Alüminyum (Al), magnezyum (Mg) ve titanyum (Ti) hafif alaşımları, enerji tüketimini ve karbon ayak izini azaltmak için ulaşım ve imalat endüstrilerinde giderek daha fazla kullanılmaktadır. Şekil 1 (DuckerFrontier, 2020), otomotiv sektöründe Al kullanımının muazzam bir büyüme gösterdiğini göstermektedir; 1975'te araç başına 84 pound'dan 2020'de 459 pound'a ve 2030 için öngörülen 570 pound'a, Al kullanımının çoğunluğu döküm olmak üzere. Hafif alaşımların imalatının tüm sektörleri önemli bir büyüme yaşamıştır ve özellikle metal döküm endüstrisi.
Metallerin (altın) ilk dökümü aslında MÖ 4000 civarına kadar izlenebilir, ancak yaklaşık MÖ 3200'e tarihlenen en eski mevcut döküm, bir bakır kurbağadır (Olsen, 2020). Modern döküm teknolojileri, katılaşma, aşağı yönlü imalat için her dövme veya toz ürününün başlangıç noktası olmasına rağmen, pratik olarak her endüstriyel uygulamada bileşenler sağlamaktadır. Küresel yıllık metal döküm üretimi, yaklaşık 17.205.447 metrik ton (MT) alüminyum ve 60.138 MT magnezyum dahil olmak üzere, 2019'da yaklaşık 109 milyon metrik tondu (Staff Report, 2021). İlk beş döküm üreten ülke Çin, Hindistan, ABD, Japonya ve Almanya'dır. Metal döküm endüstrisi, esasen tüm imalat faaliyetlerinin temel bir direğidir ve hafif alaşım döküm teknolojileri, dünya çapındaki imalat ve ulaşım endüstrilerinin sürdürülebilirliği için kritik öneme sahiptir.
Geleneksel döküm Al, Mg ve Ti alaşımları ile bunların eritme ve döküm işlemleri, ASM el kitaplarında (Avedesian ve Baker, 1999, Viswanathan ve ark., 2008, Anderson ve ark., 2018) ve alüminyum (Kaufman ve Rooy, 2004), magnezyum (Sahoo, 2011) ve titanyum (Lütjering ve Williams, 2007) üzerine çeşitli monograflarda iyi bir şekilde belgelenmiştir. Döküm alaşımları ve geleneksel döküm proses teknolojileri için katılaşma temelleri, 1960'lardan beri yayınlanan çeşitli kitaplarda belgelenmiştir (Chalmers, 1964, Flemings, 1974, Kurz ve Fisher, 1984, Stefanescu, 2002, Dantzig ve Rappaz, 2009). Bu nedenle, geleneksel döküm alaşımları ve döküm proses teknikleri bu makalede incelenmemektedir. Campbell (2020) tarafından yapılan yakın tarihli bir inceleme, özellikle dökümlerde bifilmler ve çatlaklar ile bunların dökümlerin mekanik özellikleri üzerindeki olumsuz etkileri açısından çeşitli döküm proseslerinin kritik bir değerlendirmesini sağlamıştır.
Burada, son yirmi yılda hafif alaşım tasarımı, döküm teknolojileri ve ortaya çıkan katılaşmaya dayalı proseslerde ortaya çıkan gelişmeleri ve yenilikleri kapsamlı ve yine de kritik bir şekilde inceleyerek, geleneksel döküm proseslerindeki kusur oluşumu ile ilgili bazı temel sorunların üstesinden gelmek için proses iyileştirmelerine odaklanıyoruz. Ek olarak, döküm simülasyonu, çok malzemeli tasarım ve imalat, katmanlı imalat ve Alaşım Tasarımında Entegre Hesaplamalı Malzeme Mühendisliği (ICME), imalat ve ürün geliştirme gibi gelecekteki eğilimleri inceliyoruz.
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!