آرشیو مقالات

آرشیو مقالات

دای­ های جدید برای لوله­ های چندلایه

دای­ های جدید برای لوله­ های چندلایه

دوشنبه, 26 فروردین,1398

رتبه بندی این مطلب:
4/3

بسپار/ ایران پلیمر جدیدترین ریژه­ های (دای­ های) لوله چندلایه می­تواند محصولات کاراتر و با انعطاف ­پذیری بیشتری تولید کند، در حالی­که طراحی­ های آتی حتی ممکن است اضافه کردن جز چندلایه ­کن (layer multiplication) را نیز ممکن کند.

یک جزء مهم ساخت لوله چندلایه، ساخت ریژه (tooling) است. چندین گروه­ تحقیقاتی (دانشگاهی و تجاری) ریژه ­هایی ساخته­اند که می­توانند برای طراحی­ های لوله ارتقایافته استفاده شوند.

اخیرا محققان دانشگاه Case Western Reserve در آمریکا نوع جدیدی از ریژه رانشگری (اکستروژن) را ساخته­اند که امکان تولید لوله و نازک­لوله (tube) چندلایه را فراهم می­کند. به گفته محققان در همایش Antec 2018، این ریژه می­تواند ساختارهای لایه­ای از ده­ها تا هزاران لایه با ضخامت چند میلی­متر تا ده­ها نانومتر را تولید کند (شکل 1).

هم­رانشگری چند­لایه ­کنی (Layer multiplication) می­تواند ساختارهای مذابی با تعداد لایه زیاد و ضخامت بسیار کم تولید کند. این روش می­تواند خواصی مانند سدگری (barrier) و استحکام ضربه را افزایش دهد. تا به امروز، این فرایند تا حد زیادی محدود به تولید فیلم­های چندلایه بوده است.

اگر خروجی به شکل النگویی (annular) باشد، این فناوری می­تواند برای بهبود خواص سدگری در لوله­ و نازک­ لوله و یا اسفنج ­پوش کردن لوله برای عایق­کاری استفاده شود.

لوله­ های چندلایه معمولا با استفاده از ریژه­ هایی با چند ورودی (crosshead dies) برای اعمال لایه ­ها به یک ساختار لوله­ ای شکل گرفته (یا تقریبا جامد) ساخته می­شوند.

محققان از یک خط هم­ رانشگری چندلایه، شامل دو رانشگر تک­ ماردان Killion، یک خوراک ­دهنده (feedblock) 9 مجرایی (شکل 2)، ریژه ­های چندلایه­ کن با نسبت منظر زیاد و یک ریژه نازک­ لوله با طراحی سفارشی استفاده کردند. نمونه­های رانشگری شده با میله برنجی از جلوی ریژه بریده شد و قبل از تصویربرداری اجازه داده شد تا در حمام آب سرد شود. در رانشگری­های همراه با چرخش زاویه ­ای، یک عرصه ریژه (die land) النگویی سفارشی طراحی شده همراه با موتور برقی برای کنترل چرخش مورد استفاده قرار گرفت.

طراحی ریژه با رانشگری یک سامانه پلی ­اتیلن کم چگالی Dow 5004I لایه ­ای (با دو رنگ مختلف) با ساختارهای 9، 33 و 129 لایه اعتبارسنجی شد. ریژه به یک جزء چندلایه ­­کن با نسبت منظر زیاد به عنوان رابط (آداپتور) و یک خوراک ­دهنده 9 مجرایی متصل شد. دو ماده مختلف وارد مسیرهای جریان خوراک­ دهنده می­شوند و به زیرجریان­هایی (sub-flow) با 4 یا 5 لایه تقسیم می­شوند. سپس قبل از ترکیب شدن به صورت یک ساختار مذاب چندلایه، این لایه­ ها در هم تداخل می­کنند (intermesh) تا به اندازه درست برسند.

افزایش تعداد لایه­ ها با افزودن تعداد چندلایه­­ کن بیشتر بین خوراک ­دهنده و ریژه نازک ­لوله فراهم می­شود. در مورد 33 لایه، 3 عدد چندلایه ­­کن و در مورد 129 لایه، 5 عدد چندلایه­ ­کن استفاده شده است.

محصول رانشگری شده که به دلیل کمبود تجهیزات پس از فراورش گِرد نبود، با استفاده از میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده تایید کرد که هم­رانشگری چندلایه­­ کنی می­تواند برای هم­رانشگری لوله هم استفاده شود.

دو مسئله اصلی نازک ­لوله لایه ­ای وجود داشت: یکی وجود خطوط جوش بود، جایی­که جریان­های لایه ای برای تشکیل شکل النگویی بهم می­رسند. دیگری ماهیت لایه ­بندی کمی نامنظم نزدیک خطوط جوش بود. این مسایل با ساخت یک عرصه زاویه­ دار جدید که می­تواند بچرخد تا حدی حل شد.

این گروه تحقیقاتی در آینده، استحکام خط جوش را در سامانه های مواد مختلف رانشگری شده با این فناوری مطالعه خواهند کرد.

 

برگردان: دکتر فاطمه خودکار

f.khodkar@gmail.com

 

 

(ادامه دارد...)

 

متن کامل این مقاله را که در شماره 199 ماهنامه بسپار در اردیبهشت ماه منتشر می شود، بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید.

 

 

 

 

 

نوشتن یک نظر

افزودن نظر

x
دی ان ان