مجله مهندسی مکانیک

مجله مهندسی مکانیک

پیشرفت های اخیر در روش های ساخت افزودنی مبتنی بر فناوری های اصطکاکی اغتشاشی

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز
2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز
چکیده
ساخت افزودنی مجموعه ای از فرایندهای نوین تولید است که با رویکردی متفاوت در تولید محصولات، انقلابی را در روش های تولید ایجاد نموده است. استفاده از این روش ها محدودیت های پیش روی طراحان را که هنگام استفاده از روش های سنتی تولید ایجاد می شود تا حدود زیادی مرتفع ساخته است. با توجه به اینکه منبع مناسبی به زبان فارسی در حوزه ساخت افزودنی اصطکاکی اغتشاشی وجود ندارد، در مقاله حاضر یافته های جدید در حوزه ساخت افزودنی اصطکاکی اغتشاشی برای استفاده در تولید افزودنی فلزات، آلیاژها و کامپوزیت های زمینه فلزی، مورد بررسی قرار گرفته و خلاصه شده است. فرایند ساخت افزودنی اصطکاکی اغتشاشی یک فرایند حالت جامد است که در آن ساختارهایی کاملاً متراکم و همگن با بهبود قابل توجه ریزساختاری تشکیل می شود که عاری از هرگونه نقص ذوب و انجماد مجدد مانند حفره های کوچک انقباضی، تخلخل ها و ترک است. در ادامه مقاله ابتدا جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی به عنوان فرایند پایه توضیح داده خواهد شد. سپس دو روش اصلی ساخت افزودنی مبتنی بر آن شامل ساخت افزودنی اصطکاکی اغتشاشی و لایه نشانی اصطکاکی اغتشاشی مورد بحث قرار خواهد گرفت. 
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Z. Zhao, X. Yang, S. Li, and D. Li, "Interfacial bonding features of friction stir additive manufactured build for 2195-T8 aluminum-lithium alloy," Journal of Manufacturing Processes, vol. 38, pp. 396-410, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2019.01.042.
 
[2] H. Venkit and S. K. Selvaraj, "Review on latest trends in friction-based additive manufacturing techniques," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, vol. 236, no. 18, pp. 10090-10121, 2022, doi: https://doi.org/10.1177/09544062221101754.
 
[3] F. Khodabakhshi and A. Gerlich, "Potentials and strategies of solid-state additive friction-stir manufacturing technology: A critical review," Journal of Manufacturing Processes, vol. 36, pp. 77-92, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2018.09.030.
 
[4] G. G. Stubblefield, K. Fraser, B. J. Phillips, J. B. Jordon, and P. G. Allison, "A meshfree computational framework for the numerical simulation of the solid-state additive manufacturing process, additive friction stir-deposition (AFS-D)," Materials & Design, vol. 202, p. 109514, 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109514.
 
[5] E. Farabi, S. Babaniaris, M. R. Barnett, and D. M. Fabijanic, "Microstructure and mechanical properties of Ti6Al4V alloys fabricated by additive friction stir deposition," Additive Manufacturing Letters, vol. 2, p. 100034, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.addlet.
 
[6] D. Garcia et al., "In situ investigation into temperature evolution and heat generation during additive friction stir deposition: A comparative study of Cu and Al-Mg-Si," Additive Manufacturing, vol. 34, p. 101386, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101386.
 
[7] C. Strawn and A. M. Strauss, "Investigation of friction stir welding for lunar applications," Acta Astronautica, vol. 210, pp. 364-371, 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2023.05.035.
 
[8] M. Sajed and S. Seyedkashi, "Analysis of Material Flow and Phase Transformation in Friction Hydro-Pillar Processing of 1045 Steel," ADMT Journal, vol. 13, no. 4, pp. 31-37, 2020, doi: https://doi.org/10.30495/admt.2020.1900258.1198.
 
[9] M. Ahmadi, H. R. Ahmadi, M. R. Khanzadeh, and H. Bakhtiari, "Investigation of microstructure, hardness and intermetallic compound in friction stir welding of AA1050 aluminum alloy to copper," (in eng), Journal of Welding Science and Technology of Iran, Research vol. 9, no. 1, pp. 31-38, 2023. [Online]. Available: http://jwsti.iut.ac.ir/article-1-426-en.html.
 
[10] A. Emamikhah, A. Kazerooni, M. Rakhshkhorshid, Numerical and experimental study of microstructural and mechanical evolutions in dissimilar friction stir welding of AA5083-O and AA6061-T6 aluminum alloys,"(in persian), Journal of Mechanical Engineering of University of Tabriz, Vol. 53, pp. 121-130, 2023, doi: https://doi.org/10.22034/JMEUT.2023.54083.3199.
  
[11] N. Gotawala, N. Kumar Mishra, and A. Shrivastava, "Solid-state depositions of multilayer SS304 by friction stir metal deposition," Materials Letters, vol. 314, p. 131881, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2022.131881.
 
 [12] M. M. El-Sayed Seleman et al., "The Additive Manufacturing of Aluminum Matrix Nano Al2O3 Composites Produced via Friction Stir Deposition Using Different Initial Material Conditions," Materials, vol. 15, no. 8, p. 2926, 2022, doi: https://doi.org/10.3390/ma15082926.
 
[13] M. Srivastava, S. Rathee, S. Maheshwari, A. Noor Siddiquee, and T. K. Kundra, "A Review on Recent Progress in Solid State Friction Based Metal Additive Manufacturing: Friction Stir Additive Techniques," Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, vol. 44, no. 5, pp. 345-377, 2019/09/03 2019, doi: https://doi.org/10.1080/10408436.2018.1490250.
 
[14] A. Kumar Srivastava, N. Kumar, and A. Rai Dixit, "Friction stir additive manufacturing – An innovative tool to enhance mechanical and microstructural properties," Materials Science and Engineering: B, vol. 263, p. 114832, 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.mseb.2020.114832.
 
[15] Z. Shen et al., "Local microstructure evolution and mechanical performance of friction stir additive manufactured 2195 Al-Li alloy," Materials Characterization, vol. 186, p. 111818, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.matchar.2022.111818.
 
[16] H. A. Derazkola, F. Khodabakhshi, and A. Simchi, "Evaluation of a polymer-steel laminated sheet composite structure produced by friction stir additive manufacturing (FSAM) technology," Polymer Testing, vol. 90, p. 106690, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2020.106690.
 
[17] M. Liu et al., "Achieving high fatigue strength of large-scale ultrafine-grained copper fabricated by friction stir additive manufacturing," Materials Letters, vol. 346, p. 134531, 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.matlet.2023.134531.
 
 [18] A. Das, T. Medhi, S. Kapil, and P. Biswas, "Different build strategies and computer-aided process planning for fabricating a functional component through hybrid-friction stir additive manufacturing," International Journal of Computer Integrated Manufacturing, pp. 1-22, 2023, doi: https://doi.org/10.1080/0951192X.2023.2228258.
 
[19] R. J. Griffiths et al., "Solid-state additive manufacturing of aluminum and copper using additive friction stir deposition: Process-microstructure linkages," Materialia, vol. 15, p. 100967, 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.mtla.2020.100967.
 
[20] J. Gandra, P. Vigarinho, D. Pereira, R. M. Miranda, A. Velhinho, and P. Vilaça, "Wear characterization of functionally graded Al–SiC composite coatings produced by Friction Surfacing," Materials & Design (1980-2015), vol. 52, pp. 373-383, 2013, DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.05.059. 
 
[21] T. W. Robinson, M. Williams, H. Rao, R. P. Kinser, P. Allison, and J. Jordon, "Microstructural and mechanical properties of a solid-state additive manufactured magnesium alloy," Journal of Manufacturing Science and Engineering, vol. 144, no. 6, p. 061013, 2022.
 
[22] M. B. Williams et al., "Elucidating the Effect of Additive Friction Stir Deposition on the Resulting Microstructure and Mechanical Properties of Magnesium Alloy WE43," Metals, vol. 11, no. 11, p. 1739, 2021, doi: https://doi.org/10.3390/met11111739.
 
[23] S. S. Joshi et al., "Additive friction stir deposition of AZ31B magnesium alloy," Journal of Magnesium and Alloys, vol. 10, no. 9, pp. 2404-2420, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.jma.2022.03.011.
دوره 32، شماره 3 - شماره پیاپی 150
مرداد و شهریور 1402
صفحه 54-63

  • تاریخ دریافت 28 فروردین 1402
  • تاریخ بازنگری 24 تیر 1402
  • تاریخ پذیرش 09 مرداد 1402