فرآیند اکستروژن آلومینیوم با استفاده از روش حجم محدود
محبوب ترین روش عددی مورد استفاده برای شبیه سازی فرآیند اکستروژن آلومینیوم، روش اجزاء محدود FEM است. اما فرآیند اکستروژن پروفیل آلومینیوم یک فرآیند شکل دهی فلز با تغییر شکل پلاستیک شدید و بزرگ است. اگر از روش اجزای محدود برای شبیه سازی فرآیند اکستروژن پروفیل آلومینیوم استفاده شود، مش همیشه به سرعت اعوجاج می‌یابد و نیاز به باز کردن مکرر است. علاوه بر این، بررسی های جداسازی گره از یا تماس گره با سطوح قالب نیز اغلب مورد نیاز است.
بررسی های تماس مجدد و جداسازی گره ها معمولاً دقت نتایج شبیه سازی مبتنی بر FEM را کاهش می‌دهد و زمان CPU را افزایش می‌دهد. در این مقاله از روش حجم محدود FVM مبتنی بر مش اویلر برای شبیه سازی فرآیند اکستروژن داغ پروفیل آلیاژ آلومینیوم سه بعدی پایدار یا گذرا استفاده شده است. برای محاسبه میدان سرعت و میدان فشار فرآیند اکستروژن از روش نیمه ضمنی برای معادلات فشاری SIMPLE استفاده می‌شود. ضریب ویسکوزیته دینامیکی ماده عمدتاً به دما و نرخ کرنش مؤثر بستگی دارد در هر تکرار داخلی SIMPLE به روز می شود. در هر مرحله زمانی بیرونی، از روش حجم سیالVOF برای گرفتن سطح آزاد گذرا ماده استفاده می شود.
سیستم شبکه های متحرک نیز برای مقابله با مشکل متحرک مرزهای دامنه محاسبه شده ناشی از حرکت قوچ اکستروژن استفاده می شود. برای اطمینان از پایداری و کارایی شبیه سازی، تنظیم خودکار افزایش زمان تحقق می یابد. دو فرآیند اکستروژن معمولی توسط مدل FVM این مقاله شبیه سازی شده‌اند. برخی از نتایج با نتایج شبیه سازی شده توسط FEM مقایسه می شوند. ویژگی های جریان مواد از حالت گذرا فرآیند اکستروژن تا حالت پایدار فرآیند اکستروژن نیز مورد بحث قرار می‌گیرد. در ادامه مطلب همراه گروه مهندسی فیلت باشید.
فهرست مطالب
- معرفی
- اکستروژن آلومینیوم با حجم کم چیست؟
- قطعات بخش
- مزایای اکستروژن آلومینیوم با حجم کم
- چالش های اکستروژن آلومینیوم با حجم کم
- عواملی که هنگام انتخاب یک تولید کننده اکستروژن آلومینیومی با حجم کم باید در نظر گرفت
- نحوه یافتن تولیدکنندگان اکستروژن آلومینیوم با حجم کم
- سوالات متداول
مقاله پیشنهادی: راه حل ویژه پروفیل آلومینیوم برای صنعت
گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.
معرفی
فرآیند اکستروژن پروفیل آلومینیوم یک فرآیند معمول و مفید برای تولید اکسترود با شکل مقطع پیچیده یا دیواره نازک است. به منظور پیش بینی جریان مواد در طول فرآیند اکستروژن، FEM به طور گسترده در دهه های گذشته مورد استفاده قرار گرفته است اما بر خلاف سایر فرآیندهای تشکیل مواد، مانند آهنگری و نورد، فرآیند اکستروژن پروفیل آلیاژ آلومینیوم معمولاً دارای تغییر شکل پلاستیکی بسیار بزرگ و شدید است. مش های المان محدود که در آنها شبکه ها با نقاط مواد مربوطه منطبق هستند معمولاً به شدت اعوجاج دارند و برای محاسبات پیوسته باید مرتباً مشبک شوند. این فرآیند مش بندی مکرر ممکن است باعث مشکلات زیادی مانند زمان بر CPU، کاهش حجم مواد، کاهش دقت نتایج شبیه سازی، و غیره شود و با مواد حرکت نمی کند. بنابراین روش حجم محدود مبتنی بر اویلری پتانسیل قابل توجهی در شبیه سازی فرآیند شکل دهی مواد با تغییر شکل پلاستیک شدید و بزرگ مانند فرآیند اکستروژن پروفیل آلیاژ آلومینیوم دارد.
در سال های اخیر، روش حجم محدود در شبیه سازی فرآیند تغییر شکل پلاستیک، به‌ویژه شبیه سازی فرآیند اکستروژن پروفیل آلومینیومی معرفی شده است. اما کاربرد FVM همچنان به مکانیک سازه جامد محدود بود. علاوه بر این، اندازه شبکه در نرم افزار فعلی FVM یکنواخت است و نمی توان آن را به صورت محلی رمزگذاری کرد. در نتیجه، هنگامی که از نرم افزار فعلی FVM برای شبیه سازی اکسترود پروفیل آلیاژ آلومینیوم استفاده می شود، اگر تعداد مش به اندازه کافی بزرگ نباشد، سطح پرداخت اکسترود شبیه سازی شده نمی تواند به اندازه کافی خوب باشد و معمولاً سوراخ شدن روی سطح اکسترود ایجاد می شود.
اگرچه سطح به دست آمده توسط نرم افزار FVM کنونی را می‌توان از طریق افزایش تعداد مش بهبود بخشید، زمان شبیه سازی بسیار طولانی تر می‌شود و فضای ذخیره سازی کامپیوتری بسیار بیشتری مورد نیاز است زیرا تعداد مش به صورت مکعبی افزایش می‌یابد. علاوه بر این، وجوه مثلثی شکل که شبکه FVM را محصور می کند در نرم افزار فعلی FVM برای ردیابی سطح آزاد و مرز دیواره بدنه در حال تغییر شکل استفاده می شود. این روش چسباندن باعث می شود سطح آزاد ضعیف شود و ممکن است مهم ترین دلیل ایجاد سوراخ جدی باشد. بنابراین زمان بر بودن CPU و کیفیت سطح نارضایتی دو چالش اصلی نرم افزار FVM فعلی در شبیه سازی اکستروژن پروفیل آلومینیومی است.
آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل نبشی آلومینیوم 10*15 میلیمتر با ضخامت 1.5 میلیمتر
در این مقاله روش حجم محدود به شبیه سازی فرآیند اکستروژن آلیاژ آلومینیوم معرفی شده است. مدل عددی مبتنی بر FVM ایجاد شده و تکنیک های کاربردی کلیدی مرتبط با آن هایی که در نرم‌افزار فعلی FVM استفاده می‌شود، ارائه شده‌اند. هدف از این مطالعه ارائه یک ابزار شبیه سازی موثر برای فرآیند اکستروژن پروفیل آلیاژ آلومینیوم است. به منظور ایجاد تعادل بین کیفیت و کارایی شبیه سازی، حوزه محاسبه اولیه به یک سیستم مش پس زمینه غیر یکنواخت با اندازه های مختلف تقسیم می شود. در ناحیه خروجی اکستروژن با تغییر شکل پلاستیک شدید، مش زمینه با استفاده از عناصر کوچک به منظور افزایش کیفیت شبیه سازی تصفیه می شود. در ناحیه دیگر، اندازه مش پس زمینه به منظور افزایش کارایی شبیه سازی بزرگ است.
بنابراین، این سیستم مش پس زمینه یک سیستم مش غیر یکنواخت یا تصفیه شده محلی است. تغییر شکل الاستیک مواد آلومینیومی و قالب ها یا قالب ها ناچیز است و ماده آلومینیوم همسانگرد است. تغییر شکل مواد آلومینیوم به عنوان یک جریان ویسکوپلاستیک صلب در نظر گرفته می شود. مواد آلیاژ آلومینیوم داغ را می توان به عنوان یک ماده سیال نیوتنی غیر خطی توصیف کرد (Aukrust، 1997). یک رویکرد ساده و کارآمد FVM، که از الگوریتم SIMPLE برای محاسبه میدان های فیزیکی استفاده می‌کند و از روش VOF برای گرفتن سطح آزاد استفاده می‌کند، برای شبیه سازی فرآیند اکستروژن پروفیل آلیاژ آلومینیوم داغ در حالت گذرا و پایدار استفاده می‌شود. دو فرآیند اکستروژن معمولی توسط مدل FVM این مقاله شبیه سازی شد و نتایج صحت و کارایی مدل را اثبات کرد.
اکستروژن آلومینیوم با حجم کم چیست؟
اکستروژن آلومینیومی با حجم کم فرآیندی برای تولید قطعات و محصولات آلومینیومی در مقادیر کم است که معمولاً از چند صد تا چند هزار قطعه متغیر است. بر خلاف اکستروژن با حجم بالا سنتی، که نیاز به سرمایه گذاری اولیه قابل توجهی در هزینه های ابزارآلات و راه اندازی دارد، اکستروژن با حجم کم اجازه می دهد تا دسته های کوچکتر با صرفه اقتصادی بیشتری تولید شوند و آن را به یک راه حل ایده آل برای مشاغل با نیازهای تولید با حجم کم تبدیل می کند. اکستروژن با حجم کم را می توان از طریق روش های مختلفی از جمله اکستروژن سنتی، اکستروژن ضربه ای و اکستروژن لوله و غیره به دست آورد.
آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل ناودانی سیمانکاری آلومینیوم 15*37 میلیمتر سنگین
قطعات بخش
اصل دینامیک سیالات محاسباتی
در رویکرد اویلر، یک سیستم مش پس زمینه ثابت کل فضای جریان ماده را پوشش می دهد. عناصر شش وجهی در اینجا برای گسست استفاده می شوند. عناصر و نقاط گره مرکزی آنها با مواد جاری حرکت نمی کنند. ماده از یک عنصر به عنصر دیگر جریان می یابد و سپس جرم، تکانه و انرژی ماده نیز از عنصری به عنصر دیگر جریان می یابد. در طول این فرآیند، بقای جرم، حفظ تکانه، بقای انرژی باید برآورده شود.
شرایط مرزی
برای بدست آوردن میدان های فیزیکی منطقی فرآیند اکستروژن، اجرای صحیح شرایط مرزی بسیار مهم است. شرایط مرزی عمدتاً شامل سرعت، اصطکاک و شرایط مرزی دما است.
مطالعه موردی
برای نشان دادن قابلیت های روش ارائه شده در این مقاله، از دو فرآیند اکستروژن پروفیل آلیاژ آلومینیوم برای شبیه سازی عددی استفاده می‌شود. برخی از نتایج با نتایج به دست آمده توسط نرم افزار FEM، نرم افزار FVM فعلی و نتایج تجربی از منابع مقایسه شده است.
آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل قوطی آلومینیوم 25*25 میلیمتر با ضخامت 1.7 میلیمتر
مزایای اکستروژن آلومینیوم با حجم کم
چندین مزیت برای استفاده از اکستروژن آلومینیوم با حجم کم برای نیازهای تولید شما وجود دارد
مقرون به صرفه
اکستروژن با حجم کم مقرون به صرفه تر از اکستروژن با حجم بالا است زیرا نیاز به سرمایه گذاری اولیه کمتری در هزینه های ابزار و راه اندازی دارد.
انعطاف پذیری
اکستروژن با حجم کم باعث انعطاف پذیری بیشتر در طراحی محصول می شود زیرا هزینه های ابزار کمتر است و می توان تغییرات را راحت تر انجام داد.
زمان‌های کوتاه تر
اکستروژن با حجم کم باعث می‌شود زمان‌های سرب کوتاه تری داشته باشیم زیرا دسته‌های کوچک تر می‌توانند سریع تر تولید شوند.
کیفیت بالا
اکستروژن با حجم کم همان نتایج با کیفیت بالا را به عنوان اکستروژن با حجم بالا ارائه می دهد زیرا از همان فرآیندهای تولیدی استفاده می شود.
چالش های اکستروژن آلومینیوم با حجم کم
در حالی که اکستروژن آلومینیوم با حجم کم مزایای بسیاری را ارائه می دهد، چالش های متعددی را نیز به همراه دارد.
هزینه های واحد بالاتر
اکستروژن با حجم کم می‌تواند در هر واحد گران تر از اکستروژن با حجم بالا باشد، زیرا هزینه‌های ابزار بر روی یک دسته کوچک تر پخش می‌شود.
گزینه های مواد محدود
اکستروژن با حجم کم ممکن است گزینه های مواد محدودی در دسترس داشته باشد زیرا ممکن است تامین کنندگان به حداقل مقدار سفارش برای مواد خاص نیاز داشته باشند.
گزینه های تامین کننده محدود
تولیدکنندگان اکستروژن کم حجم کمتری در مقایسه با تولیدکنندگان اکستروژن با حجم بالا وجود دارند، که می‌تواند یافتن یک شریک قابل اعتماد را چالش برانگیزتر کند.
بیشتر بدانید: خمکاری لوله آلومینیوم
عواملی که هنگام انتخاب یک تولید کننده اکستروژن آلومینیومی با حجم کم باید در نظر گرفت
قابلیت های فنی
قابلیت های فنی سازنده در هنگام انتخاب اکستروژن آلومینیومی با حجم کم، در نظر گرفتن ضروری است. باید اطمینان حاصل کنید که سازنده تجهیزات، تخصص و تجربه لازم را برای برآوردن نیازهای پروژه شما دارد. برخی از سوالات مطرح شده عبارتند از:
- آنها در چه نوع فرآیندهای اکستروژن تخصص دارند؟
- آنها به چه تحمل هایی می توانند دست یابند؟
- ظرفیت آنها برای تولید اشکال و پروفیل های پیچیده چقدر است؟
- آیا آنها تجربه ای در مورد صنعت یا برنامه شما دارند؟
کنترل کیفیت
کنترل کیفیت هنگام تولید قطعات و محصولات آلومینیومی بسیار مهم است. شما باید اطمینان حاصل کنید که سازنده یک سیستم کنترل کیفیت قوی برای اطمینان از مطابقت قطعات و محصولات با مشخصات شما دارد. برخی از سوالات مطرح شده عبارتند از:
- آنها چه فرآیندهای کنترل کیفیتی دارند؟
- چگونه اطمینان حاصل می کنند که قطعات و محصولات با مشخصات شما مطابقت دارند؟
- آیا آنها گواهینامه های کیفیت مانند ISO 9001 دارند؟
آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل سپری آلومینیوم 50*50 میلیمتر با ضخامت 2 میلیمتر
زمان تحویل
زمان تحویل در هنگام انتخاب شریک اکستروژن آلومینیومی با حجم کم، ملاحظات ضروری هستند. باید اطمینان حاصل کنید که سازنده می تواند الزامات تحویل شما را برآورده کند و زمان تحویل آنها معقول است. برخی از سوالات مطرح شده عبارتند از:
- زمان سرب معمولی آنها برای اکستروژن با حجم کم چقدر است؟
- آیا آنها می توانند در صورت لزوم دستورات عجله را انجام دهند؟
- روند تحویل آنها چیست و گزینه های حمل و نقل آنها چیست؟
هنگام انتخاب یک تولید کننده اکستروژن آلومینیومی با حجم کم، چندین فاکتور وجود دارد که باید در نظر بگیرید تا مطمئن شوید که شریک مناسب برای پروژه خود را پیدا می کنید. برخی از این عوامل عبارتند از:
خدمات مشتری و ارتباطات
هنگام کار با یک تولید کننده اکستروژن آلومینیومی با حجم کم، خدمات و ارتباط با مشتری بسیار مهم است. باید اطمینان حاصل کنید که سازنده پاسخگو است، کار با آن آسان است و به طور موثر ارتباط برقرار می کند. برخی از سوالات مطرح شده عبارتند از:
- آنها چگونه به سوالات و پشتیبانی مشتری رسیدگی می کنند؟
- آیا آنها نماینده خدمات مشتری اختصاصی دارند؟
- آنها چگونه با تغییرات یا اصلاحات در پروژه برخورد می کنند؟
آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل شیاردار صنعتی (پروفیل مهندسی) 15*120 میلیمتر
قیمت گذاری
هنگام انتخاب یک شریک اکستروژن آلومینیومی با حجم کم، قیمت گذاری یک مورد ضروری است. شما باید اطمینان حاصل کنید که قیمت گذاری سازنده رقابتی است و آنها قیمت گذاری شفاف ارائه می دهند. برخی از سوالات مطرح شده عبارتند از:
- خدمات اکستروژن کم حجم خود را چگونه قیمت گذاری می کنند؟
- آیا آنها برای سفارش های بزرگتر تخفیفی ارائه می دهند؟
- آیا هزینه ها یا هزینه های پنهانی وجود دارد؟
نحوه یافتن تولیدکنندگان اکستروژن آلومینیوم با حجم کم
یافتن تولیدکنندگان اکستروژن آلومینیومی با حجم کم می تواند چالش برانگیز باشد، اما چندین راه برای یافتن شرکای بالقوه وجود دارد:
دایرکتوری های آنلاین
دایرکتوری های آنلاین، مانند ThomasNet و Alibaba، منبعی عالی برای یافتن تولیدکنندگان اکستروژن آلومینیوم با حجم کم هستند. این دایرکتوری ها به شما امکان می دهند سازنده ها را بر اساس موقعیت مکانی، قابلیت ها و معیارهای دیگر جستجو کنید.
نمایشگاه ها و کنفرانس ها
شرکت در نمایشگاه ها و کنفرانس ها یک راه عالی برای ارتباط با تولید کنندگان اکستروژن آلومینیوم با حجم کم است. این رویدادها به شما این امکان را می دهد که با شرکای بالقوه رو در رو ملاقات کنید، سؤال بپرسید و توانایی های تولید آنها را از نزدیک ببینید.
مقاله پیشنهادی: سوراخکاری پروفیل آلومینیوم
ارجاعات و توصیه ها
ارجاعات و توصیه های همکاران، مخاطبین صنعت و سایر مشاغل راه بسیار خوبی برای یافتن شرکای قابل اعتماد اکستروژن آلومینیوم با حجم کم است. این ارجاع ها می‌توانند بینش ارزشمندی در مورد قابلیت‌ها، کیفیت و خدمات مشتری سازنده ارائه دهند.
انجمن های صنعت
انجمن های صنعتی، مانند شورای اکسترودرهای آلومینیوم و انجمن بین المللی کارگران ورق فلز، هوا، راه آهن و حمل و نقل (SMART)، منبع عالی برای یافتن تولیدکنندگان اکستروژن آلومینیوم با حجم کم هستند. این انجمن ها اغلب فهرستی از اعضا دارند که می توان آنها را بر اساس مکان، قابلیت ها و معیارهای دیگر جستجو کرد.
نتیجه
اکستروژن آلومینیوم با حجم کم یک راه حل عالی برای مشاغل کوچک و متوسط است که به قطعات و محصولات آلومینیومی با کیفیت بالا نیاز دارند. با این حال، یافتن یک شریک قابل اعتماد برای اکستروژن با حجم کم می تواند چالش برانگیز باشد. با در نظر گرفتن عوامل مورد بحث در این مقاله و استفاده از منابع موجود، می توانید سازنده ای را بیابید که نیازهای پروژه شما را برآورده کند و نتایج با کیفیت بالا را با قیمت رقابتی ارائه دهد.
آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل تسمه آلومینیوم عرض 30 و ضخامت 2 میلیمتر
سوالات متداول
حداقل مقدار سفارش برای اکستروژن آلومینیوم با حجم کم چقدر است؟
حداقل مقدار سفارش برای اکستروژن آلومینیوم با حجم کم بسته به سازنده متفاوت است. برخی از تولیدکنندگان ممکن است به حداقل سفارش چند صد قطعه نیاز داشته باشند، در حالی که برخی دیگر ممکن است دسته های کوچکتر را مجاز کنند.
آیا می توان از اکستروژن آلومینیوم با حجم کم برای اشکال و پروفیل های پیچیده استفاده کرد؟
بله، اکستروژن آلومینیوم با حجم کم می تواند برای تولید اشکال و پروفیل های پیچیده استفاده شود. فرآیند تولید امکان دقت بالا را فراهم می کند و می تواند اشکال پیچیده ای با ثبات ابعادی و یکپارچگی ساختاری عالی ایجاد کند.
تولید قطعات آلومینیومی با استفاده از اکستروژن کم حجم چقدر طول می کشد؟
زمان سرب برای اکستروژن آلومینیوم با حجم کم بسته به سازنده، پیچیدگی قطعات و حجم سفارش متفاوت است. با این حال، اکستروژن با حجم کم معمولاً زمان‌های سرب کوتاه تری نسبت به اکستروژن با حجم بالا می‌دهد، زیرا دسته‌های کوچک تر می‌توانند سریع تر تولید شوند.
بیشتر بدانید: ورق کامپوزیت آلومینیوم چیست؟
آیا محدودیتی برای موادی که می توان برای اکستروژن آلومینیوم با حجم کم استفاده کرد وجود دارد؟
اکستروژن آلومینیوم با حجم کم ممکن است محدودیت هایی در مواد قابل استفاده داشته باشد زیرا تامین کنندگان ممکن است به حداقل مقدار سفارش برای مواد خاص نیاز داشته باشند. با این حال، هنوز گزینه های مواد زیادی برای اکستروژن با حجم کم وجود دارد، از جمله آلیاژهای آلومینیوم و سایر فلزات.
چگونه اطمینان حاصل کنم که قطعات و محصولات با مشخصات من مطابقت دارند؟
شما باید یک تولید کننده اکستروژن آلومینیومی با حجم کم انتخاب کنید که دارای یک سیستم کنترل کیفیت قوی باشد تا اطمینان حاصل شود که قطعات و محصولات با مشخصات شما مطابقت دارند. همچنین ضروری است که نیازهای خود را به وضوح بیان کنید و در طول فرآیند تولید از نزدیک با سازنده همکاری کنید تا اطمینان حاصل شود که نیازهای شما برآورده شده است.
آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل لوله آلومینیوم به قطر خارجی 100، قطر داخلی 95 و ضخامت 2.5 میلیمتر
گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.
جهت مشاوره فنی و سفارش تماس حاصل فرمایید.
02144675798 – 09123018710