اختصاصی بسپار/ چندسازه‌‌ها (کامپوزیت ها) و گشایش افق های جدید برای فرآیندکاران تزریق پلاستیک

بسپار/ ایران پلیمر پیشرفت‌‌‌های مواد چندسازه (composite) گرمانرم و دستگاه‌‌های جدید، می‌توانند ابزاری برای صاحبان دستگاه‌‌های قالب‌گیری تزریقی برای رقابت با فلزات و ساخت قطعات ساختاری پیچیده در حجم‌‌های زیاد فراهم کنند. در این مقاله پیشرفت‌‌ها در این حوزه آورده شده است.

اهمیت چندسازه‌‌های گرمانرم به عنوان مواد ساخت و ساز و تولید با دارا بودن استحکام زیاد و وزن کم، در تعدادی از صنایع، به ویژه بخش خودرو، هم‌‌چنان در حال افزایش می‌‌باشد. برای واقعیت ‌‌بخشیدن به تولید با این پلاستیک‌‌های نوآورانه، سازندگان دستگاه‌‌های قالب‌‌گیری تزریقی راه‌‌های جدیدی برای استفاده از این مواد پیچیده در تولید پیوسته پیدا کرده‌‌اند. چندسازه‌‌های گرمانرم نه تنها جایگزین مواد ساخت و ساز مرسوم و منتخب مانند فولاد و آلومینیوم می‌‌شوند، بلکه به دلیل زمان چرخه تولید کوتاه‌‌تر و بهبود قابلیت بازیافت، مزایای قابل توجهی نسبت به چندسازه‌‌های گرماسخت دارند.

چندسازه‌‌های گرمانرم برای سبک‌‌سازی زیست‌‌پایدار (sustainable) در صنایع مختلف از حمل و نقل گرفته تا ورزش و فراغت (leisure) نقش اساسی دارند. شرکت Engel در نمایشگاه و همایش Lightweight Future Day 2021، تعدادی از نوآوری‌‌هایی را که در آن‌‌ها چندسازه‌‌های گرمانرم، الزامات سبک‌‌سازی را برآورده می‌‌کنند و در عین حال تولید پیوسته را نیز تسریع می‌‌کنند، ارایه کرد. به‌‌عنوان مثال، شرکت Brose که از تامین‌‌کنندگان قطعات صنعت خودرو می‌‌باشد، پیشرفت‌‌هایی را در مورد محصول درب خودرو گزارش داد. نماینده این شرکت گفت که شرکت Brose از طریق ترکیبی هوشمند از مواد، موفق به تولید یک سامانه درب خودرو شده است که استانداردهای جدیدی را در طراحی با وزن کم، کاربردی و انعطاف‌‌پذیر ارایه می‌‌دهد. در مقایسه با محصولات از جنس فولاد، کاهش وزن 5 کیلوگرمی و 40 درصد از وزن کل با حفظ همان استانداردهای ایمنی تصادف به‌‌دست آمد. این کار با ضخامت دیواره‌‌ای معادل با فقط 6/0 میلی‌‌متر امکان‌‌پذیر شد. از سال 2018 تاکنون سالانه یک میلیون پودمان (modules) درب ساخته‌‌شده از پلاستیک‌‌های گرمانرم تقویت‌‌شده با الیاف (ورق گرمانرم) برای شرکت Ford تامین شده است. هم‌‌چنین شرکت Brose نسل بعدی سامانه‌‌های درب را با یک جز (element) ساختاری جدید تولید کرده است که باعث کاهش وزن بیشتر در هر درب خودرو می‌‌شود.

شرکت FACC، متخصص در ساخت قطعات با وزن کم برای صنعت هواپیماسازی، از چندسازه‌‌های گرمانرم استفاده می‌‌کند. این شرکت کابین‌‌های (بدنه اصلی) هواپیماهای سرنشین‌‌دار و پهپادهای (drone) بدون سرنشین مورد استفاده در ترافیک هوایی شهری را با حجم تولید 5000 تا 30000 قطعه در سال تولید می‌‌کند. این ارقام به‌‌طور قابل توجهی بیشتر از اعداد تولید قطعات برای هواپیماهای بزرگ‌‌تر است که حدود 1000 دستگاه در سال می‌‌باشد. به دلیل زمان پخت طولانی، گرماسخت‌‌هایی که عمدتا در ساخت هواپیما تا به امروز استفاده می‌‌شدند، قادر به برآورده‌‌ کردن زمان‌‌های چرخه کوتاه مورد نیاز در این کاربرد نیستند.

هم‌‌چنین قابلیت بازیافت گرمانرم‌‌ها باعث زیست‌‌پایداری بیشتر آن‌‌ها در مقایسه با مواد چندسازه از الیاف گرماسخت می‌‌شود. شریک مدیریت شرکت Forward Engineering، خاطر نشان کرد که اتحادیه اروپا به دنبال تبدیل اقتصاد چرخشی به عنوان بخشی از قرارداد سبز (Green Deal) (طی این قرارداد؛ اتحادیه اروپا از طریق به کار‌‌گیری سیاست‌‌های سخت (جاه‌‌طلبانه) در داخل  این اتحادیه و همکاری نزدیک با شرکای بین‌‌المللی با تغییرات آب و هوایی مبارزه می‌‌کند، مترجم) خود است. او گفت اکنون زمان مناسبی است که در تولید محصول از تفکر خطی به تفکر چرخشی تغییر جهت داده شود و فرایند بازیافت در مراحل اولیه طراحی محصول درنظر گرفته شود. به عنوان بخشی از یک مطالعه، این شرکت ردپای  CO₂را در تولید پدال ترمز برپایه گرمانرم‌‌های اولیه، مواد پایه‌‌زیستی و گرمانرم‌‌های بازیافتی مقایسه کرد. پتانسیل صرفه‌‌جویی در استفاده از گرمانرم‌‌ها با محتوای بازیافتی قابل توجه بود.

با توجه به اهمیت روزافزون گرمانرم‌‌ها در سبک‌‌سازی، شرکت Engel در سال‌‌های اخیر در توسعه بیشتر فناوری‌‌ها و سامانه‌‌های فراورش چندسازه‌‌های گرمانرم سرمایه‌‌گذاری کرده است. مهندس توسعه فرایند چندسازه‌‌های شرکت Engel، در ارایه خود گفت، این شرکت اولین شرکتی است که قادر به ارایه یک سلول تولید (cell) کاملا یکپارچه گردیده است که با لایه‌‌چینی نوارهای تک‌‌جهته (UD-tape laying) شروع می‌‌شود و با روقالب‌‌گیری (overmoulding) در یک فرایند قالب‌‌گیری تزریقی به پایان می‌‌رسد (شکل1).

برگردان: مهندس پدرام ملائکه

[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 241 ماهنامه بسپار که در نیمه آبان ماه 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.