آنالیز فرایند تولید لوله های جداره نازک از طریق میکرواکستروژن مستقیم و معکوس و بررسی هندسه قالب
چکیده
در تحقیق حاضر لوله های جدار نازک با ضخامت جداره 400 میکرون به روش اکستروژن مستقیم و معکوس تولید و اثر اندازه ضخامت دیواره میکرونی بر فرایند بررسی شده است. پروفیل قالبی بمنظور ایجاد توزیع کرنش یکنواخت، بدست آمد و پس از انجام فرایند توزیع سختی بدست آمده در ناحیه تغییر شکل و نیز خطوط سیلان مشاهده شده با نتایج شبیه سازی فرایند مقایسه شده است. در ادامه بمنظور کاهش توان مصرفی فرایند، پروفیل بهینه کسینوسی شکلی ارائه شد و توانایی این پروفیل در کاهش توان مصرفی از طریق روش حد بالایی و شبیه سازی اجزاء محدود فرایند تایید شد. همچنین یک روش برای محاسبه کرنش کل در هر نقطه از ناحیه تغییر شکل ارائه شده است که با رسم پروفیل سه بعدی، توزیع کرنش در ناحیه تغییر شکل را مشخص می کند. با توجه به اثر شدید اصطکاک در فرایند های میکروفورمینگ، در این تحقیق بمنظور تولید لوله های جدار نازک آلومینیومی با ضخامت دیواره 400 میکرون، فرایند میکرواکستروژن لوله بصورت اکستروژن معکوس طراحی شد. سپس با ارائه یک مدل برای ناحیه تغییر شکل و بدست آوردن میدان سرعت، آنالیز حد بالایی برای فرایند انجام گرفت. با توجه به مدل ارائه شده عمق ناحیه تغییر شکل و نیروی فرایند محاسبه وبا مقادیر بدست آمده از انجام آزمایش و متالوگرافی ناحیه تغییر شکل، مقایسه شد. در ادامه شرایطی که موجب وقوع تمرکز سیلان در اکستروژن معکوس لوله میشود، بررسی شده و شعاع ناحیه وقوع این تمرکز سیلان در تولید لوله هایی با ضخامت دیواره های مختلف محاسبه شد. سپس شبیه سازی فرایند به روش اجزاء محدود با استفاده از نرم افزار تجاری abaqus/cae انجام شد و نتایج حاصل از تخمین عمق ناحیه تغییر شکل و شعاع تمرکز سیلان، با نتایج تحلیل حد بالایی و نتایج آزمایشگاهی مقایسه شدند. درمرحله نهایی این تحقیق، برای داشتن محصولی با خواص مکانیکی مطلوب و کاملا" کنترل شده، پس از بدست آوردن کینتیک تبلور مجدد فرایند، عملیات تابکاری لازم جهت دستیابی به محصول با چقرمگی و استحکام مورد نظر، انجام شد.