Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Fadaei Tehrani,Hamidreza Salimi jazi
علیرضا فدائی تهرانی (استاد راهنما) حمیدرضا سلیمی جزی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Amir Masoud Behaq
امیرمسعود بحق

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Manufacturing of Nickel Bellows by Using of Electroforming Process
Electroforming is a specific use of electroplating (electro deposition) for production of metal parts. In this process that is also called “the art of growing parts”, metal anode solves as ion in electrolyte solution and deposit on cathode (mandrel) surface. After reaching to specific thickness of deposition, the deposition will be separated from the mandrel surface and is behaved as an independent part. However, when requirements specify high tolerances, complexity, lightweight and miniature geometry, electroforming is a serious contender process. In this project after designing and preparing the setup for producing bellows with electroforming process a series of primary experiments to select the effective parameters of process were conducted. These experiments were used as a part of Taguchi experiment design procedure. Four factors under low frequency electroforming condition namely, current density, temperature, on time and off time each in three levels were selected as control factors. After conducting experiments and producing samples, thickness of these samples were measured at various points by use of optical microscope and image processing software and thickness standard deviation for each sample were calculated. By use of the data analysis (analysis of variance) in Taguchi method and Pareto ANOVA analysis, effect of each factor and their optimum level was achieved. A regression equation that is the estimation equation between input and output values was also modeled with MINITAB software. Results of analysis shows that the current density factor is the dominate factor for this process. Also on time, Temperature and off time are effective on thickness standard deviation, respectively. For verification of optimization an experiment with factors at the optimum level was conducted and minimum thickness standard deviation was achieved. Finally, by using of two software, ANSYS and COMSOL, primary current density on cathode (mandrel) surface was simulated and relative values for primary current density and thickness was compared with each other. Results show that relative thickness distribution for electroformed part is largely dependent on primary current density distribution on mandrel surface. Key Words: Electroforming, Thickness Standard Deviation, Taguchi Design of experiment, Simulation.
الکتروفرمینگ یک استفاده خاص از فرآیند آبکاری (رسوب دهی الکتریکی)، به منظور تولید قطعات فلزی است. در این روش که از آن به هنر رشد دادن قطعه نیز یاد می‌شود، آند فلزی در محلول الکترولیت به صورت یونی حل شده و بر روی سطح کاتد (مندرل) رسوب می‌کند. پس از رسیدن به ضخامت مورد نظر، رسوب از سطح مندرل جدا شده و به عنوان یک قطعه مستقل عمل خواهد کرد. به طور کلی هرگاه قطعات فلزی را نتوان با استفاده از روش‌های اعمال کار مکانیکی تولید کرد، الکتروفرمینگ یکی از گزینه‌های قابل استفاده در تولید این دسته از قطعات می‌باشد. در این پروژه بعد از طراحی و ساخت دستگاه تولید بلوز با استفاده از روش الکتروفرمینگ (برای اولین بار در کشور)، یک سری از آزمایشات اولیه به منظور آشنایی با فرآیند، بهبود کارکرد و بهینه سازی دستگاه و همچنین تعیین پارامترهای موثر در فرآیند انجام شده است. از این آزمایش ها به عنوان بخشی از فرآیند طراحی آزمایش به روش تاگوچی استفاده شده است. با توجه به توانایی منبع تولید جریان در ایجاد جریان پالسی با فرکانس پایین، زمان پالس روشن و زمان پالس خاموش از پارامتر های انتخابی در این آزمایش ها بوده است. بعد از انجام آزمایش ها و تولید نمونه ها، ضخامت این قطعات در نقاط مختلف توسط میکروسکوپ نوری و نرم افزار تحلیل تصویر اندازه گیری و مقادیر انحراف استاندارد ضخامت برای هر قطعه محاسبه شده است. به کمک تجزیه و تحلیل داده ها (آنالیز واریانس) در روش تاگوچی و تحلیل Pareto ANOVA ، تاثیر فاکتور ها و مقادیر بهینه برای هر پارامتر بدست آمده است. همچنین معادله رگرسیون که رابطه تقریبی بین مقادیر ورودی و خروجی است به کمک نرم افزار MINITAB مدل سازی شده است. نتایج تحلیل های انجام شده نشان می دهد، پارامتر چگالی جریان پارامتر اصلی فرآیند می باشد. همچنین پارامتر زمان پالس روشن، دما و زمان پالس خاموش به ترتیب بر مقادیر انحراف استاندارد ضخامت تاثیر گذار می باشند. جهت تایید بهینه سازی، آزمایشی با مقادیر بهینه انجام شده که حداقل انحراف استاندارد ضخامت بدست آمده است. در نهایت با استفاده از دو نرم افزار افزار ANSYS و COMSOL مقادیر توزیع چگالی جریان اولیه روی سطح کاتد (مندرل) شبیه سازی شده است و مقادیر نسبی چگالی جریان اولیه و ضخامت با هم مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد توزیع ضخامت نمونه الکتروفرم شده تا حدی زیادی، تابع توزیع چگالی جریان اولیه در سطح مندرل می باشد. کلمات کلیدی : الکتروفرمینگ، انحراف استاندارد ضخامت، طراحی آزمایش تاگوچی، شبیه سازی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی