انجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X12920251122Investigating the effective parameters on surface roughness and material removal rate in milling of hybrid aluminum matrix compositesبررسی پارامترهای مؤثر بر کیفیت سطح و نرخ براده برداری در فرزکاری کامپوزیت زمینه آلومینیومی هیبریدی11222749210.22034/ijme.2025.523438.2084FAوحیدطهماسبیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران0000-0001-7212-4019امیرحسینغریبدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران0009-0009-3588-2692محمدحافظباقیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران0009-0002-6459-9158Journal Article20250514<span lang="EN-GB">In recent years, due to the increasing demand from various industries such as military, aerospace, and automotive for materials with high strength-to-weight ratios, the use of metal matrix composites, particularly aluminum matrix composites, has significantly increased. Machining to achieve high dimensional accuracy is an integral part of the production process for products made with aluminum matrix composites. Due to the presence of reinforcing materials such as silicon carbide, machining these materials always faces many challenges. Therefore, studying the effective parameters on machining aluminum matrix composites is essential. In this study, using a systematic approach including statistical modeling and experimental testing by response surface methodology and extracting regression equations, the effect of spindle speed, feed rate, depth of cut, and percentage of reinforcing particles on surface roughness and material removal rate during milling of AL7075/SiC/Gr hybrid aluminum composite has been thoroughly investigated. Based on the studies conducted, it can be acknowledged that the results show that by increasing the feed rate, the material removal rate and surface quality improve. Also, increasing the cutting speed leads to a decrease in surface roughness due to the presence of graphite particles and an increase in the material removal rate. Also, the best combination of values was found to simultaneously minimize surface roughness and maximize material removal rate. The best combination of parameters is: spindle speed of 1000 rpm, feed rate of 0.0539 mm/rev, depth of cut of 1.267 mm, and 10% reinforcing particles of silicon carbide and graphite.</span><span dir="RTL" lang="AR-SA">امروزه به علت نیاز روزافزون صنایع مختلف نظامی، هوافضا، خودروسازی و... به مواد با نسبت استحکام به وزن بالا، استفاده از مواد کامپوزیت پایه فلزی، بهخصوص کامپوزیتهای پایه آلومینیومی بهصورت چشمگیری افزایش یافته است. ماشینکاری جهت نیل به دقت ابعادی بالا جزء جداییناپذیر فرآیند تولید محصولات ساختهشده با کامپوزیتهای پایه آلومینیومی میباشد. به دلیل وجود ماده تقویتکننده همچون کاربید سیلیسیوم و... ماشینکاری این دسته از مواد همواره با چالشهای فراوانی روبهرو میگردد. لذا مطالعه پارامترهای مؤثر بر ماشینکاری کامپوزیتهای پایه آلومینیومی امری ضروری میباشد. در این مطالعه با بهرهگیری از یک مطالعه روشمند شامل مدلسازی آماری و آزمایش تجربی به روش سطح پاسخ و استخراج معادلات رگرسیون اثر سرعت دوران اسپیندل، نرخ تغذیه ،عمق برش و درصد ذرات تقویت کننده بر روی زبری سطح، نرخ براده برداری در هنگام فرزکاری کامپوزیت هیبریدی با پایه آلومینیوم 7075 و ذرات تقویت کننده سیلیسیم کارباید و گرافیت مورد بررسی دقیق قرار گرفته است.بر اساس مطالعات صورت پذیرفته میتوان اذعان نمود نتایج نشان میدهد که با افزایش نرخ تغذیه، نرخ برادهبرداری و کیفیت سطح بهبود مییابد. همچنین افزایش سرعت برشی منجر به کاهش زبری سطح به دلیل حضور ذرات گرافیت و افزایش نرخ برادهبرداری میشود. همچنین بهترین ترکیب از مقادیر برای به حداقل رساندن همزمان زبری سطح و به حداکثر رساندن نرخ براده برداری و پیدا شد. بهترین ترکیب پارامترها عبارتاند از: سرعت اسپیندل 1000 دور بر دقیقه، نرخ پیشروی 0539/0 میلیمتر بر دور، عمق برش 267/1 میلیمتر و 10% ذرات تقویت کننده ی کاربید سیلیسیم و گرافیت است.</span>https://www.iranjme.ir/article_227492_aa90f54bd940f5dc92177bf2aaee768c.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X12920251122Effect of applying filters on the visual accuracy of parts produced by volumetric additive manufacturingتأثیر اعمال فیلتر بر روی دقت قطعات ساختهشده به روش ساخت افزایشی حجمی132422749310.22034/ijme.2025.529713.2094FAمحمدمهدیغفاریگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران0009-0009-5091-6256امیرحسینبهروشگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران0000-0003-3089-5709امیدکردیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران0000-0003-1618-1806محمد علییوسفیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران0009-0000-5418-7681احمدرضاطهماسبیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران0009-0008-6330-8105Journal Article20250709<span lang="EN-GB">In this study, the volumetric additive manufacturing (VAM) process is examined with a focus on the development of a fabrication device and programming for part production using this method. As an innovative technology, VAM addresses several limitations of other additive manufacturing techniques, such as long production times and the anisotropic properties of fabricated components. This study investigates the role of equipment and the impact of applying filters in various configurations on the final quality of components during the Radon-based image processing and fabrication process. The results indicate that the application of filters significantly improves the quality and dimensional accuracy of the produced components. Additionally, a comprehensive MATLAB-based programming solution has been developed to convert three-dimensional models designed using CAD software into playable videos suitable for VAM-based fabrication. The finalized code integrates a user-friendly graphical interface to enhance accessibility and ease of use. Overall, this approach provides a novel pathway for the rapid and precise fabrication of complex components, enabling efficient production within shorter timeframes.</span><span dir="RTL" lang="AR-SA">در این پژوهش، فرایند ساخت افزایشی حجمی با تمرکز بر ساخت دستگاه و برنامهنویسی برای تولید قطعات با این روش بررسیشده است. ساخت افزایشی حجمی بهعنوان یک فناوری نوین، برخی از مشکلات روشهای ساخت افزایشی دیگر نظیر زمان بالای تولید و خواص ناهمسانگرد بودن قطعات ساختهشده به روش ساخت افزایشی را برطرف میسازد. در این مطالعه، نقش تجهیزات و تأثیر اعمال فیلتر در حالتهای مختلف بر کیفیت نهایی قطعات در فرایند پردازش و ساخت تصاویر رادون گیری شده موردبررسی قرار گرفته است، نتایج بررسی این پارامتر نشان میدهد که استفاده از فیلترها تأثیر چشمگیری در بهبود کیفیت و دقت قطعات تولیدشده دارد همچنین، یک کدنویسی جامع در نرمافزار متلب برای تبدیل فایلهای سهبعدی طراحیشده توسط نرمافزارهای مدلسازی سهبعدی به ویدئوهای قابلپخش جهت ساخت قطعات با روش ساخت افزایشی حجمی طراحیشده که در نهایت کد نهایی نوشتهشده جهت استفاده بهصورت گرافیکی برای کاربری آسانتر ارائهشده است. بهطورکلی میتوان گفت این روش مسیری نوین برای تولید قطعات در زمان بسیار کوتاه نسبت به روشهای مشابه را فراهم میآورد.</span>https://www.iranjme.ir/article_227493_cab1a291b89220740b1eb40b9003e596.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X12920251122Experimental investigation of tool wear and surface quality in ultrasonic-assisted drilling of grey cast ironبررسی تجربی سایش ابزار و کیفیت سطح در سوراخکاری چدن خاکستری به کمک امواج فراصوت253322757710.22034/ijme.2025.522954.2083FAامین الهمحمدیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران0000-0002-7886-7363محمد رضادهقانیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران0009-0007-2077-9962عباسقائیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران0000-0002-7326-9807Journal Article20250511<span lang="EN-GB">Traditional drilling of hard and brittle materials, including grey cast iron, causes excessive tool wear and reduced drill life due to the presence of abrasive carbide and silicon particles in its structure, resulting in reduced hole accuracy and quality. This research aims to improve surface quality and increase drill life in drilling grey cast iron. Using advanced and modern methods in traditional machining processes can improve machining conditions. In this article, the effect of using ultrasonic vibrations on grey cast iron drilling has been studied. First, the design and analysis of the vibrating tool were carried out using Abaqus software, and after manufacturing the ultrasonic vibrating set, it was installed on the computer numerical control milling machine. Experimental results show that the use of ultrasonic waves has reduced tool wear by 30% and improved its life, while also increasing the quality of the hole surface by 20% and improving the roundness of the hole in gray cast iron drilling operations.</span><span dir="RTL" lang="AR-SA">سوراخکاری سنتی مواد سخت و شکننده از جمله چدنهای خاکستری به دلیل وجود ذرات ساینده کاربیدی و سیلیکونی در ساختار آن، موجب سایش زیاد ابزار و کاهش عمر مته شده و در نتیجه دقت و کیفیت سوراخ نیز افت پیدا میکند. هدف از این تحقیق، بهبود کیفیت سطح و افزایش عمر ابزار مته در سوراخکاری چدن خاکستری است. استفاده از روشهای پیشرفته و نوین در فرایندهای ماشینکاری سنتی میتواند باعث بهبود شرایط ماشینکاری شود. در این مقاله اثر استفاده از ارتعاشات فراصوت بر سوراخکاری چدن خاکستری مورد مطالعه قرارگرفته است. ابتدا طراحی و تحلیل ابزار ارتعاشی به کمک نرمافزار آباکوس انجام شده و پس از ساخت، مجموعه ارتعاشی فراصوت بر روی ماشین فرز کنترل عددی نصب گردیده است. نتایج تجربی نشان میدهند که استفاده از امواج فراصوت موجب کاهش سایش ابزار تا 30 درصد و بهبود نسبی عمر آن شده و همچنین باعث افزایش کیفیت سطح سوراخ تا 20 درصد و بهبود گردی سوراخ در عملیات سوراخکاری چدن خاکستری شده است.</span>https://www.iranjme.ir/article_227577_0828bcbc274195098295249d4a05cd1d.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X12920251122Investigating the effect of horizontal ultrasonic amplitude on a aluminum workpiece strength in refill friction stir spot weldingبررسی تاثیر امواج فراصوتی افقی براستحکام قطعه کاردر جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطه ای مجدد پرکن344123466410.22034/ijme.2025.529981.2095FAاسماعیلپوراسماعیلدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران0000-0002-2189-4555مسعودمحمودیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران0000-0002-7446-6140سید محمدجعفریدانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران0000-0002-9741-2655Journal Article20250612<span>Refill Friction Stir Spot Welding (RFSSW) is a subset of friction stir welding. The term "refill" is added to this method due to its ability to eliminate the keyhole defect left behind by conventional friction stir spot welding. The core idea of the present research is to investigate how the application of horizontal ultrasonic vibrations to the refill friction stir spot welding process enhances the mechanical and microstructural properties of 6061-T6 aluminum alloy. To achieve this, a test setup consisting of an RFSSW welding unit and ultrasonic equipment was prepared. The specimens were made from 1-mm-thick 6061-T6 aluminum alloy sheets. The input variables, including ultrasonic waves, rotational speed, and plunge depth, were applied to the 6061-T6 aluminum alloy. The resulting welded samples were evaluated and compared in terms of tensile strength, hardness, and microstructure. The results indicated that increasing ultrasonic power during refill friction stir spot welding led to grain refinement in the weld nugget zone. This refinement contributed to a 23% increase in strength at tool rotational speeds ranging from 1200 to 1400 rpm. However, at a higher rotational speed of 1800 rpm, the strength decreased by 25% due to grain coarsening.</span><span dir="RTL" lang="AR-SA">جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطهای دوباره پُرکن یکی از زیرشاخههای جوشکاری اصطکاکی است. در واقع عبارت دوباره پُرکن به سبب از بین بردن عیب حفره بهجامانده از جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی نقطهای به آن اضافه شده است. ایده اصلی تحقیق حاضر بر این اساس است که چگونه اعمال امواج فراصوتی بهصورت افقی به روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطهای دوباره پُرکن است، باعث بهبود خواص مکانیکی و ریزساختاری آلیاژ آلومینیوم </span><span>6061-T6</span><span dir="RTL"> </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">میگردد. لذا ابتدا یک میز آزمون شامل قسمت جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطهای دوباره پُرکن</span><span lang="AR-SA"> </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">و تجهیزات فراصوت آماده شد. نمونهها نیز از ورقهایی به ضخامت 1 میلیمتر و از جنس آلومینیوم </span><span>6061-T6</span><span dir="RTL"> </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">انتخاب شدند. متغیرهای ورودی شامل امواج صوتی، سرعت دورانی و عمق نفوذ بر روی آلیاژ آلومینیوم </span><span>6061-T6</span><span dir="RTL"> </span><span dir="RTL" lang="AR-SA">اعمال گردید نمونههای جوشکاری بهدستآمده، برای استحکام کششی، سختی و ریزساختاری سنجیده و مقایسه شدند. نتایج نشان داد با افزایش توان فراصوتی همراه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی نقطهای دوباره پر کن در منطقه اختلاط جوشکاری ازنظر ریزساختاری دانهها ریزتر، این امر باعث افزایش استحکام تا 23% در سرعتهای چرخش ابزار از 1200 به 1400 دور در دقیقه میشود و سپس بهطور چشمگیری در سرعت چرخش ابزار 1800 دور در دقیقه، به علت درشت شدن دانهها استحکام تا 25% کاهش مییابد.</span>https://www.iranjme.ir/article_234664_29671d8b9671aabac5a440cb95eb059f.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X12920251122Design and fabrication of a microfluidic system based on chiral liquid crystal and CNC technology for sodium chloride detectionطراحی و ساخت سیستم میکروفلوئیدیک مبتنی بر کریستال مایع کایرال و فناوری CNC برای تشخیص سدیم کلراید425123466510.22034/ijme.2025.537359.2113FAسید مصطفیحسینعلیپوردانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران0000-0001-5206-6819میلاداسفندیارگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران0000-0001-6758-1426حسینرحیمی آسیابرکیگروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملی مهارت، تهران، ایران0000-0002-2851-8413علیبشیری نژاددانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران0000-0001-5206-6819Journal Article20250727<span>This study investigates the application of chiral liquid crystals (CLCs) in microfluidic systems for precise detection of sodium chloride concentrations. Initially, an optical system based on 5CB liquid crystal was designed, consisting of a light source, polarizer, optical microscope, and color change recording equipment. Sodium chloride solutions with different concentrations were manually injected into the liquid crystal using a micropipette, and the color changes were recorded. Although this method was effective in detecting color variations, it faced limitations in portability and practical application due to manual injection and the need for additional optical components. To address these challenges, chiral liquid crystal (CLC) fabricated by mixing 5CB with BDH1305 chiral dopant replaced pure 5CB to enhance sensitivity to concentration changes and eliminate the need for external polarizers. Microfluidic chips were fabricated using a custom-built desktop CNC milling machine, which engraved microchannels with micron precision (200 μm width and 300 μm depth) on PMMA sheets. This device, with its advanced design and precise control, ensured uniform flow of solutions to the CLC reservoir. Recorded images were processed using ImageJ software, and RGB values were extracted for color change analysis. Results demonstrated that the microfluidic-CLC system, owing to the fabrication precision of the CNC device, recorded uniform and accurate color changes and measured sodium chloride concentrations with high accuracy. This innovative system, combining CNC technology and CLC sensing, provides an efficient tool for concentration measurement in medicine, food industry, and environmental sciences, with high potential for future development.</span><span dir="RTL" lang="FA">این مطالعه به بررسی کاربرد کریستالهای مایع کایرال (</span><span>CLC</span><span dir="RTL" lang="FA">) در سیستمهای میکروفلوئیدیک برای تشخیص دقیق غلظتهای سدیم کلراید میپردازد. ابتدا، یک سیستم نوری مبتنی بر کریستال مایع </span><span>5CB</span><span dir="RTL" lang="FA"> طراحی شد که شامل منبع نور، پلاریزر، میکروسکوپ نوری و تجهیزات ثبت تغییرات رنگی بود. محلولهای سدیم کلراید با غلظتهای مختلف بهصورت دستی با میکروپیپت به کریستال مایع تزریق و تغییرات رنگی ثبت گردید. این روش، اگرچه در شناسایی تغییرات رنگی مؤثر بود، اما به دلیل تزریق دستی و نیاز به تجهیزات نوری اضافی، محدودیتهایی در قابلیت حمل و کاربرد عملی داشت. برای رفع این مشکلات، کریستال مایع کایرال (</span><span>CLC</span><span dir="RTL" lang="FA">) با ترکیب </span><span>5CB</span><span dir="RTL" lang="FA"> و ناخالصی کایرال </span><span>BDH1305</span><span dir="RTL"> <span lang="FA">جایگزین </span></span><span>5CB</span><span dir="RTL" lang="FA"> شد تا حساسیت به تغییرات غلظت افزایش یافته و نیاز به پلاریزرهای خارجی حذف گردد. چیپهای میکروفلوئیدیک با استفاده از دستگاه فرز رومیزی </span><span>CNC</span><span dir="RTL"> <span lang="FA">سفارشی ساخته شدند که میکروکانالهایی با دقت میکرونی (عرض ۲۰۰ میکرومتر و عمق ۳۰۰ میکرومتر) روی ورقهای </span></span><span>PMMA</span><span dir="RTL"> <span lang="FA">حکاکی نمود. این دستگاه با طراحی پیشرفته و کنترل دقیق، جریان یکنواخت محلولها را به مخزن </span></span><span>CLC</span><span dir="RTL"> <span lang="FA">تضمین کرد. تصاویر ثبتشده با نرمافزار </span></span><span>ImageJ</span><span dir="RTL"> <span lang="FA">پردازش و مقادیر </span></span><span>RGB</span><span dir="RTL"> <span lang="FA">برای تحلیل تغییرات رنگی استخراج گردید. نتایج نشان داد که سیستم میکروفلوئیدیک مبتنی بر کریستال مایع کایرال، بهلطف دقت تولیدی دستگاه </span></span><span>CNC</span><span dir="RTL" lang="FA">، تغییرات رنگی یکنواخت و دقیقی را ثبت کرده و غلظتهای سدیم کلراید را با دقت بالا اندازهگیری مینماید. این سیستم نوآورانه، با ترکیب فناوری </span><span>CNC</span><span dir="RTL"> <span lang="FA">و حسگری </span></span><span>CLC</span><span dir="RTL" lang="FA">، ابزاری کارآمد برای اندازهگیری غلظت در پزشکی، صنایع غذایی و علوم زیستمحیطی ارائه میدهد و پتانسیل بالایی برای توسعه آینده دارد.</span>https://www.iranjme.ir/article_234665_f4bc3b38a4e181bdc42b735de8f3e02d.pdfانجمن مهندسی ساخت و تولید ایرانمهندسی ساخت و تولید ایران2476-504X12920251122Experimental and numerical investigation of the turn-milling process on 1.7225 steelبررسی تجربی و عددی فرایند فرز-تراش بر روی فولاد 1.7225526624285610.22034/ijme.2026.537602.2114FAرضاصائبی راددانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، اصفهان، ایرانسعیدامینیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، اصفهان، ایران0000-0003-4650-707Xرضامهدیپوردانشکده مهندسی مکاتیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران1200-2200-3552-4223Journal Article20250728<span>Turn-milling is a hybrid machining process that combines turning and milling operations, in which both the tool and the workpiece rotate simultaneously. This configuration provides high flexibility for machining curved and complex surfaces. The present study investigates, through both experimental tests and numerical simulations, the influence of key independent machining parameters—namely, workpiece rotational speed, tool rotational speed, and tool feed rate—on cutting responses such as cutting forces and specific cutting energy. The results indicate that increasing the tool feed rate leads to higher cutting force components and lower specific cutting energy. Experimental findings show that tripling the tool feed rate increases the machining force by approximately 2.3 times and reduces specific cutting energy by about 27%. Numerical simulations performed in ABAQUS predict a 2.7-fold increase in machining force and a 4% reduction in specific cutting energy for a similar threefold increase in the tool feed rate.</span><span dir="RTL" lang="FA">فرز</span><span dir="RTL" lang="FA">–</span><span dir="RTL" lang="FA">تراش یک فرایند ماشینکاری ترکیبی است که بهطور همزمان از دو عملیات تراشکاری و فرزکاری بهره میبرد، بهگونهای که ابزار و قطعهکار همزمان دوران میکنند. این ویژگی امکان ماشینکاری قطعات حجیم و دارای سطوح منحنی و پیچیده را فراهم میسازد. هدف مطالعه حاضر، بررسی تجربی و عددی اثر تغییر پارامترهای مستقل ماشینکاری شامل سرعت دورانی قطعهکار، سرعت دورانی ابزار و نرخ پیشروی ابزار بر پارامترهای وابسته همچون نیروهای برشی و انرژی مخصوص تراش است. شبیهسازی عددی فرایند در محیط نرم-افزار آباکوس انجام شد و نتایج آن با دادههای تجربی برای صحتسنجی مورد مقایسه قرار گرفت. یافتهها نشان میدهد که افزایش نرخ پیشروی ابزار باعث افزایش مؤلفههای نیروی برشی و کاهش انرژی مخصوص تراش میشود. بر اساس آزمونهای تجربی، افزایش سهبرابری نرخ پیشروی ابزار موجب افزایش حدود 3/2 برابری نیروی برایند ماشینکاری و کاهش حدود 27 درصدی انرژی مخصوص تراش میشود. نتایج شبیهسازی عددی نیز افزایش 7/2 برابری نیروی برایند و کاهش 4 درصدی انرژی مخصوص تراش را در پی افزایش مشابه نرخ پیشروی ابزار نشان میدهد.</span>https://www.iranjme.ir/article_242856_031837d0a55028232dd03654099f5f34.pdf