مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

یک روش نوین و جامع برای شکل‌دهی به کمک لیزر سطوح استوانه‌ای با شعاع انحنای دلخواه

نویسنده
عضو هیئت علمی/دانشگاه صنعتی اراک
چکیده
شکل‌دهی به کمک لیزر، یک فرآیند شکل‌دهی انعطاف‌پذیر می‌باشد که نیاز به ابزار سخت یا نیروهای خارجی ندارد. در این مقاله، شکل‌دهی با لیزر سطوح استوانه‌ای با شعاع انحنای دلخواه به صورت تحلیلی و تجربی مورد بررسی قرار می‌گیرد. از آنجایی که فرآیند شکل‌دهی با لیزر یک فرآیند شکل‌دهی بدون قالب می‌باشد تولید یک شکل مطلوب از بلانک اولیه با این فرآیند بسیار مشکل می‌باشد. زیرا در فرآیند شکل‌دهی با لیزر، پارامترهای متغیری شامل توان لیزر، قطر پرتوی لیزر، سرعت اسکن لیزر و ابعاد بلانک اولیه هستند که مستقیماً بر شکل نهایی قطعه تولید شده اثر می‌گذارند. همچنین علاوه بر پارامترهای ذکر شده در بالا، در فرآیند شکل‌دهی یک سطح استوانه‌ای، یک پارامتر جدید یعنی تعداد خطوط تابش‌دهی به پارامترهای متغیر اضافه می‌شود. در نتیجه، پیچیدگی شکل‌دهی با لیزر یک سطح استوانه‌ای بیشتر از یک خمکاری با لیزر ساده خواهد بود. در این مقاله یک روش تحلیلی جهت شکل‌دهی با لیزر سطوح استوانه‌ای با شعاع انحنای دلخواه ارائه می‌شود. در روش ارائه شده، با در نظر گرفتن محدودیت‌های دستگاه لیزر شامل توان لیزر، قطر پرتوی لیزر و سرعت حرکت لیزر، تعداد خطوط تابش‌دهی و فاصله بین آنها جهت تولید سطوح استوانه‌ای با شعاع انحنای دلخواه پیشنهاد می‌شود. همچنین با استفاده از آزمایش‌های تجربی کارآیی و دقت روش ارائه شده مورد بررسی و تایید قرار می‌گیرد. نتایج تحلیلی و تجربی نشان می‌دهند که با استفاده از روش تحلیلی ارائه شده، سطوح استوانه‌ای با هر شعاع انحنای دلخواه می توانند با دقت بسیار خوبی تولید می‌شوند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

A novel and comprehensive method for laser forming of cylindrical surfaces with arbitrary radius of curvature

نویسنده English

Mehdi Safari
چکیده English

Laser forming is a flexible forming process that needs no hard tooling or external forces. In this paper, laser forming of cylindrical surfaces with arbitrary radius of curvature is investigated analytically and experimentally. As the laser forming process is a die-less forming process, production of a desired shape from initial blank is very difficult with this process. Because in the laser forming process, there are some variable parameters such as laser power, laser beam diameter, laser scanning speed and dimensions of initial blank that directly affect the final shape of the produced part. Also, in addition to above mentioned parameters, in the laser forming process of a cylindrical surface, a new parameter says number of irradiating lines is added to variable parameters. Therefore complexity of laser forming of a cylindrical surface will be more than a simple laser bending. In this paper, an analytical method for laser forming of cylindrical surfaces with arbitrary radius of curvature is proposed. In the proposed method, with the aim of technical limitations of laser machine such as laser power, laser beam diameter and laser scanning speed, the number of irradiating lines and the distance between neighbor lines are proposed for production cylindrical surfaces with arbitrary radius of curvature. Also, using experimental tests the performance and accuracy of the proposed method are investigated and verified. Analytical and experimental results show that with the proposed analytical method, cylindrical surfaces with any arbitrary radius of curvature can be produced with a very good accuracy.

کلیدواژه‌ها English

Laser Forming
Cylindrical surface
Theoretical and Experimental Investigation