طراحی و ساخت ماشین هایی برای تولید بافتارهای پیچیده
دکتر محمدامين رحيمي‌نيا دانش‌آموخته‌ی دکترای دانشکده مهندسی نساجی-دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «تحليل تجربي و نظري کامپوزيت تقويت‌شده با بافتار لوله‌اي شکل اصلاح‌شده در راستاي محيطي» گفت: بافتار لوله‌اي جزء يکي از رايج‌ترين بافت‌ها در صنعت نساجي است که داراي کاربردهاي فراواني است.
وی افزود: بافتار بريد لوله‌اي داراي قابليت بالايي در راستاي طولي بوده ولي با ضعف عدم ثبات ابعادي در راستاي محيطي روبرو است. از آن‌جايي که استفاده از اين بافتار در کامپوزيت‌هاي لوله‌اي بسيار رايج است، اين ضعف بافتار نیز به ساختار کامپوزيتي لوله‌اي هم منتقل مي‌شود.
به گفته وی، در اين پژوهش در ابتدا امکان‌پذيري توليد بافتار لوله‌اي اصلاح‌شده با بافتار کمکي در راستاي محيطي که بتواند نيروهاي محوري و حلقوي را به عنوان جزء تقويت‌کننده در کامپوزيت لوله‌اي تحمل کند، مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه براي تحليل تجربي و نظري ساختار هندسي بافتار اصلاح‌شده در مقايسه با بافتار پايه، هر دو بافتار توسط نرم‌افزار طراحي شبيه‌سازي شدند.
رحیمی‌نیا گفت: جهت یکسان‌سازی متغیرهای فرعی و یافتن نتیجه‌های دقیق از داده‌ها، نمونه‌هاي شبکه‌اي بافتارها توسط چاپگر سه‌بعدي با استفاده از الگو‌هاي تهيه‌شده توسط نرم‌افزار طراحي، ساخته شدند. دسته‌ي ديگر از نمونه‌هاي چاپ‌شده پس از آغشته‌سازي با رزين، تبديل به کامپوزيت شدند.
این محقق خاطر نشان کرد: آزمايش‌هاي مکانيکي براي بررسي استحکام فشاري محيطي، محاسبه‌ي مدول الاستيسيته حلقوي و انرژي کرنشي بر روي نمونه‌هاي شبکه‌اي چاپ‌شده و کامپوزيت‌هاي حاصل از آنها انجام گرفتند. در ادامه با انتقال الگو‌هاي طراحي‌شده به نرم‌افزار تحليلي، خصوصيت‌هاي مکانيکي بيان‌شده مورد تجزيه‌وتحليل نظري قرار گرفتند. در نهايت نتيجه‌هاي شبيه‌سازي و آزمايش‌هاي تجربي مقايسه شدند که مطابقت خوبي بين آنها مشاهده شد.
در بررسيی های کمی مشخص شد که با اصلاح انجام‌گرفته در ساختمان بافتار شبکه‌اي چاپ‌شده پايه، مدول الاستيسيته در بافتار لوله‌اي اصلاح‌شده 120 برابر نسبت به بافتار پايه و در کامپوزيت‌هاي تقويت‌شده با بافتارها، مدول الاستيسيته در بافتار لوله‌اي اصلاح‌شده 3.5 برابر نسبت به بافتار پايه افزايش يافته‌است.
رحيمی نيا بيان کرد که انرژي کرنشي کل ساختار‌ها در محدوده‌ی 0.005 تا 0.020 مگاپاسکال قرار داشت و ميزان انرژي کرنشي در بافتار چاپ‌شده‌ی لوله‌ای اصلاح‌شده 2 برابر بافتار پایه بود.
وی با اشاره به کاربرد این طرح گفت: با توجه با این که کار رساله در قسمت‌های مختلف به روش‌های متفاوت انجام گرفت، خروجی‌های این رساله می‌تواند در صنایع نساجی، صنایع کامپوزیتی و مصارف پزشکی مورد استفاده قرار گیرد.
رحیمی‌نیا خاطر نشان کرد: بررسی‌های تکمیلی بر روی بافتارها با استفاده از آزمایش‌های مکانیکی دیگر و پیگیری تأمین هزینه برای ساخت دستگاه تولیدکننده‌ی بافتار برید لوله‌ای عرضی در حال انجام است.
وی با اشاره به ویژگی‌های طرح گفت: چندبعدی بودن این کار از مهمترین ویژگی‌های این طرح است. چاپ سه‌بعدی نمونه بافتارهای نساجی، تجزیه‌وتحلیل تجربی و نظری خصوصيت‌هاي مکانیکی بافتارها و کامپوزیت‌های تقویت‌شده با آنها از برجسته‌ترین ویژگی‌های این کار تحقیقاتی است.
وی با بیان اینکه انجام تحقیق با این شيوه و روش تا کنون در داخل و خارج انجام نگرفته است، گفت: در اين تحقيق بر روي ساختمان بافتارها کار شد و در تحلیل ساختارهای چاپ‌شده نتیجه‌هاي خوبی مشابه به بافتارهای نساجی دیده شد.
این محقق گفت: نتیجه‌ي جانبی به‌دست‌آمده از به‌کارگيري این روش این است که چنانچه فردی بافتار جدیدی را طراحی کرد، در ابتدا می‌تواند با استفاده از ساختارهای چاپ‌شده، آن را از نقطه نظرهاي امکان‌پذیری ساخت و خصوصيت‌هاي مکانیکی بررسی کند، سپس به طراحی ماشینی برای تولید آن بافتار بپردازد. این امر باعث کاهش هزینه‌ها در تحقیق و سرعت بخشیدن به کارها خواهد شد.
وی گفت: خرید یک دستگاه چاپگر سه‌بعدی، فیلامنت‌هاي تغذیه‌کننده به آن و رزین پلی‌یورتان برای تولید کامپوزیت‌ها، هزینه‌های صورت‌گرفته در این طرح بود.
دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به کاربردهای پروژه گفت: از جمله کاربردهاي این طرح می‌توان به طراحی و تولید بافتارهای پیچیده به عنوان روکش‌های محافظتی، تقويت‌کننده‌هاي کامپوزيت‌ها و پروتزهای پزشکی اشاره کرد.
به گزارش روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر،استاد راهنمای این پروژه دکتر مسعود لطیفی و استاد مشاور دکتر مجتبی صدیقی از اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده‌اند.
