بررسی تاثیر پارامترهای فرایند تولید، بر خواص مکانیکی لوله های پلی اتیلن فلوفرم شده

تغییر شکل به کمک کار سرد یکی از فرایند¬های بنیادی برای ایجاد خواص مکانیکی بالا در پلیمر هست. از شصت سال پیش، کار سرد عمدتاً برای تولید ورق های فلزی و پلیمرها به عنوان یکی از فرایند های شکل دهی کاربرد وسیعی دارد. شکلدهی سرد یک شیوه مفید برای افزایش خواص مکانیکی و دیگر خاصیت ها، با ایجـــاد جهت گیری های بین مولکولی هماهنگ در حین تغییر شکل های صلب گونه¬ی پلیمرهای نیمه کریســتالی می باشد. فلوفرمینگ یا همان اسپینینگ لوله از طریق اکسترود فلز و با روش نقطه دوار انجام می پذیرد. فلوفرمینگ از رابطه حجم ثابت مواد در طول فرآیند پیروی می کند. محدودیت اصلی در اجرای این فرآیند به میزان تحمل ماده در مقابل تغییر شکل پلاستیک در یک گذر بستگی دارد. این تحقیق به منظور بررسی و بهینه سازی اثر پارامترهای فرایند فلوفرمینگ بر روی برخی خواص مکانیکی از قبیل تنش تسلیم، تنش در نقطه شکست، درصد تغییر طول، مقاومت به ضربه و چقرمگی قطعات فلوفرم شده صورت پذیرفت. برای انجام این مطالعه، از یک دستگاه فلوفرمینگ مجهز به یک غلتک، با هدایت طولی و عرضی اتوماتیک استفاده گردید. این دستگاه در واقع یک ماشین تراش مدلc11mt، ساخت ماشین سازی تبریز می باشد که تجهیزات لازم برای تبدیل آن به ماشین فلوفرمینگ معکوس، اعم از غلتکها و مندرل و ... ساخته شده و بر روی آن سوار گردید. پارامترهای فرایند شکل¬دهی فلوفرمینگ شامل درصد کاهش ضخامت، نرخ پیشروی و سرعت چرخشی به عنوان متغیر در نظر گرفته شدند. این سه متغیر در سه سطح کم، متوسط و زیاد بکار برده شدند. آرایه عمودی l9 روش تاگوچی به عنوان طرح آزمایش انتخاب شد. از یک غلتک با هندسه مشخص برای اجرای طرح آزمایش استفاده گردید و آزمایشها انجام شد. مشخصات کششی نمونه ها مثل تنش تسلیم، تنش در نقطه شکست و درصد تغییر طول با دستگاه تست کشش و مشخصه های ضربه ای با دستگاه تست ضربه شارپی اندازه گیری شد. تجزیه و تحلیل واریانس نشان داد که سرعت پیشروی تأثیرگذارترین پارامتر بر تنش تسلیم است. پارامترهای درصد کاهش ضخامت و سرعت چرخشی در رده های بعدی قرار گرفتند. انتخاب سطوح بهینه پارامترها براساس تحلیل "مقادیر متوسط" صورت پذیرفت. ترکیب سطوح بهینه باعث بهبود معنی دار در تنش تسلیم گردید. تجزیه و تحلیل واریانس برای نتایج تنش در نقطه ی شکست نشان داد که درصد کاهش ضخامت تأثیرگذارترین پارامتر بر تنش در نقطه ی شکست است. پارامترهای سرعت پیشروی و سرعت چرخشی در رده های بعدی قرار گرفتند. ترکیب سطوح بهینه برای پارامترهای متغیر، منجر به بهبود معنی دار در تنش نقطه ی شکست گردید. هم چنین تجزیه و تحلیل واریانس نشان می دهد که سرعت چرخشی بیشترین تأثیر را بر درصد تغییر طول، مقاومت به ضربه، انرژی شکست و چقرمگی لوله های پلی اتیلن فلوفرم شده را دارد.