انجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X111220250219Detection and measurement of warping in FDM additive manufacturing process using artificial intelligence and machine visionتشخیص و اندازهگیری تاب خوردگی در فرایند ساخت افزایشی FDM با استفاده از هوش مصنوعی و بینایی ماشین11521231010.22034/ijme.2024.479491.2011FAعلیمقامفردانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایرانمحمدشهبازیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران0000-0001-9479-6756رامینهاشمیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران0000-0001-8369-0390Journal Article20240923The Fused Deposition Modeling (FDM) additive manufacturing process faces challenges such as structural defects during part fabrication. Timely detection of these defects can prevent material and time waste and, in some cases, enable process correction. This study presents an innovative approach for detecting and measuring warping defects in parts using artificial intelligence and machine vision. The proposed method allows defect detection with any type of camera (e.g., smartphone, laptop camera) under natural, non-engineered conditions in real-time. Furthermore, this approach is extendable to the detection of other visual defects.Initially, deep learning classification networks, such as VGG and Xception, were employed for defect detection. Traditional algorithms like Canny and HSV were subsequently used to measure the degree of warping. Based on the results, the process evolved toward greater reliance on intelligent methods, enabling defect detection and mask generation entirely through artificial intelligence. Ultimately, leveraging the OpenCV library and the YOLOv8 algorithm, the proposed system achieved a detection accuracy of 99% at a 0.5 threshold and an average accuracy of 0.78 in the 0.95–0.5 threshold range.To enhance the process's usability, a web-based application was developed using HTML and the Streamlit library, facilitating easier access to the system. This research represents a significant step toward integrating intelligent technologies for improving the quality of additive manufacturing processes.فرایند ساخت افزایشی با روش مدلسازی رسوب ذوبشونده (FDM) در ساخت قطعات با چالشهایی از جمله بروز عیوب ساختاری مواجه است. شناسایی به موقع این عیوب میتواند از هدر رفت مواد و زمان جلوگیری کرده و در برخی موارد امکان اصلاح فرایند تولید را فراهم کند. در این پژوهش، یک رویکرد نوآورانه برای تشخیص و اندازهگیری تابخوردگی قطعات با استفاده از هوش مصنوعی و بینایی ماشین ارائه شده است. این روش قابلیت تشخیص عارضه تاب را با استفاده از هر نوع دوربین (دوربین گوشی هوشمند، لپتاپ و غیره) در شرایط طبیعی و غیرمهندسی به صورت برخط دارا است و همچنین قابلیت تعمیم برای تشخیص سایر عیوب بصری را نیز دارد. درگام نخست، از شبکههای یادگیری عمیق نظیر VGG و Xception برای شناسایی عیب استفاده و در مراحل بعد، از الگوریتمهای کلاسیک مانند Canny و HSV برای اندازهگیری میزان تاب بهره گرفته شد. با تحلیل نتایج، فرایند به سمت بهرهگیری بیشتر از روشهای هوشمند هدایت شد، به گونهای که تشخیص عیوب و ایجاد ماسک قطعات به طور کامل توسط هوش مصنوعی انجام گرفت. در نهایت، با استفاده از کتابخانهOpenCV و الگوریتم YOLOv8، دقت تشخیص ۹۹ درصد در آستانه ۰.۵ و میانگین دقت 0.78 در بازه آستانه 0.5 تا 0.95 به دست آمد. به منظور افزایش کاربردپذیری این فرایند، یک برنامه تحت وب با استفاده از زبان HTML و کتابخانه Streamlit توسعه داده شد که امکان بهره برداری آسانتر از سیستم را فراهم میکند. این پژوهش گامیمؤثر در توسعه فناوریهای هوشمند برای بهبود کیفیت ساخت افزایشی محسوب میشود.https://www.iranjme.ir/article_212310_03d80ba5666a60694f4680826bb1274a.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X111220250219Investigating the effect of sodium dodecyl sulfate on microhardness changes of nickel-alumina composite coatings and pure nickel coatingsبررسی تاثیر سدیم دودسیل سولفات بر تغییرات ریزسختی پوششهای کامپوزیتی نیکل آلومینا و پوششهای نیکلی خالص162421310910.22034/ijme.2025.478764.2008FAصادقمیرزامحمدیگروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران0000-0001-8860-4762سید محمدجسمانیگروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایرانعباسعباسیانگروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران0000-0003-4813-7973Journal Article20240915Fabrication of practical composite coatings by electroplating method requires obtaining suitable methods to increase their micro hardness. Based on this, the aim of this research was to investigate and compare the effect of sodium dodecyl sulfate (SDS) on composite plating and micro hardness properties of nickel-alumina composite coatings and pure nickel coatings. The Watt bath was determined as the electrolyte of the electroplating bath. The combination of Sodium dodecyl sulfate with different concentrations of 50 mg/l to 300 mg/l was used as an additive for the Watt’s bath. Increasing the concentration of SDS in the bath up to 200mg/l caused an increase in the content of particles from 1.8 to 5% by weight. The micro hardness of nickel and pure nickel composite coatings was evaluated by a Vickers micro hardness tester. Changing the concentration of SDS from 50mg/l to 150mg/l due to the increase in the content of reinforcement particles in the coating caused an increase in micro hardness from 260Hv to 510Hv. Increasing the concentration of SDS from 150mg/l to 200mg/l caused a decrease in micro hardness from 510Hv to 460Hv despite the increase in the content of reinforcement particles in the coating. Increasing SDS from 150mg/l to 200mg/l caused an 11% decrease in the micro hardness of the pure nickel coating. Because, excessive increase of this additive causes the formation of carbonaceous materials and embrittlement of the nickel substrate. Based on the obtained results, it can be concluded that the optimal value of SDS concentration in the water bath to improve the micro hardness of nickel-alumina composite coatings is between 100mg/l and 150mg/l.ساخت پوششهای کامپوزیتی کاربردی به وسیله روش آبکاری الکتریکی نیازمند دستیابی به روشهای مناسب جهت افزایش ریزسختی آنها میباشد. بر این اساس، هدف این تحقیق بررسی و مقایسه تاثیر سدیم دودسیل سولفات (SDS) بر آبکاری کامپوزیتی و خواص ریزسختی پوششهای کامپوزیتی نیکل آلومینا و پوششهای نیکلی خالص قرار داده شد. جهت آبکاری پوششها از نمونههای فولادی استفاده شد. حمام وات به عنوان الکترولیت وان آبکاری تعیین گردید. از ترکیب سدیم دو دسیل سولفات با غلظتهای مختلف 50mg/l تا 300mg/l به عنوان افزودنی حمام وات استفاده شد. افزایش غلظت SDS در حمام تا 200mg/l سبب افزایش محتوای ذرات از 8/1 تا 5 درصد وزنی شد. ریزسختی پوششهای کامپوزیتی زمینه نیکلی و نیکلی خالص به وسیله یک دستگاه ریزسختی سنج ویکرز ارزیابی شد. تغییر غلظت SDS از 50mg/l تا 150mg/l به دلیل افزایش محتوای ذرات تقویت کننده در پوشش، سبب افزایش ریزسختی از 260Hv تا 510Hv شد. افزایش مقدار غلظت SDS از 150mg/l تا 200mg/l علی رغم افزایش محتوای ذرات تقویت کننده در پوشش، سبب کاهش ریزسختی از 510Hv تا 460Hv شد. بدین ترتیب که افزایش SDS از 150mg/l به 200mg/l باعث کاهش 11 درصدی در ریزسختی پوشش نیکلی خالص شد. زیرا، افزایش بیش از حد این افزودنی سبب ایجاد مواد کربن دار و تردی زمینه نیکلی می شود. بر اساس نتایج بهدستآمده میتوان نتیجه گرفت، مقدار بهینه غلظت SDS در حمام وات جهت بهبود ریزسختی پوششهای کامپوزیتی نیکل آلومینا بین 100mg/l تا 150mg/l میباشد.https://www.iranjme.ir/article_213109_f81dd6345d8910b839c2fd7b575cd0e7.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X111220250219The effect of alumina addition on the mechanical properties and microstructure of aluminum matrix composite reinforced with multi-walled carbon nanotubesاثر افزودن آلومینا بر خواص مکانیکی و ریزساختار کامپوزیت زمینه آلومینیوم تقویت شده با نانولولههای کربنی چند دیواره253421361210.22034/ijme.2025.492621.2034FAحسیننصیریگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایرانمحمدمراد شیخیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایرانحیدررمضانیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران0009-0001-1369-7797سروشپرویزیگروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران0000-0002-1394-4145زهراعلیرضائیگروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایرانJournal Article20241212Aluminum matrix composites (AMCs) are among the most common metal matrix composites (MMCs), widely utilized in major industries such as automotive and aerospace. Selecting suitable reinforcements to improve the mechanical properties of these composites is highly valuable for industrial applications. In the present study, the effect of adding alumina in 0, 1, and 3 wt% to an AMC reinforced with 1 wt% multi-walled carbon nanotubes was investigated. Initially, the primary powders were mixed using a planetary ball milling method for 2 hours with a ball-to-powder ratio of 10:1. The resulting powder mixtures were subjected to hydraulic pressing at 150 MPa to achieve initial strength, followed by sintering at 530°C for 45 minutes. According to scanning electron microscopy (SEM) images, the dispersion of reinforcements in the composite matrix was nearly uniform, demonstrating the suitability of the selected milling method and duration. Based on the results of mechanical property tests, the alumina-free sample exhibited a hardness of 24.3 Brinell and a wear coefficient of 0.410. In comparison, the sample containing 3 wt% alumina achieved a hardness of 30.6 Brinell and a wear coefficient of 0.332, representing a 26% increase in hardness and a 19% reduction in the wear coefficient. These improvements in properties can be attributed to the intrinsic hardness of alumina, the uniform dispersion of reinforcements in the matrix, and the synergistic effect of the reinforcements.کامپوزیتهای زمینه آلومینیومی از متداولترین کامپوزیتهای زمینه فلزی هستند که در صنایع مهمی چون خودروسازی و هوافضا بسیار مورد استفاده قرار میگیرند. انتخاب تقویتکننده مناسب به این کامپوزیتها که افزایش خواص مکانیکی را به همراه داشته باشد برای صنعت بسیار ارزشمند است. در پژوهش حاضر، اثر افزودن آلومینا در درصدهای وزنی 0، 1 و 3 به کامپوزیت زمینه آلومینیومی تقویت شده با 1 درصد وزنی نانولولههای کربنی چند دیواره، مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا پودرهای اولیه با استفاده از روش آسیاکاری سیارهای به مدت 2 ساعت و نسبت گلوله به پودر 10:1 با یکدیگر ترکیب شدند. ترکیبات پودری حاصل، برای رسیدن به یک استحکام اولیه تحت فشار پرس هیدرولیک (150 مگاپاسگال) قرار گرفتند، سپس دمای 530 درجه سانتیگراد به مدت زمان 45 دقیقه تفجوشی شدند. طبق تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراکندگی تقویتکنندهها در زمینه کامپوزیت تقریباً یکسان بود که نشان از انتخاب روش و زمان مناسب آسیاکاری دارد. براساس نتایج آزمونهای خواص مکانیکی، نمونه فاقد سرامیک آلومینا دارای سختی 24.3 برینل و ضریب سایش 0.410 بود. در مقایسه، نمونهای که حاوی 3 درصد وزنی آلومینا بود، به سختی 30.6 برینل و ضریب سایش 0.332 رسید. یعنی سختی 26 درصد افزایش و ضریب سایش 19 درصد کاهش داشته است. این بهبود خواص را میتوان نتیجه سختی ذاتی سرامیک آلومینا، پراکندگی خوب تقویتکنندهها در زمینه و همچنین اثر همافزایی تقویتکنندهها دانست.https://www.iranjme.ir/article_213612_a27a9c7a4b2b4ac7716ae7a7ae33b4a0.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X111220250219Experimental analysis of the material removal rate in localized electrolysis of austenitic stainless steel in (NaCl-NaNO3) electrolyte solutionsتحلیل تجربی نرخ برداشت ماده در الکترولیز موضعی فولاد زنگ نزن آستنیتی در محلولهای الکترولیت حاوی نیترات و کلراید سدیم354221413610.22034/ijme.2025.488207.2026FAسهیلاحیدریگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایرانمحمد مصطفیمحمدیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران0000-0001-5970-2937لیلاقلمچیگروه شیمی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایرانJournal Article20241111Increasing the material removal rate in machining processes is of great importance. On the other hand, considering the complex nature of localized electrolysis, conducting systematic experimental studies using experimental design methods is of great help in analyzing such processes. In this paper, the localized electrolysis process of austenitic stainless steel AISI304 has been studied. The electrolyte used is a mixture of sodium nitrate and sodium chloride. Using the central composite design in response surface methodology, the necessary experiments have been designed to analyze the effects of sodium nitrate and sodium chloride concentrations along with machining gap and Ph of the electrolyte on the material removal rate. This experimental study has evaluated the interaction of the effects of electrolyte pH and inter-electrode gap on the output parameters. Also, the RSM optimization method has been explored to determine the essential criteria for achieving the optimal response for material removal rate of the machining. The maximum material removal rate may be achieved when the machining gap is minimum and the concentration of NaCl is 55.96 g/l.افزایش نرخ برداشت ماده در فرایندهای ماشینکاری الکتروشیمیایی مبتنی بر الکترولیز از اهمیت بسزایی برخوردار است. از طرفی با توجه به طبیعت پیچیده فرایند الکترولیز موضعی، انجام مطالعات سیستماتیک تجربی به کمک روشهای طراحی آزمایش کمک شایانی به تحلیل این گونه فرایندها مینماید. در این مقاله فرایند الکترولیز موضعی فولادهای زنگ نزن آستنیتی 304 مورد مطالعه قرار گرفته است. الکترولیت مورد استفاده ترکیبی از نیترات سدیم و کلراید سدیم است. با استفاده از روش مرکب مرکزی در روش سطح پاسخ، آزمایشهای لازم برای تحلیل اثرات پارامترهای الکترولیت در کنار دهانه ماشینکاری روی نرخ برداشت ماده طراحی شده است. این مطالعه تجربی برهمکنش اثرات پیهاش الکترولیت و دهانه ماشینکاری را بر نرخ برداشت ماده مورد ارزیابی قرار داده است. از طرفی با استفاده از روش سطح پاسخ، شرایط لازم برای بدست آوردن پاسخ بهینه برای نرخ برداشت ماده بررسی شده است. نتایج نشان داده است که نرخ برداشت ماده بیشینه زمانی بدست میآید که مقدار اندازه دهانه ماشینکاری کمینه بوده و مقدار غلظت کلرید سدیم 55.96 گرم بر لیتر باشد.<br />کلیدواژگانhttps://www.iranjme.ir/article_214136_028cc92d2f9718cdb4df1b4e40e0a9af.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X111220250219Analysis of the cylindrical shell reinforced by the carbon nanotubes under the asymmetric internal pressureتحلیل پوستهی استوانهای تقویت شده با نانو لولههای کربنی تحت فشار داخلی نامتقارن436321449610.22034/ijme.2025.475719.2002FAمحمدعلیکاظمیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران0000-0001-8612-5864محمدنجاتیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایرانسید سجادجعفریگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران0000-0002-9155-592XJournal Article20240913In this paper, stress and bending analysis of the cylindrical shell reinforced by the carbon nanotubes under the asymmetric internal pressure have been investigated. In fact, internal pressure is applied asymmetrically under the various environmental angle around the length of the cylinder. The equations governed the motion of the cylindrical shell under the asymmetric internal pressure are derived based on the improved theory. The governing differential equations is solved using the extended quadrature differential numerical method. For the verification of the equations and solution method, the obtained results have been compared with the results based on the ABAQUS finite difference software and good correlation has been observed. Finally, the effects of different parameters such as different boundary conditions at the both cylinder’s ends, the angle of the loading pressure, the variations in longitudinal, environmental and radial displacements as well as types of normal and shear stresses are studied. The results showed that with the increase of the loading angle of 30, 60 and 90 degrees respectively, the longitudinal displacement changes have decreased. The results showed that these changes are more for radial displacement than for axial displacement. In the boundary conditions of support-support, the change process is the same with the increase of the loading angle for radial and axial displacement. Axial displacement changes for simple-simple boundary conditions for load application angles of 60 and 90 degrees indicate a decrease up to 0.3 length and then an increase. Radial and axial displacement changes were investigated for slenderness ratio coefficients 1 to 3. The results showed that changing the loading angle has no significant effect on the shear stress.در این مقاله تحلیل تنش و خمش پوستهی استوانهای تقویت شده توسط نانولولههای کربنی که تحت فشار داخلی نامتقارن قرار دارند بررسی شده است. در واقع، فشار داخلی به صورت نامتقارن تحت زاویههای مختلف محیطی در سراسر طول استوانه به آن اعمال میشود. معادلات حاکم بر حرکت پوسته استوانهای تحت فشار داخلی نامتقارن، توسط تئوری بهبود یافته استخراج شده است. معادلات دیفرانسیلی حاکم به کمک روش عددی دیفرانسیل کوادریچر تعمیم یافته حل گردیده است. به منظور اعتبارسنجی روابط و روش حل نتایج بدست آمده با نتایج حل اجزاء محدود نرمافزار تجاری اباکوس مقایسه و مطابقت مناسبی بین نتایج مشاهده شد. در نهایت اثر پارامترهای مختلف مانند شرایط مرزی متفاوت در هر دو انتهای استوانه، زاویهی اعمال بارگذاری فشاری، تغییرات جابجایی طولی، محیطی و شعاعی و همچنین انواع تنشهای نرمال و برشی بررسی شده است. نتایج نشان داد با افزایش زاویه اعمال بارگذاری به ترتیب ۳۰، ۶۰ و ۹۰ درجه تغییرات جابجایی طولی کاهش یافته است. نتایج نشان داد این تغییرات برای جابجایی شعاعی نسبت به جابجایی محوری بیشتر است. در شرایط مرزی تکیه گاهی گیردار-گیردار روند تغییرات با افزایش زاویه اعمال بارگذاری برای جابجایی شعاعی و محوری یکسان است. تغییرات جابجایی محوری برای شرائط مرزی ساده-ساده برای زوایای اعمال بار ۶۰ و ۹۰ درجه حاکی از کاهش تا طول 0.3 و سپس افزایش است. تغییرات جابجایی شعاعی و محوری برای ضرایب لاغری ۱ تا ۳ مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد تغییر زاویه اعمال بارگذاری روی تنش برشی تأثیر محسوسی ندارد.https://www.iranjme.ir/article_214496_9e748670adba774b4fe4bb5181b8f2f2.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X111220250219Temperature and surface quality investigation in orthogonal machining of cortical bone using response surface method and sensitivity analysisبررسی دما و کیفیت سطح در ماشینکاری متعامد استخوان کورتیکال با استفاده از روش سطح پاسخ و تحلیل حساسیت647821453510.22034/ijme.2025.477672.2007FAمهدیقاسمیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران0009-0001-6215-5281وحیدطهماسبیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران0000-0001-7212-4019پرهامکارخانهگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایرانمحمدحسیناسلامیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران0009-0009-7567-971XJournal Article20240920The cutting temperature and surface quality of machined bone are two significant factors influencing bone machining during orthopedic surgeries such as fracture repair, joint replacement, and dental procedures. An increase in process temperature beyond a certain threshold can lead to thermal necrosis (cell death) and, consequently, tissue damage. Conversely, inadequate surface quality can result in asymmetric bone penetration into the prosthetic joint, leading to loosening of the implant. Orthogonal cutting is utilized as a foundational method for other machining processes in this study. The estimation of temperature performance and surface quality in the orthogonal machining of bone is derived based on tool linear velocity, cutting depth, and rake angle. Furthermore, the optimization of process responses and the interactions affecting them are examined. To quantitatively assess the impact of the results, the Sobol sensitivity analysis method is employed. The findings indicate that the minimum optimal temperature occurs at a tool speed of 140 mm/s, a rake angle of 9.7 degrees, and a cutting depth of 0.1 mm, with cutting aligned to the bone structure yielding a minimum temperature of 17.9 degrees Celsius. The minimum optimal surface roughness is achieved at a tool speed of 275 mm/s, a rake angle of 9.6 degrees, and a cutting depth of 0.1 mm, also aligned with the bone structure, resulting in a surface roughness of 1.07 micrometers. The obtained results can be applied in the investigation and analysis of other machining processes in orthopedics (such as drilling and milling).دمای برش و کیفیت سطح ماشینکاری شده دو عامل تأثیرگذار در ماشینکاری استخوان حین جراحیهای ارتوپدی مانند شکستگی، تعویض مفصل و دندانپزشکی است. بالا رفتن دمای فرایند از مقداری مشخص، نکروز حرارتی (مرگ سلولی) و در نتیجه آسیبدیدن بافت را به همراه دارد. از سوی دیگر عدم کیفیت سطح مطلوب منجر به نفوذ نامتقارن استخوان درون مفصل مصنوعی و شل شدن آن میشود. برش متعامد بهعنوان پایه دیگر فرایندهای ماشینکاری در این پژوهش مورد استفاده واقع شده است. تخمین عملکرد دما و کیفیت سطح در ماشینکاری متعامد استخوان برحسب سرعت خطی ابزار، عمق برش و زاویه براده استخراج میشود. همچنین بهینهسازی پاسخ فرایند و برهمکنشهای مؤثر بر آن بررسی میشود. جهت بررسی تأثیر کمی نتایج از روش تحلیل حساسیت سوبل استفاده شده است. نتایج نشان میدهد حداقل دمای بهینه، با سرعت ابزار 140 میلیمتر بر ثانیه، زاویه براده 9.7 درجه و عمق برش 0.1 میلیمتر و برش در راستای بافت استخوان و مقدار کمینه دما برابر با 17.9 درجه سانتیگراد حاصل میشود. حداقل زبری سطح بهینه با سرعت ابزار 275 میلیمتر بر ثانیه، زاویه براده 9.6 درجه و عمق برش 0.1 میلیمتر و برش در راستای بافت استخوان و برابر با 1.07 میکرومتر حاصل میشود. نتایج حاصله میتواند در بررسی و تحلیل دیگر فرایندهای ماشینکاری در ارتوپدی (مانند سوراخکاری و فرزکاری) مورد استفاده واقع شود.https://www.iranjme.ir/article_214535_f1af502749229ec64731540e1e03af66.pdf