اثر شرایط فرآیندی تولید فوم های تزریقی میکروسلولی بر ساختار و خواص فیزیکی و مکانیکی محصول

هدف این تحقیق، بررسی اثر ساختار قطعات فوم میکروسلولی تزریقی و به خصوص اثر تعداد، اندازه و پراکندگی اندازه سلولها بر خواص مکانیکی و فیزیکی قطعات بوده است. با اعمال تغییراتی بر روی سیلندر، ماردون و سیستم کنترل یک دستگاه تزریق معمولی و اضافه نمودن یک شیریکطرفه جهت ورود عامل پف زا و یک نازل مخصوص، امکان تولید قطعات فوم میکروسلولی فراهم گردید. ساختار قطعات متاثر از پارامترهای فرآیند بوده و با تغییر پارامترهای فشار تزریق، حجم تزریق، دمای قالب و هندسه نازل و ثابت نگه داشتن بقیه پارامترها، قطعات فوم میکروسلولی با ساختارهای متفاوت تولیدشده و خواص مکانیکی استحکام خمشی، سختی سطحی، استحکام کششی و مقاومت به ضربه، خواص فیزیکی ضریب هدایت حرارتی و افت صوتی و میزان انقباض قطعات تولیدشده مورد بررسی قرار گرفته اند. ساختار قطعات توسط تصاویر میکروسکوپ الکترونی تهیه شده از مقاطع شکست آنها بررسی شده اند. ترموپلاستیک مورد استفاده abs و عامل پف زا، گاز نیتروژن بوده است. شبیه سازی فرآیند جهت تعیین امکان پرشدن قالب، اندازه سلولها و میزان انقباض قسمتهای مختلف قطعات، انجام گردیده است. نتایج نشان دهنده توانایی تجهیزات طراحی و نصب شده در تولید قطعات سه لایه دارای ساختار فوم بوده و در برخی از شرایط تنظیمی، قطعات دارای ساختار فوم میکروسلولی و توزیع اندازه سلول یکنواخت تولید شده اند. چگالی نسبی، ضخامت پوسته فوم نشده، اندازه سلولها، تعداد سلولها و پراکندگی آنها به میزان زیادی متاثر از پارامترهای تنظیمی بوده و به طور کلی افزایش فشار تزریق و دمای قالب موجب تولید قطعاتی با انبساط بیشتر و ساختار یکنواخت تر گردیده است. افزایش حجم تزریق نیز موجب تولید قطعاتی با اندازه سلول ریزتر، تعداد بیشتر و پراکندگی بیشتر شده است. ضخامت پوسته فوم نشده، بیشترین تاثیر را بر استحکام خمشی و کششی قطعات داشته و قطعات دارای پوسته ضخیم تر استحکام خمشی و کششی بیشتری دارند. ولی مقاومت به ضربه قطعات متاثر از پراکندگی اندازه سلولها (میانگین وزنی توان سوم) می باشد. اکثر قطعات دارای چگالی کمتر (انبساط بیشتر)، سختی سطحی بیشتر و ضریب هدایت حرارتی کمتری دارند. ولی در برخی شرایط، اثر متقابل پوسته فوم نشده و تعداد و اندازه سلولها، موجب تغییر میزان این خواص گردیده است. میزان افت صوتی قطعات فوم شده در فرکانسهای پایین (زیر 400 هرتز) بیشتر و در فرکانسهای بالا کمتر از قطعات فوم نشده می باشد. انقباض قطعات فوم شده علی رغم پر نمودن فقط 80 تا 90 درصد حجم قالب و حذف فشار نگهداری، به علت انبساط مواد، تقریبا" برابر انقباض قطعات فوم شده ای است که با حجم تزریق کامل و اعمال فشار نگهداری تولید شده اند. میزان انقباض این قطعات بین 45/0 تا 75/0 درصد می باشد. میزان انقباض در قسمتهای مختلف قطعات فوم شده تقریبا" یکنواخت بوده که موجب کاهش میزان اعوجاج قطعات می گردد.