بخش عقب اتومبیل یکی از پیچیده ترین اجزای آن است. این بخش نه تنها باید در برابر نیروهای ضربه ای مقاوم باشد، بلکه باید سفتی خود را نیز حفظ کند.
ترجمه: آزاده موحد
در حالت متداول برای رفع این نیازها، بخش خارجی و داخلی در قسمت عقب خوردو را از چند فلز مختلف می سازند و چند جزء تقویت کننده نیز به آن اضافه می کنند. برای حفظ سبکی این بخش می توان از کامپوزیت ها به جای اجزای فلزی استفاده کرد.
به گزارش سرویس ترجمه نساجی امروز، موسسه مهندسی نساجی دانشگاه فنی آخن با همکاری موسسه فناوری های همگرای کربن کره جنوبی موفق شده اند با استفاده از فناوری الیاف غیر مجعد سفارشی، درب سبکی را برای قسمت عقب خودرو طراحی کنند.
به گزارش سرویس ترجمه نساجی امروز، ساختار کشباف و همگن پارچه های غیر مجعد(NCF) متداول منجر به آویزش پذیری یکسان در پارچه و در نهایت تنش برشی زیاد و بروز خطا (شکاف، چین خوردگی) در مناطق هندسی پیچیده و ساده می شود. بنابراین استفاده از فناوری متداول ان سی اف برای تولید اجزای پیچیده متفاوت نه از نظر فنی و نه از نظر اقتصادی منطقی و توجیه پذیر نیست.
پارچه های غیر مجعد یا همان ان سی اف سفارشی، پارچه های ترکیبی چندمحوری هستند که ویژگی های آن ها به طور خاص سازگار با نیازهای کاربردی شان طراحی می شود. برای این که محصول نهایی کاملا مطابق با خواسته های موجود در آید، آویزش پذیری، استحکام و ضخامت ماده اولیه نمونه پیش فرض را می توان تغییر داد. با به کارگیری تقویت کننده ها در بعضی نقاط و ایجاد تغییر در الگوی بافندگی حلقوی تاری می توان به خواسته های مورد نظر دست پیدا کرد. هدف، یکی کردن فرایندهای پایین دستی با فرایند تولید پارچه های چند محوری به منظور کاهش هزینه ها و زمان چرخه است. در ضمن میزان ضایعات را نیز می توان تا حد زیادی کاهش داد.
برای تولید پارچه های غیر مجعد سفارشی، مدول های جدیدی به ماشین بافندگی حلقوی تاری موجود اضافه شده است. این کار امکان تنظیماتی را که در بالا به آن اشاره شد، فراهم می کند.
- برای دستیابی به استحکام و ضخامت بیشتر ماده اولیه از یک مدول برای به کارگیری تقویت کننده ها استفاده می شود. این مدول تقویت کننده های از جنس منسوج را بر روی پارچه قرار می دهد و تقویت کننده ها در طول عملیات بافندگی به طور کامل بر روی پارچه تثبیت می شوند.
- برای تغییر ضخامت ماده اولیه در هنگام چله کشی از یک میله نخ پرکننده که دارای خاصیت تطبیقی است، استفاده می شود. این کار باعث ایجاد سازگاری در صورت تغییر در ضخامت پارچه می شود و در نتیجه مواد تقویت کننده به خوبی و به صورت یکنواخت و با کیفیت درز یکسان بر روی پارچه تثبیت می شوند. برای تنظیم مجدد سیستم و غلبه بر اینرسی نیز از یک سیستم فنر/دمپر استفاده می شود.
- برای تغییر در آویزش پذیری پارچه می توان نوع بخیه، طول بخیه و نسبت سرعت تغذیه نخ به سرعت تولید را در طول فرایند کشبافی تغییر داد.
- در طول فرایند تولید، پارچه به صورت مداوم مورد عملیات برش قرار می گیرد. این کار پس از چله کشی و با استفاده از یک ابزار برش اولتراسونیک انجام می شود. در طول فرایند برش نیز پارچه از طریق یک سیستم خلا در جای خود ثابت می شود.
معرفی فرایند طراحی جدید
طراحی اجزای تشکیل شده از مواد اولیه کامپوزیتی به مراتب پیچیده تر از استفاده از مواد اولیه کلاسیک نظیر فولاد یا آلومینیوم است چون نه تنها شکل آن قسمت بلکه ماده اولیه به کار رفته در آن نیز نیاز به طراحی دارد. علاوه بر آن رابطه نزدیکی بین فناوری های مورد استفاده و خواص مکانیکی به دست آمده برای آن جزء وجود دارد. مراحل طراحی اجزای کامپوزیتی در استانداردها و کتاب های تخصصی مختلف شرح داده شده است که به موجب آن جزییات و فازهای مختلف تولید یک محصول متغیر است. البته به ندرت در محتوا و مراحل کلی روش های شرح داده شده تفاوتی وجود دارد.
برای دستیابی به مزیت هایی که در بالا به آن اشاره شد یک دستورالعمل اصلاح شده از توسعه محصول اجزای کامپوزیتی ارائه شده است. لازمه اصلی این دستورالعمل تاثیرگذاری بر فرایند طراحی موجود و به کارگیری روش های موجود تا حد امکان نیست. شکل 2 تصور کلی از فرایند توسعه محصول اصلاح شده را نشان می دهد.
نگرش اصلی فرایند فوق این است که در فرایند متداول توسعه محصول به پارچه های تقویت کننده موضعی به عنوان یک راه حل نگاه شود. با شروع از مرحله طراحی لمینت های مقدماتی در فرایند رایج توسعه محصول، راهکارها نیز به طور هم زمان به وجود می آیند. در نتیجه روش متداول تولید محصول بدون تغییر باقی می ماند. در اصل این روش فقط برای بررسی پارچه های تقویت کننده موضعی مناسب نیست بلکه می توان آن را برای سایر فرایندهای تولید منسوجات سفارشی نیز به کار گرفت.
مهم ترین نوآوری در رابطه با تمرکز بر راهکارها در تولید منسوجات سفارشی، تولید محور بودن است. اولین قدم در تولید راه حل محور منسوجات سفارشی، پیش انتخاب فناوری است. برای این منظور مناسب بودن یا نبودن تولید قطعه مورد نظر با فناوری های مختلف مورد بررسی قرار می گیرد. بر اساس ویژگی مورد نظر برای ساختار تقویت کننده و ویژگی های کلی مورد نیاز برای جزء مورد نظر، فرایندهایی که به صورت بالقوه مناسب هستند، انتخاب می شوند. پس از آن یک طراحی اولیه لمینت برای فناوری انتخابی منسوج سفارشی آماده سازی می گردد. در شکل 3 روش های این مرحله نشان داده شده است.
نتیجه گیری
نگرش فوق یک راهکار کلیدی برای تولید انبوه و مقرون به صرفه اجزای کامپوزیتی ساختاری می باشد. با این روش امکان تولید پریفرم به عنوان بخشی از فرایند اصلی و از طریق تنظیم ضخامت در محل و اضافه کردن تقویت کننده ها وجود دارد و دیگر نیازی به انجام مراحل اضافی نیست. با تغییر الگوی بافندگی حلقوی تاری در یک نقطه می توان آویزش پذیری را در همان نقطه تغییر داد و آن را بر حسب نیاز تنظیم کرد که باعث می شود مرحله بعدی که فرایند تشکیل مناطق پیچیده قسمت عقب خودرو است، ساده شود و هیچ ایرادی در پریفرم وجود نداشته باشد. علاوه بر آن منسوجات طراحی شده امکان تغییر محصولات در خط را فراهم و فرایند زمان بر و هزینه بر بازسازی ابزار قالب گیری انتقالی رزین(RTM) را حذف می کنند.