اختصاصی بسپار/ راهنمای کاربردی برای انتخاب پلاستیک‌‌های گرمانرم مهندسی با قابلیت تحمل دمای زیاد

بسپار/ایران پلیمر زمانی که پلاستیک‌‌های گرمانرم (thermoplastic) و گرماسخت (thermoset) مهندسی برای اولین بار برای جایگزینی مواد مرسوم مانند چوب، فلزات یا سرامیک‌‌ها در محصولات مورد استفاده قرار گرفتند، طراحان اغلب قطعه اصلی را با قطعه‌ای با اندازه و شکل مشابه از پلاستیک جایگزین می‌کردند. از آن‌‌جایی که به نیازهای پلاستیک توجهی نمی‌‌شد، این موضوع اغلب منجر به تولید محصولی نامطلوب می‌‌شد که معادل‌‌بودن واژه پلاستیک با ارزان و بد را به دنبال داشت.
بنابراین ضروری است، یک قطعه زمانی که قرار است با پلاستیک ساخته شود، دوباره طراحی شود. این موضوع اغلب مزیتی نیز دارد که می‌‌توان هزینه‌‌ها را با حذف طراحی پیچیده و خارج از چارچوب استاندارد (overdesign) که ممکن است در بخش سنتی وجود داشته باشد کاهش داد. با استفاده از ویژگی‌های قالب‌گیری تزریقی برای توزیع مواد در مناطقی با تنش‌های (stress) کاری زیاد و فاصله‌‌گذاشتن (leave gaps) در مکان‌‌هایی که استحکام کمی مورد نیاز است، می‌‌توان در هزینه‌‌ها صرفه‌‌جویی کرد. این موضوع مقدار مواد استفاده‌‌شده و وزن قطعه تمام‌‌شده را به‌‌حداقل می‌‌رساند.
نمونه‌‌ای از نوآوری که می‌‌تواند از در نظرگرفتن درست و مناسب ویژگی‌‌های پلاستیک در طراحی مجدد آغاز شود؛ استفاده از پلی‌‌اترسولفون (PES) در مدارهای جریان سه‌‌بعدی (three-dimensional) است که نمی‌‌توان آن‌‌ها را از مواد مرسوم ساخت.

رویه انتخاب
شکل 1 نمودار جریان طراحی محصول با استفاده از پلاستیک را نشان می‌‌دهد. انتخاب مواد نباید جدا از روش فراورش یا روشی که محصول نهایی قرار است سرهم‌‌بندی شود، انجام شود. اغلب بهترین پلاستیک گرمانرم برای کاربرد، پلاستیکی نیست که عملکرد مکانیکی ایده‌‌آل داشته باشد، بلکه پلاستیکی است که خواص مکانیکی مناسبی داشته باشد و به راحتی تولید شود.

تعریف عملکرد محصول و فرمول‌‌بندی طرح
از بسیاری جهات، تعریف عملکرد محصول دشوارترین بخش فرایند است، زیرا هرچند که عملکرد قطعه باید درک شود اما شرایط محیطی که قرار است در آن کار کند نیز (شامل محیط‌‌های شیمیایی، الکتریکی، گرمایی، جوی و تنش) باید به‌‌دقت شناخته شود. این موضوع به این دلیل است که مواد پلاستیکی اغلب در محدوده عملکرد یا نزدیک به آن‌‌ها استفاده می‌‌شود.
به‌‌عنوان مثال، جایگزینی یک مخزن مسی با یک مخزن پلاستیکی گرمانرم در یک سامانه آب گرم خانگی را در نظر بگیرید. در چنین سامانه‌‌ای یک دستگاه تنظیم گرما-دماپای (thermostat) دمای آب را کنترل می‌‌کند که به ندرت باید بیش از دمای 70 درجه سلسیوس باشد. با این حال، طرحی که حداکثر دمای 70 درجه سلسیوس را در نظر می‌‌گیرد، طرحی اشتباه خواهد بود، زیرا اگر دماپای خراب شود چه اتفاقی برای چنین مخزن پلاستیکی می‌‌افتد. چنین ملاحظاتی برای مخزن مسی مهم نیست. بنابراین، در این مرحله از طراحی به‌‌راحتی می‌‌توان حذف مواردی را که می‌‌تواند هزینه‌‌بر باشد، انجام داد.
به‌‌منظور تعریف عملکرد محصول (مطابق شکل 1) یک مهندس باید موارد زیر را سوال کند:

برگردان: مهندس پدرام ملائکه
[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 237 ماهنامه بسپار که در نیمه تیرماه 1401 منتشر شده است بخوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.