Skip to main content
SUPERVISOR
MohammadReza Forouzan,Reza Gafari nadooshan
محمدرضا فروزان (استاد مشاور) رضا جعفری ندوشن (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ebrahim Rajabi chamgordani
ابراهیم رجبی چمگردانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Analytical and Experimental Study of production of Abutment Implant with Isothermal Forging
Isothermal forging process can be use to produce complicated industrial parts from alloys with low formability like: aluminum and titanium alloys. In this method the problem of work-piece cooling during the forging is solved by using tools in the same temperature with billet therefore a less strain rate can be used in the process which results in a less flow stress. Decreasing of strain rate also causes a higher strain rate dependency which leads to a more formability. Isothermal forging can be used for a vast range of materials with high surface quality and accurate final dimensions. These advantages introduce this process as an attractive option to manufacture dental implants without machining. In this thesis the process of isothermal forging of an abutment implant is designed and a work-piece is produced. At first process simulation is performed to investigate process feasibility and calculate process parameters by Forg-3D software. Optimized speed of dies and initial billet dimensions are predicted by simulations. Required compressive force to forge the work-piece is also calculated and some methods are used to reduce this force. Then appropriate forming machine is chosen based on calculated force and ability of controlling temperature and forming speed. Then process dies are designed and manufactured. Appropriate lubricant and dies' material are chosen based on available documents. The work-piece is produced by calculated parameters and its properties like microstructure is investigated. Micro structural investigations show that the work-piece is forged in Alpha-Beta conditions therefore we can expect that the part has all of the Alpha-Beta forging advantages. Keywords: Isothermal forging, Titanium alloys, Dental implant, Finite element modeling
: فرایند فورج هم دما قابلیت تولید قطعات پیچیده صنعتی را از آلیاژهایی که دارای مقاومت خاصی در برابر تغییر شکل پلاستیک هستند مانند آلیاژهای تیتانیوم و آلومینیوم را دارا می باشد. در این روش از بین بردن اختلاف دمایی بین قطعه و قالب، باعث از بین بردن مشکل سرد شدن قطعه در اثر انتقال حرارت به قالب ها شده است. در این روش از سرعت شکل دهی کمتر و نرخ کرنش کمتر به منظور کاهش تنش تسلیم و در نتیجه آسان تر شدن فرایند شکل دهی،استفاده می شود. همچنین در نرخ کرنش های کم ماده وابستگی به نرخ کرنش بیشتری از خود نشان داده و شکل پذیری بهتری از خود نشان می دهد. فرایند فورج هم دما برای تولید انبوه قطعات فلزی با کیفیت سطح عالی و همچنین نداشتن تقریبا محدودیت ابعادی و هندسی و همچنین جنس قطعات تولیدی می باشد. این مزایا باعث شده که این روش مناسب برای تولید قطعات ایمپلنت استخوانی باجنس آلیاژ تیتانیوم بدون نیاز به ماشین کاری مجدد برای بهبود هندسه و ابعاد قطعه تولیدی، باشد. در این پایان نامه هدف طراحی فرآیند و تولید قطعه ایمپلنت دندان بوسیله فرآیند فورج ایزوترمال بوده است. به این منظور در ابتدا مدل سازی فرآیند به منظور محاسبه پارامترهای مناسب و بررسی عملی بودن فرآیند در نرم افزار Deform 3D انجام می شود. در مدل سازی مشخصات بیلت اولیه و سرعت حرکت قالب محاسبه می گردد. همچنین نیروی لازم برای انجام فرآیند در مدل سازی محاسبه گردیده و سعی در کاهش این نیرو با تغییر شکل اولیه بیلت شده است. با توجه به نیروی محاسبه شده دستگاه مناسب برای شکل دهی قطعه انتخاب می گردد. این دستگاه باید علاوه بر توانایی تامین و کنترل دمای کلیه قطعات قابلیت ایجاد سرعت مناسب و نیروی کافی را داشته باشد. در مرحله بعدی قالب طراحی شده و در ادامه با توجه به نقشه ها، قالب ساخته شده است. جنس مناسب قالب و روانکار مناسب برای فرآیند انتخاب گردیده و در ادامه با توجه به شرایط مدل سازی آزمایش فورج هم دما انجام می شود. در مرحله آخر ساختار فلز تیتانیوم قبل و بعد از فرایند فورج مورد بررسی قرار می گیرد. با توجه به میکروساختار بدست آمده می توان نتیجه گرفت که فرآیند فورج در حالت آلفا-بتا انجام شده است و قطعه تولیدی مزایای قطعات تولید شده در این شرایط را دارا می باشد. کلمات کلیدی: فورج هم دما، آلیاژ تیتانیوم، ایمپلنت دندان، مدل سازی اجزای محدود

ارتقاء امنیت وب با وف بومی