بهینه سازی پروفایل قالب در فرایند اکستروژن مستقیم به روش تحلیل تختال نموی

شکل هندسی پروفایل قالب از مهمترین پارامترهای طراحی در فرایند اکستروژن است. در گذشته، قالبهای متداول در صنایع اکستروژن، قالبهای مخروطی و نود درجه بودند اما با توجه به وجود مشکلات متعدد در ارتباط با استفاده از این قالبها، تجدیدنظر در شکل هندسی پروفایل قالبها ضروری به نظر می رسد. در تحقیق پیش رو با به کارگیری روش تحلیل تختال توسط یک الگوریتم محاسباتی، قالبی با پروفایل بهینه طراحی شده است. این الگوریتم با در نظر گرفتن اثرات دوگانه "کار زائد" و "اصطکاک" بر فشار اکستروژن و برقراری تعادل بین آن دو، قالبی را پیش بینی می کند که نیروی مورد نیاز برای اکستروژن را حداقل کند. اثر نسبت اکستروژن، ویژگیهای کار سختی ماده و اصطکاک بر روی پروفایل بهینه مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که این دو پارامتر اثر قابل توجهی بر روی شکل قالب بهینهی منحنی شکل خواهد داشت. به عبارت دیگر نتایج نشان داد که برای هر ماده ی مهندسی قالب منحنی شکل بهینه ی ویژه ای وجود خواهد داشت. در نهایت صحت و اعتبار روش پیشنهادی توسط روش آزمایشگاهی و شبیه سازی اجزای محدود مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که قالبهایی که بر مبنای روش پیشنهادی طراحی شده اند از نقطه نظرهای "متالورژیکی" و "ساخت و تولیدی" در قیاس با قالبهای مخروطی متداول بهبود قابل توجهی یافتهاند. به عبارت دیگر این قالبها در مقایسه با قالبهای مخروطی بهینه علاوه بر اینکه دچار سایش کمتری میشوند به مقدار قابل توجهی نیروی اکستروژن را کاهش خواهند داد و تغییر فرم یکنواختتری را در قطعه ایجاد خواهند نمود.