جايي پيچيده و تغييرشکل پلاستيک است. «پارامترهاي جوشکاري»، «هندسه­‌ي ابزار» و «طراحي اتصال»، بر الگوي سيلان ماده و توزيع دما مؤثر هستند. همچنين، تغيير شکل ريزساختاري ماده نيز، تابع اين عوامل است.

هندسه‌ي ابزار:  هندسه­‌ي ابزار، مهم‌ترين عامل تأثيرگذار روي این فرآيند است و مهم‌ترين نقش را در سيلان ماده بازي مي­‌کند. يک ابزار جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي، دو قسمت دارد: پين و شانه (Shoulder). همچنين، ابزار، دو عملکرد دارد: ايجاد گرماي موضعي و سيلان ماده (اغتشاش).
در وهله­‌ي اول و در ابتداي تماس پين با ماده، در اثر اصطکاک، گرما ايجاد مي­‌شود. مقداري از گرما نيز، در اثر تغيير شکل پلاستيک ماده به‌وجود می‌آید. پين تا جايي که شانه روي سطح قطعه‌کار بنشيند، فرو مي‌رود. اصطکاک بين شانه و قطعه‌کار در اين مرحله، قسمت اعظم گرماي فرآيند را توليد مي­‌کند. از جنبه­‌ي توليد گرما، نسبت اندازه‌ي پين و شانه نیز مهم است؛ اما، ساير پارامترهاي طراحي، تأثير چنداني روي گرماي توليدي ندارند. شانه همچنين، محدوده­‌ي گرم‌شدن قطعه را نيز، تعيين می‌کند.

عملکرد دوم ابزار، گرداندن و حرکت ماده است. شکل­‌گيري ريزساختار و خواص حاصل، بستگي به هندسه­‌ي ابزار دارد. معمولاً، از شانه­‌ي مقعر و پين استوانه­‌اي رزوه‌دار استفاده مي­‌شود

شکل پایین دو نمونه از ابزار جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي را نشان مي­‌دهد. در ابزار مارپيچي، حجم جابه‌جاشونده­‌ي ماده، تا ۶۰% و در ابزار سه‌شياري، تا ۷۰% کاهش مي­‌يابد. مزيت اين نوع طراحي‌ها، کاهش نيروي اصطکاکي، امکان سيلان قسمتي از ماده که تغيير شکل پلاستيک داده، تسهيل حرکت فرورونده­‌ي ابزار و افزايش فصل ‌مشترک بين پين و ماده ا‌ي که تغيير‌شکل ‌پلاستيک‌داده، هم­زمان با توليد گرماي بيشتر مي­‌باشد.

عامل اصلي برتري اين نوع پين‌ها نسبت به پين‌هاي ساده، نسبت حجم پيچيده‌شده هنگام چرخش به حجم خود پين است؛ يعني، نسبت حجم ديناميک به استاتيک که براي ايجاد يک مسير مناسب براي سيلان ماده، حائز اهميت است.

با درنظرگرفتن تأثير مهم هندسه­‌ي ابزار روي سيلان فلز، ريزساختار حاصل که رابطه­‌ي مستقيمي با نحوه­‌ي سيلان دارد، براي هر ابزار، متفاوت خواهد ‌بود. از شبيه‌سازي، براي بررسي نحوه­‌ي سيلان و محاسبه‌ي نيروي محوري و در نتيجه طراحي ابزار مناسب، استفاده مي­‌شود.

متغیرهای فرآیند:  براي جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي، دو پارامتر، بسيار مهم‌اند:  نرخ چرخش ابزار (W, rpm) در جهت ساعتگرد يا پادساعتگرد و سرعت پيشروي ابزار (V, mm/min) در طول خط اتصال

چرخش ابزار، باعث هم‌خوردن و اختلاط ماده حول پين چرخان شده و پيشروي ابزار، ماده­‌ي هم‌خورده را از جلو به عقب پين منتقل مي­‌کند و در نهايت، فرآيند جوشکاري خاتمه مي‌يابد. نرخ چرخش بالاتر، باعث ايجاد گرماي بيشتر، به‌دليل اصطکاک بيشتر و در نتيجه، هم‌خوردن و اختلاط بيشتر ماده خواهد شد.

طراحي اتصال رايج­‌ترين شکل‌های طراحي جوش براي جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي، اتصالات لب‌به‌لب (Butt Joint) و روي هم (Lap Jointهستند. انواع اين اتصالات در شکل پایین نشان داده شده­ اند.

در شکل پایین دو ورق با ضخامت يکسان، روي يک صفحه­‌ي پشتيبان قرار گرفته­‌اند. در فرورفتن اوليه­‌ي ابزار، نيروها بسيار بزرگ هستند و مراقبت زيادي براي اطمينان از عدم جدايش دو طرف جوش، بايد صورت‌گيرد. ابزار چرخان در خط اتصال فرو مي­‌رود و طول خط را مي­‌پيمايد و هم­‌زمان، شانه­‌ي ابزار، در تماس کامل با سطح صفحات است که باعث ايجاد خط جوش مي­‌شود. از طرفي ديگر، براي اتصال روي‌هم ساده، يک ابزار چرخان، به‌طور عمودي روي صفحه­‌ي بالايي و پاييني فرو مي­‌رود و در جهت مورد نظر، در خط طولي پيشروي مي­‌کند و دو صفحه را جوش مي­‌دهد.

کاربرد ها

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در صنایع کشتی سازی،هوا و فضا، خودروسازی،راه آهن، رباتیک و کامپیوتر کاربرد های فراوانی دارد.

کشتی سازی

دو شرکت اسکاندیناوی استخراج آلومینیوم ، برای اولین بار موفق به اعمال  تجاری FSW  در تولید پانل های فریزر ماهی در سال۱۹۹۶، و همچنین پانل های عرشه و سیستم عامل فرود هلیکوپتر در Marine Aluminium Aanensen شدند. برخی از این پانل های فریزر در حال حاضر توسط Riftec و Bayards تولید می شود. در سال ۱۹۹۷ جوش اصطکاکی اغتشاشی دو بعدی برای تولید عرشه برخی از کشتی ها با اولین دستگاه های FSW  پرتابل بکار گرفته شد.کشتی  The Super Liner Ogasawara در شرکت مهندسی و کشتی سازی Mitsui بزرگترین کشتی است که تا به حال با فرایند FSW ساخته شده است.کشتی های The Sea Fighter of Nichols Bros و Freedom class Littoral Combat محتوی پانل های از پیش ساخته ای است که توسط شرکت ارائه کننده FSW، Advanced Technology and Friction Stir Link می باشند.

جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي در ساخت پانل های آلومینیومی کشتی Super Liner Ogasawara استفاده شده است.

هوافضا

United Launch Alliance در ساخت لانچر های فضاپیما های دلتا ۲ ،۴ و اطلس ۵ ازFSW  در سال ۱۹۹۹ استفاده کرد. این فرایند همچنین برای مخزن خارجی شاتل فضایی Ares I و برای Falcon 1 و ۹Falcon  در ناسا استفاده شد.

جوش اصطکاکی اغتشاشی طولی و محیطی برای مخزن تقویت کننده موشک در فالکون ۹ در شرکت SpaceX

مخزن سوخت خودرو Ford GT با استفاده از جوش FSW  برای فلز آلومینیوم ساخته شده است.

بدنه ی بسیار مقاوم و کم اعوجاج قطار A-train British Rail Class 395 شرکت هیتاچی با استفاده ار جوش اصطحکاکی اغتشاشی

مزاياي جوشکاري اصطکاکي اغتشاشي

  • مزاياي متالورژيکي
    فرآيند حالت جامد
    اعوجاج کم قطعه‌کار
    پايداري ابعادي مناسب
    از دست‌نرفتن عناصر آلياژي
    خواص متالورژيکي بسيار خوب در اطراف اتصال
    ريزساختار مناسب
    عدم وجود ترک
    جايگزيني اتصال­‌هاي چندگانه با بست­‌ها
  • مزاياي زيست‌محيطي
    عدم نياز به گاز محافظ
    عدم نياز به تميزکاري سطحي
    حذف تلفات سايشي
    حذف حلال­‌ها
    حفظ مواد مصرفي مثل سيم، گاز و غيره.
  • مزاياي انرژي
    امکان استفاده از مواد بهتر که باعث کاهش وزن مي­‌شود
    فقط ۵/۲ درصد انرژي مورد نياز يک جوش ليزر را نياز دارد
    در کاربردهاي کشتي‌سازي و هواپيماسازي، سوخت کمتري مصرف مي­‌شود.

 

جوشکاری قوس الکتریکی (Arc Welding)

جوشکاری قوس الکتریکی با استفاده از یک منبع تغذیه برای تولید یک قوس الکتریکی بین الکترود نصب شده در یک مشعل و یک فلز دو قطعه را به صورت دائم به هم متصل می‌کند.

این قوس یک جریان الکتریکی است که بین دو الکترود در طول ستونی از گاز یونیزه شده که قادر است گرمای لازم جهت ذوب کردن فلز را تامین کند جاری است. گرما از طریق یک کاتد با بار منفی و یک آند با بار مثبت تولید شده است. الکترود معمولا یک میله یا سیم بخصوص است که نه تنها جریان را منتقل میکند بلکه ذوب شده و فلز پر کننده را در محل اتصال تامین می‌کند.

تاریخچه:

”موسیان” در ۱۸۸۱ قوس کربنی را برای ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد.
”اسلاویانوف” الکترودهای قابل مصرف را در جوشکاری به‌کار گرفت.
”ژول” در ۱۸۵۶ به‌فکر جوشکاری مقاومتی افتاد.
”لوشاتلیه” در ۱۸۹۵ لولهٔ اکسی‌استیلن را کشف و معرفی کرد.
”الیهو تامسون” از جوشکاری مقاومتی در سال ۱۸۷۶ استفاده کرد.
در جریان جنگ‌های جهانی اول و دوم، جوشکاری پیشرفت زیادی کرد. احتیاجات بشر به‌اتصالات مدرن، سبک، محکم و مقاوم در سال‌های اخیر و مخصوصاً بیست سال اخیر، سبب توسعه سریع این فن شده‌است.

نحوه اتصال قطعات کار:

قوس بین کار واقعی و الکترود (میله یا سیم) در امتداد مسیر اتصالشان تشکیل میشود. این قوس حرارت مورد نیاز برای ذوب الکترود و فلز پایه را فراهم می کند و گاهی اوقات نیز ابزاری برای حمل فلز مذاب از نوک الکترود به قطعه کار میباشد.

این گرمای شدید (حدود ۶۵۰۰ درجه فارنهایت در نوک) در مفصل بین دو بخش اعمال می‌شود و باعث ذوب شدن و به هم آمیختن با فلز پر کننده مذاب در پی این دو می‌شود. در الکترود های مصرفی این گرما باعث ایجاد قطرات مذاب می‌شود که جدا شده و در طول ستون های قوس الکتریکی به سمت قطعه کار منقل می‌شود.