بهينه‌سازي رفتار خمشي چندلايه‌هاي كامپوزيتي گرمانرم پلي‌كربنات/شيشه با روش تاگوچي

Optimization of manufacturing process of GlassPolycarbonate thermoplastic laminates using Taguchi method

كامپوزيت‌هاي گرمانرم تقويت شده با الياف به دليل داشتن چقرمگي بالا نسبت به گرماسخت‌ها با اقبال مواجه شده‌اند. در اين ميان پلي‌كربنات به دليل داشتن چگالي پايين، مقاومت گرمايي و ضربه‌اي بالا مورد توجه‌ ويژه‌اي قرار گرفته است. در اين مقاله، اثر پارامترهاي ساخت مانند دما و فشار و همچنين زمان بر خصوصيات مكانيكي چندلايه‌ پلي‌كربنات/شيشه با استفاده از روش تاگوچي بررسي مي‌شود. براي بررسي اثر پارامترهاي مختلف، طراحي آزمايشي با آرايه‌ي متعامد L9 و سه سطح از زمان و فشار و دما به كمك نرم افزار ميني‌تب انجام شد. براي اين منظور، تير‌هاي كامپوزيتي با آرايش [0]8 با روش انباشت لايه‌ها و در دستگاه پرس گرم توليد شدند. آزمايش‌هاي خمش سه‌نقطه‌اي بر اساس استاندارد مربوطه براي ارزيابي مدول الاستيك و استحكام خمشي انجام شد. مقايسه مدول خمشي و استحكام خمشي براي نمونه‌هاي مختلف بررسي و تحليل شد. نتايج نشان داد دماي 215 درجه سانتيگراد، به دليل جلوگيري از تخريب زمينه و همچنين كفايت ويسكوزيته، نسبت به دماهاي ديگر باعث خصوصيات مكانيكي بالاتري مي‌شود. علاوه بر اين بر اساس نتايج، دماي قالب اثر مهم‌تري نسبت به فشار و زمان بر كيفيت ساخت قطعات دارد. مقادير بهينه فاكتورها شامل دما، فشار و زمان براي بدست آوردن بيشترين مدول خمشي و استحكام خمشي بر اساس تحليل نسبت سيگنال به نويز تعيين شد.

Fiber-reinforced thermoplastic composites have drawn much attention due to higher toughness in comparison with thermosets. Polycarbonate is of particular concern because of low weight, high thermal and impact resistance. In this paper, effect of manufacturing parameters such as temperature, pressure and time on mechanical properties of Polycarbonate/Glass laminate is investigated using Taguchi method. In order to evaluate effects of various parameters, an experimental design planned using L9 orthogonal array with three level of time, pressure and temperature with the help of Minitab software. For this, composite beams having arrangement [0]8 were produced in film staking procedure in a hot-pressing apparatus. The 3-points bending tests were carried out to assess manufacturing quality. Comparison of flexural modulus and flexural strength of various specimens were made and the results are commented upon and discussed. Results show that the temperature of 215 Celsius degree results higher mechanical properties than other temperatures because of preventing resin degradation and adequate viscosity. Furthermore, results indicated that the time factor was more significant, than time and pressure, on curing quality. Optimum values of factors such as time, pressure and temperature to achieve higher flexural modulus and flexural strength are determined using analysis of Signal to Noise Ratio