X
تبلیغات
طراحی و نقشه کشی صنعتی
اطلاعاتی در مورد طراحی در مهندسی مکانیک و نقشه کشی صنعتی

 

 

چرخدنده ها دربسیاری از وسایل مکانِیکی استفاده می شوند.آنها کارهای متفاوت بسیاری انجام می دهند ولی مهمترین آن کاهش دنده در تجهیزات موتوری است.این نقشی کلیدی است زیرا اغلب یک موتور کوچک چرخان با سرعت زیاد می تواند قدرت کافی برای وسیله را تولید کند ولی گشتاور کافی را نمی تواند.بعنوان مثال پیچ گوشتی الکتریکی دنده کاهشی بسیار بزرگی دارد زیرا که نیاز به گشتاور پیچشی زیادی برای پیچاندن پیچ دارد. ولی موتور فقط مقدار کمی گشتاور در سرعت بالا تولید می کند.با دنده کاهشی سرعت خروجی کاهش اما  گشتاور افزایش می یابد.

 

کار دیگری که چرخدنده ها انجام می دهند تنظیم کردن جهت چرخش است.بعنوان نمونه در دیفرانسیل بین چرخ های عقب اتومبیل شما قدرت بوسیله میل محوری که به مرکز اتومبیل متصل است منتقل می شود و دیفرانسیل باید 90 درجه نیرو را بچرخاند تا در چرخها بکار برد.

پیچیدگیهای بسیاری در انواع مختلف چرخدنده وجود دارد.در این مقاله خواهیم آموخت که دندانه های چرخدنده چگونه کار می کنند و درباره انواع مختلف چرخدنده که در همه نوع ابزارهای مکانیکی یافت می شوند خواهیم آموخت.

 

اصول اولیه

در هر چرخدنده نسبت دنده با فاصله از مرکز چرخدنده تا نقطه تماس تعیین می شود.به عنوان مثال در ابزاری با دو چرخدنده ،اگر قطر یکی از چرخدنده ها 2 برابر دیگری باشد، ضریب دنده 2:1 خواهد بود.یکی از ابتدایی ترین انواع چرخدنده که می توانیم ببینیم چرخی با برامدگی هایی بشکل دندانه های چوبی است.

 مشکلی که این نوع از چرخدنده ها دارند این است که فاصله از مرکز هر چرخدنده تا نقطه تماس ،وقتی که چرخدنده می چرخد تغییر می کند.این بدان معنی است که ضریب دنده وقتی چرخدنده می چرخد تغییر می کند.یعنی سرعت خروجی نیز تغییر میکند. چنانچه شما در اتومبیل خود از چرخدنده هایی شبیه به این  استفاده کنید،ثابت نگه داشتن سرعت در این شرایط  غیر ممکن خواهد بود و شما دائما باید سرعت را کم و زیاد کنید.

دندانه های چرخدنده های نوین پروفیل مخصوصی که دنده گستران (اینولوت involute ) نامیده می شود استفاده می کنند.این پروفیل دارای خاصیت بسیار مهم ثابت نگه داشتن نسبت سرعت بین دو چرخدنده است.در این نوع ، همانند چرخ میخی بالا نقطه تماس جابجا می شود ولی فرم گستران دندانه های چرخدنده این جابجایی را جبران می کند.در ادامه بعضی از انواع چرخدنده ها را میبینیم.

چرخ دنده ساده

چرخدنده های ساده معمولی ترین نوع چرخدنده می باشند.آنها دندانه های صافی دارندو بر روی محورهای موازی سوار می شوند.سابقا چرخدنده های ساده بسیاری برای بوجود آوردن دنده های کاهشی بسیار بزرگی استفاده می شد.

چرخدنده های ساده در دستگاه های بسیاری استفاده می شوند.مانند پیچ گوشتی الکتریکی ، آبپاش نوسانی ، ساعت زنگی ، ماشین لباسشویی و خشک کن لباس .اما شما در اتومبیل خود تعداد زیادی از آن را نخواهید یافت زیرا چرخدنده ساده واقعا" می تواند پر سروصدا باشد.هر وقت دندانه چرخدنده یک دنده را با چرخدنده دیگری درگیر کند دنده ها برخورد کرده و این ضربه صدای بلندی تولید می کند، همچنین فشار روی چرخدنده را افزایش می دهد .برای کاهش دادن صدا و فشار روی چرخدنده اغلب چرخدنده ها در اتومبیل شما مارپیچی می باشند.

چرخ دنده های مارپیچ

وقتی دو دنده بر روی سیستم چرخدنده مارپیچ درگیر می شوند تماس از انتهای یکی از دنده ها شروع شده و بتدریج با چرخش چرخدنده گسترش میابد تا زمانی که دودنده بطور کامل درگیر شوند.

 

درگیر شدن تدریجی چرخدنده های مارپیچی را وادار می کند که آرامتر و ملایم تر از چرخدنده های ساده عمل کنند.به همین دلیل چرخدنده های مارپیچی تقریبا" در جعبه دنده های همه اتومبیل ها مورد استفاده قرارمی گیرد.

بعلت زاویه دنده ها در چرخدنده های مارپیچ وقتی که دنده ها درگیر می شوند بار محوری بوجود می آورند.دستگاه هایی که از چرخدنده های مارپیچ استفاده می کنندیاتاقان هایی دارند که می توانند این بار محوری را نگه دارند.یک نکته جالب در مورد چرخدنده های مارپیچ این است که اگر زوایای دندانه های چرخدنده صحیح باشند می توا نند روی محور عمودی سوار شده زاویه چرخش را روی 90 درجه تنظیم کنند.

 

چرخ دنده مارپیچ عمودی

 چرخ دنده مخروطی

چرخدنده مخروطی زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که مسیر چرخش محور نیاز به تغییر کردن دارد و معمولا"برمحورهای 90 درجه سوار می شوند ولی می توا نند طوری طراحی شوند که در زوایای دیگر نیز به همین خوبی عمل کنند. دندانه ها روی چرخدنده های مخروطی می توانند صاف ، مارپیچی ویا قوسی باشند.دندانه های چرخدنده های مخروطی صاف در حقیقت مشکلی مشابه دنده چرخدنده های ساده دارند.که وقتی هر دنده درگیر می شود به دنده متناظر در آن لحظه ضربه می زند.

درست مانند چرخدنده ساده، راه حل این مشکل انحنا دادن به دندانه های چرخدنده می باشد. این دندانه های مارپیچی درست مانند دندانه های مارپیچی درگیر می شوند تماس از یک انتها ی چرخدنده شروع می شود و به صورت تصاعدی در سرتاسر دندانه گسترش می یابد.

 چرخ دنده مخروطی با دندانه های مارپیچ

در چرخدنده های مخروطی صاف و مارپیچی محورها باید بر هم عمود باشندو همچنین در یک صفحه واقع شوند. اگر شما دو محور را پشت چرخدنده امتداد دهید همدیگر را قطع خواهند کرد .از طرف دیگر چرخدنده های قوسی (hypoid gear) می توانند با محور ها در صفحات مختلف (محور های متنافر) درگیر شوند.

 چرخ دنده ی مخروطی هیپوئیدی در دیفرانسیل

 

این خصوصیت در دیفرانسیل اتومبیلهای بسیاری استفاده می شود.چرخدنده بزرگ مخروطی دیفرانسیل و چرخدنده کوچک ورودی (پنیون) هر دو از نوع قوسی (هیپوئیدی) هستند. این به پنیون ورودی اجازه می دهد که پایین تر از محور چرخدنده بزرگ مخروطی سوار شود.شکل بالا پنیون ورودی درگیر با چرخدنده مخروطی بزرگ در دیفرانسیل را نشان می دهد. زمانی که محور محرک اتومبیل به پنیون ورودی متصل می شود پایین تر قرار می گیرد .این بدان معنی است که محور محرک در قسمت سواری جایی را اشغال نمی کند و فضای بیشتری برای سرنشینان و بار ایجاد می کند.

 چرخ دنده های حلزونی

چرخدنده حلزونی هنگامی مورد استفاده قرار می گیرد که نیاز به دنده کاهشی بزرگی باشد.برای چرخدنده های حلزونی نسبت کاهش 20:1 و حتی تا 300:1 یا بالاتر از آن متعارف است.

 بسیاری  از چرخدنده های حلزونی خاصیت جالبی دارند که چرخدنده های دیگر ندارند: پیچ حلزون براحتی می تواند چرخدنده را بچرخاند ولی چرخدنده نمیتواند پیچ حلزون را بچرخاند و این بدان علت است که زاویه ی روی پیچ حلزون بقدری کم است که وقتی چرخدنده سعی می کند آنرا بچرخاند نیروی اصطکاک بین چرخدنده و پیچ حلزون آن را در جای خود نگه می دارد و مانع چرخش آن می شود.

این خاصیت برای ماشینهایی از قبیل سیستم های نقاله مکانیکی مورد استفاده است. آنهایی که خاصیت قفل کنندگی در آنها هنگامی که موتور نمی چرخد می تواند همانند یک  ترمز برای نقاله عمل کند.

استفاده خیلی جالب دیگر چرخدنده های حلزونی در دیفرانسیل تورسن(Torsen differential) که در بعضی از اتومبیلها و کامیونهای بارکش با کارایی بالا استفاده می شود است.

 

چرخ دنده و میله دنده

چرخدنده و میله دنده برای تبدیل کردن حرکت دورانی به حرکت خطی استفاده می شوند.مثال کاملی از آن فرمان اتومبیلهاست . فلکه فرمان چرخدنده ای که با میله دنده درگیر است را می چرخاند. وقتی که چرخدنده می چرخد میله دنده را به چپ یا راست می لغزاند بسته به آنکه شما فرمان را بکدام سمت می پیچانید.

 

چرخ دنده و میله دنده در ترازوی خانگی

چرخدنده و میله دنده همچنین در بعضی ترازوها برای گردش صفحه مدرجی که وزن شما را نشان می دهد به کار می رود.

 

چرخ دنده های سیاره ای و نسبت بین دنده ها

هر مجموعه چرخدنده سیارهای سه جزء اصلی دارد :

-   دنده خورشیدی

-   دنده سیاره ای و حامل دنده سیاره ای

-   دنده بزرگ حلقه ای (رینگی)

هر کدام از این سه جزء می توانند ورودی یا خروجی باشند یا می توانند ثابت نگه داشته شوند.انتخاب کدام قطعه ای برای کدام منظور نسبت دنده را برای چرخدنده ها معین می کند.به یکی از چرخدنده های سیاره ای منفرد نگاهی می اندازیم.

یکی از چرخدنده های سیاره ای جعبه دنده ما یک چرخدنده بزرگ حلقه ای با 72 دننده (کرانویل) و یک چرخدنده خورشیدی با 30 دنده دارد . می توانیم نسبت دنده های بسیاری از این جعبه داشته باشیم.

 

همچنین قفل شدن هر دو جزء با هم همه ی قطعه را قفل خوا هد کرد و نسبت دنده 1:1 خواهد شد.

توجه کنید که اولین نسبت دنده ای که در جدول بالا ثبت شده است کاهشی است یعنی  سرعت خروجی از سرعت ورودی کمتر است.دومین نسبت دنده پرسرعت است یعنی سرعت خروجی بیشتر از سرعت ورودی است و آخری نیز دوباره کاهشی است ولی مسیر خروجی معکوس شده است.نسبت دنده های مختلف بسیاری از مجموعه چرخدنده بالا می توان استخراج کرد ولی آنهایی که می بینید مربوط به جعبه دنده ی اتوماتیک می باشند.

 

پس این یکی از مجموعه های چرخدنده است که می تواند همه ی این نسبت دنده های مختلف را بدون درگیر کردن یا خلاص کردن چرخدنده های دیگر تولید کند.با دو تا از این مجموعه چرخدنده ها در یک ردیف ما می توانیم 4 دنده جلو و یک دنده عقب (معکوس) مورد نیاز در جعبه دنده را داشته باشیم.در قسمت بعدی دو مجموعه از چرخدنده ها را با هم قرار خواهیم داد.

 

جزئیات پروفیل چرخ دنده گسترانی (اینولوت)

 

درپروفیل دندانه های چرخدنده گسترانی نقطه تماس ازنزدیکی یکی از دندانه ها شروع شده و با چرخش چرخدنده نقطه تماس از آن چرخدنده دور شده و به دیگری نزدیک می شود.اگر شما نقطه تماس را دنبال کنید، نشانگر یک خط مستقیم است که از یکی از چرخدنده ها شروع شده و در کنار دیگری پایان می یابد.این بدان معنی است که شعاع نقطه تماس با درگیر شدن دندانه ها بزرگتر می شود.

 

قطر دایره گام قطر تماس موثر است .از آنجایی که قطر تماس ثابت نمی باشد قطر دایره گام واقعا فاصله تماس متوسط است.وقتی که دندانه ها ابتدا شروع به درگیر شدن می کنند دندانه چرخدنده بالایی به دندانه چرخدنده پایینی در داخل قطر دایره گام برخورد می کند.اما توجه کنید که آن قسمت از دنده بالا که با دنده پایین تماس پیدا می کند، در آن نقطه بسیار لاغر است.با چرخش چرخدنده نقطه تماس به سمت قسمت ضخیم تر دندانه چرخدنده بالایی لغزیده می شود.این امر دنده بالایی را به جلو رانده بنا براین جبرانی برای قطر تماس اندکی کوچکتر می باشد.با ادامه دادن دندانه ها به چرخیدن نقطه تماس دور تر شده حتی از قطر دایره گام خارج می شود.اما پروفیل دندانه های پایینی جبرانی برای این جابجایی است.نقطه تماس شروع به لغزیدن به سمت قسمت لاغر دندانه پایینی می کند مقدار کمی از سرعت چرخدنده بالایی برای جبران قطر تماس افزوده شده،کم می کند.نتیجه نهایی این است که حتی اگر قطر نقطه تماس بطور ممتد تغییر کند سرعت ثابت باقی می ماند.بنابراین پروفیل دندانه چرخدنده گسترانی یک نسبت سرعت دورانی ثابت تولید می کند.

 

+ نوشته شده در  ساعت   توسط graphicziba | 

 

 

کوپلینگ ها اجزایی از ماشین هستند که حرکت و توان را از انتهای یک محور دریافت و به محور دیگر منتقل می کنند. در کوپلینگ ها قطع ارتباط بین محور محرک و متحرک وجود ندارد. در یک دسته بندی کلی کوپلینگ ها به دو نوع صلب و انعطاف پذیر تقسیم بندی می شوند.

1- کوپلینگ های صلب (سخت)

این نوع کوپلینگ ها جهت اتصال دو محور کاملا هم راستا در تجهیزاتی که در آن ها هم محوری دقیق دو محور ضروری و قابل دسترس است استفاده می شود لازم به ذکر است که هر گونه عدم تقارن محوری در این نوع کوپلینگ ها خرابی های سریع را در اثر تشت های بالا به دنبال دارد این نوع از کوپلینگ ها به دو دسته تقسیم بندی می شوند:

1-1   کوپلینگ های پوسته ای

در این نوع کوپلینگها ، دو نصفه پوسته با فشار پیچها روی محور بسته شده و گشتاور چرخشی بوسیله اصطکاک به محور منتقل می گردد. هردو محور با خار انطباقی به پوسته متصل می شوند ، مونتاژ این کوپلینگها آسان است ولی فقط امکان انتقال قدرت بین دو محور هم قطر را میسر می سازد. این نوع کوپلینگ انتقال گشتاورهای کم را امکان پذیر می نماید.

 

 

2-1   کوپلینگ های فلنچی

سطح بیرونی بوش لغزشی مخروطی بوده و لذا در اثر محکم کردن پیچها اتصال فشاری و اصطکاک کافی بین فلنچ و بوش برقرار می گردد. دو محور در این اتصال بایستی کاملاً همراستا باشند ، مونتاژ و دمونتاژ این نوع کوپلینگ به آسانی انجام می شود.

2- کوپلینگ های انعطاف پذیر

کوپلینگ های انعطاف پذیر در انواع مختلف تجاری در دسترس هستند که هر یک برای شرایط کاری خاصی مناسب می باشند این نوع کوپلینگ ها می توانند عدم تقارن محوری شعاعی و زاویه ای را بین محور محرک و متحرک تحمل کنند.

کوپلینگهای انعطاف پذیر چهار وظیفه اصلی بر عهده دارند :

1-   انتقال گشتاور و سرعت از محرک به متحرک

2-   خنثی و مستهلک کردن ارتعاشات

3-   جبران نامیزانیها

4-   تاثیر بر فرکانس طبیعی سیستم

مقادیر ناهمراستایی مجاز کوپلینگها را باید از کاتالوگهای سرندگان بدست آورد ولی به طور کلی ناهمراستایی محوری مجاز در کوپلینگهای کوچک به in 005/0 و در کوپلینگهای بزرگ به in 03/0 محدود می باشد. حداکثر نامیزانی زاویه ای مجاز هم معمولاً در حدود  در نظر گرفته می شود.

با توجه به طیف وسیعی از انواع کوپلینگ های انعطاف پذیر ، وجود یک دسته بندی جامع که بتواند تمام انواع را در برگیرد در دسترس نیست. لذا از دسته بندی انواع کوپلینگهای انعطاف پذیر صرف نظر می شود.

      ۱-2   کوپلینگ توربوفلکس 

این کوپلینگ از دو فلنچ و یک قطعه واسطه که اکثراً یک محور تو خالی می باشد تشکیل شده است. گشتاور چرخشی توسط واشر فنری منتقل می گردد و به کمک آن مقداری جابجایی محوری و زاویه ای میسر می شود. این نوع کوپلینگ توانایی تحمل نیروهای شعاعی زیاد ( مانند نیروهای اعمال شده به غلتکهای دستگاه نورد ) را دارا می باشد.

      ۲-2   کوپلینگ شبکه ای ( فالک )

در این نوع کوپلینگ ، گشتاور از طریق یک فنر انعطاف پذیر به شیارهای فولادی روی کوپلینگ انتقال می یابدو بین دو نیمه کوپلینگ کمی فاصله وجود دارد که تا حدی نامیزانی محوری را جبران نموده و قابلیت تحمل بارهای ناگهانی سبک را بدلیل وجود فنریت پیچشی را بوجود می آورد. استفاده از محفظه و گریسکاری برای این کوپلینگ لازم است.

      ۳-2   کوپلینگ های زنجیری  

کوپلینگ زنجیری از دو چرخ زنجیر تشکیل شده است که توسط یک زنجیر دو ردیفه به یکدیگر متصل می گردند بدلیل وجود کمی لقی بین اجزاء رنجیر ، این نوع کوپلینگ مقادیر کم نامیزانی زاویه ای ، محوری و شعاعی را تحمل می کند. جهت طولانی شدن عمر کاری ، دندانه های چرخ زنجیرها سخت کاری می گردد.

کوپلینگ بایستی گریسکاری شده و درون یک محفظه بسته پر از گریس قرارداده شود.

       4-2  کوپلینگ های چرخ دنده ای

کوپلینگ چرخ دنده ای از دو توپی متصل به چرخ دنده تشکیل شده که یک بوش هزار خاری آنها را به یکدیگر متصل می کند. بدلیل وجود لقی بین دنده ها و همچنین خاصیت عملکرد کشویی امکان جذب نامیزانی های دورانی ، زاویه ای و محوری و محوری را دارا می باشد. قابلیت انتقال توانهای زیاد در مقایسه با سایر انواع کوپلینگ ( به نسبت ابعاد و وزن ) از مشخصات کوپلینگ چرخ دنده ای است. مقدار نامیزانی مجاز و ظرفیت انتقال بار به شکل و لقی  و زاویه فشار دنده ها بستگی دارد.

       ۵-2  کوپلینگ فکی

کوپلینگ فکی یکی از متداولترین انواع کوپلینگهای انعطاف پذیر است که با استفاده از یک ضربه گیر الاستومری از انتقال ارتعاش و ضربه جلوگیری نموده و نامیزانیهای محور را جذب می نماید. این نوع کوپلینگ علیرغم حجم و ابعاد کم قابلیت انتقال توانهای بالا را دارا بوده و در طرحهای متنوع جهت کاربردهای عادی و اختصاصی استفاده می شود. مقدار سختی عضو الاستومری ، دمای کاری ، مقاومت شیمیایی و صلبیت پیچشی آن بسته به شرایط عملکرد تعیین می گردد.

معمولاً درجه حرارت کاری این نوع کوپلینگ در محدوده 40- تا 120 درجه سانتیگراد می باشد. توپی های کوپلینگهای فکی معمولاً از فولاد یا چدن ساخته می شوند.

      ۶-2  کوپلینگ رولکس

اصلی ترین ویژگی این نوع کوپلینگ قابلیت انعطاف زیاد در جهت دورانی و جلوگیری از انتقال ضربه و ارتعاش می باشد.

     ۷ -2 آکارد ئونی

قابلیت تحمل نامیزانیهای زاویه ای و محوری و جذب ارتعاشات پیچشی مهمترین ویژگی این کوپلینگ است.

    8-2 پارافلکس ( چرخی )

این نوع کوپلینگ ضمن تحمل ناهمراستایی محوری و زاویه ای قابلیت جذب ارتعاشات پیچشی را نیز دارا می باشد.

   9-2 کوپلینگ متغیر زاویه ای ( یونیورسال)

کوپلینگهای انعطاف پذیر بسته به طرح و ساختمان داخلی می توانند ناهمراستایی زاویه ای را تا حدود 3 درجه و ناهمراستایی محوری را تا  تحمل کنند. ولی در برخی از کاربردها لازم است که دو محور ناهمراستایی بیشتری داشته باشند. در این گونه کاربردها از چهارشاخه یا اتصال یونیورسال استفاده می شود. مفصلهای یونیورسال در سرعتهای بسیار پائین امکان کار تحت زاویه  را نیز دارا هستند. ولی حداکثر زاویه قابل توصیه جهت سرعتهای بیشتر از rpm10 ،  می باشد. در سرعتهای بالاتر از rpm600 این زاویه به حداکثر  محدود می گردد.

 

 

کلاچ ها

کلاچ ها اجزائی از ماشین هستند که به هنگام نیاز، ارتباط یک محور را به محور دیگر برقرار و یا قطع می کنند و سرعت های ان دو محور را به یک سرعت تبدیل می نمایند کلاچ ها که در حین و زیر با قابل قطع و وصل می باشند همیشه از طریق اصطحکاک گشتاور را منتقل می نمایند برای ایجاد نیروی اصطحکاک لازم از نیروی مکانیکی، الکتریکی، هیدرولیکی و نپوهاتیکی استفاده می شوند. از این نوع کلاچ ها می توان کلاچ های یک صفحه ای، چند صفحه ای ، مخروطی و اتوماتیک قطع و وصل شوند. الکتریکی ( مغناطیسی ) و قطع و وصل شوند. هیدرولیکی و نپوهاتیکی را نام برد لازم به ذکر است کلاچ های قطع و وصل کننده ای نیز وجود دارند که گشتاور را از طریق اتصال فرعی منتقل می کنند ( مانند کلاچ های پنچه ای و دنده ای )  

1-   کلاچ های یک صفحه ای

یکی از متداول ترین کلاچ هایی که در صنعت اتومبیل سازی مورد استفاده قرار می گیرد کلاچ های یک صفحه ای هستند از مزایای این نوع کلاچ ها می توان به ساختار ساده، حجم کم، نیروی تماس زیاد، سایش لنت نسبتا کم و غیر حساس به سرعت های زیاد و شرایط محیطی نام برد.

2- کلاچ چند صفحه ای

یک کلاچ چند صفحه ای در شکل زیر نشان داده شده است. این نوع کلاچها از نظر ساختمان نظیر کلاچهای یک صفحه ای هستند با این تفاوت که در اینجا به بدنه محور محرک و همچنین به گلویی محور متحرک دیسکهای زیادی بسته شده اند. و از طرفی دیسکها بدون پوشش بوده و از فولادهای سخت کاری شده ساخته می شوند. این کلاچها به کلاچهای سینوسی نیز مشهورند و بین دیسکها ، ورقهای فنری b به کار برده می شوند. این فنرها باعث می شوند تا کلاچ تدریجاً و به راحتی قطع و وصل شود و در سطح تماس فشار زیادی بوجود آید. در کلاچهایی که سطوح تماس آنها از فولاد- فولاد معمولی ساخته شده است ، روغن در جدار بین دیسکها باعث چسبیدن آن دو به یکدیگر می شود. در نتیجه زمانیکه نیروی فشار را برداریم صفحات به راحتی از جدا نمی شوند. به همین دلیل وجود فنرها باعث جدا شدن آسان صفحات از یکدیگر می شود.

3- کلاچ های مخروطی :

در این نوع کلاچ نیروی اصطحکاک توسط درگیر شدن سطح جانبی یک مخروط خارجی با یک مخروط داخلی انجام می پذیرد.

4- کلاچ های اتوماتیک:

این نوع کلاچ های بدون استفاده از نیروی خارجی به طور اتوماتیک عمل قطع و وصل را انجام می دهند و معمولا به سه دسته تقسیم بندی می شوند:

الف) کلاچ های ایمنی

این کلاچ ها زمانی به کار می افتند که گشتاور چرخشی سیتم از گشتاور چرخشی تنظیم شده آن ها زیاد تر شود در این صورت ارتباط دو محور محرک و متحرک را به طور اتوماتیک قطع می کنند. لازم به ذکر است که این نوع کلاچ ها از اعمال گشتاورهای بیش از حد به سیتم جلوگیری می کند. این نوع کلاچ ها به8 صورت پینی، خشک، اصطحکاکی قابل تنظیم ساخته می شوند.

ب) کلاچ های سانتر یفیوژ

این نوع کلاچ ها در یک سرعت زاویه ای مشخص ارتباط بین دو محور محرک و متحرک را برقرار می سازند این نوع کلاچ ها با طرح های متنوع ساخته و وارد بازار می شوند.

ج) کلاچ های یک جهته

این نوع کلاچ ها حرکت را فقط در یک جهت با توجه به یک جهت چرخشی محور محرک انتقال می دهد

5- کلاچ های قطع و وصل شونده الکتریکی

این کلاچها به شکلهای یک صفحه ای ساخته می شوند. عامل اصلی عمل قطع و وصل حرکت ، انرژی حاصل از الکترومغناطیسی است. این کلاچها سریع قطع و وصل می شوند و از نظر ابعادی نسبتاً کوچک می باشند. اگرچه گران قیمت هستند ولی در سیستمهای کنترل اتوماتیک ، ماشینهای افزار و مخصوصاً در دستگاههای NC و CNC مصرف زیادی دارند. در این کلاچها برای فشاردادن صفحات به یکدیگر از نیروی الکترومغناطیسی استفاده می شود و دائماً به جریان برق احتیاج دارد. همچنین به دلیل جریان برق مداوم احتیاج به یک سیستم خنک کننده نیز می باشد. شکل زیر نمایی از یک نوع از این کلاچهاست.

6- کلاچ های قطع و وصل شونده هیدرولیکی و پنوماتیکی

سیستم ارتباط دهنده این نوع کلاچها پنوماتیکی و یا هیدرولیکی می باشند. و عمل ارتباط مکانیکی و از نوع اصطکاک است.

این کلاچ به راحتی قطع و وصل می شوند. چون تاثیر ناهمواریهای مهندسی و یا ساخت موجود در بین محورها را در موقع کار از بین می برند و همانند یک کلاچ لاستیکی عمل می کنند. از طرفی سیستم پنوماتیک آنها خیلی گران قیمت است. دیگر عیب آنها این است که فشار موجود در سطوح تماس در اثر گریز از مرکز و نیروی تولیدی آن کاهش یافته به طوریکه هرچه قدر سرعت زیاد شود فشار سطح کم می شود. کلاچهای هیدرولیکی ساختمانی مشابه کلاچهای پنوماتیکی دارند با این تفاوت که در آنها از روغن به جای گاز استفاده می شود.

جنس مصرفی برای کلاچ ها و ترمزها

تاحدود سال 1930 برای ایجاد اصطکاک از اجسامی چون چرم و چوب و چوب پنیر و غیره را به عنوان عصر اصطکاک در تماس با فلزاتی چون چدن ، فولاد ، برنج قرار می دادند هرچند این اجسام دارای ضریب اصطکاک قابل قبولی بودند ولی عواملی چون رطوبت و روغن و درجه حرارت بالا عملکرد صحیح آن ها را مختل می نمود.

از سال 1930 لنت هایی از ماده اولیه آسبست و پود فلزات ساخته شد که دارای سائیدگی کم و مقاومت در درجه حرارت بالا ، داشتن ضریب اصطکاکی بالا و بالاخره کمتر بودن اثر رطوبت و روغن استفاده می شود این لنت ها به چهار دسته تقسیم می شود.

1- لنت با آسبست بافته شده

از الیاف آسبست حول سیمهایی از مس ، برنج ، سرب و قلع بافته شده و سپس در لاستیک ، نوعی آسفالت ( مخروطی از قیر و ذرات فلزی ) و یا اجسام دیگری پخته شده است که بعداً بمقدار زیادی فشرده می شود. آسبست بافته شده دارای عمر نسبتاً زیاد بود و مقدار معینی ارتجاعی می باشد.

2- لنت با آسبست ریخته شده

از الیاف کوتاه آسبست که در جوار اجسام دیگری که بافته شده است ساخته می شود.

3-  لنت ریخته شده نیمه فلزی

تشکیل می شود از آسبست و پودر مس با اجسام سنتزی ( مصنوعی ) چسبان ، که معمولاً بضخامت  تا  اینچ برروی کفشکهای فلزی ریخته می شود. وجود پودر مس در آن باعث می شود که ضریب هدایت حرارتی بهتری نسبت به آسبست ریخته شده داشته باشد.

4-  لنت مالشی پودر فلزی

که از پودر فلزات مس ، قلع ، آهن ، سیلیسیم یا اجسامی از قبیل آلومین ، سیلیکا ، کاربیت و گرافیت درست می شود. که این اجسام دارای سائیدگی کم و بدین ترتیب می توان آنها را با ضخامت های آسبست ، سیلیکات کلسیم و منیزیمکم مانند 006/0 تا 010/0 اینچ بکار برد.

 

معرفی پارامترهای موثر در انتخاب و فاکتورهای مشخصه هر کوپلینگ

برای انتخاب کوپلینگ فقط اطلاع از مقدار بار و قطر محور کافی نیست بلکه می بایست کلیه شرایط حاکم بر انتقال قدرت مورد بررسی قرار گیرد. نحوه سوار شدن دو نیمه کوپلینگ ، مقدار نامیزانی محورها ، محدوده گشتاور انتقالی و دمای سیستم از جمله مواردی است که بایستی قبل از انتخاب کوپلینگ مورد توجه قرار گیرد.

قبل از انتخاب کوپلینگ موارد زیر را مشخص کنید :

1-   نوع سیستم محرک ( موتور الکتریکی ، موتور احتراقی ، تعداد سیلندر و ... )

2-   نوع سیستم متحرک ( فرم پمپ ، سنگ شکن ، مخلوط کن و .... )

3-   گشتاور نامی  ( در عملکرد پیوسته )

4-   گشتاور حداکثر  در شروع و خاتمه حرکت و هنگام مواجهه با اضافه بار )

5-   گشتاور ارتعاشی T ( میزان نوسان گشتاور حول مقدار نامی  )

6-    تعداد خاموش و روشن شدن در یک ساعت

7-   مقدار و نوع نامیزانی بین محور های محرک و متحرک ( زاویه ای ، محوری ، هردو )

8-   طریقه نصب کوپلینگ روی محور ( محور به محور ، محور به چرخ طیار ، انطباقی و .... )

9-   اندازه محور ( قطر محورهای محرک و متحرک )

10- دمای کاری

11- محدوده سرعت دوران ( محدوده های حداقل و حداکثر سرعت )

12-  ضریب عملکرد ( ضریبی که بتواند اثر مجموعه پارامترهای فوق را اعمال نماید. )

مشخصه های کوپلینگ

پس از تعیین شرایط عملکرد سیستم ، می بایست ضمن مقایسه مشخصه های کوپلینگ با شرایط عملکرد ، بهترین کوپلینگ را انتخاب نمود و مشخصه های هر کوپلینگ عبارتند از :

1-   ظرفیت انتقال گشتاور ( Torque capcity )

2-   حداقل و حداکثر قطر سوراخ کوپلینگ ( Bore size )

3-   طریقه نصب (Type f mounting  )

4-   نامیزانی مجاز ( Permissiable misalignment )

5-   محدوده حداکثر سرعت مجاز ( Maximum speed range )

6-    انعطاف پذیری جسم ( Material fle   ility )

و قابلیت کار در محیطهای گرم روغنی و صلبیت پیچشی کافی.

انتخاب کوپلینگ

اولین قدم جهت انتخاب کوپلینگ برمبنای گشتاور انتقالی و قطر محور برداشته می شود. سپس مناسب بودن کوپلینگ جهت شرایط نصب مقدار نامیزانی مجاز و سرعت و دمای عملکرد کنترل می گردد. بررسی امکان بروز پدیده تشدید ( رزونانس ) نیز نباید فراموش شود. البته در مواردی که محرک موتور الکتریکی دارای عملکرد آرام و مقادیر بار کم باشد ، معمولاً نیازی به بررسی پدیده تشدید نخواهد بود. برای سیستمهایی که دارای حرکت آرام هستند. معمولاً ضریب عملکردی برابر 5/1 در نظر گرفته می شود که این ضریب در گشتاور نامی ضرب شده و گشتاور بدست آمده مبنای انتخاب کوپلینگ قرار خواهد گرفت.

به عنوان یک ملاک کلی ، کوپلینگ ها بایستی  سیکل دوران تحت حداکثر گشتاور در شرایطی که فرکانس نوسانات گشتاور بیش از 60 هرتز در ساعت نباشد تحمل کنند.

در ارتباط با نیروهای ارتعاشی ، کوپلینگ بگونه ای انتخاب می گردد که ارتعاشات وارد شده به آن عمدتاً جذب و مستهلک گردیده و به محور بعدی منتقل نشود. نرخ استهلاک ارتعاشات به میزان قابلیت جذب ارتعاش در عضو انعطاف پذیر وابسته است. جنسهای نرمتر از قابلیت جذب ارتعاش بیشتری برخوردارند.

در ارتباط با نامیزانی مجاز ، اولاً کوپلینگ باید بتواند بین دو محور که نسبت به یکدیگر نامیزانی دارند قرار گرفته و گشتاور را منتقل کند و ثانیاً در اثر قرار گرفتن بین دو محور نامیزان نیروی زیادی به آنها وارد ننماید.

فرکانس طبیعی یک سیستم با توجه به مقدار اینرسی و صلبیت آن تعیین می گردد. پس از طراحی و ساخت یک سیستم تغییر مقدار صلبیت آن کار دشواری است در حالیکه با انتخاب کوپلینگ مناسب و کنترل صلبیت سیستم به راحتی می توان فرکانس طبیعی را تغییر داد.

  

+ نوشته شده در  ساعت   توسط graphicziba | 

 

 عنوان                                                            

طراحي ابزار

اهداف طراحي ابزار

معرفي جيگ وفيكسچر  

امتياز هاي قيد  و بند

انواع جيگ   

ساختمان قيد ها 

انواع فيكسچرها

اصول موقعيت دهي

روش‌هاي موقعيت دهي

اصول گيره بندي

فيكسچرهاي جوشكاري

فيكسچرهاي فرزكاري

فيكسچرهاي تراشكاري

فيكسچرهاي سنگ زني

فيكسچرهاي خان كشي

جيگ و فيكسچرهاي نشانه گذار 

نمونه هايي از طراحي جيگ و فيكسچر 

منابع ومآخذ      

 


 

 

طراحي ابزار

طراحي ابزار(جيگ وفيكسچر)عبارت است از فرآيند طرح،محاسبه وايجاد روش ها وفنوني كه براي افزايش بازدهي وبهره وري توليد ضروري هستند.به كمك اين فرآيند است كه صنايع قادر شده اند ماشين آلات وابزارهاي خاص مورد نيازشان رابراي رسيدن به توليد با ظرفيت بالا به خدمت بگيرند.فرآيند طراحي در حدي از كيفيت عرضه ميشود كه هزينه هاي توليد يك محصول متعادل بوده وقابل رقابت با توليدات مشابه باشد.

فرآيند طراحي ابزار در سلسله مراحل توليد،بين فرايند طراحي محصول و توليد محصول واقع ميشود.طراحي ابزار بايد فرآيندي در حال تغيير،پويا وخلاق باشد.

اهداف طراحي ابزار

هدف اصلي در طراحي ابزار افزايش توليدبا در نظر گرفتن كيفيت مورد نياز و همچنين كاهش هزينه هاي توليد است.براي رسيدن به اين هدف،طراح لازم است اهداف زير را در نظر بگيرد.

*ابزار هايي با عملكرد ساده خلق كند تا حداكثر بازدهي اپراتور تأمين شود.

*ابزارهاي طراحي شده به گونه اي باشد كه بتوان قطعه كار را با كمترين هزينه توسط انها توليد كرد.

*با به كار گيري اين ابزارها،توليد با گيفيت مستمر ويكنواخت حاتصل گردد.

*بتوان از يك ماشين توليدي،توليد بيشتري گرفت.

*طراحي ابزار به گونه اي باشد كه به كارگيري آن به صورت غلط توسط اپراتور ممكن نباشد.

*ابزار ها از موادي ساخته شود كه عمر كاري مناسبي داشته باشد.

*ايمني اپراتور در به كار گيري ابزار رعايت شود.

جيگ و فيكسچر

جيگ ها و فيكسچرها وسايل نگهدارنده‌اي هستند كه با به كارگيري آنها ميتوان قطعات مشابه هم را با دقت مورد نياز توليد نمود.با استفاده از اين وسايل، موقعيت ابزارهاي برشي نسبت به قطعه كار مشخص مي‌گردد.براي تأمين اين نظر،جيگ وفيكسچر به گونه‌اي بايد طراحي وساخته شودكه بتوان قطعه‌كار را پس از قراردادن ومحكم كردن در آن ،به راحتي ماشينكاري كرد.

جيگ وفيكسچر از نظر عملكرد بسيار به هم شباهت دارند،تفاوت اين دو در نحوه هدايت ابزار به سمت قطعه كار است.از نقطه نظر قطعات به كار رفته ، نظير پين هاي قرار و قطعات تعيين موقعيت ، جيگ و فيكسچر با هم مشابه هستند.ميتوان گفت كه تفاوت اصلي بين اين دو در جرم وحجم آنها است.با توجه به اينكه هنگام عمليات توليدي به فيكسچرها نيروهاي بيشتري وارد مي شود،نسبت به جيگ مشابه ساختمان قويتر وبزرگتري دارد.

جيگ يا قيد يك وسيله نگهدارنده مخصوص است كه قطعه‌كار داخل آن نگه داشته شده يا روي آن قرار مي گيرد تا عمليات ماشينكاري روي آن صورت گيرد.جيگ علاوه بر قطعه كار ابزار ماشيني را به صورت دقيق ،سريع و مطمئن هدايت مي كند.معمولاً جيگ ها بوش هاي هدايت كننده از جنس فولاد سخت شده دارند و براي عمليات سوراخكاري ،برقوزني ،قلاويزكاري وفرآيندهاي مشابه به كار مي‌روند.

فيكسچر يا بند ،وسيله‌اي نگهدارنده است كه فقط قطعه‌كار روي آن محكم مي شود تا عمليات ماشينكاري روي آن انجام شود.با استفاده از فيكسچر مي‌توان موقعيت ابزار برشي نسبت به قطعه‌كار را، با استفاده از فيلر يا دستگاه تنظيم كننده، تنظيم نمود.فيكسچر را بايد روي دستگاه توليدي محكم بست.فيكسچرها ابزار هايي براي موقعيت دهي ونگهداري قطعات هنگام براده‌برداري روي ماشينهاي تراش، فرز، صفحه تراش،سنگ و اره هستند وهنگام جوشكاري ومونتاژ نيز استفاده ميشوند.در فيكسچرها وسايل راهنماي ابزار وجود ندارد و ابزار براده‌برداري مستقيماً با قطعه‌كار در تماس است.

 قواعد زيادي هنگام طراحي جيگ و فيكسچر بايد رعايت شود:

*اسكلت و چهار چوب اصلي قيد بند بايد به اندازه كافي محكم باشد تا در اثر نيروهاي حاصل از ماشينكاري انحراف وپيچيدگي در آنها ايجاد نشود و در هنگام براده برداري لرزش ايجاد نگردد.

*چهار چوب ممكن است از قطعات مختلفي ساخته شود كه اين قطعات از طريق جوشكاري يا توسط پيچ ومهره به هم متصل مي‌شوند.

*در هنگام برداشتن و بستن قطعه‌كار، كليه حركات ماشينكار منظم ودر حداقل زمان ممكن باشد.

*همه گيره ها،پين هاي قرار و موقعيت دهنده ها در معرض ديد قرار داشته باشند ودر دسترس ماشينكار جهت تميز كردن يا موقعيت دهي يا محكم كردن باشند.

*در طراحي قيد وبست خروج براده در نظر گرفته شود تا براده ها به راحتي خارج شده ودر داخل قيد وبست انبار نگردد زيرا وجود براده در وقت موقعيت دهي موٌثر است.

*قيد و بست توانايي موقعيت دهي قطعات در حد مجاز تولرانس را داشته باشند.

*جايگزين كردن قطعه كار داخل قيد و بست به راحتي صورت گرفته و قطعه‌كار در موقعيت صحيح قرار گيرد.

*همه اصول ايمني جهت حفاظت ماشينكار رعايت گردد.

امتياز هاي قيد وبند

1- بهره‌وري

قيد وبند؛علامت‌گزاري،استقرار وكنترل مكرر را حذف مي نمايد.اين خاصيت زمان كاري را كاهش وبهره‌وري را افزايش مي‌دهد.

2-قابليت تعويض و جايگزيني

قيد و بند كيفيت يكساني در محصول پديد مي آورد.هر يك از قطعات به طور صحيح در مجموعه متعلق به خود قرار دارند و تمامي قطعات مشابه قابليت تعويض وجايگزيني را دارند.

3-كاهش هزينه

توليد بيشتر، كاهش ضايعات،هم بندي راحت تر و صرفه جويي در هزينه هاي كارگري،كاهش قابل توجهي در قيمت تمام شده كالا خواهد گذاشت.


 

4-كاهش نياز به مهارت كارگر

قيد و بند استقرار و بستن قطعه كار راساده تر مي‌كند.عناصر هدايت كننده ابزار ما را از استقرار درست آنها نسبت به قطعه‌كار اسوده خاطر مي‌كند.جايگزين نمودن كارگر ماهر با كارگر غير ماهر،صرفه‌جويي در هزينه‌ كارگري را در بر خواهد داشت.

انواع جيگ‌ها

جيگ‌ها به دو طبقه اصلي تقسيم بندي مي‌شوند:

* جيگ‌هاي سوراخكاري

جيگ‌هاي سوراخ تراشي

از جيگ‌هاي سوراخ تراشي هنگامي استفاده مي‌شود كه لازم مي‌شود سوراخ‌هاي بزرگ يا سوراخ‌هاي با قطر استاندارد ماشينكاري شود.

از جيگ‌هاي سوراخكاري در فرآيندهايي نظير سوراخكاري با مته،برقوزني،قلاويزكاري،پخ‌زني،خزينه‌كاري زاويه دار استفاده مي‌شود.

انواع جيگ‌ها براساس روش ساخت

دو نوع جيگ‌هاي باز وجيگ‌هاي بسته از اين نظر شناخته شده‌اند.جيگ‌هاي باز ساختمان ساده‌اي دارند و موقعي استفاده مي‌شوند كه لازم باشد عمليات سوراخكاري روي يك طرف قطعه‌كار انجام شود.چنان‌چه وجوه مختلف قطعه‌كار نياز به سوراخكاري داشته باشد معمولاً از جيگ‌هاي بسته استفاده مي‌شود.

-جيگ‌هاي باز عبارتند از:جيگ‌هاي صفحه‌اي،جيگ‌هاي پايه‌دار،جيگ‌هاي با صفحات زير و‌رو و جيگ‌هاي قائم‌الزاويه.

جيگ‌هاي بسته عبارتند از: جيگ‌هاي بسته چند وضعيتي،جيگ‌هاي ناوداني و جيگ‌هاي با صفحه متحرك.

جيگ‌هاي صفحه‌اي ساده،براي سوراخكاري سريع به كار مي‌روند و دقت زيادي ندارند.اين جيگ‌ها ساده‌ترين و ارزان‌ترين نوع جيگ‌ها محسوب مي‌شوند.بعضي از اين جيگ‌ها ممكن است بوش سوراخكاري نيز نداشته باشند.

جيگ‌هاي صفحه‌اي با پيچ تنظيم كننده،تنها تفاوت آن‌ها با جيگ‌هاي صفحه‌اي ساده در اين است كه به يك پيچ محكم كننده براي بستن قطعه‌كار مجهز شده‌اند.با توجه به تعداد قطعاتي كه قرار است با اين جيگ توليد شود،مي‌توان آن را با بوش سوراخكاري ويا بدون بوش سوراخكاري ساخت.

جيگ‌هاي پايه‌دار،هنگامي استفاده مي‌شوند كه قطعه‌كاري كه با جيگ‌هاي صفحه‌اي فوق سوراخكاري مي‌شود بزرگ باشد وممكن است لازم باشد پايه‌هايي رابه ساختمان جيگ اضافه نمود.

جيگ‌هاي با صفحات زير و رو،براي سوراخكاري قطعات با ضخامت كم يا از جنس مواد نرم،ايده‌آل است.در واقع در اين جيگ‌ها يك صفحه زيري به جيگ صفحه‌اي اضافه شده است.با استفاده ازاين جيگ از خم شدن يا انحراف قطعه‌كار به هنگام سوراخكاري جلوگيري مي‌شود.

جيگ‌هاي قائم‌الزاويه،براي سوراخكاري قطعاتي استفاده مي‌شوندكه موضع ماشينكاري روي آنها نسبت به سطح اتكاي مناسب قطعه،زاويه قائمه داشته باشد.پولي‌ها،چرخ دنده‌ها و بوش‌ها ازجمله اين قطعات محسوب مي‌شوند.

جيگ‌هاي بسته چند وضعيتي،به گونه‌اي طراحي مي‌شوند كه تمام ابعاد قطعه‌كار را در بر گيرند.با استفاده از اين جيگ مي‌توان وجوه مختلف قطعه‌كار را،بدون اينكه لازم باشد آنرادر جيگ‌هاي مختلف بست،به طور كامل ماشينكاري نمود.

جيگ‌هاي ناوداني،ساده‌ترين نوع از جيگ‌هاي بسته محسوب مي‌شوند.قطعه‌كار در اين جيگ بين دو وجه نگاه داشته مي‌شود واز طرف وجه سوم ماشينكاري مي‌شود.

جيگ‌هاي باصفحه متحرك،كه از انواع جيگ‌هاي بسته به شمار مي‌روند،يك صفحه متحرك دارند كه به واسطه جيگ‌هاي دوراني براي ماشينكاري سوراخ‌هايي كه در پيرامون قطعه‌كار دايره‌اي شكل قرار دارند،به كارمي‌روند.براي سوراخكاري اين سوراخ‌ها،قطعه‌كار از محور مركز دوران روي جيگ قرار گرفته وبا به كارگيري يك پين قرار فنري به اندازه زاويه مورد نظر چرخانده مي‌شود.

جيگ‌هاي آماده،نيز در بازار يافت مي‌شوند.اين جيگ‌ها بايد توسط خريدار به فرم دلخواه اصلاح شود.

جيگ‌هاي چند ايستگاهي،جيگ‌هايي هستند كه چند قطعه‌كار را مي‌توان روي آن نصب كرد.از اين جيگ در دستگاه‌هاي چند محوره استفاده مي‌شود،ولي مي‌توان آن راروي دستگاه تك محوره نيز بست.

انواع جيگ‌ها براساس تشابه ظاهري

قيد‌هاي شابلوني،قيد‌هاي بسيار ساده‌اي مي‌باشند كه جهت سوراخكاري قطعات بزرگ مورد استفاده قرار مي‌گيرند وممكن است در آنها از قطعات موقعيت دهي استفاده نشده باشد وبااندازه‌گيري موقعيت لازم را ايجاد نمايند و به صورت يك صفحه شابلوني ساده كه روي قطعه‌كار قرار مي‌گيرد،ساخته مي‌شود و ممكن است جهت موقعيت دهي از لبه‌هاي قطعه‌كار براي موقعيت دهي استفاده شود.

قيد‌هاي قابلمه‌اي،از اين نوع قيد‌ها براي قطعات كوچك استفاده مي‌شود.اين قيد‌ها معمولابه صورت استوانه‌اي بوده و قطعه‌كار داخل آن موضع دهي مي‌شود.صفحه بوش نيز به صورت استوانه‌اي يا پولك مانند مي‌باشد،كه روي قطعه‌كار قرار مي‌گيرد.

قيد‌هاي چفتي،ساختمان اين قيد‌ها به شكل مكعب يا مكعب مستطيل بوده كه دو طرف آنها باز مي‌باشد و بيشتر داراي يك صفحه بوش مي باشند كه اين صفحه لولايي بوده وبا يك گيره پيچي لولايي گيره بندي مي‌شود.هنگام تعويض قطعه‌كار صفحه لولايي باز شده و قطعه‌كار را تعويض مي‌نمايند.

قيدهاي جعبه‌اي،اين نوع قيد‌ها مانند قيد‌هاي چفتي بوده با اين تفاوت كه از هر شش وجه آن مي‌توان به عنوان صفحه بوش استفاده كرد و در اطراف قطعه‌كار هر جا كه لازم باشد عمل سوراخكاري يا برقوكاري را انجام داد.تعويض قطعه‌كار نيز مانند قيد‌هاي چفتي با باز كردن صفحه بوش لولايي ميسر مي‌باشد.

قيد‌هاي معلق يا وارونه،هنگامي كه قطعه‌كار شكل هندسي معين نداشته باشد از اين نوع قيد‌ها جهت سوراخكاري آنها استفاده مي‌شود و جهت تعادل قطعه‌كار از پايه‌اي طويل نسبت به ارتفاع آن استفاده مي‌شود.هنگام باز و بسته كردن قطعه قيد را وارونه نموده به طوري كه صفحه بوش روي ميز تكيه نمايد وهنگام سوراخكاري روي پايه‌ها قرار مي‌گيرد.

قيد‌هاي ميله‌اي،اين نوع قيد‌ها جهت قطعاتي كه داراي سوراخ مي‌باشند استفاده مي‌شود و قطعه از طريق سوراخ موجود در آن به كمك يك ميله موقعيت مي‌گيرد. قيد داراي يك صفحه زيري است كه در يك طرف آن پايه ‌ها ودر طرف ديگر آن ميله‌اي جهت موقعيت دهي استفاده مي‌شود وصفحه بوش نيز روي اين ميله قرار دارد.

قيد‌هاي كانالي،قيد‌هاي رديفي يا كانالي جهت ايجاد سوراخ‌‌هاي رديفي روي قطعه‌كار مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

ساختمان قيد‌ها

ساختمان قيد از قسمت‌هاي زير تشكيل مي‌شود:

1-بدنه قيد‌ها

بسته به دقت،شكل و اندازه قطعه‌كار مورد نياز،بدنه قيد‌ها را مي‌توان از صفحات فولادي يا ميل‌گرد طراحي نمود،يا از طريق جوشكاري يا پين و پرچ و پيچ‌و‌مهره به يكديگر اتصال داد و يا به صورت ريخته‌گري ساخت،همچنين بدنه‌هاي استوانه‌اي را مي‌توان تراشكاري نمود.

2-پايه‌ها

براي حداقل كردن سطح قيد باميز مته وهمچنين جهت تعادل مطلوب قيد طراحي پايه مي‌تواند مؤثر باشد.پايه‌ها را مي‌توان از پين‌هاي استوانه‌اي ساده و يا به صورت چند ضلعي طراحي نمود و نحوه اتصال آنها به بدنه را مي‌توان به شكل پرسي يا پيچي طراحي نمود.

3-صفحه بوش

صفحه بوش‌ها را مي‌توان از صغحات فولادي و يا به صورت ريخته‌گري طراحي نمود.بوش‌هاي راهنما روي اين صفحه نصب مي‌شوند.

4-قطعات موضع دهي

براي موضع دهي دقيق كار در داخل قيد بايد تسهيلاتي در نظر گرفته شود،كه به صورت‌هاي مختلفي كه در قسمت موقعيت دهي شرح داده مي‌شود،مي‌توان اين امكانات را طراحي نمود.


 

5-قطعات گيره‌بندي

براي محكم كردن قطعه كار در موقعيت مطلوب بايد تسهيلاتي جهت گيره بندي قطعه‌كار در نظر گرفته شود،كه طرح‌هاي مناسب گيره‌بندي درقسمت گيره‌بندي شرح داده خواهد شد.

6-بوش‌ها

از بوش‌ها جهت راهنمايي دقيق ابزار در محل مناسب داخل قطعه‌كار استفاده مي‌گردد.بوشها ممكن است به صورت استوانه‌اي ساده بدون سر يا به صورت پله‌اي(سردار)‌‌ساخته شوند.از بوش‌هاي پله‌اي وقتي استفاده مي‌شود كه بايستي عمق سوراخ را قابل كنترل كرد.چون ابزار براده‌برداري در تماس با بوش‌ها هستند بوش به مرور ساييده شده و براي اينكه مته به محل دقيق سوراخكاري راهنمايي شود،بوش را سخت مي‌نمايد.اگر تهداد قطعات زياد باشد تعويض بوش‌ها امري ضروري است.عبور براده‌ها از داخل بوش‌ها باعث گرم شدن بوش‌ها شده كه در نتيجه دوام بوش‌ها كم مي‌گردد بنابراين بايد تا حد امكان خروج براده از داخل بوش‌ها حداقل باشد.بري اينكه بوش داخل صفحه دريل به خوبي جاي گيرد،سوراخ پخ خورده و زير صفحه بوش شيار تو رفته حلقوي زده مي‌شود.طول بوش‌ها معمولاً دو برابر قطر سوراخ‌هاو سوراخ كمي بزرگتر از قطر مته در نظر گرفته مي‌شود.

هنگام سوراخكاري روي قطعات شيب‌دار،دنباله بوش را مطابق با شيب قطعه طراحي نموده كه در اين حالت بوش به قطعه كار مماس مي‌گردد تا مته هيچگونه حركتي از مركز سوراخ نداشته باشد‌و ناگزير براده‌ها از داخل بوش به بيرون هدايت مي‌گردد.

وقتي سطحي كه بايد سوراخ زده شود در فاصله دوري از صفحه سوراخكاري قرار داشته باشد از بوش دنباله‌دار استفاده مي‌گردد.وقتي بوش خيلي طويل است سوراخ بوش طوري است كه فقط سمت انتهايي آن كه نزديك به قطعه‌كار است،هم قطر مته بوده وعامل كنترل است.

انواع فيكسچرها

انواع فيكسچر‌ها بر اساس روش ساخت آنها تعيين مي‌شود.انواع رايج فيكسچر‌ها عبارتند از:فيكسچرهاي صفحه‌اي،فيكسچرهاي قائم‌الزاويه،فيكسچرهاي دوراني،فيكسچرهاي چند ايستگاهي و گيره‌ها.

فيكسچرهاي صفحه‌اي،ساده‌ترين انواع فيكسچر‌ها هستند.قسمت اصلي اين فيكسچر يك صفحه پايه است كه قطعات مختلفي نظير پين‌هاي قرار و نگه‌دارنده بر روي آن نصب مي‌شود.

فيكسچر قائم‌الزاويه،نوع اصلاح شده فيكسچر صفحه‌اي است.با استفاده از اين ابزار مي‌توان قطعه‌كار را در سطوحي عمود بر سطح قرار آن ماشينكاري نمود.البته مي‌توان اين فيكسچر را به گونه‌اي طراحي كرد كه بتوان توسط آن قطعات را تحت زاويه دلخواه نيز ماشينكاري نمود.

فيكسچر هاي دوراني،هنگامي به كار ميظروند كه لازم باشد مواضع ماشينكاري روي قطعه‌كار در فواصل منظم در پيرامون آن قرار داشته باشد.

فيكسچرهاي چند ايستگاهي،هنگامي استفاده مي‌شوند كه تعداد توليد و سرعت توليد بالا مورد نياز بوده وسيكل عمليات ماشينكاري پيوسته باشد.

گيره‌ها،متداول‌ترين نوع فيكسچرها هستند.گيره‌ها در واقع فيكسچر ساده‌اي براي نگه داشتن قطعات محسوب مي‌شوند.با اصلاح فرم فك‌هاي گيره مي‌توان آن را براي نگه داشتن قطعات با شكل‌هاي مختلف مورد استفاده قرار داد.

فيكسچرهاي قابل نصب روي گيره،اين نوع از فيكسچرهاي صفحه‌‌اي معمولاً كوچك،ساده وسبك هستند.اين فيكسچرها به جاي آنكه مستقيماً روي ماشين نصب گردند،روي گيره يا سه نظام ماشين مهار مي‌شوند.قطعات كوچك كه نياز به ماشينكاري كمي دارند را معمولاً روي اين فيكسچرها مي‌بندند.فيكسچرهاي صفحه‌اي وفيكسچرهايي كه روي گيره نصب مي‌شوند،از نظر ظاهري مشابه‌اند.مي‌توان گفت تنها تفاوت آنها در اين است كه روي جيگ‌هاي صفحه‌اي مي‌‌توان قطعات بزرگتري را قرار داده و ماشينكاري نمود.

اصول موقعيت‌دهي

براي مهار كردن يا بستن درست قطعه كار،ابتدا بايد قطعه‌كار را داخل قيد يا بست مستقر كرد كه اين نحوه استقرار را موقعيت‌دهي يا موضع‌دهي قطعه‌كارمي‌نامند.براي جلوگيري از حركت قطعه‌كار به هنگام ماشينكاري و قرار گرفتن مطلوب آن به مهارت زيادي در طراحي نياز است.موقعيت‌دهي از دقيق‌ترين سطح قطعه‌كار انجام مي‌شود.موقعيت‌دهي بايد از حركات خطي ودوراني قطعه‌كار در طول و حول سه محور اصلي (شش درجه آزادي)‌جلوگيري نمايد.سيستم موقعيت‌دهي بايد سرعت و سهولت لازم را جهت گذاشتن وبرداشتن قطعه‌كار تأمين كند.از موقعيت دهنده‌هاي زائد بايد پرهيز نمود.سيستم موقعيت دهي بايد از جاي‌گزاري غلط قطعه‌كار در يك بند،جلوگيري نمايد.پين‌هاي قرار را نبايد قطعات فرعي تصور كرد و طراح لازم است در طرح خود نهايت توجه را به آنها نمايد.

معمولاً موضع دهنده‌ها از بدنه جيگ و فيكسچر جداگانه ساخته مي‌شوند و جنس آنها از فولاد سخت يا از فولادي كه سختي سطحي دارد،مي‌باشند كه به دقت و اندازه مورد نظر سنگ زده شده است و سپس با دقت در بدنه جيگ يا فيكسچر جا زده مي‌شود.

اجزاي موقعيت دهنده ممكن است از قطعاتي به شكل مسطح،استوانه‌اي،مخروطي،جناقي،پين‌هاو‌ابزار‌هاي مركز‌كننده ونظاير اين‌ها تشكيل گردد.

هنگام موقعيت دهي قطعات بايد در نظر داشت كه هر چه سطح تماس قطعه‌كار با بدنه قيد و بست‌ها وپين‌ها كمتر باشد استحكام و تعادل قطعه‌كار كمتر خواهد بود.نحوه تماس قطعه‌كار واجزاي موقعيت دهي را مي‌توان به شكل نقطه‌اي،خطي يا سطحي طراحي كرد.

طراح بايد در طراحي ابزار به نكات زير توجه نمايد:

*محل قرار گرفتن پين‌هاي قرار

*تلنرانس ماشينكاري قطعه‌كار

*عملكرد بدون خطاي ابزار

*عدم افت دقت پس ازاستفاده زياد

آرايش دادن پين‌هاي قرار

ساده‌ترين موقعيت دهنده‌هاي قيد وبند‌ها،پين‌ها يا قرارهاي ماشينكاري شده هستند كه به منظور تكيه‌گاه قطعات استفاده مي‌شوند.براي پايين آوردن هزينه و زمان ماشينكاري پين هارا به صورت جدا از بدنه قيد وبند مي‌سازند و براي جلوگيري از استهلاك آنهابعد از ماشينكاري پين‌ها را سخت مي‌نمايند و به صورت فشاري و پيچي به بدنه متصل مي‌كنند.در مواردي پين ها روي بدنه قيد وبند از طريق ماشينكاري به صورت برجستگي‌هاي استوانه‌هي شكل ساخته ‌مي‌شوند كه از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نيست.در صورتي كه امكان داشته باشد،پين‌هاي قرار بايد به قسمتي از قطعه‌كار كه قبلاً ماشينكاري شده است تكيه كند.با الين كار دقت عملكرد دستگاه تضمين شده وقطعات بسته شده روي جيگ يا فيكسچر به طور يكسان ماشينكاري خواهند شد.قابليت ماشينكاري يكسان،خصوصيتي است كه به واسطه آن بتوان قطعات مختلف را به صورت يكسان ودر محدوده تلرانسي ماشينكاري نمود.

پين‌هاي قرار تا آنجا كه ممكن است بايد دور از هم قرار گيرند.با اين كار از پين‌هاي كمتري استفاده شده و اين اطمينان حاصل مي‌شود كه  تماس كامل بين سطوح قرار وپين‌ها برقرار شده است.پين‌هاي قرار به گونه‌اي روي جيگ و فيكسچر نصب مي‌شوند كه براده‌ها و اجسام كوچك در اثر ماشينكاري پديد مي آيند،مشكل آفرين نباشد.در صورت نياز مي‌توان از گاه ‌گيري به روش مناسب استفاده نمود.

پين‌ها ممكن است به صورت افقي يا عمودي در بدنه قيد وبند نصب شوند كه معمولاً پين‌هاي عمودي بلندتر از پين‌هاي افقي است.سطح تماس پين‌ها با قطعه‌كار بسته به كيفيت سطح قطعه‌كار متفاوت بوده .هر چه سطح قطعه‌كار خشن‌تر باشد سطح تماس پين‌ها كوچكتر است و بر عكس هرچه سطح تماس قطعه‌كار مسطح وصاف باشد از پين‌ها با سطح مقطع بيشتر مي‌توان استفاده كرد.

براي موضع دهي از پين‌هاي قابل تنظيم نيز ممكن است استفاده شود.معمولاً از پين‌هاي قابل تنظيم براي قطعات سنگين و در مواردي كه نيرو زياد است،استفاده مي‌شود.سطوح آهنگري يا ريخته‌گري شده را با كمك پين‌هاي قابل تنظيم مي‌توان موقعيت‌دهي كرد.

در مواردي كه روي قطعه‌كار سوراخ‌هايي تعبيه شده باشد با استفاده از پين‌ها،موقعيت‌دهي از طريق سوراخ‌هاي قطعه‌كار انجام مي‌گيرد.در اين موارد لقي بين پين‌ها وسوراخ‌ها بايد در حد مناسبي باشد زيرا اگر قطعات روي پين‌ها فشاري جا زده شوند در اثر نيروهاي براده برداري ممكن است قطعه‌كار محكم شده وامكان كوچكترين ارتعاش را از قطعه‌كار بگيرد كه اين موجب شكستن احتمالي ومشكلاتي در تعويض قطعه‌كار خواهد شد.

همچنين در قطعاتي كه داراي يك يا چند سوراخ است ممكن است موقعيت دهي از طريق يك يا دو سوراخ قطعه‌كار انجام گيرد،در چنين حالتي هنگام تعويض ممكن است قطعه با كمي انحراف در لبه پين گير كرده و موقعيت نگيرد.

هنگامي كه در قطعات سوراخ‌دار موقعيت دهي قطعه‌كار از طريق دو سوراخ قطعه‌كار به وسيله پين‌ها صورت مي‌گيرد،براي سهولت جابه‌جايي موقعيت دهي هنگام تعويض قطعات،به جاي اينكه از دو پين استوانه‌اي شكل استفاذه گردد از يك پين  استوانه‌اي ويك پين چند ضلعي(پين الماسه)بهره مي‌گيرند.

روش‌هاي موقعيت دهي

قطعات در شكل‌ها واندازه‌هاي مختلف ساخته مي‌شوند.طراح بايد قادر باشد هر قطعه‌اي را با هر شكل واندازه،دقيقاً در جيگ يا فيكسچر مهار نمايد.براي انجام اين كار طراح لازم است انواع پين‌هاي قرار و پايه‌ها را بشناسد تا بتواند با حداقل تعداد آن‌ها قطعه‌كار را به خوبي نگاه دارد.

يك قطعه‌كار به روش‌هاي زير موقعيت دهي مي‌شود:

1- قرار دادن قطعه‌كار از سطوح صاف

سه روش ابتدايي براي قرار دادن قطعه كار از سطوح صاف روي جيگ يا فيكسچر وجود دارد:

*استفاده از پايه‌هاي ثابت

*استفاده از پايه‌هاي قابل تنظيم

*استفاده از پايه‌هاي تعادلي

با استفاده از اين پايه‌ها،موقعيت ارتفاعي قطعه‌كار تعيين شده و قطعه‌كار به هنگام عمليات ماشينكاري روي آن‌ها تكيه مي‌كند.

پايه‌هاي ثابت،ساده‌ترين نوع هستند.اين پايه‌ها يا با ماشينكاري صفحات زيري به وجود مي‌آيند و يا ابتدا ساخته شده و روي صفحه زيري نصب مي‌شود. از اين پايه‌ها،براي قرار دادن قطعه‌كار ‌هاي با سطوح ماشينكاري شده استفاده مي‌گردد.

پايه‌هاي قابل تنظيم،هنگامي استفاده مي‌شوند كه سطح قطعه‌كار،مانند قطعات ريخته‌گري شده،خشن وناهموار باشد.معمولاً پايه‌هاي قابل تنظيم همراه پايه‌هاي ثابت در ساختمان يك جيگ يا فيكسچر استفاده مي‌شوند.بنابراين مي‌توان تنظيم مورد نياز را براي قرار گرفتن درست قطعه‌كار انجام داد.

پايه‌هاي تعادلي،مي‌توانند قطعه‌كار را در دو نقطه به صورت تعادلي مهار كنند.به محض اينكه قطعه‌كار به يك نقطه ازاين پايه‌ها برخورد كند،به صورت الاكلنگي عمل كرده،ونقطه ديگر پايه به قطعه‌كار برخورد خواهد كرد.استفاده از اين پايه‌ها مخصوصاً براي قطعات ناهموار مناسب است.

2- قرار دادن قطعه‌كار از سطوح داخلي گرد

قرار دادن قطعه‌كاري كه يك سوراخ با حتي حفره داخلي با شكل غير دايره‌اي دارد،روش مؤثري براي قرار دادن دقيق ومطمئن روي جيگ فيكسچر مي‌باشد.انواع مختلفي از پين‌ها يا پايه‌هاي قرار سطوح داخلي وجود دارد.اگر قطر سوراخ قطعه‌كار كوچك باشد،مي‌توان از پين‌هاي قرار پله‌دار استفاده نمود.اگر قطر سوراخ قطعه‌كار بزرگ باشد،مي‌توان از پايه‌هاي قرار دنباله‌دار استفاده نمود.

3- قرار دادن قطعه‌كار از سطوح جانبي

معمولاً در ماشينكاري اوليه قطعه‌كار،تنها راه نگهداشتن آن ،مهار كردن سطوح جانبي است.با به كارگيري پايه‌هاي قرار فرم‌دار مي‌توان قطعه‌كار را نسبت به لبه‌هاي خارجي آن مهار كرد.

قرار حلقه‌اي،ساده‌ترين قرار فرم‌دار است .چون تمام سطح خارجي قطعه‌كار توسط اين قرار مهار شده است،از دقت خوبي برخوردار است.

موقعيت دهنده‌هاي 7 شكل،براي قرار دادن قطعه استوانه‌اي استفاده مي‌شود.همچنين مي‌توان با اين پايه‌ها،قطعاتي كه به شكل قرص هستند يا دو طرف آنها گرد است را نيز مهار كرد.يكي از خصوصيات جالب پايه‌هاي 7 شكل،نگه‌داشتن قطعات به صورت هم مركز بامحور شكاف 7 شكل است اين موضع دهنده‌ها را ميتوان ثابت يا لغزنده ساخت ودر هر دو حالت وضعيت آنها بايد كنترل شود.

موقعيت دهنده‌هاي مخروطي براي مركزكردن قطعات استفاده مي‌شود،كه اين مخروط‌ها مي‌تواند به صورت ميله مخروطي براي موقعيت دادن به سوراخ‌ها واز سوراخ‌هاي مخروطي براي موضع دهي ميله‌هاي استوانه‌اي استفاده كرد.معمولاً از اين موقعيت دهنده‌ها در قطعات پرداخت شده استفاده مي‌گردد وموقعيت دهي قطعات ريخته‌گزي شده وبا سطوح خشن را نبايد با اين روش موقعيت دهي كرد. 

اصول گيره‌بندي

پس از آنكه قطعه‌كار در جاي مناسب موقعيت دهي گرديد لازم است كه از طريق وسايلي آن را در محل محكم نمود تا قطعه‌كار در مقابل نيروهاي براده برداري در جاي خود ثابت بماند،اين عمل را گيره بندي قطعه‌كار مي‌نامند.اجزاي گيره بندي شامل گيره‌ها جناقي‌ها وغيره هستند.

نگهدارنده يا روبنده،قطعاتي از جيگ يا فيكسچر است كه قطعه‌كار را روي جيگ يا فيكسچر محكم نگاه مي‌دارد.نگه دارنده يا روبنده قطعه‌كار را بايد طوري محكم كند كه در طول عمليات توليدي دائماً به پايه‌ها وپين‌هاي قرار تكيه داشته باشد بنابراين لازم است يك روبنده شرايط زير را برآورده نمايد:

*روبنده بايد از استحكام كافي برخوردار باشد تا بتواند از جا به جا شدن قطعه‌كار جلوگيري نمايد.

*روبنده نبايد به قطعه‌كار آسيب برساند و تغيير شكل در آن به وجود آورد.

*روبنده بايد سريع عمل كند تا بتواند قطعه‌كار را با سرعت و سهولت روي جيگ يا فيكسچر قرار داده يا برداشت.

*روبنده‌ها بايد در مقابل نيروهاي برشي حداكثر مقاومت را داشته باشند.

فيكسچر‌هاي جوشكاري

اولين روشي كه در مونتاژ قطعات‌در صنعت به آن توجه مي‌شود،جوشكاري است.اما به هنگام جوشكاري حرارت زيادي ايجاد مي‌شودو اين باعث تاب برداشتن در قطعات مي‌شود.نقش اصلي فيكسچرهاي جوشكاري مهار كردن قطعه‌كار وجلوگيري از اين عيب مي‌باشد.

در جوشكاري،كنترل دفع حرارت ناشي از جوشكاري يك مسأله مهم است. دوروش رايج در كنترل 1- دفع حرارت مورد استفاده در فيكسچرهاي جوشكاري عبارتند از:

ايجاد شيارها ومحل‌هاي خالي براي جلوگيري از انتقال حرارت سريع از قطعه‌كار به فيكسچر در جوشكاري فلزاتي با هدايت حرارتي خوب مانند آلومنيوم.

2-استفاده از قطعات جاذب وهادي خوب گرما براي تسريع در انتقال حرارت به هنگام جوشكاري فلزات با هدايت حرارتي نسبتاً ضعيف مثل فولاد.

نكاتي كه بايد در فيكسچرهاي جوشكاري به آن توجه نمود:

*انبساط وپيچش قطعه حرارت داده شده نبايد روي موقعيت دهي،بستن،بارگزاري‌و باربرداري صحيح،اثر بگذارد.بايد لقي لازم را بين موقعيت دهنده‌ها و قطعه‌كار در نظر گرفت،تا اجازه انبساط،انقباض و پيچش به قطعه‌كار، بدون گير كردن به فيكسچر داده شود.

*بايد مانع ريزش ذرات مذاب جوشكاري،بر روي اجزاي پيچي وسايل وسايل بستن شد.

*جهت جلوگيري از جوش خورذن قطعه‌كار به بدنه بند،بايد شيار‌هايي زير خط جوشكاري تعبيه شود.

*براي قطعاتي كه نياز به جوشكاري از سطوح جانبي مختلف دارند،بايد پيش بيني دوران يا سهولت كج شدن فيكسچر انجام گيرد.

فيكسچرهاي جوشكاري عمدتاً براي سه نوع عمليات طراحي مي‌شوند:خال جوش زدن،جوشكاري كامل ونگه‌داشتن قطعات خال‌جوش خورده.

فيكسچرهاي خال جوش زدن،قطعات مختلف را در كنار هم در وضعيت درست نگه‌ مي‌دارند تا بتوان آنهارا با خال جوش به هم متصل كرد.قطعات خال جوش خورده را مي‌توان از روي فيكسچر برداشت و بدون استفاده از نگه‌دارنده  بر روي يك جيگ يا فيكسچر به طور كامل جوشكاري نمود.

فيكسچرهاي جوشكاري كامل،ساختاري محكم و قوي دارند تا بتوانند در تنش‌هاي حرارتي ناشي از جوشكاري كامل غلبه كرده واز پيچيدگي قطعه‌كار جلوگيري نمايد.

فيكسچرهاي نگه‌دارنده،براي جوشكاري كامل قطعات خال‌جوش خورده به كار مي‌روند.اين فيكسچرها ساختاري صلب ومحكم دارند تا از پيچيدگي قطعه‌كار حين جوشكاري كامل جلوگيري به عمل آيد.

فيكسچرهاي فرزكاري

جهت ومقدار نيرو در فرزكاري به طور قابل توجهي به نوع ماشين فرز،نوع ابزار برش و جهت حركت بستگي دارد.فيكسچرهاي فرزكاري بايد بزرگ وسنگين باشند تا در برابر نيروهاي اعمال شده از ابزار برش مقاومت نموده و ارتعاشات حاصله را تحمل نمايد.نيروي حاصل از فرزكاري بايد به بدنه‌اي  سخت ومقاوم منتقل شود.اين نيروها نبايد به سمت گيره‌ها وقطعات متحرك راه يابد.اگر از گيره استفاده مي‌شود بهتر است نيروي حاصل از فرزكاري به‌ سمت فك ثابت آن هدايت شود.فيكسچرها بايد كاملاً به ميز ماشين فرز گيره شوند تا از لغزش در مقابل نيروي فرزكاري در امان باشد.بر خلاف سوراخكاري،براده‌هاي فرزكاري ناپيوسته هستند.وقتي براده‌ها در حفره‌اي بزرگ جمع شوند،نياز به دريچه‌هاي بزرگ براي تخليه آنها وتميز كردن بند لازم خواهد بود.قسمت‌هاي مختص فيكسچرهاي فرزكاري عبارتند از: قطعه تنظيم كننده و زبانه‌هاي موضع دهي.

فيكسچرهاي تراشكاري

فيكسچر تراشكاري اساساً شامل اجزاي موقعيت دهي وبستن قطعه‌كار است.ددر طراحي فيكسچرهاي تراشكاري علاوه بر نگه‌داري قطعه،دوران آن نيز بايد در نظر گرفته شود.اين گونه فيكسچرها جهت پيشاني تراشي،سوراخ تراشي وكلاً تراشكاري مورد استفاده قرار مي‌گيرند.براي همه اين فرآيندها،قطعه‌كار بايد به طور صحيحي نسبت به محور دوار ماشين،موضع دهي شود.براي سوراخ تراشي يا روتراشي،محور سوراخ يا قطر خارجي قطعه‌كار،كه بايد ماشينكاري شود،مي‌بايست نسبت به محور ماشين تنظيم گردد.در بيشتر ماشين‌هاي تراش يك صفحه پشتي تعبيه شده‌است كه به طور دائم روي محور ماشين نصب گرديده است.صفحه پشتي جهت موقعيت دهي وبستن فيكسچرهاي تراشكاري،صفحه نظام‌ها وديگر نگه‌دارنده‌هاي قطعات بر روي ماشين مورد استفاده قرار مي‌گيرند.در صفحه پشتي تعداد سه سوراخ يا بيشتر،به طور هم فاصله جهت بستن فيكسچرهاي تراشكاري،تعبيه شده است.بيشتر فيكسچرهاي تراشكاري قطعات به خصوصي هستند كه جهت بارگزاري،موقعيت دهي‌و بستن سريع قطعات در توليد انبوه،به كار گرفته مي‌شوند.

فيكسچر تراشكاري بايد طوري طراحي شود كه نيروهاي پيچشي حاصل از عمليات تراشكاري را خنثي نمايد.اگر لازم است قطعه‌كار خارج از مركز بسته شود،به بالانس كردن سه نظام يا چهار نظام يا بست‌هاي ديگر توجه شود.

 

فيكسچرهاي سنگ‌زني

 فيكسچرهاي سنگ زني كه از آنها براي سنگ زني سطوح كار استفاده مي‌شود،عملكردي مشابه با فيكسچرهاي فرزكاري داشته ولي از دقت بيشتري برخوردارند.به همين ترتيب فيكسچرهاي سنگ‌زني به سطوح استوانه‌اي نبز مشابه فيكسچرهاي تراشكاري مي‌باشند.فرق اين فيكسچرها با فيكسچرهاي تراشكاري در اين است كه،در اين فيكسچرها عمل موضع دهي بر روي محور ماشين به كمك يك ساعت اندازه‌گيري،به دقت صورت مي‌گيرد.ار اين رو در اين سيستم يك تنظيم كننده قطر نيز پيش‌بيني شد است.غالباً قطعات استوانه‌اي كوچك با درني كه از آنها عبور داده شده است و به ماشين تراش بسته گرديده،وضعيت داده مي‌شوند.

فيكسچرهاي خانكشي

خانكشي روشي سريع ودقيق براي براده برداري از قطعات فلزي است.دقت سوهان خانكشي توسط فيكسچر،كه قطعه‌كار راموقعيت دهي نموده و سوهان را در محل دقيق هدايت مي‌نمايد،بر روي قطعه‌كار منتقل مي‌شود.در نتيجه بشتر فيكسچرهاي خانكشي اعمال زير را انجام مي‌دهند:

*قطعه‌كار را در محل صحيح نسبت به ماشين موقعيت دهي مي‌كنند.

*سوهان را هدايت مي‌نمايند تاابعاد مورد نياز بر روي قطعه‌كار ايجاد گردد.

ميز ماشين‌هاي خانكشي عمودي و هفقي هر دو داراي سوراخي براي استقرار بند هستند.در بند‌ها سوراخي تعبيه ميگردد تا با قرار گرفتن در سوراخ روي ميز،فيكسچر را در موقعيت دقيقي نسبت به ماشين قرار دهند و فيكسچر هم، قطعه‌كار وسوهان را در وضعيت دقيقي نسبت به يكديگر،مستقر مي‌نمايد.

جيگ وفيكسچرهاي نشانه گذار

از جيگ وفيكسچرهاي نشانه‌گذار هنگامي استفاده مي‌كنيم كه بايد كار را نسبت به ميز ماشين يا محور دستگاه در فاصله بين ماشينكاري قسمت‌هاي مختلف مختلف آن،حركت دهيم.

جيگ خط‌كشي،براي خط‌كشي يا نشانه‌گذاري قطعات مشابه به كار مي‌رود.از اين جيگ‌ها براي نشانه‌گذاري سوراخ‌ها،خط‌كشي فرم‌ها يا جزئيات پيرامون استفاده مي گردد.وقتي قرار باشد قطعات متقابل كه بايد روي هم مونتاژ شوند،علامت گذاري شود مي‌توان از اين جيگ استفاده گردد.ضخامت صفحه جيگ بايد آنقدر باشد كه بتواند اجزاي جيگ را با صلبيت كافي روي خود نگاه دارد.

از نشانه گذاري خطي هنگامي استفاده مي‌شود كه لازم است سوراخ‌هايي متعدد در طول يك نوار طولي زده شود.اگر سوراخ‌ةا در يك خط رديف گرديده،و متساوي الفاصله باشند،فقط به يك بوش سوراخكاري نياز بوده وقبل از مته زدن به هر سوراخ بايد قطعه‌كار زير آن قرار گيرد.چنانچه تمام سوراخ‌ها در يك امتداد نبوده ويا متساوي الفاصله نباشند،به بيش از يك بوش نياز است.

از نشانه گذاري دوراني هنگامي استفاده مي‌شود كه لازم است سوراخ‌هاي متعددي روي يك دايره بزرگ زده شود يا وقتي كه تراشيدن سوراخ‌ةاي شعاعي يا شكاف‌هاي متعددي مورد نظر باشد.

براي ماشينكاري هر قسمت،كار را مي‌بايد در يك قطعه متحرك موضع دهي و گيره‌بندي كرد و اين قطعه متحرك بايد بتواند به وضعيت لازم نسبت به قطعه يا بوش،نشانه‌گذاري شده ودر آن محكم شود.براي تجهيز يك دستگاه فاقد نشانه گذاري با اين وسيله،بايستي لغزنده يا ياطاقان يك وسيله نشانه گذاري ويك وسيله قفل كننده قطعه متحرك را به ‌آن اضافه كرد.لغزنده يا ياطاقان  و وسيله قفل كننده بايد طوري طراحي شوند كه متناسب باعمل مورد نظر باشد ولي در اين جا تأكيد مي‌شود

 

 

 

 

منابع ومآخذ

1-آشنايي با جيگ و طراحي ابزار،مؤلف:(كمپستر) ، ترجمه مهندس علي معصوم پور،انتشارات دانش وفن

2-مرجع كامل جيگ وفيكسچر،مؤلف:محمد تقي محمود زاده،انتشارات آذريون

3-جداول و استانداردهاي طراحي وماشين سازي،ترجمه:عبدا.. ولي نژاد

 

 

+ نوشته شده در  ساعت   توسط graphicziba | 

 

 پزشکي:کاربرد هاي نانو در علوم پزشکي-نانو در تشخيص بيماري -کاربرد نانو در دندان پزشکي -نانو در تصوير برداري پزشکي-کاربرد هاي نانو در صنايع آرايشي بهداشتي-نانو در تصفيه آب شيرين

 صنعت:انرژي-کاربرد مغناطيس هاي نانو ساختار-باتري و فناوري نانو-نفت،پالايش پتروشيمي-پتانسيل هاي کاربردي درصنايع پالايشپتانسيل هاي کاربردي در صنايع بالا دستي نفت-نانو افزودني ها در روانکارها و کاهش مصرف سوخت-نانو پوشش ها در صنايع نفت و انرژي-نانو کاتاليست ها در صنايع پالايش و پتروشيمي-نانو و صنعت رنگ-نانو و تقويت کامپوزيت ها و پليمرها-صنعت خودرو کاربردهاي نانو در صنعت خودرو-بررسي اجمالي نانو و صنعت لاستيک سازي-کاربرد فناوري نانو در صنايع لاستيک-صنعت فولاد

زمين شناسي:نانو به منظور مواجهه با خطرات زلزله-نانو و شريان هاي حياتي به منظور مواجهه با خطرات زلزله در کشور-کاربرد هاي نانو در صنعت بتن

چگونگي توسعه نانو در جهان

آسيا:ايران-چالش ها و پيش ران ها ي توسعه کشور-گزارش وضعيت فناوري زيستي وفناوري اطلاعات براي توسعه نانو-راهبرد ده ساله توسعه فناوري نانو در کشور-سند تکميلي راهبرد ده ساله توسعه-تبيين راهبرد ده ساله توسعه- راهبرد توسعه فناوري نانو در رژيم اشغالگر قدس-راهبرد توسعه فناوري نانو در ژاپن-وضعيت نانو در کشورهاي اسلامي

آمريکا:برنامه پيشگامي ملي نانو تکنولوژي متمم بودجه رياست جمهوري در سال 2004-راهبرد توسعه فناوري نانو در آمريکا-سفرهاي کميته آمريکايي به مراکز پژوهشي نانو در جهان

اروپا:کلييات ششمين برنامه تحقيق وتوسعه اتحاديه اروپا-تحليل آماري وضعيت نانو در اروپا-راهبرد توسعه فناوري نانو در اتحاديه اروپا-راهبرد توسعه فناوري نانو در انگلستان-آموزش و پژوهش نانو در انگلستان-مهماري پژوهشي فرانسه و برنامه راهبردي نانو-راهبرد و توسعه فناوري نانو در آلمان .

 

سرمايه‌گذاري تايلند در زمينه نانوتكنولوژي:

       تايلند در حال حاضر دو دهم درصد درآمد توليدات خود را براي تحقيقات صرف مي‌كند اين مقدار يك دهم درصد از مقداري است كه كشورهاي آسيايي با تكنولوژي پيشرفته و كشورهاي غربي براي اين منظور هزينه مي‌كنند. مركز ملي تكنولوژي مواد و فلز (MTEC) و NSTDA بايد نقش رهبري در افزايش اين مقدار در سيري صحيح ايفاء كنند. توسعة اقتصادي تايلند به مرحله‌اي رسيده كه توليد نقش مهمي در آن دارد و با توجه به طبيعت صنايع توليدي، گسترش آنها نياز به حمايت تكنولوژي‌هاي مواد و تكنولوژي‌هاي وابسته به آن در سطوح مختلف دارد. تغيير سريع تكنولوژيها و مسائل وابسته به توسعه مانند محيط زيست و كيفيت زندگي و … نياز به حمايت مواد و پروسه‌هاي جديد خصوصاً فرآيندهاي دوستدار محيط زيست غيرقابل انكار مي‌باشند. در ادامه گروههاي تحقيقاتي اصلي در زمينه علم نانو و مهندسي آن در تايلند ارائه مي‌گردد.

1-  لابراتوار تحقيقات نيمه‌هاديها گروه مهندسي الكتريك دانشگاه چائولانگ كولن

      خلاصه اي از فعاليت: تيم تحقيقات SDRL در دانشگاه چائولانگ‌كلن بانكوك فعاليت خود را بر تكنولوژي صفحه‌اي سيليكون در 1975 آغاز كرد سپس تحقيقات خود را به فيلم‌هاي نازك سيليكوني با روش نشست شيميايي بخار (CVD) و نيمه‌هاديهاي(III-V) از روش فاز مايع اپيتاكسي (LPE) در 1985 گسترش داد. نصب دستگاه MBE (Molecularbeam) براي قطعات كوانتومي و نانوالكترونيك در سال 1992 انجام گرفت. با آزمايشات فراوان و تجربيات قبلي در زمينه سلول‌هاي خورشيدي و مهندسي ليزر، اين گروه تحقيقات خود را بر نانوساختارها با هدف كاربردهاي مختلف اپتوالكترونيكي متمركز ساخت. كوانتوم داتها در كاربردهاي با طول موج بلند همچنان مركز فعاليتهاي تحقيقاتي مي‌باشد. اين وسايل نانومتـري به جهت كاربردهاي ليزرهاي سرعت بالا و كارآمد، دتكتورها، سوييچ‌هاي نوري، حافظه‌هاي نوري و ترانزيستورهاي تك الكتروني، تحت مطالعه و گسترش مي‌باشند.

مركز دولتي حمايت كننده:

-         مركز ملي تكنولوژي مواد و فلـز (MTEC)

-         ادارة تحقيقات تايلند

همكاران تحقيقاتي: انستيتو ماكس پلانك در اشتوتگارد آلمان، انستيتو تكنولوژيكي توكيو-  ژاپن ميزان بودجة دولتي در سال 2001: 000ر250 (دويست و پنجاه هزار) دلار آمريكا

2-  گروههاي فيزيك، شيمي از مجموعه علوم دانشگاه ماهيدل بانكوك

خلاصه اي از فعاليت: ساختار الكترونيكي و هندسي نانو تيوبها و كاربردهاي آنها به‌عنوان ذخيره كنندة بار و قطعات حمل و نقل

مركز دولتي حمايت كننده : دانشگاه ما هيدل، اداره تحقيقاتي شل سنتناري

3-  كالج پتروشيمي و نفت، دانشگاه چائولانگ

فعاليت: تبخير ليزري نانوتيوبهاي كربن، يافتن فرمول جديد كاتاليست‌ها (Co ، Fe، Ni ، W، Mb) ، ابداع ديگر كاتاليست‌هاي بدون استفاده از ساپورت (سل‌ژل ـ آيروژل)، تحقيقات سيستماتيك براي ديگر منابع كربن يعني CH4 ، C2H4 و يا گاز طبيعي، خالص‌سازي نانوتيوبهاي كربني همكاري براي كاربرد نانو تيوبهاي كربني

مركز دولتي حمايت كننده: مركز MTEC   ــ   كالج پتروشيمي و نفت دانشگاه چائولانگ

4- گروه مهندسي پلاستيك (توسعه توليد پلاستيك PPD ، پلاستيك‌هاي مصرفي در برنامه‌هاي كشاورزي)

خلاصه اي از فعاليت: توسعه مواد نانو كامپوزيتي غير آلي، پليمري جديد شامل كامپوزيت‌هاي پليمر –رس و پليمر- سراميك، انجام شده براي كاربردهاي كشاورزي و صنعت. افزودن رس به پلاستيك‌ها مي‌تواند كيفيت آنها را براي استفاده‌هاي خاص (در موارد نفوذپذيري و آتش‌گيري) بهبود بخشد. افزودن مقادير كم‌رس طبيعي به بعضي كامپوزيتهاي پلاستيكي موجب تغيير در خواص فيزيكي پلاستيك‌ها شده و آنها را نسبت به گازها و مايعات كم نفوذتر مي‌سازد. تحقيقات بر كامپوزيت‌هاي سراميك ـ پليمر در حال حاضر به سوي توسعه لايه‌هاي نازك براي بسته‌بندي براي افزايش ماندگاري محصولات تازه با توانايي حفاظت بالا جهت يافته است.

5- برنامه تكنولوژي سراميك (MTEC)

خلاصه اي از فعاليت :

الف ـ تهيـه SnO2 نانوكريستالي براي كاربرد در حسگرهاي گازي بوسيله Sitthisuntorn Supothina 

در سال 1950 توانايي اكسيدهاي نيمه‌هادي به‌عنوان حسگرهاي گازي كشف شد و اين با مشاهدة تغيير در هدايت اكسيد (ZnO ) به‌واسطه جذب گاز احيايي روي آن يافت گرديد. در طي سه دهه تكنولوژي سنسورها بسيار رشد يافته است. از سال 1968 از سنسورها براي يافتن نشتي گاز شهر و گاز مايع استفاده گرديد. امروزه كاربردها به مواردي چون اندازه‌گيري آلودگي هوا، تشخيص نشت گاز و كنترل فرآيند، گسترش يافته است. سنسورها معمولاً به‌صورت پودرهاي زينترشدة سبك و يا غشاهايي هستند كه درهر دو مورد نسبت سطح به حجم بالا و حساسيت مورد نظر را دارند. از آنجائيكه اكسيد قطع (SnO2) حساسيت بالايي در دماي پايين دارد توجه بر اين ماده معطوف شده است.

       تمركز اين بخش بر ساخت مواد پايه SnO2 بصورت نانو كريستالي و بهره‌گيري از حساسيت بعضي ساختارها به گاز بوتان (كه يكي از دو جزء اصلي گاز مايع LPG) مي‌باشد. اين توجه به (LPG) به علت استفاده فراوان آن در تايلند مي‌باشد.

ب ـ سنتز فيلم‌هاي نازك فروالكتريك با روش سل‌ژل بوسيلة Pavadee Aungkavattena 

تكنولوژي سل‌ژل براي توليد نانو ذرات سراميكي و فيلم‌هاي نازك بسيار مورد استفاده مي‌باشد، در اين تحقيق مادة PZT به اين روش تهيه شده است. سراميك‌هاي فروالكتريك خواص منحصر به فردي دارند كه آنها را در كاربردهايي چون قطعات نوري و ميكروالكترونيكي، حافظه‌هاي با دست‌يابي تصادفي غير فرار(RAM), حافظه دست‌يابي تصادفي ديناميك (DRAM)، مدارات مجتمع بر Si، اجزاء نوري غير خطي و تكنولوژي پيزو الكتريك به‌كار مي‌روند.

       اولين هدف اين تحقيق بر پايه‌ريزي تكنولوژي سل‌ژل در مركز تكنولوژي مواد و فلز (MTEC ) از طريق تهيـه و بررسي خواص سراميك‌هاي فروالكتريك و كشف پتانسيل اين تكنولوژي در توليد مواد و پروسه‌هاي مهم برنامه تكنولوژي چند لايه‌اي در MTEC مي‌باشد.

جريان‌هاي نانو تكنولوژي در تايلند:

     نانوتكنولوژي مي‌تواند ابزاري مفيد براي توسعة كشوري چون تايلند باشد. سلول‌هاي خورشيدي QD يكي از وسايل نانوساختار مناسب در كشوري آفتابي مانند تايلند مي‌باشد. نانوتيوب كربني از موضوعات بسيار مورد توجه مي‌باشد، نانو تيوبهاي نيمه‌هادي كه مي‌توانند كاربردهاي مختلفي به‌صورت سنسورها خصوصاً در پزشكي و بيوتكنولوژي داشته باشند. تايلند كشوري كشاورزي مي‌باشد كه مواد غذايي بسياري از مردم جهان را تأمين مي‌كند بنابراين ايده‌هايي در استفاده از نانوساختارها در بيوتكنولوژي، صنايع و كاربردهاي پزشكي از فرصت‌هاي مهم نانوتكنولوژي براي تايلند مي‌باشند كه بايد مورد توجه قرار بگيرند.

نگـاه به آينـده: نانو تكنولوژي در تايلند بايد كاملاً بوسيلة آژانس‌هاي R&D همچون ادارة تحقيقات تايلند حمايت شود. افراد متخصص در زمينه نانوتكنولوژي بايد تربيت شوند. به‌منظور عبور از موانع فعلي سياست ملي براي ترويج نانوتكنولوژي لازم مي‌باشد.

همانطور كه در مقاله فوق ديديم كشورهايي در حال توسعه چون تايلند متوجه ضرورت پرداختن به اين عرصه جديد شده و حتي به كارهاي اجرايي و اختصاص بودجه پرداخته‌اند كه اين موضوع لزوم توجه مسؤولين، محققين و صاحبان صنايع را مشخص مي‌كند.                               

    

  علوم نانو و فناوري نانو بيانگر رهگذري به سوي دنيايي جديد هستند. سفر به اعماق سرزمين اتمها و مولکولها نويد دهندة اثراث اجتماعي شگفت‌انگيزي است: در علوم بنيادين، در فناوريهاي نو، در طراحي مهندسي و توليدات، در پزشکي و سلامت و در آموزش.

پيش‌بيني‌هاي گسترده در حوزه کشفيات جديد، چالشها، درک مفاهيم، حتي هنوز فرم و محتواي موضوع، مه‌آلود و اسرارآميز است. اين مقاله مي‌کوشد تا چالشهاي دنياي رياضيات را در مواجهه با دنياي شگفت‌انگيز نانو بررسي کند. به عبارت ديگر، رياضيات در معماري پازل نانو چه نقشي خواهد داشت:

همگان بر اين نکته توافق دارند که پيشرفتهاي بزرگ، مستلزم تعامل ميان مهندسان، ژنتيست‌ها، شيميدانان، فيزيکدانان، داروسازان، رياضيدانان و علوم رايانه اي ها است. شکاف ميان علوم و فناوري، ميان آموزش و پژوهش، ميان دانشگاه و صنعت، ميان صنعت و بازار بر مجموعه تأثيرگذار خواهد بود. دلايل کافي مبتني بر فصل مشترک ميان نظامهاي کلاسيک و فرهنگ ها موجود است.

اين انقلاب علمي و فناورانه، منحصر به فرد است. اين بدين معني است که مي‌بايستي نه تنها در بعد علمي، که در ساير ابعاد، نيز زيرساختهاي بنيادين با حداکثر انعطاف پذيري در برابر تغييرات را پيش‌گويي و پيش‌بيني کنيم.

دانش رياضيات به عنوان خط مقدم جبهة علم مطرح است. ويژگي بديهي رياضيات در علوم نانو «محاسبات علمي» است. محاسبات علمي در فناوريي که به عنوان فناوري انقلابي مطرح شده است. محاسبات علمي در طول، تفسير آزمايشات، تهية پيش‌بيني در مقياس اتمي و مولکولي بر پاية تئوري کوانتومي و تئوريهاي اتمي است.

همانگونه که رياضيات زبان علم است، محاسبات، ابزاري عمومي علم و کاتاليزوري براي تعاملات عميق‌تر ميان رياضيات و علوم است. يک تيم محاسبات، دربارة مدلشان و اثر محاسباتشان و تطبيق‌پذيري آن با واقعيت، به بحث مي‌پردازند. «‌محاسبات» رابطي ميان آزمايش و تئوري است. يک تئوري و يک مدل رياضي، پيش نياز محاسبات است و يک آزمايش تنها اعتبار بخش هر نوع تئوري، مدل و محاسبات است.

مدلهاي رياضي، ستونهاي راهگشا به سوي بنياد علم و تئوريهاي پيش بين هستند. مدلها، رابطهايي بنيادين در پروسه‌هاي علمي هستند و اغلب اوقات در سيستم‌هاي آموزشي به فاز مدلسازي و محاسبات، تأکيد کافي نمي‌شود. يک مدل رياضي بر پاية فرمولاسيون معادلات و نامعادلات اصول بنيادين استوار است و مدل درگير با درک کامل پيچيدگيهاي مسأله نظير، جرم، اندازة حرکت و توازن انرژي است. در هر سيستم فيزيکي واقعي تقريب اجازه داده مي‌شود، تا مدل را در يک قالب قابل حل عرضه کنند. اکنون مي‌توان مدل را يا به صورت «تحليلي» و يا بصورت «عددي» حل کرد. در اين حالت مدلسازي رياضي يک پروسه پيچيده است،زيرا مي‌بايستي دقت و کارآيي را همزمان نشان دهد.

در علوم نانو و فناوري نانو، مدلسازي نقش محوري را بر عهده دارد، بويژه وقتي که بخواهيم عملکرد ماکروسکوپي مواد را از طريق طراحي در مقياس اتمي و مولکولي کنترل کنيم، آن هم در شرايطي که درجات آزادي زياد باشد. مدلسازي رياضي يک ضرورت در اين فضاي مه آلود است. تفسير داده‌هاي آزمايشگاهي يک ضروت حتمي است. همچنين براي هدايت، تفسير، بهينه سازي، توجيه رفتارهاي آزمايشگاهي، مدلسازي رياضي ضرورت مي‌يابد.

يک مدل مؤثر، راه رسيدن به توليدات جديد، درک جديد رفتارشناسي، را کوتاه مي‌کند و تصحيح گر هوشمندي است که از نتايج گذشته درس مي‌گيرد.

مدلسازي نه تنها ويژگي منحصر به فرد رياضيات است بلکه پلي بسوي فرهنگهاي مختلف علمي است.

تئوري در هر مرحله از توسعة علم، نقش محوري دارد، ارزيابي حساسيت مدل به شرايط پروسه‌هاي فيزيکي ، و حصول اطمينان از اينکه معادلات و الگوريتمهاي محاسباتي با شرايط کنترل آزمايشگاهي سازگارند، از چالشهاي مهم است. تئوري نهايتاً بسوي تعريف نتايج و درک فيزيکي سيستم، ميل خواهد کرد و اغلب اوقات رياضيات جديدي لازم نيست تا به منظور رسيدن به درک رفتار، ساخته شود.

عبور از تئوريهاي موجود ارزشمند است و اغلب نيز اتفاق مي‌افتد. زماني مدلها، مشابه سيستم‌هاي شناخته شده هستند که دقت رياضي بالايي را داشته باشند اما در جهان شگفت ‌انگيز نانو، مدلهاي مختلف و جديد، چالشهاي جدي را در دانش رياضيات پديد مي‌آورند. تئوريهاي جديد در مقياسهاي زماني غير قابل پيش‌گوئي اتفاق مي‌افتند و تئوريهاي قدرتمند در قالبهاي عميق شکل مي‌گيرند. ميان‌برهاي اساسي لازم است تا شبيه‌سازي صورت گيرد:

طراحي در مقياس اتمي و مولکولي، کنترل و بهينه سازي عملکرد مواد و ابزار آلات، و کارآيي شبيه‌سازي رفتار طبيعي، از مهمترين چالشها است. اين چالش‌ها نويد دهندة برهم کنشهاي کامل ميان حوزه‌هاي مختلف رياضي خواهد بود.

آثار اجتماعي اين چالش‌ها زياد و متنوع خواهد بود.

منافع حاصل از مشغوليت رياضيدانان فعال، توازن با چالشهاي اصلي در زمينه رشد زيرساختهاي رياضيات، تغييرات در ساختار آموزش رياضيات، از جمله آثار ورود رياضيات به دنياي شگفت انگيز نانو خواهد بود.

جامعه رياضي مي‌بايستي اصلاح شود: تئوريهاي بنيادين، رياضيات ميان رشته‌اي و رياضيات محاسباتي و آموزش رياضيات.

رياضيات چه حوزه‌هايي را در بر خواهد گرفت؟ الگوريتمهاي اصلي در حوزه‌هاي رياضيات کاربردي و محاسباتي، علوم کامپيوتر، فيزيک آماري، نقش مرکزي و ميان بر ساز را در حوزة نانو بر عهده خواهند داشت.

براي روشن شدن موضوع برخي از اثرات رياضيات را در فرهنگ نانو بررسي مي‌کنيم:

ـ روشهاي انتگرال گيري سريع و چند قطبي سريع: اساسي و الزامي به منظور طراحي کدهاي مدار (White, Aluru, Senturia) و انتگرال گيري به روش Ewala در کد نويسي در حوزه‌هاي شيمي کوانتوم و شيمي مولکولي (Darden ????)

ـ روشهاي« تجزيه حوزه»، مورد استفاده در شبيه‌سازي گسترش فيلم تا رسيدن به وضوح نانوئي لايه‌هاي پيشرو مولکولي با مکانيک سيالات پيوسته در مقياسهاي ماکروسکوپيک (Hadjiconstantinou)

ـ تسريع روشهاي شبيه سازي ديناميک مولکولي (Voter ????)

ـ روشهاي بهبود مش‌بندي تطبيق پذير: کليد روشهاي شبيه پيوسته که ترکيب کنندة مقياسهاي ماکروئي، مزوئي، اتمي ومدلهاي مکانيک کوانتوم از طريق يک ابزار محاسباتي است (Tadmor, Philips, Ortiz)

ـ روشهاي پيگردي فصل مشترک: نظير روش نشاندن مرحله‌اي Sethian, Osher که در کدهاي قلم زني و رسوب‌گيري جهت طراحي شبه رساناها مؤثرند (Adalsteinsson, Sethian) و نيز در کدگذاري به منظور رشد هم بافت ها (Caflisch)

ـ روشهاي حداقل کردن انرژي هم بسته با روشهاي بهينه سازي غير خطي (الماني کليدي براي کد کردن پروتيئن‌ها) (Pierce& Giles)

ـ روشهاي کنترل (مؤثر در مدلسازي رشد لايه نازک‌ها (Caflisch))

ـ روشهاي چند شبکه‌بندي که امروزه در محاسبات ساختار الکتروني و سيالات ماکرومولکولي چند مقياسي بکار گرفته شده است.

ـ روشهاي ساختار الکتروني پيشرفته ، به منظور هدايت پژوهشها به سمت ابر مولکولها (Lee & Head – Gordon)

   

   نگاهي گذرا بر گسترش فناوري نانو در جهان

 

با آغاز انقلاب صنعتي، شتابي فراگير همه شئون زندگي بشر- چه صنعتي و چه غيرصنعتي-  را فرا گرفت. در اين شتاب همه‌گير، بشر هر روز اختراع جديدي ارائه كرده و سعي مي‌كرد خود را برتر از ديگران بنماياند. به همين خاطر هر روز سعي داشت اختراعش عجيب‌تر از روز ديگر باشد. در طول ساليان متمادي، انسان متوجه شد براي عجيب بودن، گاهي اوقات كافي است فقط بزرگ باشد، به همين خاطر توليدات و نتيجه نحوه نگرش او روز به روز بزرگ‌تر مي‌‌شدند، تا اين كه روزي ديگر بسيار بزرگ بودن براي بشري كه به تحول و پيشرفت عادت كرده بود، نه تنها پرابهت نبود كه حتي گاهي اوقات اتلاف كننده نيرو و هزينه هم به شمار مي‌رفت. اين بار بشر نه از روي حس خود برتربيني و فخرفروشي كه از روي احساس نياز و كنجكاوي، مقياس‌هاي بسيار كوچك در حد اتم را براي پيشرفت و نوآوري برگزيد و آن را فناوري‌نانو ناميد. نانو،‌ مقياسي در طول است به ميزان يك ميليارديم متر يا به عبارتي يك ميليونيم ميليمتر. در اين فناوري، انسان با اتم‌ها سروكار دارد. همان طور كه مي‌دانيد، اتم‌ها اجزاي تشكيل دهنده تمام مواد جهان هستند. ما و همه چيزهايي كه اطرافمان قرار دارند، بلااستثنا همگي از اتم ساخته شده‌ايم. در حقيقت طبيعت مواد را به صورت مولكولي توليد كرده است. براي نمونه، بدن‌هاي ما به روشي خاص، توسط ميليون‌ها سلول ساخته شده است. سلول‌ها، نانوماشين‌هاي طبيعت هستند. هنوز نكته‌هاي بسيار زيادي براي ساختن چيزهايي در اين مقياس وجود دارد كه انسان بايد ياد بگيرد.

تمام كالاهايي كه ما مي‌بينيم از به هم پيوستن مقادير زيادي اتم به روش خاص و دقيقي تشكيل شده‌اند، اما تفاوت فناوري‌نانو با اين روش معمول، در به هم چسباندن فقط يك يا چند اتم از چند ماده متفاوت است. اين ايده، ايده اصلي فناوري‌نانو است كه دانشمندان معتقدند بشر تا رسيدن به چنين مرحله‌اي فقط چند دهه فاصله دارد.

فناوري‌نانو، يك علم چند بعدي است كه از علوم مهندسي و شيمي تشكيل شده است. اتم‌ها و مولكول‌ها از آنجا كه ساختار بيروني يا به اصطلاح لبه آنها به نوعي مكمل يكديگر است،‌ به هم مي‌چسبند. درست مانند آهنربا كه در آن يك اتم با بار مثبت به يك اتم با بار منفي مي‌چسبد. اگر ميليون‌ها عدد از اين اتم‌ها توسط نانوماشين‌ها بچسبند. يك محصول جديد و ويژه به دست خواهد آمد. هدف فناوري‌نانو هم دستكاري هر كدام از تك‌تك اتم‌ها و قرار دادن آنها در يك فضاي اتمي به خصوص، طبق الگوي ويژه‌اي است كه منظور از آن توليد ساختار مورد نظر خاصي است. براي اين منظور سه مرحله وجود دارد:

- دانشمندان بايد قادر باشند تك‌تك اتم‌ها را دستكاري كنند. اين بدان معناست كه دانشمندان بايد روشي را پيشبرد دهند كه با استفاده از آن بتوانند هر دانه اتمي را كه خواستند از مولكول مورد نظر جدا كنند و در موقعيت جديدي كه مي‌خواهند قرار دهند.

در سال 1990 محققان IBM توانستند 35 اتم زنون را با استفاده از ابزار ميكروسكوپي نيروي اتمي روي سطح يك كريبستال نيكل قرار دهند و اتم‌ها را به گونه‌اي چيدند كه به صورت واژه IBM ديده شود

مرحله بعدي،‌ توليد ماشين‌هاي نانواسكوپيك به نام اسمبلر است كه مي‌تواند براي دستكاري اتم‌ها و مولكول‌ها برنامه‌ريزي شود. هزاران سال زمان لازم است تا يك اسمبلر، ماده‌اي تك اتمي توليد كند. به همين خاطر تريليون‌ها اسمبلر لازم است تا به صورت همزمان يك ماده را در يك محدوده زماني خاص توليد كنند.

براي توليد اسمبلرهاي كافي،‌ برخي نانوماشين‌ها كه اپليكاتور نام دارند، مورد نياز است تا براي ساخت اسمبلرها برنامه‌ريزي شوند.

تريليون‌ها اسمبلر و اپليكاتور، فضايي به وسعت يك ميليمتر مكعب را پر مي‌كنند و حتي در اين حال هم با چشم غير مسلح ديده نمي‌شوند. اسمبلرها و اپليكاتورها در آينده مسئول توليد تمام كالاها خواهند بود و بالاخره جايگزين روش‌هاي سنتي كار و توليد خواهند شد. اين باعث مي‌شود، هزينه‌ها پايين بيايند و پايين آمدن هزينه موجب افزايش كيفيت و دوام محصولات مي‌شود.

اما مهمتر از نتايج استفاده از فناوري‌نانو، نحوه استفاده از آن است. اين كه از فناوري‌نانو در چه زمينه‌هاي علمي مي‌توان استفاده كرد، موضوعي است كه اين روزها در محافل علمي شديداً مورد توجه است. البته تا به حال چندين زمينه براي استفاده از فناوري‌نانو مشخص شده است. اولين محصولاتي كه توسط نانوماشين ساخته مي‌شوند، بافت‌هاي مستحكم هستند. با استفاده از اين بافت‌ها مي‌توان هر چيزي مانند الماس، غذا و ...،‌ را جايگزين كرد.

در صنعت كامپيوتر، قابليت نانوماشين‌ها براي كوچك كردن ترانزيستورها روي تراشه‌هاي سيليكوني مي‌تواند انقلابي در اين زمينه به وجود آورد. از فناوري‌نانو همچنين براي ساخت نسل جديدي از اجزاي كامپيوتري استفاده خواهد شد. كامپيوترهاي مولكولي مي‌توانند اجزايي را در خود جاي بدهند كه اين اجزا، تريليون‌ها بايت اطلاعات را در خود جاي مي‌دهند و اين در حالي است كه كل اين ساختار حتي از يك قند هم بزرگتر نيست.

اما مهمترين بخش استفاده از فناوري‌نانو،‌ علم پزشكي است. در اين زمينه، رفتار مولكول در مقياسي نانومتر، سيستم‌هاي زنده را اداره مي‌كند، يعني مقياسي كه شيمي،‌ فيزيك، زيست‌شناسي و شبيه‌سازي كامپيوتري همگي به آن سمت در حال گرايش هستند. فراتر از آن، فناوري‌نانو امكان استفاده بهينه از دارو و كنترل موثر بيماري‌ها را فراهم مي‌كند، بدين صورت كه مي‌توان نانوماشين‌ها را در محلول ويژه‌اي قرار داد و با تعريف برنامه‌اي، آنها را به نقاط دلخواه فرستاد.

اين نانوماشين‌ها مي‌توانند داروها را فقط به بخش ويژه‌اي از بدن كه هدف پزشكان است، برسانند ودر بخش كنترل هم مي‌توانند با سلول‌هاي سرطاني و ... در مقياسي كوچك به گونه‌اي كه به ديگر ارگان‌هاي بدن آسيب نرسد، مبارزه كنند.

در زمينه هوا- فضا هم فناوري‌نانو مي‌تواند كارايي بسيار زيادي داشته باشد. اين فناوري مي‌تواند يكي از مهمترين مشكلات برنامه‌هاي فضايي يعني حمل سوخت را به راحتي حل كند. همان طور كه مي‌دانيد فضاپيماها براي رسيدن به مدار مورد نظر، بايد سوخت بسيار زيادي حمل كنند كه فناوري‌نانو مي‌تواند اين ميزان را كاهش دهد. از ديگر كاربردهاي فناوري‌نانو در فضا، مي‌توان به استفاده از آنها براي ساخت ريزابزارها و مواد بسيار سبك اشاره كرد.

اما يكي از جالب‌ترين كاربردهاي فناوري‌نانو، استفاده از اين فناوري در سيستم‌هاي امنيتي است كه گاهي حتي مي‌توانند درگير با امنيت ملي هم باشد. در اين زمينه مي‌توان با استفاده از فناوري‌نانو، ابزارهاي بسيار پيشرفته و در عين حال كوچكي ساخت كه اطلاعات مهم امنيتي را بدون كمترين خطر

لو رفتن منتقل كنند. همچنين فناوري‌نانو مي‌تواند در زمينه آموزش نيروي انساني به ياري دولت‌ها بيايد و حتي در مواقعي كه خطر، نيروي انساني را تهديد مي‌كند، به جاي آنها به مناطق پرخطر ارسال شود.

به هر حال با پيشرفت علم، استفاده از فناوري‌نانو اجتناب‌ناپذير به نظر مي‌رسد و بايد منتظر ماند و در آينده كاربردهاي ديگر فناوري‌نانو را مشاهده كرد.

 عضو ستاد ويژه توسعه فناوري نانو در نهاد رياست جمهوري:

 ايران جزو 15 كشور برتر در زمينه تكنولوژي نانو در جهان است

 خبرگزاري فارس: عضو ستاد ويژه توسعه فناوري نانو در نهاد رياست جمهوري گفت: ايران بي ‌ترديد جزو 15 كشور برتر در زمينه تكنولوژي نانو در جهان محسوب مي‌شود.

   به گزارش خبرگزاري فارس از شيراز، سعيد سركار امروز در افتتاحيه سومين همايش سراسري نانو افزود: 4 سال پيش در بين 6 كشور مسلمان داراي فناوري نانو، جايگاه ششم داشتيم اما اكنون داراي جايگاه نخست در بين اين كشورها هستيم و جايگاه تركيه، مصر ، تونس ، مغرب و مالزي بعد از ايران است.

وي گفت: بر اساس سند چشم‌انداز توسعه كشور، توسعه اقتصاد با تاكيد بر توسعه علم انجام مي‌شود و يكي از اهداف توسعه علوم نانو فناوري در كشور توسعه اقتصادي و به دست آوردن بازارهاي ثروت و اقتصاد است.

سركار با بيان اينكه اقتصاد دانش بنيان، از سوي همه برنامه ريزان و سياستگذاران در كشورمورد تاكيد قرارگرفته است گفت: اگر بخشي از بازارهاي اقتصادي ما اكنون در اختيار ساير كشورها است بايد ما نيز بتوانيم با توسعه علوم و فناوري نوين از جمله نانو بخشي از بازارهاي جهاني را در اختيار خود بگيريم.

وي افزود: توسعه علوم در حوزه نانو مستقيم و غير مستقيم بر توسعه علم در ساير حوزه‌ها اثرگذار است و موجب رشد مضاعف اقتصاد خواهد شد.

وي با تصريح اينكه سهم بازار دربخش فناوري نانو در سال 2015 ميلادي را بين يك ميليارد دلار تا دو ميليارد دلار ذكر كرد و گفت : كشور ما بايد يك تا دو درصد از اين ميزان سهم داشته باشد.

اين مقام مسوول با بيان اينكه توليد مقالات علمي هدف اصلي توسعه فناوري نانو نيست ، مقالات علمي را يكي از شاخصه‌هاي رتبه بندي كشورها در اين زمينه دانست و افزود:ايران درميان كشورهاي جهان در زمينه ارائه مقالات علمي در بخش نانوفناوري، داراي جايگاه بيست و پنجم و رژيم اشغالگر قدس بيست و سوم است.

وي تاكيد كرد: با تلاش مي‌توانيم جايگاه درخوري را در زمينه نانو تكنولوژي در كلوپي كه در آينده ايجاد خواهد شد كسب كنيم، در غير اين‌صورت براي احقاق حقوقمان مانند انرژي هسته‌اي با مشكل مواجه خواهيم شد.

رييس دانشگاه شيرازنيز با بيان اينكه پژوهشكده نانو فناوري در دانشگاه شيراز با همكاري757استاد برجسته كار خود را آغاز كرده وبا سرعت ادامه مي‌دهد، گفت: سال آينده در دانشگاه شيراز رشته‌هاي نانو شيمي ونانو مواد تشكيل خواهد شد و در بهمن ماه و مهر ماه سال آينده در اين دو رشته دانشگاه شيراز دانشجو مي‌پذيرد.

محمد هادي صادقي افزود: اگر جوانان ما اراده كنند نشان داده‌ايم كه ما قادر 757 مقاله به دبير خانه اين همايش رسيد و 424مقاله در سه روز ارائه خواهد شد.

محمد حسين شيخي افزود: براي حمايت از پايان نامه‌هايي كه موضوع آن نانو فناوري است برنامه‌ريزي‌هاي خوبي انجام شده است.

لازم به ذكر است كه فناوري نانو، رشته‌اي از دانش كاربردي و فناوري است كه‌موضوع‌هاي گسترده‌اي را پوشش مي‌دهد و موضوع اصلي آن مهار ماده با دستگاه‌هايي درابعاد كمتر از يك ميكرومتر و معمولا حدود يك تا 100;نانو متر است.

 

نا نوتکنولوژى، فرصت‌ها و تهديدها

 

 از زمانى که جان دالتون وجود اتمها را در سال???? به جهانيان اثبات کرد، دانشمندان در تلاش بوده‌اند اين ذرات کوچک را تحت کنترل خود درآورند. اکنون محققان نانوتکنولوژى توانسته‌اند با در اختيار گرفتن اتمها تحولات عظيمى را رقم بزنند.

تحقيق در قلمرو نانو تکنولوژى از اواخر دهه ???? آغاز شد و در دهه ???? نخستين نتايج چشمگير از رهگذر اين تحقيقات بدست آمد. دانشمندان با تحقيق در مقياسى کوچک که يک ميليون بار کوچکتر از سر سوزن است مي‌‌توانند خواص ماده را تغيير دهند به گونه‌اى که متفاوت با اجسام بزرگ و معمولى رفتار کند. در اين قلمرو، اتمها و ذرات رفتارى غيرمتعارف را از خود به نمايش مي‌‌گذارند.

قابليتهاى اين علم فقط توانايى کوچک کردن اجسام نيست. دانشمندان با استفاده از اين مواد در تلاشند دستگاه‌‌ها و ابزارهايى بسازند که از قابليت‌‌هاى بسيار شگفت انگيز و غيرمتعارف برخوردار باشد که فهرست بىشمارى از محصولات را دربرمى‌گيرد.

متخصصان نانو مي‌‌کوشند با کار بر روى چگونگى حرکت اتم‌‌ها و نوع قرار گرفتن آنها در کنار يکديگر و نيز با تغييرات خاص به ترکيبات مقاوم‌ترى از مواد دست يابند و کيفيت مواد توليدى را بهبود بخشيده و درنهايت توليد مواد مختلف را اقتصادى‌تر کنند.

طبيعت خود از ديرباز از نانوتکنولوژى بهره گرفته و در اين زمينه مهارت يافته است. بطور مثال موهاى بسيار نازک را در کف پاى مارمولک بينيد که با کمک آنها مي‌‌تواند به ديوار بچسبد و حتى از يک صفحه شيشه‌اى خود را آويزان کند.

نانوتکنولوژى با الهام از طبيعت نويدبخش ابداع روشهايى در ساخت سامانه‌‌هاى کوچکتر، سبکتر، مقاومتر، کارآمدتر و ارزانتر است. پروفسور مارک ولاند رييس آزمايشگاه علوم نيوکاسل در دانشگاه کمبريج مي‌‌گويد نانوتکنولوژى، خود يک فن آورى نيست ، بلکه يک فن آورى توانمندسازى است بطورى که مي‌‌تواند در محصولات بسيار متنوعى نمود پيدا کند.

نانوتکنولوژى اکنون در حافظه فلاش ، تراشه رايانه ، ساخت روکش‌‌ها، انواع جديد سنجنده‌‌ها و بخصوص در حوزه پزشکى کاربرد يافته است. انتظار است نانوتکنولوژى عملکرد موادى مانند پليمرها، الکترونيک ، رنگ‌‌ها، باترى‌ها، سنجنده‌‌ها، سلولهاى سوختى، سلولهاى خورشيدى، روکش‌‌ها، رايانه‌‌ها، و سامانه‌‌هاى نمايشگر را تغيير دهد. تا پنج سال آينده ، استفاده از باترى‌‌هايى که عمر کوتاهى دارند منسوخ خواهد شد و تا ?? سال آينده نحوه انجام آزمايشهاى پزشکى متحول مي‌‌شود. همچنين پيش بينى شده است که پنج سال آينده دستگاه پخش موسيقى ‌اى پاد ipod با ?? برابر ظرفيت کنونى جزو وسايل معمولى و عادى خواهد بود. در آينده‌اى نه چندان دور، يک ترابيت داده‌‌ها که معادل ?? ساعت تصاوير ويديويى غيرفشرده با کيفيت بالا است در فضايى به اندازه يک تمبر پستى قابل ذخيره خواهد بود.

نانوتکنولوژى نقش خود را در کوچک کردن اجزا ايفا مي‌‌کند که نتيجه آن افزايش کارايى يک مجموعه است.

پروفسور جان ريان رييس مرکز بيونانوتکنولوژى در دانشگاه آکسفورد مي‌‌گويد اگرچه مي‌‌توان با اتمها ابزارهاى نانو ساخت ، اما به خاطر پرهزينه و کند بودن فرايند ساخت ، روش مناسبى براى توليد نيست.

يکى از مهمترين چالشهاى عملى در سالهاى آينده درک اصول اساسى زيست شناسى و استفاده از آنها در ابداع انواع جديد نانوتکنولوژى خواهد بود. دانشمندان با بهره گيرى از اين دانش مي‌‌توانند با استفاده از موادى که از مواد طبيعى مقاومترند، انواع جديدى از ابزارهاى نانو بسازند. مواد نانو بخاطر نحوه خاص آرايش اتمها، از خواص الکتريکى و نورى غير متعارفى برخوردارند. بطور مثال محققان پارچه‌اى ساخته‌اند که از طريق الکترونيکى تغيير رنگ مي‌‌دهد يا يونيفورم ارتشى در معرض نور فرابنفش تغيير شکل پيدا مي‌‌کند.

اما مهمترين پيشرفتهاى نانوتکنولوى در حوزه پزشکى بدست آمده است. نانوپزشکى امکان تشخيص زودتر و بهتر بيمارى و دارو درمانى هدفمند و دقيق تر را ميسر مي‌‌سازد. امکان درمان سفارشى يعنى درمان مناسب براى هر شخص نيز با اين شيوه وجود دارد.

اميد است نانوتکنولوژى به شکل ورقه‌‌هاى انعطاف پذير حاوى الکترودهاى مينياتورى نتيجه عمل ايمپلنت‌‌هاى عصبى، حلزون گوش و شبکيه چشم را بهبود بخشد.

نانوتکنولوژى به کوچک شدن ابزارهاى تشخيص پزشکى و سنجنده‌‌ها خواهد انجاميد و با اين کار هزينه تهيه کيت‌‌هاى تشخيص بيمارى در کشورهاى در حال توسعه بسيار پايين مي‌‌آيد. از اين لحاظ نانوتکنولوژى امکان رشد فناوريهاى قديمى را براى کشورهاى درحال توسعه فراهم آورد.

تروى کرکپاتريک از تحقيقات جهانىGE مي‌‌گويد بزرگترين دستاورد نانوتکنولوژى، ساخت مواد جديد است. اين مواد شامل روکشهاى ضدزنگ براى ساخت توربين‌‌هاى هيدروالکتريک با کارايى بيشتر در آبهاى پرازگل و لاى، و فيلترهاى نانو براى تصفيه سريعتر آب است.

تحقيقات جهانى GE همچنين در حال مطالعه در مورد خواص نانوسراميک‌‌هايى است که علاوه بر سبکى قدرت مقاومت بسيار زيادى داشته باشد. ساختار مولکولى اين مواد باعث مي‌‌شود کارايى روکشهاى نانوسراميک مورد استفاده در ساخت هواپيماها ?? درصد افزايش يابد، انرژى کمترى مصرف و آلاينده‌‌هاى کمترى توليد شود.

تحقيقات جهانىGE همچنين تحقيق در زمينه صنعت الکترونيک را نيز مد نظر دارد. در حال حاضر مهمترين مشکل سازندگان تراشه‌‌ها بالا بردن سرعت نيست. زمانى که تراشه‌‌ها با سرعت زيادى کار مي‌‌کنند گرماى بسيارى زيادى توليد مي‌‌شود که باعث ذوب شدن تراشه مي‌‌شود. به همين خاطر براى کنترل گرما به مواد بهترى نياز است. GE با استفاده از موادى که از خواص نانوذرات بهره گرفته است ، نوعى چسب تراشه ساخته است که مي‌‌تواند گرما را از درون پردازشگر رايانه به بيرون منتقل کند.

 

کاربردهاى فن آورى نانو:

 

برخى از نمونه محصولات و دستگاه‌‌هايى که با کمک اين فناورى در دست توليد است يا هم اکنون تحقيق درباره آنها در مراحل بسيار پيشرفته قرار دارد، شامل ديودهاى ارگانيک (آلى ) افشاننده نور براى استفاده در نمايشگر رايانه‌‌ها، ورقه‌‌هاى نازکى که نور را به الکتريسيته تبديل مي‌‌کنند، لايه‌‌هاى نازک و شفاف محافظ پنجره‌‌ها که در برابر خش و خراش مقاومند و به صورت خودکار با دريافت پرتو ماورابنفش خورشيد، خود را تميز مي‌‌کند، مي‌‌باشد.

همچنين پارچه‌‌هايى که لکه‌‌ها و چربيها را بخود نمي‌‌گيرند و به صورت خودکار حرارت خود را تنظيم مي‌‌کنند، حاصل بکارگيرى نانوتکنولوژى است. لباسهاى هوشمندى که ضربان قلب و درجه حرارت بدن افراد را اندازه گيرى مي‌‌کنند، لوله‌‌هاى بسيار سبک و مقاوم براى کاربردهاى مختلف ، مفاصل مخصوص لگن خاصره ساخته شده از مواد سازگار با بدن ، رنگ‌‌هاى ضدخوردگى و مقاوم در برابر پوسته پوسته شدن ، شيشه‌‌هايى که به صورت خودکار رنگ خود را با تغيير حرارت تغيير مي‌‌دهند و نور محيط را تنظيم مي‌‌کنند جزو اين دسته هستند.

حافظه‌‌هاى مغناطيسى با ظرفيت بسيار بالا، باتريهاى ساخته شده از لوله‌‌هاى کربنى براى وسايل الکترونيک و اتومبيلهاى برقى، دستگاههاى کوچک قابل کارگذارى در بدن (ايمپلنت) هم از جمله توليدات فناورى نانو محسوب مي‌‌شود.

از آنجا که از شمارى از مواد نانو در ساخت محصولات آرايشى و يا محصولات ترکيبى همچون تراشه‌‌هاى الکترونيک ، تلفنهاى همراه و لوحهاى فشرده "دى‌وى‌دى" استفاده مي‌‌شود، اين نگرانى بوجود آمده است که با توجه به عدم وجود معيارها و موازين نظارتى دقيق ، حضور اين مواد در محيط زيست مخاطراتى را براى سلامتى افراد ايجاد مي‌‌کنند.

شرکتهاى ديگر با استفاده از فناورى نانو پارچه‌‌هايى توليد کردند که با يک بار تکاندن آنها مي‌‌توان حالت اتوى اوليه را به آنها بازگرداند و چين و چروک آنها را از بين برد. با همين يک بار تکان همه گرد و خاکى که به اين پارچه‌‌ها جذب شده‌اند نيز برطرف مي‌‌شود.

با استفاده از اين مواد نوارهاى زخم بندى هوشمندى تهيه شده است که به محض مشاهده نخستين علايم عفونت در مقياس مولکولى، پزشکان را آگاه مي‌‌سازد. از همين نوع مواد همچنين ليوانهايى توليد شده که خودبخود تميز مي‌‌شوند.

لنزها و عدسى‌هاى عينک ساخته شده از جنس مواد نانو ضدخش هستند و يک گروه از محققان تا آنجا پيش رفته‌اند که مي‌‌خواهند با مواد نانو پوششهاى مناسبى توليد کنند که سلولهاى حاوى ويروسهاى خطرناک نظير ويروس ايدز را دربرگرفته و مانع از خروج آنها مي‌‌شود. گروهى از محققان نانوتکنولوژى بر اين باورند که مي‌‌توان بدون آسيب رساندن به سلولهاى حياتى، به کاوش و تحقيق در درون آنها پرداخت.

شيوه‌‌هاى کنونى براى بررسى سلولها بسيار ابتدايى است و دانشمندان براى شناخت آنچه که در درون سلول اتفاق مي‌‌افتد مجبورند سلولها را از هم بشکافند و در اين حال بسيارى از اطلاعات مهم آن از بين مي‌‌رود.

گروه ديگرى از دانشمندان نيز دستگاهى را در دست ساخت دارند که با استفاده از ذرات طلا مي‌‌تواند پروتيين‌‌هاى معينى را فعال يا غيرفعال کند.

نانوتکنولوژى همچنين امکان مشاهده رويدادهاى بسيار نادر يا مولکولهايى باچگالى بسيار کم را براى محققان فراهم آورده است. به عنوان مثال بلورهاى مينياتورى نيمه‌‌هاديهاى فلزى در يک فرکانس خاص از خود نور ساطع مي‌‌کنند و از اين نور مي‌‌توان براى مشخص کردن مجموعه‌اى از مولکولهاى زيستى و برچسبگذارى براى شناسايى آنها استفاده کرد.

يک گروه از محققان در دانشگاه ميشيگان نيز توانسته‌اند سنجنده خاصى را تکميل کنند که قادر است حرکت اتمهاى روى را در درون سلولها دنبال کند و به دانشمندان در تشخيص نقايص زيست -عصبى کمک نمايد.

از ابزارهاى نانو همچنين مي‌‌توان براى عرضه موثرتر داروها به بدن استفاده کرد. محققان با انجام آزمايشى دريافتند کارايى حمله به سلولهاى سرطانى با استفاده از ذرت نانو، ??? برابر افزايش مي‌‌يابد. محققان اميدوارند در آينده‌اى نه چندان دور با استفاده از فناورى نانو بتوانند فعاليتهاى درون سلولها را تحت کنترل خود درآورند. هم اکنون گامهاى بلندى در اين زمينه برداشته شده است. بطور مثال دانشمندان اکنون مي‌‌توانند فعاليت پروتيين‌‌ها و مولکول دى ان آ را درون سلول کنترل کنند.

به اين ترتيب نانو تکنولوژى به محققان امکان مي‌‌دهد تا اطلاعات خود را درباره سلولها که اصلى‌ترين بخش سازنده بدن جانداران است تکميل نمايند.

 

خطرات فن آورى نانو:

 

مخالفان نانوتکنولوژى مي‌‌گويند درک و تصوير غلط از قابليتهاى نانوتکنولوژى، نگرانى‌‌هاى زيادى را بوجود آورده است. ساخت سنجنده‌‌هاى پزشکى براى همه بسيار جالب است ، اما نقاط ضعفى هم وجود دارد. با رواج سنجنده‌‌هاى پزشکى، سلامت جسمى افراد بطور شبانه روزى قابل کنترل خواهد بود. حال اگر کسى به اين داده‌‌ها نفوذ کند چه اتفاقى خواهد افتاد؟ به همين خاطر قوانينى بايد وضع شود، اما اين قوانين نبايد دست وپاگير باشد.

 

* ماشين تکثير خودکار

 

درباره خطرات احتمالى نانو تکنولوژى نظرات افراطى نيز بيان شده است. از جمله محققى به نام "اريک درکسلر" که از او با عنوان "پدر نانو تکنولوژى" ياد مي‌‌شود چند سال قبل درکتابى مدعى شده بود که نانو تکنولوژى به ظهور روبات‌‌هاى بسيار کوچکى خواهد انجاميد که مي‌‌توانند خودبخود تکثير يافته و درنهايت موجودات کره زمين را به تسخير درآورند.

پروفسور ولاند مي‌‌گويد اگر کسى به فکر ماشين تکثير خودکار بيافتد، از نانوتکنولوژى استفاده نمي‌‌کند. طراحى يک ماشين مولکولى بسيار پيچيده است حال چگونه ممکن است کسى به فکر ساخت ماشين مولکولى تکثير خودکار هم بيافتد؟

درکسلر اخيرا احتمال گسترش ماشينهاى نانو تکثير خودکار را رد کرده است. وى ترس از راه يابى ذرات زيستى نانو که خودبخود تکثير مي‌‌کنند به درون بدن انسان و پيامدهاى غيرقابل پيش بينى حاصل از آن را بى‌مورد مي‌‌داند.

پروفسور ريان مي‌‌گويد اين ترسهاى غيرواقعى مانع از توجه به مزايا و نگرانيهاى واقعى نانوتکنولوژى شده است. وى مي‌‌گويد کشف ذرات نانو استنشاقى در جريان خون که در سراسر مغز منتشر شده يکى از اين نگرانيهاست. هرچند خطرات آن هنوز شناخته نشده است.

درحال حاضر در شهرهاى بزرگ قسمت اعظم هوايى که ما به درون ريه‌‌هاى خود مي‌‌فرستيم ذرات ريزى است که اندازه برخى از آنها همانند دود گازوئيل، به اندازه نانو مي‌‌باشد.

درحال حاضر پيامدها و تاثيرات منفى و خطرناک نانوتکنولوژى بر سلامت انسان و محيط زيست توجه گسترده مراکز تحقيقات علمى را در اروپا و آمريکا به خود جلب کرده است. چاپ دهها تحقيق و مطالعه در رسانه‌‌هاى آلمانى و آمريکايى نشان مي‌‌دهد "نانو ذرات" مي‌‌توانند براى همه جانداران از باکترى‌ها تا پستانداران خطرناک باشند.

اين در حالى است که دولتمردان نيز با پيوستن به جمع پژوهشگران و سازمان‌‌هاى زيست محيطى بيش از پيش سعى مي‌‌کنند تا تاثير "نانو ذرات " بر روى سلامتى و محيط زيست را به افکار عمومى جهان معرفى و اعلام کنند. نتيجه يک تحقيق نشانگر آن است که نانو ذرات براى برخى جانداران از مرگ آور است. برپايه اين تحقيق ، چنانچه "نانوذرات کربنى" به شش‌‌هاى يک موش برسند به گلوله‌اى تبديل مي‌‌شوند که مي‌‌تواند به اندامهاى داخلى حيوان آسيب رسانده و باعث بروز مشکلات تنفسى و حتى منجر به مرگ موش شود.

"افا اوبردورستر" از دانشگاه دالاس مي‌‌گويد مطالعات نشان مي‌‌دهد نانو ذرات متشکل از ?? مولکول کربن مي‌‌توانند به لايه‌‌هاى سلولى مغز ماهى‌ها آسيب وارد کنند.

در حال حاضر اطلاعات در مورد پيامدها و آثار نانوتکنولوژى بر سلامتى و محيط زيست و تاثيرات متقابل نانو ذرات مختلف بر روى يکديگر بسيار ناچيز است و همچنان ترديدهاى بسيار زيادى در حوزه نوظهور نانوتکنولوژى باقى مي‌‌ماند. اين در حالى است که بيش از??? فرآورده نانو در حال حاضر در بازار آمريکا وجود دارد و ارزش صنعت نانو در سال ???? ميلادى (يعنى هشت سال ديگر ) حدود يک بيليون دلار پيش بينى شده است.

با آنکه نانوذرات براى تحقيق و صنعت ، جالب و با اهميت است ، اما پيش بينى تاثير اين ذرات بر روى جانداران و طبيعت بسيار دشوار است ، چون نانوذرات همواره خواص شيميايى، الکتريکى و ظاهرى خود را نسبت به اندازه خود تغيير مي‌‌دهند. به عنوان نمونه ، نانو ذرات طلا که يک عنصر شيميايى است از خاصيت بسيار راديوآکتيو برخوردار است.

در حال حاضر پژوهشگران تلاش دارند از انتشار نانوذرات در محيط زيست جلوگيرى کنند تا اين ذرات نيز به سرنوشت خطرناک پنبه نسوز دچار نشوند. پنبه نسوز که در ابتداى کشف کاربرد بسيار زيادى يافته بود هم اکنون به خاطر خطرات آن براى سلامتى و محيط زيست به عنوان ماده‌اى مرگ آور محسوب مي‌‌شود.

به گفته پروفسور "کن دانلدسن" از مرکز پزشکى ريه و سينه در دانشگاه ادينبورو مواد در ابعاد نانو مي‌‌توانند به بخشهايى از بدن وارد شوند که براى ذرات عادى پراکنده در محيط امکان ورود وجود ندارد و هنوز مشخص نيست که ورود اين ذرات ريز به بدن از نظر سم شناسى چه تاثيرات نامطلوبى بر عملکرد اندامها خواهد گذاشت.

توجه به اين نکته حائز اهميت است که مي‌‌توان محصولاتى مفيد و مناسب توليد کرد اما گاهى خطر اين محصولات بيش از فايده آنها خواهد بود. "جيم تامس" از گروه فعالان "ئى.تى.سى"ETC مي‌‌گويد درحالى مواد نانو مورد استفاده قرار مي‌‌گيرند که کسى از عوارض آنها براى سلامتى مطلع نيست.

 

رشد صنعت نانو

 

درحال حاضر غولهاى صنعتى همانندGE فعاليت زيادى در زمينه تحقيقات نانوتکنولوژى دارند. حمايت مالى از ابتکار ملى نانوفناورى (ان.ان.آى.) در آمريکا بين سالهاى???? تا???? تقريبا چهار برابر افزايش يافته و به يک ميليارد دلار رسيده است. کشورهاى جهان براى پژوهش و تحقيق بر روى نانوذرات در سال جارى بالغ بر ? ميليارد دلار بودجه هزينه کردند. در حال حاضر بيش از ??? شرکت تحقيقاتى-تجارى در سراسر جهان و ??? دانشگاه در اروپا، آمريکا و ژاپن سرگرم انجام تحقيقات در عرصه نانو تکنولوژى هستند.

 

 نانوتكنولوژي‌ در جهان

  

دنياي‌ تكنولوژي‌ هميشه‌ در حال‌ تغيير و تحول‌ بوده‌ است‌، اما بعضي‌ از اين‌ تحولات‌ تنها در يك‌ زمينه‌ خاص‌ از تكنولوژي‌ نيست‌ بلكه‌ حوزه‌ وسيعي‌ از تكنولوژيها را شامل‌ مي‌شود. صاحبنظران‌ معتقدند، نانوتكنولوژي‌ از جمله‌ اين‌ تحولات‌ را رقم‌ خواهد زد و از اين‌ رو، رقابت‌ سختي‌ بين‌ كشورها بر سر آن‌ به‌ وجود آمده‌ است‌. «ام‌. س‌. روكو» مشاور ارشد نانوتكنولوژي‌ بنياد ملي‌ علوم‌ و رييس‌ كميته‌ فرعي‌ علوم‌، مهندسي‌ و فناوري‌ نانو(NSET)، وابسته‌ به‌ شوراي‌ ملي‌ علوم‌ و فناوري‌ امريكا مستقر در رياست‌ جمهوري‌، طي‌ مقاله‌يي‌ چشم‌انداز آينده‌ نانوتكنولوژي‌ و فضاي‌ تحقيق‌ و توسعه‌ حاكم‌ بر آن‌ در جهان‌ را تبيين‌ مي‌كند. در ادامه‌، چكيده‌ اين‌ مقاله‌ و نكات‌ برگزيده‌ آن‌ آورده‌ شده‌ است‌ كه‌ مي‌تواند در فرصتي‌ كوتاه‌ آشنايي‌ كلي‌ با وضعيت‌ نانوتكنولوژي‌ در جهان‌ را ايجاد كند.

بر مبناي‌ گزارشهاي‌ رسيده‌ از سازمانهاي‌ دولتي‌ در كشورهاي‌ مختلف‌، ميزان‌ سرمايه‌گذاري‌ آنها در تحقيق‌ و توسعه‌ نانوتكنولوژي‌ در جهان‌، بين‌ سالهاي‌ 1997 تا 2001، 5\3 برابر افزايش‌ يافته‌ كه‌ بيشترين‌ افزايش‌ مربوط‌ به‌ سال‌ 2001 با نرخ‌ 90درصد است‌.

امروزه‌ دانشمندان‌ به‌ شبكه‌ گستردهاي‌ از اكتشافات‌ وارد شده‌اند، به‌ گونهاي‌ كه‌ نمي‌توان‌ عرصه‌هايي‌ را در علوم‌ فيزيك‌، زيست‌شناسي‌ و مهندسي‌ دست‌ نخورده‌ دانست‌. صنعت‌ دريافته‌ است‌ كه‌ نانو تكنولوژي‌ مزيت‌ رقابتي‌ ايجاد خواهدكرد و تخمين‌ زده‌ مي‌شود تا 10 الي‌ 15 سال‌ آينده‌، توليد سالانه‌ صنعتي‌ نانوتكنولوژي‌ در سطح‌ جهان‌ به‌ يك‌ تريليون‌ دلار خواهد رسيد. كه‌ اين‌ ميزان‌ توليد به‌ حدود 2 ميليون‌ نيروي‌ انساني‌ شاغل‌ در زمينه‌ نانوتكنولوژي‌ نياز خواهد داشت‌.

امريكا توسعه‌ پايه‌هاي‌ علوم‌ و مهندسي‌ را با راهبردي‌ چندرشته‌يي‌ از طريق‌ برنامه‌ پيشگامي‌ ملي‌ نانوتكنولوژي‌ آغاز كرده‌ است‌ و ژاپن‌ و اروپا برنامه‌هاي‌ گسترده‌يي‌ دارند و طرحهاي‌ فعلي‌ آنها براي‌ 4 تا 5 سال‌ آينده‌ برنامه‌ريزي‌ شده‌اند. كشورهاي‌ ديگر، حوزه‌هاي‌ داراي‌ پتانسيل‌ خود را ترويج‌ كرده‌ اند و تفاوت‌ ميان‌ كشورها، در زمينه‌ «حوزه‌هاي‌ تحقيق‌»، «سطح‌ تلفيق‌ برنامه‌ها با بخش‌هاي‌ مختلف‌ صنعت‌» و «مقياس‌ زماني‌ هدفهاي‌ تحقيق‌ و توسعه‌» است‌. نانو تكنولوژ پتانسيل‌ بهبود كارايي‌ انسان‌، توسعه‌ پايدار مواد، آب‌، انرژي‌ و غذا، محافظت‌ از باكتريها و ويروس‌هاي‌ ناشناخته‌ و حتي‌ كاهش‌ عوامل‌ بهم‌ زدن‌ نظم‌ عمومي‌ را دارد و توسعه‌ اين‌ عرصه‌، پيش‌ شرطي‌ براي‌ پيشرفت‌ ساير فناوري‌هاي‌ كليدي‌ از جمله‌ بيوتكنولوژي‌ و انقلاب‌ ديجيتال‌ است‌.

تقريبا هيچ‌ حوزه‌ مهمي‌ از شبكه‌ تحقيق‌ و توسعه‌ مقياس‌ نانو دست‌ نخورده‌ باقي‌ نمانده‌ است‌ و ديگر اين‌ سوال‌ مطرح‌ نيست‌ كه‌ آيا نانوتكنولوژي‌ توسعه‌ مي‌يابد يا خيرأ بلكه‌ اين‌ سوال‌ مطرح‌ است‌ كه‌ چه‌ كسي‌ در هر عرصه‌ پيشتاز خواهد بود؟ در واقع‌ انتظار مي‌رود در 10 الي‌ 15 سال‌ آينده‌ به‌ سبب‌ رشد و توسعه‌ نانو تكنولوژي‌، تغييرات‌ چشمگير علمي‌، فناوري‌ و اجتماعي‌ ايجاد شود.

تخمين‌ زده‌ شده‌ است‌ كه‌ توليدات‌ نانوتكنولوژي‌ در 10 الي‌ 15 سال‌ آينده‌ به‌ يك‌ تريليون‌ دلار برسد. اگر تصور كنيم‌ حداكثر براي‌ توليد نيم‌ ميليون‌ دلار نياز به‌ يك‌ متخصص‌ باشد، پيش‌بيني‌ مي‌شود 2 ميليون‌ نفر در اين‌ زمينه‌ مورد نياز باشد.

به‌ نظر مي‌رسد دانش‌ فني‌ و محصولات‌ نانوتكنولوژي‌ در همين‌ برهه‌ زماني‌ )15 10سال‌ آينده‌(، رفته‌ رفته‌ به‌ زندگي‌ روزانه‌ ما وارد شود. اين‌ زمان‌، اگر آن‌ را با فناوري‌ اطلاعات‌ مقايسه‌ كنيم‌، زمان‌ نسبتا كوتاهي‌ است‌.

در مورد نانوتكنولوژي‌، عبارت‌ «از دست‌ ندادن‌ قطار فعلي‌» در شركتهاي‌ بزرگ‌ و بعضي‌ كشورها مطرح‌ شده‌ است‌. «قطار رفته‌» به‌ فرصتهاي‌ اخير در عرصه‌هايي‌ چون‌ ژنتيك‌، بيوتكنولوژي‌ و فناوري‌ اطلاعات‌ اشاره‌ دارد. اينك‌ همياري‌ ميان‌ حوزه‌هاي‌ همگرا، نقش‌ موثري‌ در تولد و رشد فناوري‌هاي‌ جديد ايفامي‌ كند و به‌ نظر مي‌رسد اين‌ همگرايي‌ از مقياس‌ مولكولي‌ در حال‌ شروع‌ شدن‌ است‌. تشخيص‌ اينكه‌ نانوتكنولوژي‌ روندي‌ كليدي‌ در علم‌ و فناوري‌ قرن‌ بيست‌ويكم‌ است‌، در سالهاي‌ 1997 و 1998 اتفاق‌ افتاد. كلينتون‌ رييس‌ جمهور وقت‌ امريكا، اولين‌ برنامه‌ ملي‌ نانوتكنولوژي‌ را با مشاركت‌ دستگاه‌هاي‌ كليدي‌ دولت‌، بخش‌ خصوصي‌ و دانشگاه‌ در ژانويه‌ 2000 اعلام‌ كرد و اين‌ برنامه‌ محرك‌ فعاليتهاي‌ ديگر كشورها شد.

در سال‌ 2001 تقريباص همه‌ كشورهاي‌ توسعه‌ يافته‌ برنامه‌هاي‌ مورد نياز توسعه‌ نانو تكنو لوژي‌ خود را تدوين‌ كرده‌ بودند يا در شروع‌ آن‌ بودند. چندين‌ كشور، استفاده‌ از دفاتر هماهنگ‌ كننده‌ ملي‌ را مشابه‌ شوراي‌ ملي‌ علوم‌ و فناوري‌ امريكا اقتباس‌ كردند. در سال‌ 2001 بيشتر از 30 كشور در عرصه‌ نانوتكنولوژي‌ در سطح‌ ملي‌ داراي‌ فعاليت‌ يا برنامه‌ هستند.

سرمايه‌گذاري‌هاي‌ دولتي‌ در علوم‌ و فناوري‌ نانو بين‌ سال‌هاي‌ 1997 تا 2001، بيشتر از 3 برابر شده‌ است‌. در آسيا برنامه‌هاي‌ در حال‌ رشدي‌ در ژاپن‌، چين‌، كره‌ جنوبي‌، تايوان‌ و سنگاپور وجود دارد و در اين‌ زمينه‌ فعاليتها و توافقنامه‌هاي‌ مهم‌ بين‌ المللي‌ افزايش‌ يافته‌اند. به‌ عنوان‌ مثال‌ موافقتنامه‌هايي‌ بين‌ بنياد ملي‌ علوم‌ امريكا و اتحاديه‌ اروپا، APEC، روسيه‌ و چين‌ و همچنين‌ ايالتهاي‌ نيويورك‌ امريكا و كبك‌ كانادا امضا شده‌ است‌.

از بين‌ فرصتهاي‌ بسيار گسترده‌ تحقيق‌ و توسعه‌، كشورهاي‌ مختلف‌ با توجه‌ به‌ تجربه‌ و نيازهاي‌شان‌، حوزه‌هايي‌ را براي‌ توسعه‌ انتخاب‌ كرده‌اند. يك‌ چالش‌ اصلي‌ براي‌ پيشرفت‌ نانوتكنولوژي‌، آموزش‌ و تعليم‌ نسل‌ جديد نيروهاي‌ كار ماهر با گرايش‌ چند رشته‌يي‌ است‌. چالشهاي‌ علمي‌ و فني‌ مشتركي‌ نيز وجود دارد كه‌ بين‌ كشورها مشترك‌ است‌ و به‌ دليل‌ اهداف‌ بزرگ‌ انساني‌ مورد توجه‌ قرار مي‌گيرند.

به‌ گفته‌ كارشناسان‌، انتظار مي‌رود پروژه‌هاي‌ تحقيق‌ و توسعه‌ مشترك‌ بين‌المللي‌ در سالهاي‌ آينده‌ افزايش‌ يابند. نانوتكنولوژي‌ با ديگر حوزه‌هاي‌ تحقيقات‌ داراي‌ وجوه‌ مشتركي‌ است‌، نه‌ اينكه‌ جايگزين‌ آنها باشد.

درحالي‌ كه‌ محققان‌ منفرد و گروههاي‌ كوچكتر تحقيقاتي‌، بخش‌ زيادي‌ از تحقيق‌ و توسعه‌ مقياس‌ نانو را انجام‌ مي‌دهند، مراكز تحقيقاتي‌ بزرگتر نقش‌ اساسي‌ در توسعه‌ موضوعات‌ مهم‌ و ايجاد مشاركتها ايفا مي‌كنند. اين‌ مراكز باعث‌ همگرايي‌ بلندمدت‌، فعاليت‌ بين‌ رشته‌يي‌ و همچنين‌ گردهم‌ آمدن‌ افرادي‌ با تجربيات‌ و ابزارهاي‌ مختلف‌ مورد نياز توسعه‌ نانوتكنولوژي‌ مي‌شوند.

بخش‌ اعظم‌ مراكز مهم‌ نانوتكنولوژي‌ در سراسر جهان‌ در يك‌ سال‌ اخير تاسيس‌ شده‌ است‌. علاوه‌ بر انقلاب‌ ديجيتال‌ و زيست‌ شناسي‌ جديد ، نا نو تكنو لوژي‌ به‌ عنوان‌ يك‌ روند كليدي‌ علم‌ و فناوري‌ در دهه‌هاي‌ آينده‌ مورد توجه‌ قرار گرفته‌ است‌ و در اين‌ حوزه‌، اكتشافات‌ بيشتري‌ نسبت‌ به‌ دو حوزه‌ ديگر اتفاق‌ مي‌افتد.

فناوريهاي‌ نانو، بيو و اطلاعات‌ با همياري‌ بزرگي‌ با ديگر علوم‌ رشد خواهند كرد. همگرايي‌ علوم‌ در جهان‌ به‌ سوي‌ ابعاد نانو خواهد بود. تحقيق‌ و توسعه‌ علوم‌ و مهندسي‌ مقياس‌ نانو، عمدتاص در مرحله‌ پيش‌ رقابتي‌ است‌. همكاري‌ بين‌المللي‌ در تحقيقات‌ بنيادي‌، چالشهاي‌ فني‌ بلندمدت‌، علم‌اندازه‌گيري‌، آموزش‌ و مطالعه‌ اثرات‌ اجتماعي‌ اين‌ فناوري‌، نقش‌ مهمي‌ در تكوين‌ و رشد اين‌ عرصه‌ خواهد داشت‌.

مقياس‌ نانو پتانسيل‌ تبديل‌ شدن‌ به‌ كارآمدترين‌ مقياس‌ طولي‌ ساخت‌ و توليد را دارد. صنعت‌ و گروههاي‌ تجاري‌ دريافته‌اند كه‌ نانوتكنولوژي‌، باعث‌ تغيير ذهنيت‌ عمومي‌ (PARADIGM Shift) در اقتصاد مي‌شود. اين‌ فناوري‌ بزودي‌ تغييرات‌ شگرفي‌ را در تمام‌ عرصه‌ها ايجاد خواهد كرد.

 

+ نوشته شده در  ساعت   توسط graphicziba |