انتخاب متریال صنعتی یکی از مهم‌ترین مراحل در طراحی و تولید تجهیزات، قطعات و سازه‌های مهندسی است؛ زیرا نوع ماده انتخاب‌شده می‌تواند مستقیماً بر عملکرد، ایمنی، هزینه، دوام و طول عمر محصول تأثیر بگذارد.
انتخاب نادرست متریال ممکن است باعث کاهش استحکام، خوردگی، سایش زودهنگام، افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری یا حتی بروز خرابی‌های جدی شود. به همین دلیل، مهندسان باید هنگام انتخاب مواد، شرایط کاری، خواص مکانیکی و حرارتی، محیط بهره‌برداری، هزینه و الزامات ایمنی را به‌صورت هم‌زمان در نظر بگیرند.
یک انتخاب متریال صنعتی مناسب می‌تواند علاوه بر افزایش قابلیت اطمینان و عمر مفید تجهیزات، هزینه‌های تولید و نگهداری را نیز کاهش دهد و عملکرد سیستم را در شرایط مختلف بهبود ببخشد.
در این مقاله، مفهوم انتخاب متریال صنعتی، دلایل اهمیت آن، عوامل کلیدی مؤثر بر انتخاب، متریال‌های رایج صنعتی، بهترین روش‌های انتخاب و اشتباهات متداول در این فرایند را بررسی می‌کنیم.
۱- انتخاب متریال صنعتی چیست؟
انتخاب متریال صنعتی برای قابلیت تولید، فرآیند سیستماتیک انتخاب مواد است که نه تنها بر اساس الزامات عملکردی، بلکه بر اساس میزان سهولت و مقرون به صرفه بودن فرآیند با استفاده از روش‌های تولید موجود نیز انجام می‌شود.
این رویکرد، کل چرخه عمر تولید، از عملیات شکل دهی اولیه تا مونتاژ نهایی و کنترل کیفیت را در نظر می‌گیرد.
دیدگاه قابلیت تولید، مواد را بر اساس معیارهای خاصی ارزیابی می‌کند:
- رتبه بندی قابلیت ماشینکاری
- ویژگی‌های شکل پذیری
- الزامات فرآیند حرارتی
- و سازگاری با عملیات ثانویه
موادی که از نظر عملکردی عالی هستند، اما باعث ایجاد گلوگاه‌های تولیدی می‌شوند، می‌توانند به طور قابل توجهی بر زمان بندی و بودجه پروژه تأثیر بگذارند.
۱-۱- قابلیت ماشینکاری
در این بخش به بررسی قابلیت ماشینکاری در انتخاب متریال صنعتی می‌پردازیم.
۱-۱-۱- درک عوامل قابلیت ماشینکاری
قابلیت ماشینکاری شامل چندین ویژگی مواد است که مستقیماً بر عملیات ماشینکاری CNC تأثیر می‌گذارند.
سختی بارزترین عامل است، اما تشکیل براده، رسانایی حرارتی و تمایل به سخت شدن کار نیز به همان اندازه برای موفقیت در تولید، مهم هستند.
موادی با سختی بیش از 35 HRC معمولاً به ابزار تخصصی و زمان چرخه طولانی نیاز دارند.
مواد نرم تر ممکن است به سرعت ماشینکاری شوند، اما به دلیل انحراف ماده در حین عملیات برش می‌توانند، چالش‌هایی را در مورد سطح نهایی و دقت ابعادی ایجاد کنند .
۱-۱-۲- شاخص‌های کلیدی قابلیت ماشینکاری
- رفتار تشکیل براده: موادی که براده‌های بلند و رشته ای تولید می‌کنند، می‌توانند، دور ابزار برش بپیچند و در عملیات ماشینکاری خودکار اختلال ایجاد کنند.
- ویژگی‌های کارسختی: برخی از فولادهای ضد زنگ و آلیاژهای نیکل در حین ماشینکاری به سرعت سخت می‌شوند و به پارامترهای برش خاصی نیاز دارند.
- رسانایی حرارت: اتلاف حرارت ضعیف منجر به سایش ابزار و ناهمواری احتمالی قطعه کار می‌شود.
- سایندگی: مواد پرکننده یا ذرات سخت، سایش ابزار را تسریع کرده و زمان چرخه را افزایش می‌دهند.
۱-۱-۳- چالش‌های رایج ماشینکاری
هندسه‌های پیچیده برای اطمینان از قابلیت تولید، نیاز به انتخاب دقیق مواد دارند.
گوشه‌های داخلی تیز، یک چالش طراحی رایج هستند؛ هیچ ابزار برشی نمی‌تواند، یک گوشه واقعاً تیز ایجاد کند.
تمام گوشه‌های داخلی ماشینکاری شده به مقداری شعاع نیاز دارند که حداقل شعاع قابل دستیابی به خواص مواد و محدودیت‌های ابزار برش بستگی دارد.
دسترسی به ابزار برای حفره‌های عمیق یا شیارهای باریک بسیار مهم می‌شود .
| دسته بندی مواد | محدوده سختی معمول | رتبه بندی قابلیت ماشینکاری | چالش‌های رایج |
| آلیاژهای آلومینیوم | ورق گرم ۱۵-۴۵ | عالی | جوش تراشه، لبه انباشته |
| فولاد کربنی | 20-50 ورق گرم | خوب | سخت کاری در گریدهای ضد زنگ |
| آلیاژهای تیتانیوم | 30-40 ورق گرم | ضعیف | سایش زیاد ابزار، تولید گرما |
| پلاستیک (مهندسی) | 70 تا 90 | متغیر | ذوب شدن، پرداخت سطحی ضعیف |
| آلیاژهای مس | 20-35 ورق گرم | عالی | تشکیل تراشه‌های چسبنده |
۱-۱-۴- ملاحظات طراحی بحرانی برای اجزای ماشینکاری شده
- الزامات شعاع: از بزرگترین شعاع داخلی ممکن است، استفاده کنید؛ معمولاً حداقل 0.8 میلی‌متر برای اکثر کاربردها.
- دسترسی به ویژگی‌ها: از فضای کافی برای ابزار برش، به خصوص در حفره‌های عمیق، مطمئن شوید.
- انتظارات از پرداخت سطح: مواد مختلف با عملیات ماشینکاری استاندارد، پرداخت‌های متفاوتی دارند.
- قابلیت‌های تلرانس: تلرانس‌های تنگ تر نیاز به زمان ماشینکاری و اقدامات کنترل کیفیت اضافی دارند.
۱-۲- ملاحظات شکل پذیری و تبدیل
در این بخش به بررسی ملاحظات شکل پذیری و تبدیل در انتخاب متریال صنعتی می‌پردازیم.
۱-۲-۱- رفتار مواد در عملیات تبدیل
فرآیندهای تبدیل، از جمله برش قالب ، برش واترجت و برش دیجیتال، هر کدام به شکل متفاوتی با خواص مختلف مواد تعامل دارند.
ضخامت، سختی سنجی و مقاومت پارگی تعیین می‌کنند که کدام روش‌های برش نتایج قابل قبولی را به همراه خواهند داشت.
مواد بسیار نازک (زیر 0.5 میلی‌متر) صرف نظر از روش برش مورد استفاده، چالش‌های منحصر به فردی در جابجایی دارند.
این مواد ممکن است، برای جلوگیری از پارگی یا ناهمواری ابعادی، به پارامترهای خاص فیکسچر یا برش نیاز داشته باشند.
۱-۲-۲- قابلیت‌های تحمل بر اساس فرآیند تولید
مواد مختلف از طریق عملیات تبدیل، به محدوده‌های تلرانس متفاوتی دست می‌یابند.
انجمن تبدیل کننده لاستیک آمریکا دستورالعمل‌های تلرانس استانداردی را ارائه می‌دهد که بسته به ضخامت و نوع ماده متفاوت است.
| ضخامت مواد | تحمل برش قالب | تحمل واترجت | تحمل برش دیجیتال |
| 0.5-3.0 میلی‌متر | ±0.1 میلی‌متر | ±0.05میلی‌متر | ±0.08 میلی‌متر |
| 3.0-6.0 میلی‌متر | ±0.15 میلی‌متر | ±0.08 میلی‌متر | ±0.1 میلی‌متر |
| 6.0-12 میلی‌متر | ±0.2 میلی‌متر | ±0.1 میلی‌متر | ±0.15 میلی‌متر |
دستورالعمل‌های انتخاب فرآیند تبدیل:
- برش قالبی: بهترین گزینه برای حجم زیاد در هندسه‌های ساده در موادی با سختی نرم تا متوسط
- برش واترجت: بهینه برای هندسه‌های پیچیده و مواد سخت، با محدودیت حداقل اندازه ویژگی‌ها
- برش دیجیتال: ایده آل برای نمونه‌های اولیه و دسته‌های کوچک، مناسب برای الگوهای پیچیده
- سازگاری مواد: مقاومت در برابر پارگی، پایداری فشار و الزامات کیفیت لبه
۱-۳- الزامات پردازش حرارتی
در این بخش به بررسی الزامات پردازش حرارتی در انتخاب متریال صنعتی می‌پردازیم.
۱-۳-۱- خشک شدن و حساسیت به دما
بسیاری از مواد تخصصی نیاز به شرایط پردازش حرارتی خاصی دارند که مستقیماً بر گردش کار تولید تأثیر می‌گذارد.
مواد واشر در فرم دهی درجا ممکن است، در دمای اتاق بیش از 24 ساعت عمل آوری شوند یا به دمای بالا (150 درجه سانتیگراد) به مدت 30 تا 60 دقیقه نیاز داشته باشند.
زیرلایه‌های حساس به دما، گزینه‌های پردازش حرارتی موجود برای مواد را محدود می‌کنند.
یک محفظه پلاستیکی که در دمای ۸۰ درجه سانتیگراد نرم می‌شود، نمی‌تواند، مواد واشر را که نیاز به دمای پخت بالاتر از این آستانه دارند، در خود جای دهد.
۱-۳-۲- ملاحظات حرارتی بحرانی
- سازگاری دمای پخت: مطمئن شوید که مواد زیرلایه می‌توانند، در برابر دمای فرآوری مورد نیاز مقاومت کنند.
- زمان بندی توالی فرآیند: برخی از مواد باید قبل از سایر عملیات تولیدی عمل آوری شوند.
- کنترل‌های محیطی: به حفظ دما و رطوبت ثابت در طول فرآیند می‌پردازد.
- تطبیق انبساط حرارتی: اختلاف ضریب انبساط حرارتی بین مواد را در نظر بگیرید.
۱-۳-۳- انبارداری و جابجایی تخصصی
برخی از مواد پیشرفته نیاز به شرایط ذخیره سازی تخصصی دارند که بر لجستیک تولید تأثیر می‌گذارد.
موادی که نیاز به ذخیره سازی در دمای منجمد (منفی 25 درجه سانتیگراد) دارند، پیچیدگی بیشتری در جابجایی مواد و مدیریت کار در حین تولید ایجاد می‌کنند.
مواد ولکانیزه شده در دمای اتاق (RTV) پس از مخلوط شدن، زمان کار محدودی دارند.
این محدودیت‌های زمانی می‌تواند بر برنامه ریزی تولید و اندازه دسته‌ها تأثیر بگذارد.
۱-۴- سازگاری با عملیات سطحی و پوشش
در این بخش به بررسی عملیات سطحی و پوشش در انتخاب متریال صنعتی می‌پردازیم.
۱-۴-۱- ملاحظات چسبندگی
مشخصات پرداخت سطح به طور قابل توجهی بر موفقیت عملیات اتصال ثانویه تأثیر می‌گذارد.
برخلاف انتظار، پرداخت‌های سطحی بسیار صاف می‌توانند، عملکرد چسبندگی را برای کاربردهای خاص کاهش دهند.
سطوحی که خیلی صاف هستند ممکن است به مراحل آماده سازی سطح اضافی مانند حکاکی یا بافت دهی نیاز داشته باشند.
۱-۴-۲- دستورالعمل‌های آماده سازی سطح
- پرداخت سطح بهینه: 1.6-3.2 میکرومتر Ra (63-125) معمولاً چسبندگی خوبی را برای اکثر کاربردها فراهم می‌کند.
- الزامات تمیزکاری: قبل از اتصال، تمام روغن‌های ماشینکاری، مایعات برش و آلودگی‌ها را پاک کنید.
- ملاحظات بافت: بافت سبک، چسبندگی مکانیکی مواد الاستومری را بهبود می‌بخشد.
- سازگاری شیمیایی: بررسی کنید که سیستم‌های پوشش با زیرلایه و مواد اعمال شده سازگار هستند.
۱-۵- عوامل مونتاژ و ادغام
در این بخش به بررسی عوامل مونتاژ و ادغام در انتخاب متریال صنعتی می‌پردازیم.
۱-۵-۱- مدیریت انباشت تحمل
انتخاب متریال صنعتی بر انباشت تلرانس در مجموعه‌های چند جزئی تأثیر می‌گذارد.
مواد سازگار می‌توانند، تغییرات تلرانس بیشتری را نسبت به مواد صلب در خود جای دهند، که به طور بالقوه الزامات تولید برای جفت شدن اجزا را ساده تر می‌کند.
با این حال، موادی که بیش از حد مطابق با استانداردها باشند، ممکن است، چالش‌هایی در مونتاژ ایجاد کنند.
پدهای دارای چسب و حساس به فشار (PSA) که بسیار نازک یا ظریف هستند، ممکن است، هنگام مونتاژ به سختی در موقعیت صحیح قرار گیرند.
۱-۵-۲- استراتژی‌های بهینه سازی مونتاژ
- انطباق مواد: در مواردی که از نظر عملکردی قابل قبول هستند، از مواد سازگار برای جذب تغییرات تلرانس استفاده کنید.
- انتخاب چسب: میزان خورندگی PSA را با الزامات جابجایی مواد مطابقت دهید.
- طراحی فیکسچر: فیکسچرهای مونتاژ تخصصی را برای مواد ظریف یا دشوار در نظر بگیرید.
- یکپارچه سازی فرآیند: ارزیابی گزینه‌های توزیع برای حذف کامل مراحل مونتاژ صورت می‌پذیرد.
۱-۶- دستورالعمل‌های مواد خاص صنعت
در این بخش به بررسی دستورالعمل‌های مواد خاص صنعت در انتخاب متریال صنعتی می‌پردازیم.
۱-۶-۱- کاربردهای هوا - فضا و دفاعی
کاربردهای هوا - فضا و دفاعی معمولاً عملکرد مواد را به شدت تحت فشار قرار می‌دهند و به موادی نیاز دارند که خواص خود را در طیف وسیعی از دما حفظ کنند و در عین حال الزامات سختگیرانه وزن را برآورده سازند.
ملاحظات وزن اغلب انتخاب مواد را به سمت آلیاژهای عجیب و غریب یا کامپوزیت‌های پیشرفته سوق می‌دهد.
مشخصات نظامی و هوا - فضا اغلب سیستم‌های پوشش خاصی را برای محافظت در برابر خوردگی یا دوام محیطی الزامی می‌کنند.
این الزامات می‌توانند، به طور قابل توجهی بر انتخاب مواد و قابلیت‌های پردازش تأثیر بگذارند.
درک ملاحظات طراحی هوا - فضا در اوایل فرآیند انتخاب مواد، برای موفقیت پروژه بسیار مهم است.
۱-۷- ملاحظات مربوط به تجهیزات پزشکی
کاربردهای تجهیزات پزشکی، زیست سازگاری و قابلیت تمیزکاری را بر بهینه سازی صرف تولید اولویت می‌دهند.
سیلیکون‌های کلاس VI USP در محدوده سختی از خیلی نرم تا نسبتاً سفت موجود هستند که هر کدام چالش‌های تبدیل و جابجایی متفاوتی را ارائه می‌دهند.
الزامات کیفی در تولید تجهیزات پزشکی معمولاً شامل پروتکل‌های بازرسی پیشرفته است.
این الزامات ممکن است، موادی را که ویژگی‌های تولیدی قابل پیش بینی تری دارند، ترجیح دهند، حتی اگر سایر مواد، عملکرد بهتری ارائه دهند.
۲- علل اهمیت انتخاب متریال صنعتی
انتخاب متریال صنعتی برای قابلیت تولید، یکی از حیاتی ترین تصمیمات در مراحل اولیه توسعه محصول است.
انتخاب بین آلومینیوم و فولاد، سیلیکون و EPDMیا آلیاژهای استاندارد در مقابل آلیاژهای ویژه، در تمام جنبه‌های تولید، از نمونه سازی اولیه تا تولید با حجم بالا نقش دارد.
مهندسان اغلب هنگام انتخاب متریال صنعتی، عمدتاً بر الزامات عملکردی تمرکز می‌کنند.
با این حال، طراحی بر اساس اصول قابلیت تولی، به ویژه هنگامی که سرعت در بازار و بهینه سازی هزینه در اولویت هستند، شایسته وزن یکسانی در فرآیند انتخاب است.
انتخاب متریال صنعتی، مستلزم درک چگونگی تعامل خواص مواد با فرآیندهای خاص تولید است.
ماده ای که به زیبایی ماشین کاری می‌شود، ممکن است در شکل دهی یا برش با سختی مواجه شود.
این تعامل بین ویژگی‌های مواد و قابلیت‌های تولید، موفقیت و مقرون به صرفه بودن محصول نهایی را تعیین می‌کند.
۳- عوامل کلیدی در فرآیند انتخاب متریال صنعتی
در این بخش به بررسی عوامل کلیدی در فرآیند انتخاب متریال صنعتی می‌پردازیم.
۳-۱- الزامات عملکرد
۳-۱-۱- محدوده دمای کارکرد
یک راهنمای جامع انتخاب مواد باید تأثیر قابل توجه دما بر رفتار مواد را در نظر بگیرد. برخی از مواد در محیط‌های سرد شکننده می‌شوند، در حالی که برخی دیگر در دماهای بالا استحکام خود را از دست می‌دهند. فولاد کربنی تا دمای تقریباً ۸۰۰ درجه فارنهایت عملکرد خوبی دارد، در حالی که آلیاژهای تخصصی مانند اینکونل طبق اکثر استانداردهای راهنمای انتخاب مواد می‌توانند، بالاتر از ۲۰۰۰ درجه فارنهایت کار کنند.۳-۱-۲- تحمل فشار
هر راهنمای مؤثر در انتخاب مواد تأکید دارد که مخازن تحت فشار و سیستم‌های لوله کشی باید از موادی ساخته شوند که قادر باشند، فشارهای طراحی را با حاشیه ایمنی مناسب تحمل کنند. در کاربردهای فشار بالا، استفاده از موادی با استحکام کششی بالا و چقرمگی شکست مطلوب ضروری است تا ایمنی، دوام و عملکرد پایدار تجهیزات تضمین شود.۳-۱-۳- مقاومت در برابر خوردگی
یک راهنمای جامع انتخاب مواد، سطح مختلف مقاومت در برابر خوردگی را بر اساس محیط عملیاتی مورد بررسی قرار می‌دهد. قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی، رطوبت یا اتمسفرهای خورنده می‌تواند به سرعت مواد نامناسب را تخریب کند. فولادهای ضد زنگ، با کروم خود، لایه‌های اکسید محافظی تشکیل می‌دهند که در برابر خوردگی مقاومت می‌کنند.۳-۱-۴- خواص مکانیکی
هر راهنمای انتخاب مواد باید استحکام، شکل پذیری و سختی را به عنوان عوامل حیاتی ارزیابی کند. استحکام کششی، مقاومت در برابر شکستن تحت کشش را اندازه گیری می‌کند، در حالی که شکل پذیری، توانایی تغییر شکل بدون شکستگی را اندازه گیری می‌کند. این خواص باید با نیازهای کاربردی بیان شده در راهنمای انتخاب متریال صنعتی شما مطابقت داشته باشند.۳-۲- ملاحظات زیست محیطی
۳-۲-۱- قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی
یک راهنمای انتخاب مواد قابل اعتماد، واکنش‌های متفاوت مواد مختلف به اسیدها، بازها، حلال‌ها و سایر مواد شیمیایی را تشخیص می‌دهد. شناسایی مواد شیمیایی خاص در فرآیند شما برای انتخاب موادی که دچار تخریب، خوردگی یا خرابی زودرس نمی‌شوند، ضروری است.۳-۲-۲- آب و هوا و اقلیم
نوسانات دما، رطوبت، قرار گرفتن در معرض اشعه ماورای بنفش و شرایط انجماد، تخریب مواد را تسریع می‌کنند. راهنمای انتخاب متریال صنعتی شما باید موادی را مشخص کند که در برابر شرایط محیطی خاص که با آن روبرو می‌شوند، مقاومت کنند.۳-۲-۳- انطباق با مقررات
مواد در صنایعی مانند نفت و گاز، داروسازی و فرآوری مواد غذایی باید استانداردهای خاصی را برای خلوص، قابلیت ردیابی یا صدور گواهینامه عملکرد رعایت کنند. درک اولیه این الزامات برای هر راهنمای انتخاب مواد، به ویژه هنگام برخورد با مقررات ایمنی OSHA بسیار مهم است .۳-۳- عوامل اقتصادی
۳-۳-۱- هزینه‌های اولیه مواد
اگرچه هزینه‌های اولیه قابل مشاهده هستند، اما نباید تنها عامل در انتخاب متریال صنعتی شما باشند. مواد درجه بالاتر، چرخه عمر بهتری دارند.۳-۳-۲- ساخت و پردازش
رویه‌های تخصصی جوشکاری، عملیات حرارتی یا تکنیک‌های ماشینکاری هزینه‌های کلی را افزایش می‌دهند و باید در راهنمای انتخاب مواد لحاظ شوند.۳-۳-۳- نگهداری و چرخه عمر
یک راهنمای خوب برای انتخاب متریال صنعتی، این نکته را تشخیص می‌دهد که مواد مقاوم در برابر خوردگی ممکن است، در ابتدا هزینه بیشتری داشته باشند، اما به نگهداری کمتری نیاز دارند و عمر مفید بیشتری ارائه می‌دهند و در نتیجه ارزش بلندمدت بهتری دارند.۴- متریال صنعتی رایج و کاربردهای آنها
۴-۱- آلیاژهای فلزی:
۴-۱-۱- فولادهای کربنی و آلیاژی
اکثر منابع راهنمای انتخاب مواد، این فولادها را به عنوان گزینه‌های متنوع و نسبتاً کم هزینه برجسته می‌کنند. فولادهای کربنی حاوی مقادیر مختلفی از کربن هستند که بر استحکام و سختی تأثیر می‌گذارد. فولادهای آلیاژی شامل کروم، نیکل یا مولیبدن هستند تا خواص را طبق اصول علم مواد افزایش دهند .۴-۱-۲- فولادهای ضد زنگ
هر راهنمای جامعی برای انتخاب مواد، بر مقاومت بالای آنها در برابر خوردگی که عمدتاً ناشی از حضور عنصر کروم است، تأکید دارد. در این میان، فولادهای ضدزنگ آستنیتی (سری ۳۰۰) با ارائه مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی و برخورداری از خواص غیرمغناطیسی، کاربرد گسترده ای دارند؛ در مقابل، فولادهای ضدزنگ فریتی (سری ۴۰۰) اگرچه از نظر مقاومت به خوردگی در سطح متوسط قرار می‌گیرند، اما به دلیل خواص مغناطیسی خود در برخی کاربردهای خاص ترجیح داده می‌شوند.۴-۱-۳- فلزات تخصصی
یک راهنمای کامل انتخاب مواد، تیتانیوم، آلیاژهای نیکل و آلیاژهای مس را به‌ع نوان گزینه‌هایی ویژه برای کاربردهای خاص بررسی می‌کند. تیتانیوم به دلیل مقاومت استثنایی در برابر خوردگی، استحکام مکانیکی مناسب و وزن کم، انتخابی ایده آل برای محیط‌های خورنده و کاربردهای حساس محسوب می‌شود. در مقابل، آلیاژهای نیکل مانند اینکونل و هستلوی عملکرد بسیار مطلوبی در دماهای بالا و محیط‌های به شدت خورنده دارند و به همین دلیل در صنایع پیشرفته ای مانند نفت و گاز، پتروشیمی و هوا - فضا به طور گسترده استفاده می‌شوند.۴-۲- گزینه‌های غیرفلزی
۴-۲-۱- مواد پایه پلیمری
یک راهنمای انتخاب مواد مدرن شامل این موارد برای مقاومت شیمیایی، عایق الکتریکی و کاربردهای سبک وزن است. ترموپلاستیک‌ها را می‌توان ذوب و اصلاح کرد، در حالی که ترموست‌ها پس از پخت شکل خود را حفظ می‌کنند.۴-۲-۲- کامپوزیت‌ها
کامپوزیت‌ها به عنوان ترکیبی از مواد برای دستیابی به خواص برتر شناخته می‌شوند. پلاستیک‌های تقویت شده با الیاف از الیاف شیشه، کربن یا آرامید برای افزایش استحکام و سختی در عین حفظ وزن سبک استفاده می‌کنند.۵- بهترین شیوه انتخاب متریال صنعتی
- رویکرد سیستماتیک: پیروی از یک روش شناسی ساختاریافته برای راهنمای انتخاب مواد شامل تعریف الزامات، شناسایی مواد، ارزیابی گزینه‌ها و اعتبارسنجی انتخاب‌ها می‌شود.
- مشخصات مورد نیاز مواد: الزامات حیاتی، از جمله خواص مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی، محدوده‌های دمایی و الزامات انطباق را در راهنمای انتخاب مواد خود مستند کنید.
- آزمایش و اعتبارسنجی: آزمایش نمونه اولیه، آزمایش کوپن یا تحلیل المان محدود، برای شناسایی مشکلات بالقوه قبل از اجرای کامل، با پیروی از دستورالعمل‌های آزمایش FDA در صورت لزوم است.
۵-۱- انتخاب متریال صنعتی برای تولید
۵-۱-۱- ایجاد تعادل بین عملکرد و قابلیت تولید
انتخاب موفق مواد مستلزم ارزیابی سیستماتیک و دقیق الزامات عملکردی و همچنین در نظر گرفتن پیامدهای تولیدی آنها است. در این فرآیند، الزامات عملکردی باید به طور شفاف به دو دسته الزامات ضروری و ویژگی‌های ترجیحی (خوب است که وجود داشته باشند) تقسیم شوند تا تصمیم گیری مهندسی بهینه، واقع بینانه و قابل اجرا انجام گیرد. اغلب، موادی که از الزامات عملکردی با حاشیه سود زیاد فراتر می‌روند، پیچیدگی‌های غیرضروری در تولید ایجاد می‌کنند، بدون این که مزایای معناداری برای محصول ارائه دهند.۵-۲- بهترین شیوه‌های تصمیم گیری:
۵-۲-۱- ایجاد ماتریس‌های تصمیم گیری
از وزن دهی به معیارهای عملکردی و تولیدی بر اساس اولویت‌های پروژه استفاده کنید.۵-۲-۲- درگیر کردن شرکای تولیدی از همان ابتدا
از تخصص تأمین کنندگانی که قابلیت‌های جامعی دارند، بهره ببرید.۵-۲-۳- در نظر گرفتن الزامات چرخه عمر
مواد اولیه برای نمونه اولیه را از طریق سناریوهای تولید با حجم بالا ارزیابی کنید.۵-۲-۴- برنامه‌ریزی برای مقیاس پذیری
مطمئن شوید که با تغییر حجم تولید، انتخاب مواد همچنان مناسب باقی بماند.
۶- اشتباهات رایج در انتخاب متریال صنعتی
