ساختمان ‌سازی صنعتی است که مدام در حال پیشرفت می ‌باشد و باید بتواند نیاز جمعیت رو به رشد جهان را پاسخ بدهد. این صنعت مهم می ‌بایست در کمترین زمان بتواند بیشترین بازدهی را داشته و در کنار سرعت بالا باید دارای کیفیت، استحکام، زیبایی و خلاقیت هم باشد. از این جهت فناوری ‌های زیادی برای رسیدن به این مهم ابداع شدند که برخی از آنها واقعا باعث بهبود و پیشرفت این صنعت شده ‌اند. فناوری ‌های نوین ساختمانی که کم هم نیستند برای کمک به صنعت ساخت ‌و ساز وجود دارند که مهندسان و معماران با استفاده از آنها هیچ محدودیتی برای ساخت و خلق ساختمان‌ های جدید ندارند. با استفاده از این فناوری ‌ها می ‌توان ساختمان ‌های هر چه زیباتر، با کیفیت ‌تر، متنوع‌ تر و سریع ‌تر ساخت. در ادامه این مقاله تعدادی از مهمترین و کاربردی ‌ترین فناوری ‌های نوین ساختمانی را معرفی خواهیم کرد.

نوآوری های جدید در صنعت ساختمان

چند نمونه از بهترین‌ های این تکنولوژی ‌به شرح زیر است:

• واقعیت مجازی یا Virtual Reality در صنعت ساختمان

اولین تکنولوژی نوین که به صنعت ساخت ‌و ساز کمک می ‌کند همین واقعیت مجازی است. واقعیت مجازی بین انسان یا دنیای واقعی و دنیای مجازی ارتباط ایجاد میکند. به این ترتیب که با ایجاد صوت و تصویر از یک پدیده، حواس آدمی را تحت تاثیر قرار داده و باعث می ‌شود انسان آن پدیده مجازی را به صورت واقعی ببیند و حس کند. به واسطه فناوری واقعیت مجازی میتوان طراحی‌ های مختلف را ایجاد و آنها را قبل از ساخت حس و بررسی کرد و اگر نقصی در آنها وجود داشته باشد، قبل از ساخته شدن می ‌توان به اصلاح آنها پرداخت. مزایای واقعیت مجازی در صنعت ساخت ‌و ساز بسیار زیاد هستند. به عنوان مثال بدون صرف هیچ‌ گونه هزینه برای ساخت مدل میتوان یک ساختمان را طراحی و شبیه ‌سازی کرد. احتمال خطا در اینگونه فناوری بسیار بسیار کم و یا حتی صفر است.

• پرینت سه بعدی در ساختمان جایگزینی برای ماکت

قبل از ابداع این فناوری، برای نشان دادن یک طرح، مدلی از آن را هر چند هم پیچیده به صورت ماکت در می‌ آوردند. این کار باعث ایجاد زحمت بسیار زیاد برای طراحان میشد و اگر با طرح آنها موافقت نمی ‌شد تمام زحمت آنها به باد میرفت. اما اکنون با پرینت سه‌ بعدی امکان درست کردن ماکت به صورت مجازی وجود دارد و طراحان می ‌توانند با استفاده از این پرینت حتی پیچیده ‌ترین طرح ها را ایجاد و بررسی کنند، خطاهای آن را بگیرند و اصلاح کنند. پرینت سه بعدی با استفاده از دستگاه و نرم‌افزار‌های مخصوص انجام می ‌گیرد و خروجی آن به صورت طرحی که روی کاغذ چاپ شده باشد بیرون می ‌آید.

• فناوری بتن خودترمیم شونده، یک شگفتی در معماری

بتن یکی از مصالح مهم در ساخت‌ و ساز به شمار میرود که باعث استحکام، مقاومت و عایق بودن می‌ شود. اما نکته منفی که راجع به آن وجود دارد این است که به مرور زمان امکان ترک برداشتن آن بر اثر ضربات و یا شرایط مختلف وجود دارد. از این رو محققان نوعی بتن تولید کردند که در صورت ترک برداشتن به طور خود به ‌خودی ترمیم می‌ شود که به آن بتن خود ترمیم شونده یا بیوبتن می ‌گویند. نحوه عملکرد بیوبتن به این صورت است که باکتری‌ های موجود در بتن به هنگام ترک خوردن بتن فعال شده و در واکنش با رطوبت محیط و کربنات کلسیم به سنگ آهک تبدیل می ‌شود که همان هم باعث ترمیم شدن بخش ‌های ترک خورده می ‌شود.

• هوش مصنوعی در ساختمان سازی Artificial intelligence

هوش مصنوعی یکی از فناوری ‌های نوین بوده که انقلاب عظیمی در صنعت ساختمان‌ سازی ایجاد کرده است. هوش مصنوعی نوعی سیستم فوق هوشمند است که میتواند همه کارهای مربوط به انسان را به عهده می‌ گیرد. بکی دیگر از مزایای هوش مصنوعی در ساختمان ‌سازی ایجاد یک برنامه ‌ریزی دقیق و بدون اشکال است. قبل از به وجود آمدن هوش مصنوعی، عملیات برنامه ‌ریزی توسط مهندس پروژه انجام می ‌شد ولی برای کارهای با حجم شغلی زیاد احتمال خطا در برنامه ‌ریزی وجود دارد که میتواند کل پروژه را تحت تاثیر قرار دهد. از همین رو استفاده از هوش مصنوعی در ساختمان‌ های پیچیده بسیار توصیه می ‌شود.

فناوری هوش مصنوعی میتواند نقشه‌ ها و طرح ‌های مهندسین را آنالیز کرده و در صورت وجود هر گونه خطا هشدار لازم را به آنها می ‌دهد. با این کار جلوی خسارات جبران ‌ناپذیری که بعدها ممکن است به‌ خاطر وجود خطاها به وجود بیایند گرفته می‌ شود. با استفاده از هوش مصنوعی عملکرد پروژه به صورت دقیق و واضح در دست مهندسین هست که در این صورت نیازی به نظارت حضوری روزانه نخواهند داشت.

فولاد در صنعت امروز کاربرد بسیاری دارد و ورق‌های فولادی که توسط برشکاری به دست می‌آیند، از دسته مواد با اهمیت در صنایع مختلف است. چندین روش برای برشکاری ورق فولادی وجود دارد و انواع مختلفی دارند. در این مقاله قصد داریم تا شما را با روش‌های گوناگون برشکاری ورق فولادی آشنا کنیم و در مورد هر یک از روش‌ها به صورت مفصل صحبت کنیم. همچنین در مورد مزایا و معایب و ویژگی‌های هرکدام نیز سخن خواهیم گفت. در ادامه‌ مقاله با ما همراه باشید. برشکاری ورق فولادی با روش‌های دستی و مکانیکی جدید انجام می‌شود که روش‌های دستی شامل تراشکاری، سنگ فرز، پانچ، الکترود، قیچی و... است و روش‌های نوین به استفاده از پلاسما، واترجت، هواگاز و... اشاره دارد.

برشکاری ورق فولادی چیست و چه اهمیتی دارد؟

 ورق سیاه یا ورق آهن به عنوان ماده‌ اولیه در تولید محصولات فولادی محسوب می‌شود و برای اینکه بتوان از آن‌ها برای مصارف مختلف استفاده کرد، باید آن‌ها را برش دهند تا امکان تبدیل به محصول دلخواه ایجاد شود. 
به بریدن ورق‌های فولادی و تبدیل آن‌ها به قطعات کوچک‌تر با استفاده از روش‌های مکانیکی و دستی برشکاری ورق آهن می‌گویند. این برشکاری با روش‌های متفاوتی صورت می‌گیرد که در ادامه با هم بررسی خواهیم کرد.

انواع روش‌های برشکاری ورق

شناخت روش‌های مختلف برشکاری ورق فولادی به ما کمک می‌کند تا در هنگام انتخاب، با توجه به ویژگی‌هایی همچون ضخامت ورق، قیمت انواع ورق، دقت و کیفیت محصول نهایی و سرعت انجام کار بهترین گزینه را انتخاب کنیم.
از چندین منظر می‌توان این روش‌ها را دسته‌بندی کرد. به عنوان مثال روش‌های سنتی و مدرن، روش‌های دستی و مکانیکی و روش‌های سرد و گرم که در این مقاله تمامی این روش‌ها را توضیح خواهیم داد و خواهیم گفت که هرکدام از آنها کدام یک از دسته بندی‌های نام ‌برده را شامل می‌شود.

• روش تراشکاری

برش ورق‌های فولادی با استفاده از روش تراشکاری بیشتر در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد و این روش جز دسته‌ روش‌های سنتی، گرم و البته مکانیکی محسوب می‌شود. برش ورق فولادی توسط دستگاه مربوط به آن و با دقت بالا انجام می‌پذیرد.

• روش سنگ فرز (سنگ‌زنی)

این روش نیز همانند روش بالا در دسته بندی‌های روش‌های سنتی، گرم و مکانیکی است و برای برش ورق‌هایی استفاده می‌شود که با کیفیت بودن سطح رویی ورق اهمیت دارد. تیغ دستگاه سنگ فرز به صورت چرخشی عمل می‌کند و سطح فلز را صاف می‌کند.

• روش پانچ

پانچ، یکی دیگر از روش‌های سنتی است که در برش ورق‌های فولادی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به عنوان روش سرد و مکانیکی نیز از آن یاد می‌شود. روش پانچ بیشتر برای فلزات قوی مورد استفاده قرار می‌گیرد و با وارد کردن فشاری در حدود هزار تن باعث برش ورق می‌شود.

• روش سمباده زنی

روش سمباده زنی بسیار به روش سنگ‌زنی شباهت دارد و تقریبا به یک شکل انجام می‌شوند. تنها تفاوت آنها در این است که در این روش با توجه به قطعه‌ای که برشکاری می‌شود باید نوع سمباده را انتخاب کرد.

• روش رزوه زنی

رزوه زنی یکی دیگر از شیوه‌های سنتی است که با استفاده از دستگاه‌های فرز تراش، رولینگ و فرمینگ کار می‌کند و امروزه کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• روش الکترود

ایجاد سوراخ در فلزات و برش دادن یکی دیگر از کاربردهای الکترودها در صنعت است. هر الکترود کاربرد خاص خود را دارد و باید متناسب با نیاز استفاده شود. این روش یکی از روش‌های گرم و مدرن به شمار می‌آید که البته کاربرد زیادی هم ندارد. 

• روش قیچی

یکی از روش‌های قدیمی و البته سرد است که برای برش ورق‌های فولادی با ضخامت بسیار کم مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای قیچی‌های دستی ضخامتی در حدود ۱/۵ میلی‌متر، قیچی‌های گردبر ضخامتی در حدود ۶ میلی‌متر و قیچی‌های اهرمی ضخامتی در حدود ۵ میلی‌متر را می‌توان در نظر گرفت.

برشکاری ورق به روش لیزر، پلاسما و هواگاز

 برای برشکاری انواع ورق فولادی از دستگاه‌ها و روش‌های مختلفی استفاده می‌شود؛ از جمله این روش‌ها استفاده از لیزر برای برش ورق است که فرآیند برش خاص خود  و محدودیت ضخامتی برای ورق دارد. یکی دیگر از روش‌ها استفاده از هواگاز است که جزو روش‌های قدیمی برش ورق فولادی محسوب می‌شود. کلیه فلزات آهنی از گالوانیزه تا استنلس استیل را می‌توان با این روش برش داد. البته ذکر این نکته ضروری است که قیمت ورق گالوانیزه و قیمت استنلس استیل می‌توانند در هزینه کلی برش با این روش تاثیرگذار باشد. روش سوم که جز روش‌های پر سروصدا حساب می‌شود، استفاده از پلاسما برای برشکاری ورق فولادی است.

روش گیوتین

 این روش یکی از روش‌های سرد و البته قدیمی است که در سه مدل مکانیکی، پدالی و هیدرولیکی انجام می‌شود که با توجه به ضخامت ورق فولادی مورد نظر از این مدل‌ها استفاده می‌شود. برشی که توسط گیوتین انجام می‌شود به کمک تیغه‌های کروم‌دار آن است. همچنین می‌تواند تا ضخامت ۳۰ میلی‌متر را برش دهد و علاوه بر فولاد برای برش فلزات کربنی و آلیاژی نیز مناسب است. اقتصادی بودن و اتوماتیک بودن آن از جمله مزایای این روش محسوب می‌شوند.

روش واترجت

روش واترجت یا برش ورق فولادی با آب نیز یک روش مدرن و سرد است که با اعمال فشار بالای آب ورق‌های فولادی را برش می‌دهد. واترجت به این صورت عمل می‌کند که ترکیبی از آب با سنگ ساینده فشاری در حدود ۶ هزار پوند بر اینچ را بر ورق فولادی وارد می‌کند و موجب سایش و سپس برش آن می‌شود. استفاده از این روش باعث می‌شود تا ورق فولادی بعد از انجام برش دفرمه نشود که در نوع خودش مزیت محسوب می‌شود. کیفیت بالای برش، عدم ایجاد گرما، عدم تولید زباله و عدم وجود محدودیت در ضخامت برای برش، از دیگر مزایای این روش هستند و هزینه‌ی بالای آن نیز در دسته‌ معایب این روش قرار می‌گیرد.

روش CNC

کلمه‌ی CNC به معنی کنترل عددی کامپیوتر یا Computer Numerical Control اسم روشی است که در آن یک مینی‌کامپیوتر یا میکروکامپیوتر به عنوان واحد دستگاه عمل کرده و وظیفه ارسال برنامه‌های لازم برای برش یا حک بر روی فلزات را دارد. کل فرآیند به صورت کامپیوتری انجام می‌شود و این روش یکی از روش‌های گرم و مدرن به شمار می‌آید. یکی از ویژگی‌های متمایزکننده این روش این است که تمام مراحل و دستورالعمل‌ها در کامپیوتر ذخیره می‌شود و به راحتی می‌توان همان کدها را اصلاح یا ویرایش کرد.

معیارهای انتخاب بهترین روش برشکاری ورق

بین تمام روش‌هایی که معرفی شد و تمام ویژگی‌ها و مزایا و معایبی که گفته شد، شما باید اول نیاز خود را پیدا کنید و طبق یک سری معیار، بهترین انتخاب را برای برش ورق‌های فولادی خود انجام دهید. همه‌ی مواردی که گفته شد کاربردی هستند و در مصارف مختلف استفاده شده‌اند، اما چیزی که باید برای انتخاب بهترین روش در بین آنها در نظر بگیرید، ضخامت، دقت و کیفیت و برآورد هزینه‌هاست.

ضخامت

• ضخامت‌های کمتر از ۲ میلی‌متر با استفاده از لیزر
• ضخامت‌های کمتر از ۳ میلی‌متر با استفاده از لیزر یا پلاسما
• ضخامت‌های کمتر از ۶ میلی‌متر با استفاده از لیزر، پلاسما و یا واترجت
• ضخامت‌های بیشتر از ۲۰۰ میلی‌متر با استفاده از هواگاز
• ضخامت‌های بیشتر از ۵۰ میلی‌متر به وسیله هواگاز یا واترجت.
• ورق‌های با ضخامت بیش از ۳۱/۷۵ میلی‌متر را با استفاده از هواگاز، واترجت و یا پلاسما.

دقت و کیفیت و برآورد هزینه‌ها

• اگر به ظاهر ورق بعد از برشکاری اهمیت می‌دهید از روش واترجت استفاده کنید.
• اگر ضایعات کمتری می‌خواهید تولید کنید از روش لیزر و یا واترجت استفاده کنید.
• اگر می‌خواهید برش‌های منظم و دقیقی داشته باشید از روش واترجت و یا لیزر استفاده کنید.
• اگر هزینه‌ها برای شما مهم هستند از روش هواگاز استفاده کنید.
• اگر کیفیت برای شما اهمیت چندانی ندارد از روش پلاسما استفاده کنید.

در تعریف کلی، لوله یک استوانه بلند و توخالی با دو سر باز است. سطح مقطع در لوله هنگام بیرون آمدن دایره ای است. لوله سیاه، لوله صنعتی یا لوله سیاه درزدار که یکی از انواع این بند می باشد، لوله فولادی غیر گالوانیزه می باشد. به عبارت دیگر هیچ پوششی روی سطح آنها وجود ندارد.

لوله سیاه به این دلیل نامگذاری شده است که سطحی پوسته پوسته و تیره رنگ دارد که به دلیل پوشش اکسید آهن است. لوله های فولادی سیاه از طریق رزوه و زانویی لوله به هم متصل می شوند. اگر قطر لوله ها بیشتر باشد به جای رزوه از جوش استفاده می شود.

به طور کلی لوله استیل در دو نوع درزدار و بدون درز تولید می شود. لوله های بدون درز که در زبان انگلیسی به آنها لوله های Mannesman یا Seamless گفته می شود، در فرآیند تولید خود از روش های جوشکاری فلزات استفاده نمی کنند. اگرچه این لوله یکی از انواع این پروفیل می باشد اما در دسته لوله سیاه قرار نمی گیرد.

در مقابل لوله جوشی یا مارپیچ که در زبان انگلیسی به آن Welded pipe می گویند نوعی لوله سیاه است که بر خلاف نوع قبلی روی آنها جوشکاری می شود و محصول نهایی درز می گیرد. در ادامه روند ساخت این لوله را بررسی خواهیم کرد.

نحوه تولید لوله سیاه

برای تولید لوله درزدار، مانند هر بخش فولادی دیگر، ابتدا کلاف ورق را به اندازه های مشخص برش می دهند و سپس به قسمت نورد می فرستند. معمولا برای تولید لوله های جوشی از ورق سرد استفاده می شود. ابتدا به آن شکل می دهند و سپس درز را جوش می دهند.

برای شکل دادن به ورق از روش O&U استفاده می شود. شکل دهی ورق به طور کامل در حالت سرد انجام می شود. روش کار به این صورت است که ابتدا ورق را با کمک قالب های مخصوص به شکل حرف U انگلیسی درست می کنند. سپس فرم دادن و تغییر شکل ورق را به شکل حرف O در می آورد.

لازم به ذکر است که قبل از فرآیند شکل دهی، لبه ها پخ زده شده و پس از فرم دهی، جوش مستقیم روی آن ها اعمال می شود. اگرچه معمولاً از ورق های با عرض زیاد استفاده می شود، اما ورق مورد استفاده برای تولید لوله ممکن است دارای عرضی برابر با عرض لوله حاصل باشد.

همانطور که قبلا ذکر شد، لبه ها باید پخ شوند. دلیل این امر نیز به دلیل افزایش کیفیت محصول نهایی است. این فرآیند تاثیر بسزایی در فرآیند جوشکاری اولیه خواهد داشت.

برای تولید لوله جوش 3 مرحله به شرح زیر وجود دارد:

آماده سازی لبه
شکل دادن یا شکل دادن
جوش لبه
مشخصات کیفی لوله های درزدار شامل ظاهر سطحی، استحکام، ابعاد، مقاومت فیزیکی لبه و ... می باشد که مقادیر آنها در تعیین کیفیت نهایی بسیار مهم است.

کاربردهای لوله سیاه

لوله های سیاه به دلیل استحکام بالا به طور گسترده در مناطق مختلف برای انتقال و توزیع گاز (به ویژه لوله های کم کربن سیاه ERW)، آب، روغن و بخار پرفشار به ویژه در مراکزی که از سیم کشی برق محافظت می کنند، استفاده می شود.

علاوه بر این به دلیل عدم وجود تعمیرات خاص، کاربرد فراوانی دارند. از لوله های آب بندی شده در ساخت انواع قوطی پروفیل، ساخت سازه های فلزی، انتقال مایعات و ... استفاده می شود و برخلاف لوله های بدون درز بیشتر برای تولید مخازن فشار قوی در پالایشگاه ها، نیروگاه ها و ... استفاده می شود.

به طور کلی و در یک دسته بندی جامع، کاربرد لوله های فولادی سیاه شامل موارد زیر است:

کاربرد در صنایع پتروشیمی و حمل و نقل سیالات
ساخت و ساز
کاربرد در معادن و سازه های فولادی
لازم به ذکر است که اگرچه از لوله های فولادی سیاه رنگ برای انتقال مایعاتی مانند آب استفاده می شود. اما هرگز نمی توان از آنها برای انتقال آب آشامیدنی استفاده کرد.