جایگاه ویژه تولید قطعات غیرهمجنس/ ساخت بوش‌های دولایه با قالب ترکتریکس چگونه رقم خورد؟

خبرنگار گروه استان‌های خبرگزاری آنا، مجتبی آزادیان- بوش‌های تقویت‌شده دولایه با قالب‌های ترکتریکس توسط محققان دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد ساخته شد. قالب‌های ترکتریکس یکی از انواع قالب‌های کشش عمیق است که در آن از ورقگیر استفاده نمی‌شود.

تکنولوژی ساخت قالب‌های ترکتریکس به‌دلیل وجود منحنی ترکتریکس (Tractrix) در دهانه ماتریس نسبتاً پیچیده است؛ اما به‌دلیل ساختار ساده و تعداد قطعات کمتر در مقایسه با قالب‌های کشش عمیق معمول بیشتر مورد توجه طراحان و قالب‌سازان قرار گرفته است.

ساخت بوش‌های دولایه با استفاده از قالب ترکتریکس برای نخستین‌بار در دنیا توسط تیم تحقیقاتی گروه مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد انجام شده است.

امروزه بوش‌های دولایه در صنایع مختلف کاربرد وسیع پیدا کرده‌اند که ازجمله آنها می‌توان صنایع نظامی، ساخت تجهیزات پزشکی، صنعت خودرو، صنایع هوا و فضا را ذکر کرد. ترکیب دولایه از ورق‌های فلزی با خواص مکانیکی، متالورژیکی و شیمیایی متفاوت می‌تواند خواص منحصربه‌فردی به بوش بدهد.

کاربرد بوش‌های دولایه در صنایع نظامی

بوش با پوسته خارجی مقاوم به سایش و سطوح داخلی با چقرمگی زیاد در صنایع نظامی کاربرد داشته و قابلیت اجرا در ابعاد مختلف را دارد. این طرح فقط محدود به ساخت بوش‌ها نیست. سیلندرهای دولایه گاز CNG (لایه داخلی مقاوم به خوردگی شیمیایی و لایه بیرونی مقاوم به ضربه) نیز از دیگر کاربردهای این طرح است که قابلیت اجرایی‌شدن را در صنعت خودروسازی دارد.

این طرح در سایت اداره ثبت اختراعات آمریکا (USPTO) و سازمان ثبت اختراعات کشور منتشر و ثبت شده و در حال طی مراحل مورد نیاز برای اخذ گرنت نهایی است. طرح ساخت بوش‌های دولایه با استفاده از قالب ترکتریکس مورد تأیید سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران نیز قرار گرفته است.

نتیجه این تحقیقات در پایان‌نامه کارشناسی ارشد علیرضا مردانی با راهنمایی مجید هاشم‌زاده در کتابخانه مرکزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد موجود است.

دانش‌آموخته کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی با گرایش ساخت و تولید واحد نجف‌آباد در پایان‌نامه کارشناسی ارشد خود با عنوان «ساخت بوش‌های دولایه با استفاده از قالب ترکتریکس و تحلیل آن با نرم‌افزار اتوفرم» با تحقیقات فراوان این طرح را کلید زد.

علیرضا مردانی در گفت‌وگو با خبرنگار گروه استان‌های خبرگزاری آنا، درباره این پایان‌نامه اظهار کرد: مشاوره و راهنمایی این پایان‌نامه توسط مجید هاشم‌زاده انجام شد و در این پژوهش، ساخت بوش‌های دولایه با استفاده از قالب ترکتریکس مورد بررسی قرار گرفت.

وی درباره ساختار این نوع بوش عنوان کرد: ساختار آن مشتمل بر یک بوش داخلی بوده که درون یک بوش خارجی پرس شده است. فرآیند ساخت شامل دو مرحله است. ابتدا یک ورق دایره‌ای‌شکل روی سطح بالایی قالبی که دارای الگوی لگاریتمی است و قالب ترکتریکس نامیده می‌شود، قرار می‌گیرد که این قالب فاقد ورق‌گیر است.

دانش‌آموخته کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی با گرایش ساخت و تولید واحد نجف‌آباد ادامه داد: یک عدد بوش داخلی که از قبل تراشکاری شده است، روی سنبه قرار داده می‌شود و سنبه شروع به فشردن ورق دایره‌ای‌شکل به داخل قالب ترکتریکس می‌کند. در حالی که ورق دایره‌ای‌شکل در حال کشیده‌شدن توسط سنبه به درون قالب است، یک بوش خارجی در اطراف بوش داخلی شکل می‌گیرد و بوش دولایه ساخته می‌شود.

مردانی بیان کرد: از آنجایی که مقدار نفوذ مواد در ناحیه تماس لایه‌ها قابل توجه است، بوش‌های دولایه از مقطع برش‌داده شده و مرز دولایه در زیر میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM مشاهده می‌شود. همچنین با استفاده از نرم‌افزار اتوفرم، قالب ترکتریکس آنالیز می‌شود.

این پژوهشگر خاطرنشان کرد: نتایج این پژوهش نشان داد که کشش بوش دولایه با استفاده از قالب ترکتریکس قابل تولید است، فاصله بین دو لایه کشش خورده با میکروسکوپ SEM نیز بررسی شد که در بیشترین حالت در حد میکرومتر و در کمترین حالت یا جذب صورت گرفته یا فاصله بین‌لایه‌ای در حد نانومتر است.

وی تأکید کرد: امروزه با توجه به پیشرفت‌های صورت‌گرفته در علم و ضرورت نیاز به مواد دوجنسی و چندلایه، تولید قطعات غیرهمجنس از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است. قطعات ترکیبی از دو جنس یا بیشتر می‌توانند در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرند، به‌عنوان مثال در جایی که سطح رویه ماده در تماس با ماده خورنده قرار دارد و سطح آن باید بسته به فرآیند دارای چقرمگی مناسب و شکننده نباشد، از دو ماده مختلف با خواص مورد نیاز استفاده می‌شود؛ بنابراین با توجه به کاربردهای مختلف دو ماده متفاوت، می‌توان آنها را در کنار هم قرار داد و در مکان‌های مختلف از کاربردهای دو ماده بهره برد.

این پژوهشگر و مخترع یادآور شد: روش‌ها و فرآیندهای مختلفی برای ساخت و تولید مواد دولایه وجود دارد؛ از روش‌های پوشش‌دهی سطحی مانند روش  CVD که در این روش رسوب‌دهی شیمیایی، بخار پوشش روی ماده مورد نظر می‌نشیند و سطح آن پوشش داده می‌شود؛ البته روش‌های پوشش‌دهی سطحی دیگری هم موجود است.

مردانی اضافه کرد: یکی دیگر از روش‌های تولید مواد دولایه به روش کندوپاشی است. در این روش لایه‌های نازک به روش بمباران پرتویی روی قطعه می‌نشانند. از روش‌های دیگر، فرآیند پالتروژن است، در این فرآیند الیاف از درون حمام پر از رزین عبور کرده و سپس با عبور از قالب قطعه در اندازه‌های مختلف بریده می‌شود. موارد ذکر شده فقط بخشی از روش‌های تولید مواد دو جنسی مختلف است.

وی توضیح داد: روش‌ها و دستورالعمل‌های متعددی برای تولید اینگونه از قطعات وجود دارد که در این پروژه سعی شد از قالبی با منحنی خاص ریاضی، بوش‌های دولایه با جنس‌های مختلف تولید کرد.

انتهای پیام/41034062//