تحلیل تجربی ناپایداری جریان خروجی دای در فرآیند اکستروژن کامپوزیت چوب-پلاستیک
چکیده
در این رساله دکتری به بررسی ناپایداری های جریان به وجود آمده در تولید قطعات اکسترودی کامپوزیت چوب-پلاستیک پرداخته شده است. ناپایداری های جریان موجب تولید قطعات با کیفیت سطح نامناسب و نیز کاهش سرعت تولید می شود و مشکلاتی را برای تولید قطعات اکسترودی بوجود می آورد. برای انجام این بررسی از دو نوع پلی پروپیلن و یک نوع پلی اتیلن سنگین برای ساخت ترکیباتی از این کامپوزیت استفاده شد و با انتخاب مقاطع بزرگ پروفیل دایروی، روند تحقیق به مقیاس کار تولید واقعی نزدیک تر گردید. تعداد زیادی نمونه به کمک طراحی آزمایش تولید شده و آزمون های مختلفی در هنگام تولید و پس از تولید روی قطعات انجام گردید. متغیرهای فرآیند اکستروژن شامل درصد چوب، سرعت ماردون، دمای مذاب، قطر دای، نسبت طول دنباله به قطر دای و شاخص جریان پذیری پلیمر بوده و اندازه گیری ها شامل فشار دای و سرعت خروج مواد و آزمون ها شامل زبری سطح قطعات، میزان جذب آب و همچنین dsc (گرماسنجی تفاضلی) و رئولوژی بودند. در ادامه اثر هرکدام از متغیرهای مستقل فرآیند بر روی پارامتر مورد نظر بررسی گردید. با استفاده از برخی از روابط تئوری، پیش بینی فشار دای و نیز تنش برشی روی دیواره بدست آمد که برای پیش بینی کیفیت سطح به عنوان معیاری از ناپایداری جریان استفاده می شود. نتیجه کلی بدست آمده از این بررسی ها این است که در تنش های برشی بزرگ تر از یک مقدار مشخص (در اینجا 0.3 مگا پاسکال) روی دیواره، قطعه خروجی با کیفیت سطح کاملا مطلوب بدست می آید. برای بررسی صحت فرضیه های ارائه شده برای مقاطع دایروی، از یک دای با مقطع مستطیل شکل استفاده شد و به کمک طراحی آزمایش جداگانه، پروفیل هایی تولید و آزمون های کیفیت سطح بر روی قطعات انجام گردید. نتایجی که برای دای با مقطع مستطیلی بدست آمد کاملا با نتایج دای های دایروی همخوانی داشت. پس از انجام همه آزمون ها و بررسی های تئوری مشخص گردید که در تنش برشی روی دیواره بالاتر از 0.3 مگا پاسکال پروفیل های با کیفیت سطح کاملا مطلوب قابل تولید هستند.