جستجو در تالارهای گفتگو

گسترش سریع کامپوزیت های چوب پلاستیک در سال های ابتدایی دهه ی 90 میلادی شروع شد و کاربری اصلی آن برای تولید الوارهای مقاوم به عوامل جوی بود. این محصول اکنون در انواع محصولات اکستروژنی مانند ریل ها، حصار، زوارها تزیینات داخل خودرو به کار میرود. افزودن چوب به پلاستک باعث کاهش قیمت فرمول، افزایش مدول الاستیسیته (صلبیت) و کاهش ضریب انبساط گرمایی میشود. همه ی این مزایا، یک هزینه دارد و آن مشکل بودن و پیچیدگی اکستروژن این مواد است. چوب تنها الیاف طبیعی مورد استفاده در پلاستک ها نیست ولی پر مصرف ترین است. چوب مورد استفاده در این آمیزه ها ابتدا آسیاب، الک و سپس خشک میشود. برای الوار و کاربردهایی که در کف استفاده میشوند، بافت سطحی قابل قبول و حتی لازم است. برای این کاربردها الک کردن پودر چوب با توری مش 40 تا 60، علاوه بر ایجاد ظاهر مناسب، جریان پذیری خوبی به آمیزه میدهد. برای پروفیل هایی که ظاهر صاف تری لازم دارند، چوب با توری 80 تا 100 الک میشود. ذرات ریزی که از الک 120 میگذرند مطلوب نیستند زیرا جریان پذیری مواد را ضعیف میکنند و اختلاط آنها با پلاستیک نیز مشکل تر است. الیاف چوب وقتی خوب مخلوط نشوند، به صورت نقاط "چوبی" در آمیزه دیده میشوند که هرگاه ذرات ریز آمیزه بیش تر شود و یا اکسترودر توانایی اختلاط کافی نداشته باشد، بروز میکند. پودر چوب بسته به رطوبت محیط، با جذب 8 تا 12 درصد رطوبت به تعادل میرسد. آب باقیمانده در آمیزه، بعد از خروج از قالب، تبخیر شده و باعث باد کردن پروفیل میشود، پس لازم است تا قبل ار خروج آمیزه از اکسترودر، میزان رطوبت چوب را کاهش داد. اکسترودرها میتوانند با داشتن گازگیر عادی یا تحت خلا، بخشی از رطوبت مواد را خارج کنند ولی میزان خروج رطوبت از آمیزه بیش تر توسط نفوذ رطوبت از داخل مواد مذاب به بیرون کنترل میشود. برای اکسترودرهای ناهسوگرد (counter .rotating) بیش ترین سرعت تولید در رطوبت یک درصد و کمتر به دست می آید. در اکسترودرهای همسوگرد، سرعت عوض شدن سطح مذاب در داخل اکسترودر بیشتر است و به همین دلیل رطوبت مواد اولیه را بهتر تحمل میکنند. بهترین میزان رطوبت الیاف چوب در این اکسترودرها 2 تا 4 درصد است. کم کردن رطوبت مواد ورودی به پایین تر از 2 درصد، در عمل باعث افت سرعت تولید میشود زیرا تبخیر آب از سطح پروفیل، خود باعث خنک شدن پروفیل میشود. اکسترودر های ناهمسو گرد و همسو گرد به ترتیب میتوانند مواد با رطوبت بالاتر از 1 و 4 درصد را نیز فرایند کنند ولی سرعت تولید آنها کم میشود. کم کردن سرعت تولید باعث افزایش زمان اقامت مواد در اکسترودر میشود و میزان آلی که میتوان از آمیزه خارج کرد افزایش میباید. اگر میزان رطوبت مواد دو برابر میزان توصیه باشد- یعنی حدود 2 درصد برای ناهمسو گرد و 8 درصد برای همسو گرد- حداکثر حجم تولید نصف میشود. پرو فیل هایی که درصد رطوبت آنها بالا است، دچار حباب های موضعی میشوند و یا در زیر سطح پروفیل، تاول ایجاد میشود. اگر میران رطوبت خیلی زیاد باشد، پوسته ی پروفیل به طور کامل از پروفیل جدا میشود. چوب ترکیب پیچیده ای دارد و اجزای اصلی آن سلولز و لیگنین است. اهمیت دانستن ترکیب چوب از آن جهت است که هر دوی این مواد در دماهای بالای 190 درجه ی سانتیگراد، تخریب میشوند. شکل 1 نتیجه ی آنالیز گرمایی وزنی (TGA) الیاف چوب را نشان میدهد. در این منحنی وزن باقیمانده ی مواد با افزایش دما رسم میشود. افت وزن نمونه یا به دلیل خروج مواد فرار (مانند آب) است یا به دلیل تخریب ماده و تولید مواد فرار که از ماده خارج شده و باعث افت وزن میشود. در نمودار TGA دو مرحله افت وزن دیده میشود: تخریب آب در دمای 25 تا 125 درجه که حدود 6 درصد وزن نمونه است و تخریب سلولز و لیگنین در درمای 190 تا 400 درجه که 74 درصد وزن نمونه را تشکیل میدهد. شکل 2 دامنه ی دمایی مناسب برای خشک کردن چوب، تخریب آهسته و تخریب سریع سلولز و لیگنین را نشان میدهد. مشکلات فرایند چوب در دماهای فرایند پلاستیک با درنظر گرفتن رفتار این ماده در دماهای بالا، قابل توجه است- با توجه به این که دمای مواد مذاب بیشتر پلاستیک هایی که برای چوب پلاستیک ها استفاده میشود بیشتر از 190 درجه ی سانتیگردا است، مشکلات این فرایند بیش از پیش آشکار میشود. دمای فرایندی بیشتر پلاستیک را اگر رو منحنی شکل 2 منطبق کنیم، میبینیم که در ناحیه ی تخریب آهسته قرار میگیرند. این به این معنی است که سازنده پروفیل در حال کار با ماده ای است که اجزای اصلی آن قبل از ورود به قالب، در آستانه ی تخریب دارند. جلوگیری از این تخریب و یا در عمل، کنترل آن، سخت ترین کار در اکستروژن چوب پلاستیک است. مشکلات اصلی که در پروفیل به دلیل تخریب بروز میکند، عبارتند از تاب برداشتن پروفیل و تغییرات ابعادی آن به ویژه در لبه های تیز. شکل 3 منحنی TGA یک تخته ی ام دی اف را نشان میدهد. الیاف چوب مورد استفاده در آن ارزان و در دسترس هستند ولی برای اکستروژن مناسب نیست. دقت کنید که در دمای 150 درجه سانتیگراد، افت وزن زیادی رخ داده است. منبع: ماهنامه صنایع پلاستیک- شماره 283

معرفی: اکسترودر ماشینی است که به آمیزه لاستیکی و پلاستیکی تجزیه شده نیرو واردساخته تا با فشار در انتهای دستگاه از میان یک قالب عبور نموده و محصولی نواری شکل با سطح مقطع خاص تولید نماید. ماشینهای اکسترودر با کاربردهای متنوع بطور گسترده در صنعت لاستیک و پلاستیک مورد استفاده قرار میگیرند. در خط تولید، ماشینهای اکسترودر برای شکل دهی اولیه لاستیک و پلاستیک جهت عملیات بعدی و نیز برای شکل دادن به محصولات نهائی مورد استفاده قرار میگیرند. کلیه این کاربردها باعث می شوند که نیازهای عملی هر کاربرد خاص در ماشین طراحی شود و طیف گسترده طرحهای موجود ماشینهای اکسترودر نیز منعکس کننده همین مطلب است. * محصولات اکسترودری: 1- انواع شلنگها 2- ترد تایر(آج تایر) 3- سایدوال تایر( قسمت کناری رویه ی تایر 4- درزگیرها 5- پروفیلها و نوارها 6- سیمها و کابلها 7- و کلا" تمام محصولاتی که به صورت پیوسته می باشند. تقسیم بندی اکسترودر ها از نظر تغذیه: اکسترودر هایی که از روی دمای مواد مورد تغذیه آنها که برای انجام عملیات ضروری میباشد تفکیک می شوند دو دسته اند: - اکسترودر تغذیه گرم - اکسترودر تغذیه سرد معمولا" تغذیه مورد نیاز برای اکسترودر های گرم که در صنعت لاستیک به کار گرفته شده اند قبلا" طی عملیاتی جداگانه پیش گرم می شوند. در روشهای معمول اکستروژن گرم معمولا از یک میل برای این کار استفاده میشود.اکسترودر های سرد که با استفاده ازیک نوار لاستیکی یا لاستیکهای دانه ای در دمای محیط کار میکند.ثانیا" اکسترودرها را میتوان با توجه به کاربردشان طبقه بندی و تفکیک کرد. بسیاری از کارخانجات ماشینی میخواهند که اگر به اندازه کافی مؤثر نیست حداقل بتواند با موفقیت و بطور صحیح انواع آمیزه ها را با اختلاط متفاوت فرآیند نماید.در اینجا روی به حداقل رساندن زمان تعویض دای و برگرداندن ماشین به وضعیت عملیاتی مناسب و سهولت پاکسازی لازم و کافی برای به حداقل رساندن آلودگی ها ناشی از تغییر کامپاند تأکید می شود. وقتی قرارباشد دستگاهی برای یک مدت طولانی با ترکیبات لاستیکی که دارای خواص روانی و سیلانی محدودی هستند کار کند،مارپیچ سره ودای میتوانند طوری طراحی شوند تا هم میزان خروجی مواد بالا باشد و هم کنترل خوبی از لحاظ ابعاد وجود داشته باشد.همچنین علیرغم تغییرات جزئی در مواد تغذیه می توان قسمت تغذیه و تسمه کشش و نیز سیستم کنترل را طوری انتخاب کرد که کنترل ابعادی مناسب حاصل گردد. تفاوت عمده فیزیکی میان اکسترودرهای سرد وگرم در نسبت طول به قطر مارپیچشان میباشد. برای ماشینهای گرم که قسمت قابل ملاحظه ای انرژی جهت گرم کردن و پلاستیکی کردن مخلوط لاستیک روی میل انجام شده عمل مارپیچ اکسترودر صرفا" انتقال و اعمال فشار میباشد. این باعث میشود که ماشینها کوچک بوده و دارای طولهای مارپیچی بر حسب قطر آنها از 3d تا 5d باشند. علاوه بر عملیات انتقال و فشار بوسیله مارپیچ ، در اکسترودرهای سرد میبایستی مارپیچ بتواند در لاستیک کارهای مکانیکی لازم جهت بالا بردن دما و رسیدن به درجه حرارت مورد نظر را انجام دهد و نرمی مواد هنگام خروج از دای را بوجود آورد.این امر باعث میشود که مارپیچها دارای طولهایی بیشتر در محدوده 9d تا 15d باشندو حتی در بعضی کاربردها ممکن است از مارپیچهایی بزرگتر از این هم استفاده شود. اکسترودر های سرد در حد وسیعی جای انواع گرم را در خطوط تولید گرفته اند. این جایگزینی بیشتر در خطوطی صورت گرفته که با کار دراز مدت و یا دقت در اندازه گیری ابعادی صحیح مورد نظر بوده است این ماشین با پیشرفتهای قابل ملاحظه ای که ناشی از تنوع طرح های توسعه یافته و اطلاع از فنون کار بوده در بدست گرفتن بازار ماشین آلات سهم بسزایی داشتند. - قیف تغذیه : محلی است که آمیزه(مواد) وارد اکسترودر میشود. بسته به نوع تغذیه شکل قیف فرق میکند. دو چیز درمورد قیف تغذیه مهم است: 1- اندازه قیف 2- یکنواختی تغذیه ** تغذیه یکنواخت باعث تولید محصول یکنواخت میشود. -پوسته یا بدنه اکسترودر: یک استوانه فلزی است که مارپیچ را احاطه میکند.در داخل این استوانه حفره هایی تعبیه میشود تا با عبور آب سرد وگرم بتوانیم درجه حرارت اکسترودر را کنترل کنیم. اگر درجه حرارت آمیزه کنترل نشود آمیزه داغ میشود که باعث میشود محصول خروجی به صورت برشته یا سوخته دار خارج شود (یا در اصل اسکورچ شود). -مارپیچ: در یک اکسترودر با تغذیه سرد همچنان که از نامش بر می آید،آمیزه لاستیکی در درجه حرارت محیط تغذیه میشود.خوراک ممکن است بصورت نوار یا دانه باشد مارپیچ باید به مقدار کافی انرژی مکانیکی انتقال دهد تا هم آمیزه نرم شده و هم با فشار عقب برنده دای مقابله نماید. در طراحی مارپیچهای بکار برده شده در اکسترودر با تغذیه سرد ،بررسی های خاص لازم است.برای آنکه خرد شدن(Mastication) به مقدار لازم صورت گیرد باید ارتفاع پره مارپیچ کم و طول مارپیچ زیاد باشد. مارپیچ یک اکسترودر ساده دارای سه قسمت تغذیه ،قسمت انتقالی یا سنجش و قسمت فشرده شدن میباشد. هر قسمت مارپیچ نقش جداگانه ای دارد .قسمت تغذیه،مواد را از قیف تغذیه انتقال میدهد.قسمت انتقالی مواد را حرارت داده،مخلوط مینماید. قسمت فشرده سازی یکنواخت کننده است و فشار لازم برای راندن مواد از درون دای در آن ایجاد میگردد. درون مارپیچ هم کنترل درجه حرارت وجود دارد.داخل مارپیچ مجراهایی تعبیه شده که از داخل آن آب میتواند عبور کند تا کنترل درجه حرارت داشته باشیم. سرعت مارپیچ در دمای اکسترودر تأثیر زیادی دارد در مقدار تغذیه ثابت افزایش سرعت مارپیچ باعث افزایش دمای محصول خروجی از اکسترودر میشود. * سرعت ایده آل در اکسترودرهای مارپیچی: حد سرعتی است که بتواند لاستیک را از تغذیه دریافت و از جمع شدن آن در قیف تغذیه جلوگیری کند. -هد(کلگی): هدف از بکار گیری هد متعادل ساختن و یکنواخت نمودن فشار و انتقال آمیزه به سمت قالب است. شکل هد باید طوری طراحی شود تا بتواند نیازهایی را که لازم است تأمین کند: 1- تأمین حداکثر محصول خروجی بدون هیچ مشکل وبی نظمی 2- جبران تغییر شکل ناشی از خواص بازگشت الاستیک آمیزه 3- حذف نواحی ساکن و ایستا که احتمالا" در مسیر آمیزه ایجاد میشود. -قالب(دای): قالب جسمی است که بر روی کلگی(هد) قرار می گیرد و باعث می شود آمیزه هنگام خروج شکل مورد نظرما را به خود بگیرد.به طور کلی طراحی دای نیاز به مهارت وتجربه فراوان است. [Hidden Content]

استفاده از متالورژي پودر در ساخت کامپوزيت هاي AA6061/SiCP به روش شکلدهي مخلوط جامد - مايع هدف از پژوهش حاضر امکان سنجي ساخت صنعتي کامپوزيت هاي AA6061/SiCP بر مبناي متالورژي پودر توسط فرآيند مخلوط جامد ـ مايع مي باشد. به علت ويژگي هاي منحصر به فرد آلياژ آلومينيم AA6061، کامپوزيت ياد شده کاربردهاي گسترده اي در صنايع هوا - فضا و خودرو پيدا نموده است. در اين پژوهش مخلوطي از 33% پودر SiCP و پودر آلياژ AA6061 براي ساختن کامپوزيت فوق تهيه شد. سپس دستگاه اکسترودي که به سيستم ثبت اطلاعات براي رسم منحني فشار - زمان مجهز بود، رفتار کامپوزيت مذکور را در فاصله بين خطوط ليکوئيدوس و ساليدوس ثبت نمود. در انتها با غوطه ور نمودن نمونه ها در آب، بعد از خنک شدن، با برش مقطع نمونه ها به کمک آزمايش هاي XRD, SEM ، اثر دماي مخلوط نگهداري در محدوده مخلوط مايع - جامد، درصد فاز مايع و زمان نگهداري در کوره بر توزيع ذرات SiCP و اتصال آن با زمينه آلياژي و همين طور ريز ساختار کامپوزيت مورد بررسي و تحليل قرار گرفت. نتايج نشان مي دهد در توليد کامپوزيت هاي ياد شده، عوامل ترموديناميکي و سينتيکي که در تشکيل فاز مضر Al4C3 دخالت دارند، عامل اصلي کاهش خواص اين کامپوزيت بوده و اصلي ترين اين عوامل دماي بالا و زمان نگهداري طولاني فرآيند توليد کامپوزيت مي باشد. بر اين اساس در پژوهش حاضر، مرحله HIP در فرآيندهاي رايج متالورژي پودر، که بسيار هم انرژي بر است حذف شده و با جايگزين نمودن روش شکلدهي مخلوط جامد – مايع، البته در دماي پايين و نزديک به خط ساليدوس، با کاهش دو عامل زمان و دماي فرآيند، مي توان به کامپوزيت هايي با ساختار مطلوب و با انرژي مصرفي بسيار کمتر از روش هاي معمولي متالورژي پودر، دست يافت دانلود