انقلابی در صنعت نفت و گاز كشور؛
ساخت یكپارچه قطعات كمپرسورهای گازی با فناوری چاپ سه بعدی
دانلود فایل: محققان دانشگاه تفرش موفق به دستیابی به دانش فنی طراحی و ساخت یكپارچه قطعات كمپرسورهای گازی كاربردی در صنعت نفت و گاز با روش فناوری چاپ سه بعدی شدند.
غلامرضا فیاض، مجری طرح در گفت وگو با خبرنگار ایسنا، چاپ سه بعدی در حوزه قطعات فلزی یا ساخت افزایشی را، تولید قطعات فلزی برای كاربردهای خاص و بر مبنای تقاضا (Print on Demand) تعریف كرد و اظهار داشت: در این رابطه و همسو با انقلاب صنعتی چهارم فعالیت تحقیقاتی گسترده ای از قریب به 8 سال پیش در دانشگاه تفرش شروع شد.
وی با اشاره به اینكه گزارش فعالیت های تحقیقاتی این گروه در مجله معتبر Additive Manufacturing (ساخت افزایشی) چاپ شده است، كاربردهای چاپ سه بعدی در قطعات فلزی را شامل ساخت یكپارچه قطعات كمپرسورهای گازی و هم صنعت توربین سازی دانست و افزود: صنعت كمپرسورسازی و توربین سازی همچون صنایعی هستند كه فناوری ساخت آنها تنها در اختیار شركتهای بزرگ جهانی قرار دارد.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش در مورد كمپرسورهای گازی اظهار داشت: این كمپرسورها یكی از پیچیده ترین تجهیزات مورد نیاز صنایع بخصوص صنعت نفت هستند و در صنایع گاز و پتروشیمی هم كاربرد دارند.
فیاض ضمن اشاره به انتقال گاز به خانه ها با استفاده از كمپرسور، پره های این قطعه را دارای یكی از پیچیده ترین روش های ساخت دانست و تصریح كرد: این پره ها باید به صورت یك تكه ساخته شود.
وی با بیان اینكه تابحال برخی برای ساخت یك تكه كمپرسور گاز پتنت عرضه كرده اند، این مورد را بسیار مهم دانست و توضیح داد: ساخت پره های كمپرسور به صورت قطعات مجزا و اتصال آنها به یكدیگر با استفاده از جوش مشكل ساز است؛ این از آن رو است كه جوش سبب تغییر شكل (Deformation) آنها می شود.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش علت مشكل ساز بودن ساخت كمپرسور در قطعات مجزا را سرعت حركت با دور زیاد این پره ها عنوان نمود و اضافه كرد: بر این اساس روش ساخت افزایشی یكی از بهترین روش های ساخت پره های كمپرسور گازی به شمار می آید.
فیاض سپس به عرضه توضیحاتی درباره چاپ سه بعدی پرداخت و تشریح كرد: مهمترین خصوصیت این نوع چاپ، ماهیت افزایشی آن یا همان شكل دهی به قطعات است. در این زمینه می توان به مثال تزئین كیك با خامه قنادی اشاره نمود.
وی با اشاره به اینكه ساخت افزایشی ایده اولیه چاپ سه بعدی است، ادامه داد: در این نوع ساخت جسم مورد نظر با استفاده از "افزودن لایه لایه" ساخته می شود؛ چنان كه در درست كردن كیك یا تزئین آن هم از همین تكنیك استفاده می شود.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش خاطرنشان كرد: در این تكنیك ابتدا جسم را كه متشكل از ماده تشكیل دهنده آن است به صورت روان یا مایع درآورده و سپس به آن شكل می دهیم.
فیاض، منبع حرارتی روان سازی قطعه مورد نظر را لیزر عنوان نمود و تاكید كرد: لیزر از دقت بالایی برخوردار می باشد.
وی تصریح كرد: در ساخت پره توربین جت یا پروانه كمپرسور گازی، پودر فلزی كه جنس این پره ها است به كمك منبع حرارتی (لیزر) ذوب شده و به آن شكل داده می گردد.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش با اشاره به اینكه قطعه مورد نظر پس از شكل دهی سرد و خشك می شود، افزود: در این مرحله اصطلاحاً انجماد یا Solidification رخ می دهد.
فیاض تصریح كرد: از آنجایی كه تكنیك مورد نظر به صورت رباتیك (به وسیله ربات) و با ماشین CNC انجام می شود، شكل قطعه حاصل شده همانند شكل پره توربین است.
وی تولید قطعات فلزی بخصوص برای كاربردهای خاص و بر مبنای تقاضا (POD) را برگرفته از صنعت چاپ و نشر دانست و توضیح داد: در صنعت چاپ دیجیتال امكان چاپ و نشر بر مبنای تقاضا محقق شده است. این در شرایطی است كه در صنایع نفت و گاز زیاد اتفاق می افتد كه قطعاتی را خریداری و در انبارها نگهداری كنند؛ به كمك صنعت چاپ سه بعدی می توان قطعات فلزی مورد نیاز را برحسب تقاضا ساخت.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش با اشاره به اینكه در صورت محقق شدن این امر مبحث انبارداری كه مرتبط با نگهداری قطعات و تجهیزات صنعتی مطرح است به كلی حذف می شود، از بهره برداری از اولین اتومبیل تولید شده به وسیله تكنیك چاپ سه بعدی در سال 2025 اطلاع داد و اضافه كرد: هم اكنون شركت جنرال الكتریك موفق به چاپ سه بعدی موتور جت شده است.
فیاض، مبحث فوق را به تحقیق چاپ شده وورد اكونومیك (World Economic) ارجاع داد و اظهار نمود: بر مبنای این تحقیق 84.1 درصد از 800 متخصص تكنولوژی معتقد به محقق شدن چاپ 3 بعدی یك اتومبیل كامل تا سال 2025 هستند. این در شرایطی است كه 81.1 درصد این متخصصان معتقد هستند تا سال 2025 چاپ سه بعدی 5 درصد تمام محصولات مصرفی دنیا محقق می شود.
وی در همین رابطه اضافه كرد: تا سال 2025، 10 درصد پوشش های (لباس ها) مردم به اینترنت متصل می شوند و حتی امروزه ساعت های متصل به اینترنت فراگیر شده اند.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش تكنولوژی cladding یا laser cladding را پایه و اساس ساخت افزایشی و چاپ 3 بعدی قطعات حساس عنوان نمود و ادامه داد: از آن جایی كه ساخت به روش های مذكور با استفاده از ربات و ماشین های CNC انجام می شود، طراحی و تعیین صحیح مواردی همچون قطر لیزر، جنس قطعه و... دارای اهمیت بوده و در چنین صورتی، ساخت قطعه هم بدون اشكال صورت خواهد گرفت.
فیاض با بیان اینكه كار تحقیقاتی انجام شده در دانشگاه تفرش به آخر رسیده و نیاز است كه به مرحله عملیاتی برسد، بر ضرورت سرمایه گذاری در زمینه امكانات و تجهیزات مورد نیاز در این صنعت تاكید و تصریح كرد: در دانشگاه نمی توان كارخانه ساخت.
وی با اشاره به اینكه طرح مورد نظر هنوز ثبت پتنت نشده، اما در قالب گزارش در مجله معتبر "ساخت افزایشی" به چاپ رسیده است، گام بعدی محققان این طرح را ثبت پتنت برشمرد و افزود: طرح حاضر آماده بهره برداری در صنعت نفت می باشد.
عضو هیات علمی دانشگاه تفرش سخت كاری فلزی را مورد نیاز صنایع دانست و در این باره توضیح داد: در لوله ها و تجهیزات فلزی پالایشگاه ها و پتروشیمی ها مواد خورنده در جریان است. این مواد باید با عنایت به نوع خاص خورندگی موجود، ضد خوردگی شود.
فیاض با اشاره به اینكه صنعت ساخت قطعات خودرو و هم تمام قطعات فلزی دارای ارزش بالا در حال حركت به سمت چاپ سه بعدی است، به بهره مندی محققان این طرح از شبیه سازی (simulation) ابررایانه دانشگاه تفرش اشاره نمود و اظهار داشت: این نوع شبیه سازی از نوعی است كه روی دستگاه CNC نصب می شود؛ به عبارتی شبیه سازی كه به برنامه كاربردی دستگاه های CNC تبدیل گشته، بر روی دستگاه نصب می گردد و ربات، دیتای مورد نظر خویش را از آن برداشت می كند.
به گزارش دانلود فایل به نقل از ایسنا، انقلاب صنعتی چهارم كه اصطلاحاً به آن سایبرفیزیكال سیستم می گویند، ناظر بر اضافه شدن محاسبات به سیستم های فیزیكی یا در كلام دیگر دسترسی اشیاء به اینترنت و تعامل سازنده آنها با یكدیگر است. این در شرایطی است كه اینترنت تابحال تنها تعامل و ارتباط بین انسان ها را فراهم آورده است.
به دنبال اینترنت دار شدن اشیاء و وصل شدن شبكه های مختلف به یكدیگر، چیزی به نام شهر هوشمند حاصل می شود كه دارای حمل و نقل هوشمند، انرژی هوشمند، ساختمان های هوشمند، تكنولوژی هوشمند و صنعت هوشمند است. در چنین شهری تعمیر و نگهداری، بازرسی، ایمنی، تولید، خدمات، خدمات پس از فروش و... هم به صورت هوشمند انجام می شود.
بر این اساس، مهمترین دستاورد انقلاب صنعتی چهارم "مدیریت هوشمند منابع بر مبنای داده های كلان" (Big Data) است كه در نهایت منجر به كاهش هزینه و افزایش راندمان می شود. هم اكنون كشور ایران هم در آستانه ورود به انقلاب صنعتی چهارم بوده و خیلی از مدیران ارشد صنایع مختلف به اراده و عزم كشور برای فراهم كردن بسترهای مناسب، زیربناهای ساختاری و آموزش نیروی انسانی متخصص اشاره كرده اند.
"طراحی و شبیه سازی ساخت یكپارچه قطعات كمپرسورهای گازی" به روش چاپ سه بعدی كه ماحصل تلاش 8 ساله تحقیقات انجام شده در دانشگاه تفرش به سرپرستی دكتر غلامرضا فیاض است، از لحاظ دستیابی به دانش فنی طراحی و ساخت این قطعات و پایین آمدن هزینه تعمیر و نگهداری آنها دارای اهمیت بوده و طرحی همسو با انقلاب صنعتی چهارم به حساب می آید.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب