آشنایی با مواد لومینوسانس (شب رنگ) با توجه به اینکه امروزه با گذشت زمان با مسئله ی ذخیره انرژی و مواجه شدن با مسئله ی کمبود انرژی برای آینده گان روبرو هستیم، وظیفه ی سازندگان و طراحان، استفاده از منابع انرژی به صورت بهینه می باشد که هدف از این تحقیق تأکید بر استفاده از مواد دوست دار طبیعت در طراحی روشنایی است. منابع زیادی برای تامین انرژی نورانی وجود دارد. از جمله محصولات خورشیدی که با استفاده از صفحات جاذب نور خورشید ساخته می شوند (solar panel) که این صفحات نور خورشید را جذب کرده و با الکتریسیته تبدیل می کنند. همچنین توسط این پنل ها می توان از انرژی خورشید برای عمل فتوسنتز گیاهان استفاده کرد. نورهای شب رنگ به دو روش زیر ساخته می شوند: 1. incandescence =روشنایى سیمابى، نور سفید دادن مانند نورهایی که توسط جریان الکتریسیته تولید می شود. 2. luminescence=به طور کلی این کلمه این گونه معنی می شود: پدیده ی نور افشانی جسمی پس از قرار گرفتن در معرض تابش اشعه شب تابی یک منبع نوری luminescence معمولا از یک منبع نوری incandescence سردتر است. یعنی اتلاف گرما ندارد و این به این علت است که مواد lumiji ghnce از انرژی گرمایی اجسامی که در محیط هستند استفاده می کند و آن را جذب می کنند. این پدیده می تواند مثلا با فعل و انفعال شیمیایی، انرژی الکتریکی، جنبش های درون اتمی یا تنش هایی که روی یک بلور کریستالی هستند اتفاق بیفتد. البته لازم به ذکر است که رنگ مواد luminescence به دما بستگی ندارد. تعدادی از مواد شناخته شده ای که جزو مواد لومینوسانس هستند، عبارتند از: 1. Chemoluminescence نورتابی شیمیایی 2. Bioluminescence لومینوسانس زیستی، زیست تابی مانن کرم های شب تاب 3. Crystalloluminescence یا لومینوسانس بلوری یا کریستالی، شیمی 4. Electroluminescence یا الکترو لومینوسانس، علوم هوایی 5. Cathodoluminescence یا لومینوسانس کاتدی، الکترونیک 6. Mechanoluminescence یا لومینوسانس مکانیکی 7. Triboluminescence لومینوسانس اصطکاکی 8. Fractoluminescence 9. Piezoluminescence لومینوسانس الکتریسیته ای 10. Photoluminescence یا لومینوسانس نوری، الکترونیک 11. Phosphorescence تابندگی فسفری، شب تابی 12. Fluorescence تابندگی مهتابی 13. Radioluminescence یا رادیو لومینوسانس، علوم هوایی 14. Sonoluminescence 15. Thermoluminescence لومینوسانس حرارتی فسفرسانس و فلوئورسانس: شباهت این دو پدیده این است که در آنها یک ماده خاص که به طور عام به آن فسفر گفته می شود پس از قرار گرفتن در مقابل نور مرئی یا غیر مرئی یا حرارت (تحریک شده) این انرژی را در خود ذخیره می کند و سپس آن انرژی را به صورت طیفی از امواج مرئی در طول مدت زمانی منتشر می کند. تفاوت آنها در اختلاف زمانی بین دریافت و تابش یا به عبارت دیگر دوام تابش است. در تابش فلورسانس، زمان تحریک کمتر از 10 به توان 8- ثانیه است، در حالی که در پدیده فسفرسانس، زمان تحریک بیش از 10 به توان 8- ثانیه است. به عبارتی در فسفرسنس تحریک طولانی تر و تشعشع طولانی تری داریم و در فلوئورسنس تحریک کوتاه تر و تشعشع کوتاه تری تری داریم. در فلوئورسانس که نمونه آن نور مهتابی یا صفحه تلویزیون است تابش آنی است و تقریبا بلافاصله بعد از قطع نور تمام می شود. در حالی که در فسفرسانس ماده بعد از قطع نور نیز تا مدتی به تابش ادامه می دهد که مقدار آن بسته به ماده مورد استفاده می تواند از چند ثانیه تا چندین روز طول بکشد. تحریک این ماده ها به گونه های مختلف انجام می شوند: بمباران فوتونی، الکترون ها، یون های مثبت، واکنش های شیمیایی، گرما و گاهی اوقات (مخصوصاً در جانداران) تنش های مکانیکی. راز تابش کرم های شب تاب در پدیده فسفرسانس است. برای ساختن مواد درخشنده در تاریکی باید فسفری وجود داشته باشد که با استفاده از نور معمولی انرژی بگیرد و طول تابش ان زیاد باشد. برای مثال دو فسفری که این ویژگی ها را دارند مثل (Zinc Sulfide) و (Strontium Aluminate). که (Strontium Aluminate) بهتر است. این مواد را معمولا با پلاستیک مخلوط می کنند و مواد درخشنده در تاریکی را می سازند. بعضی مواقع ممکن است شما موادی را ببینید که می درخشند ولی به انرژی احتیاجی ندارند! یکی از آن مثال ها بروی عقربه های ساعت های گران قیمت است. در آنها فسفر با یک عنصر رادیو اکتیو مخلوط شده (مثل رادیوم- Radium) که آن عنصر با انتشار رادیو اکتیو فسفر را مرتبا با انرژی می کند. شرحی از نحوه ی کار لامپ های فلوئورسنت: در این لامپ ها یک تخلیه ی الکتریکی در محیطی از بخار جیوه و یک گاز خنثی (مانند آرگون) انجام می شود. بخار جیوه بر اثر این تخلیه ی انرژی و جذب این انرژی، شروع به تشعشع می کند و طول موج این تشعشع 2537 آنگستروم است که در محدوده ی طیف UV (فرا بنفش) است. از دیگر سوی، دبواره ی داخلی لامپ را با مواد فسفرسنت پوشش می دهند و این مواد توسط اشعه ی UV تحریک شده، نور مرئی تابش می کنند. در دهه ی 1940 این پوشش Zn2SiO4 (سیلیکات زیرکونیم) بود و از Mn به عنوان Activator استفاده می کردند. بعدها یک محلول فسفاتی به صورت Ca5.(PO4)3.(Cl،F).Sb3+ion.Mn2+ion - که Sb3+ion یعنی یون 3 بار مثبت آنتیموان - استفاده شد که Activator ان، Sb (آنتیموان) بود. چه موادی خاصیت تابشی دارند و رنگ نور آنها به چه چیزی بستگی دارد؟ (زمان عملکرد کوتاه) 1 - CaWO4 - بدون Activator - آبی - لامپ آبی 2 - Pb - CaWO4 - آبی کم رنگ - لامپ آبی 3 - Pb - BaSi2O5 - فرا بنفش - لامپ تشعشع طولانی مدت فرابنفش 4 - Mn - Zn2SiO4 - سبز - لامپ سبز 5 - Pb3Mn - CaSiO3 - بین زرد و نارنجی - لامپ رنگی با کیفیت بالا 6 - Mn - Cd2B2O5 - نارنجی / زرد - لامپ ترنر (زمان عملکرد طولانی) 1 - Mn - Zn2SiO4 - زرد سبز - رادار و اسیلوگراف 2 - Pb3Mn - CaSiO3 - نارنجی - رادار 3 - Mn - (Zn،Be).SiO4 - سفید - تلویزیون های دقیق لامپ های فلوئورسانس: مصرف زیاد لامپ های رشته ای و نیز داغ شدن سریع آنها که خرابی زودرس و سوختن لامپ ها را سبب می شد، باعث شد که لامپ هایی با کیفیت و بازده با لایی تولید گردد. این لامپ ها با توان خروجی بالا و نور زیاد، در صد بیشتری از انرژی الکتریکی را به انرژی نورانی تبدیل می کنند. امروزه این لامپ ها تحت عنوان لامپ های مهتابی هستند. ساختمان لامپ: لامپ مهتابی، لوله تخلیه الکتریکی گازی است است که نور آن به شیوه تازه ای افزایش داده شده است و می توان از آن برای روشنایی منازل استفاده نمود. سطح داخلی جدار لامپ با نمک های فلزی فلورسنت یا فسفرسنت مانند تنگستات کلسیم، سولفید روی، سیلیکات روی و... پوشیده شده است. لامپ از بخار جیوه با فشار خیلی کم پر شده است. مکانیزم کار لامپ بدین صورت است که الکترون هایی که از الکترود های گداخته لامپ خارج می شوند با اتم های جیوه داخل لامپ برخورد کرده و باعث تابشی آنها می شود. بخش عمده ای از این تابش، پرتوهای نامرئی فرابنفش می باشد. بخش قابل رویت پرتوهای بخار جیوه در ناحیه سبز و آبی طیف مرئی واقع است که نور ضعیفی را می دهد. نور فرا بنفش با ماده فلورسنت که دیواره لوله از این ماده پوشیده شده، برخورد کرده و موجب خروج نور با طول موج بلند تر و در ناحیه قابل رویت طیف می شود. به عبارت دیگر پوشش داخلی لامپ، پرتوهای نامرئی را به نور مرئی تبدیل می نماید. چون نور لامپ فلورسنت به وسیله ی حرارت ایجاد نمی شود (بلکه در اثر تحریک اتم ها تولید می گردد) از نظر اقتصادی مفید و مقرون به صرفه است. لامپ فلورسنت در سطح وسیع نور تولید می کند و روشنایی مناسبی تامین می کند که سایه های کمی را سبب می شود. اساس کار لامپ های فلورسنت: این لامپ ها از یک لوله بلند با قطر کم ساخته شده اند که سطح داخلی آنها از پودر ماده فلورسنت پوشیده شده است. فلورسنت به موادی گفته می شود که نور را در طول موج دیگری که اغلب مرئی است پس می دهند. حباب این لامپ ها دارای مقدار کمی آرگون و جیوه است. مواد فلورسنت معمول در طول موج حدود 2537/0 میکرون بالاترین بازده تبدیل نور نامرئی به نور مرئی را دارند. این طول موج را می توان به وسیله لامپ جیوه ای با فشار خیلی کم در حدود 004/0 اتمسفر تولید نمود و علت استفاده از جیوه در لامپ های فلور سنت همین است. برای محدود کردن فشار جیوه به مقدار ذکر شده لازم است درجه حرارت جیوه محدود باشد و لذا در طراحی لامپ باید توجه شود که درجه حرارت حباب از حدود 40 تا 45 درجه سانتی گراد تجاوز نکند. به این دلیل است که با توجه به درجه حرارت محیط و توان لامپ باید سطح جانبی حباب را بزرگ اختیار نمود که انتقال حرارت حباب از این حد افزایش نیابد. پودر های فلورسنت مختلفی ساخته شده است که طول موج های مختلفی تولید می کند و با استفاده از این پودرها با نسبت مناسب می توان نور به هر رنگ دلخواه تولید نمود. البته لامپ های فلورسنت چندان هم بی خطر نیست اما دانشمندان براب آن چاره ای اندیشیده اند. معرفی چند نمونه کاربردی از مواد luminescence: این lighting شامل سه جزء است و به وسیله ی اتصال آنها می توان شاخه های درختی استثنایی را ساخت. در ساخت فرم این چراغ محدودیتی در رنگ و اشکال شکل دهی ندارد. در انتهای هر شاخه یک بست کروی شکل وجود دارد که می توان با کمک آن هر شاخه را در جاهای مختلفی با پیچاندن یه هم وصل کرد و اشکال متنوعی ساخت. (طراحی از Michail Komarov) Tea light: طراحان کره ای یک lighting cocept طراحی کردند که شبیه به یک tea bag است. داخل این کیسه مواد فلورسنت وجود دارد که در مقابل ماده ی شیمیایی که داخل فنجان است واکنش نشان می دهد. بنابراین نام مناسبی که برای این concept انتخاب شده است، Tea light است. بعد از اینکه چند بار tea light را داخل محلول تکان می دهیم تصاویر نورانی شروع به نقش بستن می کند و می توان چند بار از آن استفاده کرد و در نهایت می توان درتاریکی لیوانی از نور ساخت. Sparkle sign board: در حقیقت می توان گفت مواد شب تاب در نمایشگر های صنعتی تغییرات اساسی ایجاد کرده است. هر کسی می تواند آن چیزی را که می خواهد روی تابلو بکشد و پاک کند. این تابلو با نورانی بودنش توجه مردم را به خودش جلب کند. این تابلو را می توان با یک مایع شیشه پاک کن تمییز کرد.و کاربردهای متفرقه: نمونه های کاربردی از مواد فسفرسنت: محدودیت انرژی و سوخت های فسیلی انسان ها را وادار کرده تا به منابع دیگری که اقتصادی، کار آمد و نامحدود تر هستند بیاندیشند. برای همین امروزه بعضی از کمپانی ها اقدام به ارائه محصولات فسفرسنت کرده اند. هدف آنها استفاده از انرژی های پنهانی است که در اطراف ما وجود دارد و می توان از آن ها به جای انرژی های سوختی استفاده کرد. بنا بر این حتی در زمینه ی طراحی روشنایی باید به مسئله ی طراحی دوست دار طبیعت دقت کرد. استفاده از این مواد در طراحی روشنایی به طراحان این امکان را می دهد که دست به خلق فضاهایی با ایمنی بالا و فضاهایی که ایجاد حس لذت در مخاطب می کند،بزنند. مثلا اتاق کودکی که سقف آن در شب مانند آسمان می درخشد. نمونه ی دیگر کاربرد این مواد را در سطح شهر دیده اید که در سیستم حمل ونقل در شب برای جلوگیری از خطر های احتمالی، از خطوط شب رنگ راهنما استفاده شده است.
پاسخ : مواد و روش های ساخت (طراحی صنعتی) اریگامی Origami اریگامی یک هنر ژاپنی است که هدف آن آفریدن طرح های جالب از کاغذ با کمک تاهای هندسی است. معنای لغوی این واژه در زبان ژاپنی تا کردن کاغذ است. (اری به معنای تا کردن و گامی به معنای کاغذ). اریگامی از قرن 17 میلادی به صورت قواعد مدون درآمد و در حدود 1900 به صورت امروزی آن شناخته شد. تاریخچه پیدایش اریگامی: اُریگامی (Origami) یا «هنر کاغذ و تا» یکی از کاردستی های محبوب ژاپنی است که امروزه در سراسر جهان طرفداران زیادی دارد. اریگامی فقط از تعداد کمی از تاهای گوناگون استفاده می کند، ولی همین تاها می توانند به روش های گوناگونی ترکیب شوند تا طرح های متفاوتی ایجاد کنند. به طور کلی، این طرح ها با یک برگ کاغذ مربع شکل آغاز می شود، که هر روی آن ممکن است به رنگ متفاوتی باشد و بدون بریدن کاغذ ادامه می یابد. البته بر خلاف باور عمومی، اریگامی های باستانی ژاپن، کمتر سخت گیری روی این قرارداد داشته و گاهی از بریدن کاغذ در هنگام آفریدن طرح (کریگامی) و یا شروع کردن با کاغذهای مستطیل، دایره، و دیگر کاغذهای غیرمربع استفاده می شده است. کاغذ در سال 105 میلادی (حدود 1900 سال قبل) توسط تسایی لون وزیر کشاورزی چینی ها اختراع شد. چند سال بعداز آن بود که تولید کاغذ افزایش یافت و در اختیار توده مردم قرار گرفت. از این زمان بود که هنرتا دادن کاغذ در چین شروع شد. آنها چندین قرن اسرار تولید کاغذ و تادادن آن را نزد خود حفظ نمودند تا بعد به کره و ژاپن راه یافت، در ژاپن بود که کار تا دادن کاغذ کامل تر شد و به صورتی رواج پیدا نمود که جزئی از زندگی مردم گردید، و سال ها بعد از آن بود که به کشورهای اروپایی راه پیدا نمود. در کشورهای اروپایی این هنر با علم مدرن آمیخت. Crane پرنده دریایی سمبل اریگامی است. فواید اریگامی: هماهنگی بین چشم و دست، مهارت در کارهای فکری که نیاز به انجام ترتیب و توالی خاص دارد، مهارت در دقت، افزایش شکیبایی و صبر، افزایش مهارت های خاص جسمانی، افزایش نتیجه گیری های منطقی و ریاضی و... مکان هایی که بر اساس اریگامی ساخته شده اند: ساختمان کتابخانه عمومی شهر سیاتل این یک باکی بال (Buckyball) کروی مانند است که از 360 تا پنج ضلعی زیگ زاگی ساخته شده است. این هم یک باکی بال دیگر است که از 810 پنج ضلعی ساخته شده است. این عکس ها نمونه ای از کارهای پروفسور تام هال است. پروفسور تام هال P.H.D خود را در رشته ریاضی از دانشگاه Rhode Island در سال 1997 گرفت. تز او در فهرست رنگ آمیزی نقشه های هندسی بود. وی در حال حاضر به بررسی ریاضی اریگامی می پردازد.
پاسخ : مواد و روش های ساخت (طراحی صنعتی) روش های مدل سازی سریع Rapid Prototyping امروزه رمز موفقیت شرکت های طراح و سازنده، به روز نمودن به موقع محصولاتشان می باشد. در بازار رقابتی امروز، نیاز به ساخت محصولات جدید و جایگزینی با محصولات موجود به خوبی حس می شود. نمونه سازی سریع اولین و مهم ترین قدم در این راه است. نمونه سازی سریع تکنولوژی نسبتاً جدیدی است که در آن یک نمونه به صورت لایه لایه مستقیماً از روی فایل مدل سه بعدی آن ساخته می شود. در این روش هیچ محدودیتی از نظر شکل هندسی وجود نداشته و نمونه بدون نیاز به هیچ قالب یا ابزاری با سرعت و دقت بسیار بالایی ساخته می شود. کاربرد اصلی نمونه سازی سریع در زمینه طراحی مهندسی در صنایع مختلف به عنوان یکی از زنجیره های طراحی تا تولید محصولات جدید می باشد. پس از طراحی یک محصول، نمونه ای از طرح سریعاً ساخته شده و در اختیار تیم طراحی مهندسی قرار می گیرد تا از جنبه های مختلف مورد ارزیابی قرار گیرد و پس از رفع ایرادات احتمالی و تأیید نهایی طرح، اقدام به تولید انبوه گردد. این تکنولوژی در زمینه ساخت مدل های پزشکی، جواهر آلات، ماکت سازی، هنر و معماری نیز کاربردهای رو به گسترشی دارد. از جمله ی این کاربرد ها می توان این موارد را برشمرد: کاربرد در صنعت: ساخت نمونه قطعات صنعتی در صنایع مختلف نظیر: الکترونیک، خودرو، هوافضا، لوازم خانگی، اسباب بازی و. . . جهت انجام تست های مختلف کاربرد در طراحی صنعتی: ساخت نمونه اولیه از طرح محصول جدید در مراحل مختلف طراحی جهت بررسی از نظر زیبایی، ارگونومی، امکان سنجی تولید، بازار یابی و ... کاربرد در ماکت سازی: ساخت اجزای ماکت های معماری، سازه، صنعتی، تأسیسات، نیروگاه و... در مقیاس های مختلف با هرگونه پیچیدگی و طرافت به صورت یکپارچه کاربرد در جواهر سازی: ساخت مدل های جواهر آلات با دقت و ظرافت بالا و طبق سفارش مشتری جهت استفاده در فرآیندهای ریخته گری کاربرد در هنر و مجسمه سازی: ساخت انواع مجسمه، تندیس و قطعات تزئینی جهت فرآیندهای ریخته گری کاربرد در پزشکی: ساخت مدل بافت های سخت یا نرم، خارج کردن تومور، بازسازی دندان، ترمیم استخوان های شکسته، ساخت پروتزها و ایمپلنت های سفارشی مزایای استراتژیک استفاده از نمونه سازی سریع: - کاهش زمان و هزینه سیکل طراحی تا تولید محصول جدید - افزایش سرعت طراحی محصول جدید و اعمال سریع اصلاحات - عرضه سریع محصولات جدید در بازار رقابتی - امکان بازار یابی محصول جدید قبل از تولید و کاهش ریسک تولید - امکان ساخت نمونه های پیچیده بدون هیچ گونه محدودیت در شکل هندسی - سرعت و راحتی فرآیند - دقت بالای نمونه سازی مقایسه با روش CNC: نمونه سازی سریع راه حلی برای تمام مسائل ساخت نیست. مزیت عمده نمونه سازی سریع در مقایسه با روش CNC امکان ساخت قطعات با هرگونه پیچیدگی شکل هندسی می باشد. روش CNC یک تکنولوژی اقتصادی، رایج و در دسترس می باشد که امکان استفاده از هرنوع مواد در آن وجود دارد. در برخی روش ها دقت نمونه سازی سریع به خوبی روش CNC نیست. دامنه مواد: بسته به فرآیند هر روش، مواد محدودی قابل استفاده می باشند. مواد های گوناگونی با خواص مکانیکی متنوع برای هر روش به سرعت در حال گسترش و عرضه می باشد. دامنه مواد مورد استفاده عبارت است از پلاستیک، فلز، کاغذ، سرامیک اطلاعات ورودی: فرمت های igs، stp، model، catpart و. . . مدل های حجمی: Wire frame Surface، Solid، دسته بندی روش ها: معیارهای مختلفی برای دسته بندی روش های نمونه سازی سریع وجود دارد: دسته بندی بر اساس نوع ماده مورد استفاده: روش هایی که از مایع استفاده می کنند روش هایی که از پودر استفاده می کنند روش هایی که از ماده جامد استفاده می کنند روش های متداول: • SLA یا Stereo Lithography Apparatus • SLS یا Selective Laser Sintering • FDM یا Fused Deposition Modelin • PolyJet یا Polymer Jet Printing • ThermoJet • 3DP یا 3Dimensional Printing • LOM یا Laminated Object Manufacturing مدل سازی سریع به روش SLA: 1- تابش باریکه لیزر روی سطح رزین مایع (فوتو پلیمر) 2- پلیمریزاسیون نوری رزین و جامد شدن لایه 3- چسبیدن لایه ها به یکدیگر به دلیل خاصیت خود چسبندگی مواد 4- ساخت ساپورت مشبک هم زمان از همان ماده مزایای: SLA - اولین روش نمونه سازی سریع (سال 1986) - صافی سطح بالا - دقت بالا (0. 1 mm) - حداقل ضخامت لایه 0. 05 mm - امکان ساخت قطعات بزرگ - امکان استفاده از مواد شفاف - امکان تغییر رنگ محدوده خاصی از قطعه معایب: SLA - خواص مکانیکی نسبتاً ضعیف - سرعت ساخت پایین - نیاز به ساخت ساپورت - کثیفی کار با رزین مایع - پایداری ابعادی کوتاه مدت - نیاز به عملیات تکمیلی در دستگاه (PCA) - قیمت بالای دستگاه - هزینه نسبتاٌ بالای خدمات مدل سازی سریع به روش SLS: 1- پهن شدن یک لایه پودر ترموپلاستیک 2- پیش گرم پودر توسط هیتر تا دمای زیر سینتر شدن 3- تابش باریکه لیزر روی سطح پودر گرم و اعمال توان حرارتی 4- جوش سطحی ذرات پودر (سینتر شدن) 5- بدون نیاز به ساخت ساپورت مزایای SLS: - عدم نیاز به ساپورت - خواص مکانیکی بالا (قطعات عملکردی) - تنوع مواد (پلاستیک - فلز - ماسه) - استفاده از مواد پلی آمید معایب SLS: - صافی سطحی پایین - دقت 0. 2 mm - نیاز به سیکل خنک شدن - عدم توانایی ساخت قطعات ظریف - قیمت بالای دستگاه - هزینه نسبتاً بالای خدمات مدل سازی سریع به روش FDM: 1- تغذیه فیلامنت پلاستیکی به یک نازل 2- گرم شدن نازل و ذوب مواد 3- حرکت نازل در صفحه XY 4- خروج مذاب پلاستیک از نازل 5- سرد شدن مواد و تشکیل لایه 6- ساخت هم زمان ساپورت متراکم مزایای FDM: - استفاده از مواد ABS، پلی کربنات، موم - استفاده به عنوان قطعات عملکردی - حل شدن ساپورت در حلال - پولیش پذیری مناسب - سادگی کار با دستگاه - بی صدا بودن و مناسب محیط اداری معایب: FDM - کیفیت سطحی متوسط - ابعاد کوچک ساخت - نیاز به ساخت ساپورت - سرعت نسبتاً پایین ساخت مدل سازی سریع به روش PolyJet: 1- خروج رزین فوتوپلیمر از هد دستگاه 2- تابش هم زمان نور UV توسط لامپ 3- جامد شدن رزین و تشکیل لایه 4- ساخت هم زمان ساپورت متراکم مزایای PolyJet: - نازک ترین ضخامت لایه (16 میکرون) و صافی سطح عالی - قابلیت ساخت جزئیات و ظرایف قطعات - دقت ساخت 0. 1 mm - ساخت دیواره های نازک با حداقل ضخامت 0. 6 mm - سرعت نسبتاً بالای ساخت - امکان استفاده از مواد شفاف - ساخت قطعات از جنس مشابه ABSو PP معایب PolyJet: - نیاز به ساخت ساپورت - سختی خروج ساپورت - خواص مکانیکی متوسط - هزینه خدمات متوسط - ابعاد کوچک ساخت مدل سازی سریع به روش ThermoJet: 1- خروج موم مذاب از هد دستگاه 2- سرد شدن موم و تشکیل لایه 3- فرز کاری سطح لایه برای رسیدن به ضخامت لایه مورد نظر 4- ساخت هم زمان ساپورت متراکم مزایای ThermoJet: - ساخت مدل مومی جهت ریخته گری دقیق - صافی سطح مناسب - ابعاد دستگاه مناسب محیط اداری معایب ThermoJet: - استحکام ضعیف قطعات مومی - ناپایداری در برابر حرارت - سرعت پایین ساخت - صدای فرز کاری - نیاز به ساخت ساپورت مدل سازی سریع به روش 3DP: 1- پهن شدن یک لایه گچ روی سطح 2- پرینت شدن چسب روی گچ 3- چسبیدن ذرات گچ و تشکیل لایه مزایای 3DP: - عدم نیاز به ساپورت - امکان استفاده از مواد رنگی هم زمان - سرعت ساخت بالا (5 تا 10 برابر سایر روش ها) - هزینه پایین خدمات (25% هزینه سایر روش ها) - بازیافت مواد استفاده نشده معایب 3DP: - استحکام ضعیف قطعات - صافی سطح ضعیف - دقت متوسط - ابعاد کوچک ساخت مدل سازی سریع به روش LOM: 1- لایه گذاری کاغذ چسب دار 2- حرکت غلطک داغ روی کاغذ 3- فعال شدن چسب حرارتی و چسبیدن لایه کاغذ 4- برش مرز های مقطع مربوطه در صفحه XY 5- برش قسمت های اضافی کاغذ به صورت مربعی مزایای LOM: - ظاهر شبه چوب - قابلیت کار با مدل مشابه مدل های چوبی - مناسب برای قطعات حجیم و توپر - مناسب برای مدل های ریخته گری - عدم نیاز به ساپورت معایب LOM: - استحکام ضعیف قطعات - ناپایداری در برابر رطوبت - دقت ابعادی ضعیف - نامناسب برای دیواره های نازک - صافی سطح پایین منبع: برگرفته از سمینار "کارگاه نمونه سازی سریع"، ارائه شده توسط مهندس رضا معینی در دانشگاه علم و صنعت ایران
پاسخ : مواد و روش های ساخت (طراحی صنعتی) استفاده از کامپوزیت های چوب - پلاستیک در صنعت خودرو عدم امکان بازیافت و قیمت بالا، همواره دو معضل عمده گسترش کامپوزیت های پلیمری در دنیا بوده اند، اما امروزه استفاده از الیاف گیاهی در ساخت کامپوزیت ها، نویدبخش افقی روشن برای صنعت کامپوزیت است. این الیاف به راحتی به چرخه طبیعت برگشته و از قیمت بسیار پایین تری برخوردارند. کامپوزیت ها، درواقع ترکیبی از الیاف تقویت کننده با یک رزین پلیمری هستند. یک قطعه کامپوزیتی ساخته شده با الیافت شیشه، پس از اتمام عمرخود، در طبیعت باقی می ماند زیرا نمی تواند مانند مواد آلی توسط باکتری ها تجزیه شود. این مشکل حتی با سوزاندن قطعه کامپوزیتی به قوت خود باقی است زیرا سوزاندن، تنها قسمت پلیمری قطعه را به طبیعت برگشت می دهد و الیاف شیشه در حین حرارت دیدن، همچنان بدون تغییر باقی می مانند. حتی اگر بخواهیم این الیاف را مجدداً مورد استفاده قرار دهیم، خواهیم دید که بعد از چند با بازیافت، مقاومت مکانیکی خود را از دست می دهند و به صورت ضایعات بلا استفاده در خواهند آمد. از سویی، الیاف شیشه درمقایسه با آهن معمولی، گران تر بوده و همین عامل باعث شده است تا در بسیاری موارد، استفاده از آهن به صرفه تر از الیاف شیشه باشد. علاوه بر آهن، آلومینیم نیز به دلیل قابلیت های بالایی که در فرایندهای شکل دهی از خود نشان می دهد و همچنین مقاومت در برابر خوردگی، یکی از رقبای سرسخت کامپوزیت ها به شمار می آیند. این دو معضل، باعث کند شدن میزان استفاده از کامپوزیت ها در صنایع ساختمان و خودرو شده است. برای مقابله با این دو نقیصه، فعالیت هایی گسترده در زمینه استفاده از الیاف گیاهی همچون کنف و چتایی در ساخت قطعات کامپوزیتی صورت گرفته است. این فعالیت ها طی دهه گذشته به نحوی چشمگیر افزایش یافته و از سوی کشورهای توسعه یافته و درحال توسعه همچون آمریکا، هند و غیره دنبال می شود. الیاف گیاهی بسیار سبک بوده و فوق العاده ارزان تر از الیاف شیشه هستند. آنها خواص مکانیکی بسیار خوبی از خود نشان می دهند و به سادگی در انواع فرایندهای شکل دهی کامپوزیت ها نظیر پالتروژن یا قالب گیری فشاری، قابل استفاده هستند. برخلاف آنچه که از الیاف گیاهی انتظار می رود، سرعت اشتعال کامپوزیت های الیاف گیاهی (WPC) بسیار پایین تر از حد تصور است. این الیاف از نظر مقاومت و قیمت، حد واسط پلاستیک ها و کامپوزیت های الیاف شیشه محسوب می شوند. بنابراین در ساخت قطعات تزئینی و سایر قطعاتی که نیازمند مقاومت فوق العاده نیستند (اصطلاحاً سازه های غیرباربر) رقبای مناسبی برای پلاستیک ها، فایبرگلاس و حتی چوب و آهن به شمار می آیند. در مقام مقایسه نیز کامپوزیت های الیاف گیاهی (WPC) نسبت به بهترین پلاستیک ها تا 30 درصد مقاوم تر هستند. مجموع این عوامل باعث شده است تا صنایع ساختمان و خودرو به عنوان بزرگ ترین صنایع مصرف کننده کامپوزیت ها، استقبال مناسبی از کامپوزیت های الیاف گیاهی (WPC) کنند. WPC چیست؟ در 1970 کامپوزیت Wood Plastic Composite با نام اختصاری WPC به عنوان کامپوزیتی مدرن در ایتالیا ظهور یافت، در اوایل 1990 کاربرد آن در آمریکای شمالی معروف شد و با شروع قرن 21، در هند، مالزی، سنگاپور، ژاپن و چین گسترش یافت. WPC را می توان یکی از بخش های پویای صنعت پلاستیک امروز، با میانگین نرخ رشد سالانه تقریبی 18 درصد در آمریکای شمالی و 14 درصد در اروپا دانست. گزارش ها نشان می دهند که در 1999حدود 460 میلیون تن WPC تولید شده و این میزان در سال 2001 تا حدود 700 میلیون تن افزایش یافته است. صنعت پلاستیک، برای اصلاح کارایی پلاستیک ها، به صورت سنتی از تالک، کربنات کلسیم، میکا و الیاف کربن و شیشه استفاده می کند. صنایع مهم نظیر: هوا فضا، خودرو، سازه ها و بسته بندی، اشتیاق زیادی برای گسترش کامپوزیت های نو نشان می دهند. شاهدی بر این مدعا، جایگزینی الیاف غیرآلی مانند شیشه یا آرامید با الیاف گیاهی به عنوان فیلر است. به هر کامپوزیتی که شامل الیاف گیاهی (چوب یا غیر چوب) و مواد ترموست یا ترموپلاست باشد WPC گفته می شود. ترموست ها پلاستیک هایی هستند که یک بار شبکه ای شده و نمی توانند دوباره مذاب شوند. این مواد، شامل رزین هایی مانند اپوکسی و فنولیک هستند. ترموپلاستیک ها را می توان به دفعات ذوب کرد. این خصوصیت، به دیگر مواد مانند الیاف چوب اجازه می دهد که با پلاستیک ها برای تشکیل محصولات کامپوزیتی مخلوط شوند. PP، PE، PVC به صورت گسترده برای WPCها استفاده شده و به صورت رایج در محصولات ساختمان، سازه ها، اسباب و وسایل و خودرو مورد استفاده قرار می گیرند. WPC عموماً از اختلاط الیاف گیاهی با پلیمر یا با اضافه کردن الیاف چوب به عنوان فیلر به ماتریس و فرایند پرسکاری یا قالبگیری تحت دما و فشار بالا به دست می آید. افزودنی هایی مانند رنگدانه ها، عوامل اتصال دهنده، پایدار کننده ها، عوامل پف کننده، تقویت کننده ها و روان کننده ها برای رسیدن به محصول نهایی استفاده می شوند. الیاف گیاهی: بیشتر تحقیقات دانشگاهی و پیشرفت های صنعتی معطوف به یافتن راه های جدید خلق مواد شیمیایی سبز و دوستدار محیط زیست، برای طیف وسیعی از کاربردها شده است. الیاف را می شود به دو گروه اصلی مصنوعی و طبیعی طبقه بندی کرد. الیاف طبیعی با پتانسیل ارائه در مقادیر بالاتر، قابلیت تجدید و قیمت پایین تر، به طور خاص در صنعت خودرو ارائه می شوند. عموماً الیاف طبیعی بر پایه خاستگاهشان به زیر گروه های گیاهی، حیوانی و معدنی تقسیم می شوند. تمام الیاف گیاهی از سلولز تشکیل شده اند، اما الیاف حیوانی شامل پروتئین (مو، ابریشم و پشم) هستند. الیاف گیاهی را می توان براساس قسمتی از گیاه که به دست آمده اند نیز کلاسه بندی کرد. الیاف گیاهی، شامل لیف درخت (ساقه یا بافت سلولی)، برگ، دانه، علف، پوشال، حبوبات و چوب می شوند. تعدادی از الیاف طبیعی مهم در جدول 1 لیست شده اند. باقیمانده محصولات کشاورزی مانند پوشال گندم و برنج، تفاله نیشکر و ساق ذرت، گرچه در مقایسه با چوب دارای سلولز کمتری هستند، اما منبع الیاف گیاهی هستند. "برگ مخملی" که در حال حاضر به عنوان علفی هرز و مشکل آفرین در کشاورزی تلقی می شود، می تواند به عنوان منبعی برای الیاف گیاهی، مورد استفاده قرار بگیرد. الیاف ساقه برگ های مخملی، خواصی مشابه با الیاف تهیه شده از پوست لیفی درختان (مانند کنف) دارند. قابلیت استفاده از کیفیت بالای این الیاف و خواص مکانیکی خوب، شرط لازم برای استفاده از این مواد درزمینه تقویت پلاستیک هاست. الیاف گیاهی در مقایسه با الیاف شیشه دارای مزایا و معایبی هستند. خواص بومی، قابلی تخریب توسط عوامل بیولوژیکی، قیمت پایین، طبیعت غیرفرسایشی، استفاده بی خطر، مصرف انرژی کم، خواص ویژه بالا، چگالی کم و دامنه وسیعی از انواع الیاف، فاکتورهای مهمی برای قبول این مواد در بازارهایی مانند صنعت خودرو و ساختمان با حجم استفاده بالاست. به علاوه، عامه مردم به محصولاتی که از مواد قابل تجدید دوستدار محیط زیست ساخته می شوند، تمایل بیشتری دارند. درهرحال اشکالاتی مانند تمایل به تشکیل توده طی فرایند، پایداری حرارتی پایین، مقاومت کم به رطوبت و تغییرات کیفی در فصول مختلف (حتی بین یک گونه گیاهی در شرایط کشت یکسان)، به صورت جدی پتانسیل استفاده از الیاف گیاهی را به عنوان تقویت کننده پلیمرها کاهش داده است. جذب رطوبت بالای الیاف گیاهی منجر به تورم و وجود حفره در سطح می شو که به افت خواص مکانیکی و کاهش پایداری ابعادی کامپوزیت ها می انجامد. اصلاح سطحی الیاف گیاهی مانند استفاده از مواد شیمیایی آبگریز (مانند PPgMA) یا اصلاح با مونوموهای وینیلی می تواند جذب رطوبت آنها را کاهش دهد. یکی از معایب عمده الیاف گیاهی، سازگاری کم آنها با ماتریس های پلیمری است که منجر به دیسپرسیون غیر یکنواخت و خواص مکانیکی ضعیف می شود. چوب و پلاستیک، شبیه آب و روغن هستند و خوب مخلوط نمی شوند. بیشتر پلیمرها به ویژه ترموپلاستیک ها، موادی غیرقطبی هستند که با مواد قطبی نظیر الیاف چوب، سازگار نبوده و در WPC منجر به چسبندگی ضعیف بین پلیمر و الیاف می شوند. به منظور بهبود پیوستگی و چسبندگی بین الیاف و ماتریس های ترموپلاستیک، از اتصال دهنده های شیمیایی یا عوامل سازگار کننده استفاده می شود. بعضی ترکیبات مانند هیدروکسید سدیم، سیلان، اسید استیک، ایزوسیانات، پرمنگنات پتاسیم، پروکساید و غیره به عنوان مواد افزایش دهنده چسبندگی شناخته شده اند. عوامل اتصال دهنده با الیاف آب دوست به صورت شیمیایی و با زنجیر پلیمر از طریق خیس کردن اتصال برقرار می کنند. مسئله بعدی، دمای فرایند است که انتخاب ماتریس ها را محدود می کند. الیاف گیاهی، متشکل از موادآلی مختلفی هستند و اصلاح حرارتی آنها منجر به تنوعی از تغییرات فیزیکی و شیمیایی می شود. تخریب دمایی این الیاف، منجر به خواص ارگانولپتیک ضعیفی مانند بو، رنگ و زوال خواص مکانیکی آنها می شود. همچنین، این پدیده منجر به تولید محصولات گازی می شوند. هنگامی که فرایند در دمای بالای 200 درجه سانتی گراد انجام شود، ممکن است باعث افزایش تخلخل و کاهش چگالی و خواص مکانیکی شود، لذا برای بهبود پایداری حرارتی، از پوشش دادن یا پیوند زدن با مونومرها استفاده می شود. برای بهبود خواص مکانیکی ترموپلاستیک ها، از موادی مختلف مانند الیاف کربن و شیشه استفاده می شود که می توان آنها را با الیاف گیاهی جایگزین کرد، به صورتی که از کارایی برابر یا بهتر از مواد مذکور برخوردار شوند. این مواد، وزن محصولات را تا حدود 15 درصد کاهش داده و شیمی سطح بسیار فعالی دارند. الیاف شیشه، باعث بروز مشکلات پوستی و تنفسی می شوند، این عیب را می توان با استفاده از الیاف گیاهی، کاهش داد. الیاف گیاهی مورد استفاده در پلیمرها اشکال گوناگونی دارند، لذا خواص محصول نهایی با استفاده از اندازه، شکل و خواص الیاف گیاهی تعیین می شوند. فاکتورهای دیگر مانند اندازه الیاف، مورفولوژی، ترکیب شیمیایی، چگالی، ضخامت، درصد الیاف و مقدار عوامل اتصال دهنده، بر خواص استحکامی WPC مؤثر است. کاربرد کامپوزیت های سبز در صنایع خودرو: تولیدکنندگان و مهندسان، همواره در حال پایش مواد جدید و فرایندهای بهبود یافته برای استفاده در تولید محصولات بهتر و بنابراین نگهداری حاشیه رقابتی و افزایش حاشیه سود خود هستند. از WPCها درموارد متعددی برای کاربردهای خودرویی، سازه ای، دریایی، الکترونیکی و هوا فضا استفاده می شود. [COLOR=#000000][IMG]http://www.newdesign.ir/images2/2011-4-3-WPC-2.jpg[/IMG][/COLOR] در حال حاضر، بازار WPCها بازاری چند میلیون دلاری است. بزرگ ترین بازار شناخته شده برای WPCهای سبز، جایگزینی فولاد و الیاف شیشه در قطعات خودرو است. از این مواد در ساخت قطعات تریم داشبورد، پنل های درب، طاقچه عقب، کفی صندلی، پشت سری صندلی و پوشش داخل کابین استفاده می شود. الیاف گیاهی به صورتی گسترده در عایق های صوتی حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از الیاف کتان در دیسک ترمز با هدف جایگزینی با الیاف آزبست، یکی از دیگر مثال هاست. تعداد کمی از قطعات بیرونی نیز با استفاده از کامپوزیت های حاوی الیاف گیاهی ساخته می شوند. مسئله حفاظت از محیط زیست، اهمیتی ویژه برای خودروسازها دارد، شاید به همین دلیل است که روند تولیدات، متمایل به محصولات دارای قابلیت بازیافت است. برطبق خط مشی 2000/53/EG که توسط کمیسیون اروپایی تهیه شده است، مقرر شده بود که در سال 2005، حدود 85 درصد از وزن خودرو می بایستی با مواد قابل بازیافت ساخته شود. این درصد تا سال 2015 باید به 95 درصد افزایش یابد. خودروها باید از 95 درصد مواد قابل بازیافت تشکیل شوند که 85 درصد قابلیت بازیافت از طریق استفاده مجدد یا بازیافت مکانیکی و 10 درصد از بازیافت انرژی یا بازیافت حرارتی بوده و این موضوع به طور حتم منجر به استفاده از WPCها خواهد شد. با وجود تمامی پیشرفت های صورت گرفته، هنوز هم بازیافت مواد مصرفی در خودرو، کاری بسیار دشوار است زیرا جنس بیشتر آنها، مواد پلیمری مبتنی بر پایه نفت بوده که با ساختارهای کامپوزیتی ترکیب شده اند. شرکت دایملر/ بنز، ایده جایگزینی الیاف شیشه با الیاف گیاهی در قطعات خودرو را از 1991 گسترش داد. مرسدس در 1996 از الیاف کنفی در پنل های درب بنز کلاس E استفاده کرد. دایملر-کرایسلر در سپتامبر 2000 از الیاف گیاهی برای تولید خودروهایش استفاده کرد. الیاف تهیه شده از پوست لیفی درختان، به دلیل خواص استحکامی بالایی که نشان داده اند، به صورت ابتدایی در کاربردهای خودرویی مورد استفاده قرار گرفته اند. دیگر مزیت استفاده از الیاف درختی در کاربردهای خودرویی، کاهش وزن بین 10 تا30 درصد و درنتیجه کاهش در هزینه تولید است. در واقع تمام خودروسازان بزرگ آلمان (دایملر-کرایسلر، بنز، فولکس واگن، گروه آئودی، BMW، فورد و اپل) در حال حاضر از WPCها در کاربردهایی متعدد و مختلف، استفاده می کنند. دایملر-کرایسلر در قطعات داخلی، مانند داشبورد و پنل های درب، از کامپوزیت های PP و الیاف گیاهی استفاده کرده است. در مدل A2 سال 2000 آئودی، پنل های تریم درب از پلی اورتان تقویت شده با کتان ساخته شده اند. دایملر-کرایسلر، تحقیقات خود را بر کامپوزیت های پلی استر تقویت شده با الیاف گیاهی، برای کاربرد آن در قسمت های خارجی خودرو، متمرکز کرده است. تحقیقات نشان داده اند که استفاده از الیاف چوب یا انواع مختلف الیاف مشتق شده از زمین، مزایای فراوانی برای استفاده در کاربردهای خودرویی دارند. این کامپوزیت ها از نقطه نظری تکنیکی، استحکام مکانیکی و خواص آکوستیکی را افزایش می دهند، وزن قطعه، مصرف سوخت، زمان فرایند و هزینه های تولید را کاهش داده و امنیت مسافر و قابلیت تخریب توسط عوامل بیولوژیکی را برای قطعات داخلی خودرو بهبود می بخشند. مثلا، مرسدس کلاس E به کاهش وزن قابل توجه 20 درصد دست یافته و خواص مکانیکی آن برای حفاظت مسافرین در تصادفات، بهبود یافته است. از نظر ملی نیز، الیاف گیاهی قابل نو شدن بوده (هر ساله تولید می شوند)، از قابلیت تخریب توسط عوامل بیولوژیکی برخوردار بوده و دوستدار محیط زیست هستند. کاربردهای مختلف در صنعت خودرو عبارتنداز: - روکش درب جلو - روکش درب عقب - روکش صندوق عقب - طاقچه عقب - پشتی صندلی - کشویی سقف متحرک - چراغ های جلو
پاسخ : مواد و روش های ساخت (طراحی صنعتی) سرامیک Ceramic به مواد معمولاً جامدی که بخش عمده تشکیل دهنده آنها غیر فلزی و غیرآلی باشد، سرامیک گفته می شود. این تعریف نه تنها سفالینه ها، پرسلان (چینی)، دیرگدازها، محصولات رسی سازه ای، ساینده ها، سیمان و شیشه را در بر می گیرد، بلکه شامل آهن رباهای سرامیکی، لعاب ها، فروالکتریک ها، شیشه-سرامیک ها، سوخت های هسته ای و... نیز می شود. برخی آغاز استفاده و ساخت سرامیک ها را در حدود 7000 سال ق.م. می دانند در حالی که برخی دیگر قدمت آن را تا 15000 سال ق.م نیز دانسته اند. ولی در کل اکثریت تاریخ نگاران بر 10000 سال ق.م اتفاق نظر دارند (بدیهی است که این تاریخ مربوط به سرامیک های سنتی است). واژه سرامیک از واژه یونانی کراموس گرفته شده است که به معنی سفال یا شیء پخته شده است. مهم ترین عناصر پوسته زمین عبارتند از: اکسیژن 50%، سیلیسیم 26% و آلومینیم 8% بنابراین می توان حدس زد که مواد اولیه سرامیکی (پوسته زمین) در واقع همان ترکیبات اکسیدی سیلیسم و آلومینیم هستند، لذا به آنها آلومینو سیلیکات گفته می شود. کانی آشنای رس نیز در واقع نوعی آلومینو سیلیکات آب دار می باشد. (رس خالص سفید رنگ است و قرمزی رس معمولی به علت وجود اکسید آهن در آن می باشد) کانی های رس در سرامیک ها دو عملکرد مهم دارند: 1- مخلوط آب و رس (گل رس) دارای خاصیت شکل پذیری فوق العاده است (پلاستیک) و حتی بعد از شکل گیری آن به صورت پایدار باقی می ماند. 2- این مواد در محدوده ای از حرارت قبل از آنکه ذوب شوند ذرات تشکیل دهنده آن دچار ذوب سطحی شده و پدیده هم جوشی اتفاق می افتد، که در آن قطعه ای یکپارچه و مستحکم تشکیل می شود. (زینتر شدن) مهم ترین مواد اولیه سرامیکی: الف) کانی رسی کائولینیت Al2O3. 2SiO2.2H2O تقریبا در تمام محصولات سرامیکی سنتی وجود دارند، چنانچه کائولینیت را خالص نماییم آنگاه به آن کائولین مساوی خاک چینی گفته می شود که چون فاقد اکسید آهن می باشد، دمای ذوب آن بالا بوده و سفید رنگ می باشد. ب) مواد غیر پلاستیک، کوارتز (سیلیکا SiO2) که در واقع همان ماده تشکیل دهنده شیشه می باشد و در لعاب سازی، شیشه سازی، چینی سازی و ساینده ها به وفور یافت می شود، دارای ثبات شیمیایی، سختی و دیر گدازی است. ج) فلدسپات همان آلومینو سیلیکات بدون آب است که در ساخت چینی کاربردی وسیع دارد؛ لذا رس، کوارتز، فلدسپات سه جزء اصلی سرامیک ها می باشند. از دید علم شناخت مواد، مواد به سه طبقه قابل قسمت است: گروه اول: مواد فلزی. گروه دوم: مواد آلی که بیشتر در بدن موجودات زنده هستند؛ مانند: هیدروکربن ها. گروه سوم: مواد سرامیکی که هم خصوصیات مواد آلی وهم خصوصیات مواد فلزی را دارا می باشند؛ مانند: مقاومت در برابر الکتریسیته و حرارت، مقاومت در برابر شکل پذیری، سختی، شکنندگی و سایر خواص. صنایع شیشه و سیمان و امثال آن نیز زیر گروه صنعت سرامیک هستند. سرامیک ها از لحاظ ساختار شیمیایی به شکل زیر طبقه بندی می شوند: - سرامیک های سنتی (سیلیکاتی) - سرامیک های مدرن (مهندسی) - اکسیدی - غیر اکسیدی سرامیک های اکسیدی را از لحاظ ساختار فیزیکی می توان به شکل زیر طبقه بندی کرد: - سرامیک های مدرن مونولیتیک (یکپارچه) - سرامیک های مدرن کامپوزیتی انواع سرامیک: سرامیک های صنعتی: سرامیک های صنعتی، یعنی آنها که بشر سال ها است از آن استفاده می کنند؛ مانند: سفال، چینی، شیشه، لعاب، ساینده ها و مواد و مصالح ساختمانی. [HR][/HR]سرامیک های صنعتی: 1- سفال: از قدیمی ترین دست ساخته های بشر است که رس به عنوان ماده اصلی آن مطرح می باشد. (حاوی اکسید آهن قرمز رنگ می باشد). بدنه سفال ها متخلخل بوده لذا هر مایعی را به سرعت جذب کرده و از خود عبور می دهد. لعاب کاری برروی سفال به منظور زیبایی، افزایش استحکام و بهداشتی نمودن آن صورت می گیرد. پخت سفال نیز در دو مرحله صورت می گیر. مرحله اول که پس از خشک شدن صورت می گیرد و در آن سفال به بیسکویت تبدیل می شود و در مرحله دوم پس از لعاب کاری برروی بیسکویت و جهت تثبیت لعاب برروی آن پخت دوم صورت می پذیرد. حرارت لازم برای پخت سفال 900 تا 1000 درجه سانتی گراد می باشد. 2- آجر: از مهم ترین مصالح ساختمانی است که در قدیم به روش دستی تولید می شد، یعنی گل را داخل قالب می نمودند و خشت خام را پخت می کردند اما امروزه آجر با استفاده از دستگاه های میکسر، اکسترود، فیلتر پرس ساخته می شود. آجرهای تولید شده در روش مدرن هم استحکام بیشتر و هم ابعاد دقیق تر و هم صافی سطوح بیشتر دارند. پخت این آجرها در سه نوع کوره صورت می گیرد. 1- کوره اتاقکی (سنتی) 2- کوره هفمن که در آن محصولات ثابت و شعله در حرکت است 3- کوره تنلی کوره ای است به طول 80 متر که با توجه به دما به سه ناحیه تقسیم می شود؛ ناحیه اول: دما در آن به تدریج بالا می رود. ناحیه میانی: موسوم به جهنم کوره و ناحیه سوم: دما بتدریج پایین می آید. 3- کاشی: قطعاتی مسطح از سفال می باشند که تنها یک روی آنها لعاب داده می شود (ضدآب کردن کاشی) و طرف دیگر را با دوغاب سیمان به دیوار می چسبانند؛ کاشی در دو نوع دیواری و زمینی (موسوم به سرامیک) تولید می گرد. کاشی های زمینی می بایست قطورتر و محکم تر بوده و ضریب استحکام سطحی آن مناسب باشد. لذا کاشی کف می بایست از مواد زودگدازتر ساخته شود تا عمل هم جوشی بیشتری در آن اتفاق افتد. 4- چینی: به قطعاتی سفید، محکم، به جذب آب بسیار کم گفته می شود که فلدسپات، کوارتز، رس سه جزء اصلی آن می باشند. هر چه دمای پخت چینی بیشتر باشد آن چینی مرغوب تر بوده و صدای زنگ ناشی از آن نیز بیشتر است. بر اساس دمای پخت چینی ها به دو گروه چینی نرم (˚1250) و چینی سخت (˚1250- ˚1450) تقسیم می شود. مراحل تولید قطعات چینی عبارتند از: 1- آماده سازی مواد اولیه. 2- شکل دهی. 3- خشک کردن. 4- پختن. 5- لعاب کاری. 6- پخت دکور یا تزئین. 5- دیرگدازها: فراورده هایی می باشند که دارای استحکام کافی بوده و می توانند در دمای بالا کار کنند؛ استفاده از آنها در ساخت انواع کوره ها یا تولید مصالح ساختمانی. دیرگدازان عموما یا به صورت آجر و بلوک تولید می شوند (آجرهای نسوز شومینه) یا به صورت ملات های نسوز ساخته می شوند (سیمان نسوزتولید شده از جرم یا شلاکه یا سر باره) دیرگدازهای سنتی می توانند تا ˚1900 سانتی گراد را تحمل کنند در صورتی که دیر گدازهای نوین می توانند تا ˚3000 سانتیگراد را تحمل کنند. 6- ساینده ها و سنباده ها: از مواد سرامیکی طبیعی که در طبیعت یافت می شود. (الماس و کوارتز) که دارای سختی فوق العاده می باشند که جهت تهیه ساینده و سنباده کاربرد دارند. برای ساخت ساینده ها این ذرات را ابتدا توسط قالب شکل می دهند سپس با اعمال حرارت آن را زینتر می کنند به قطعه ای فوق العاده سخت و محکم تبدیل می گردد. در حالی که جهت تولید سنباده ها ابتدا ذرات را دانه بندی نموده و توسط چسبهایی مقاوم برروی مقوا یا پارچه می چسبانند. 7- لعاب: پوششی است شیشه ای زودگداز که با ضخامت کم برروی قطعه قرار گرفته و توسط حرارت ذوب و تثبیت می گردد، باید توجه نمود که لعاب علاوه بر ظروف سرامیکی برروی قطعات فلزی نیز کاربرد دارند. (کتری لعابی، سینک لعابی و بخاری) [HR][/HR]سرامیک های مدرن: سرامیک های مدرن یا نوین (سرامیک های مهندسی) در ساخت این سرامیک ها به سه نکته اهمیت می دهند؛ 1- خلوص در مواد، 2- روش های ویژه تولید، 3- کنترل دقیق بر فرآیند تولید. سرامیک های مدرن امروزه کاربرد وسیعی در صنایع و پزشکی پیدا کرده اند؛ مانند: فرآورده های ویژه و سرامیک های تکنیکی، دیرگدازها، فرآورده های زمخت، فرآورده های ظریف. این فرآورده ها عمدتاً از مواد اولیه خالص و سنتزی ساخته می شوند. این نوع سرامیک ها اکثراً در ارتباط با صنایع دیگر مطرح شده اند. طبقه بندی سرامیک های مدرن: 1- فرآورده های ویژه و سرامیک های تکنیکی: این فرآورده ها عمدتا از مواد اولیه مصنوعی و خالص استفاده می شوند. خصوصیات ترکیبات و مواد اولیه این فرآرده ها برحسب موارد مصرف آنها متفاوت است. این فرآورده های پیچیده عمدتا در ارتباط با پیشرفت و تکامل صنایع دیگر مطرح هستند. صنایع الکترونیک، تحقیقات فضایی، انرژی هسته ای، نیروی برق، صنایع هواپیمایی. 2-دیرگدازها Refractions: به طور کلی دیرگدازها محصولاتی هستند که خمش آنها در دمای بالاتر از ˚580 سانتی گراد انجام می شود. مصرف این فرآورده ها در ساختمان کوره ها می باشد. که به صورت آجر، انواع ملات ها و پوشش های مختلف و فرآورده های ویژه، کلیه صنایعی که در مراحلی از روند تولید خود نیاز به درجه حرارت بالا دارد مثل صنایع ذوب فلز، ذوب شیشه، سیمان، صنایع شیمیایی و صنایع هسته ای مجبور به استفاده از این فرآورده ها می باشد. 3- فرآورده های زمخت Heavy clay: عمدتا در ساختمان ها تنها به کار می روند آجر مشهورترین فرآورده این شاخه از صنعت است. انواع آجرها، لوله های فاضلاب، انواع سفال های سقف، کاشی های کف زمخت، ناودانی ها و قطعات مشابه؛ ماده اولیه این فرآورده خاک رس سرخ رنگ است. 4- فرآورده های ظریف Pottery: الف) ظروف خانگی: 1- سفال 2- چینی نیمه زجاجی 3- چینی استخوانی 4- شیشه سرامیک ها؛ اگر چه ساختمان نهایی شیشه سرامیک بسیار شبیه به دیگر فرآورده ها سرامیکی است ولی روش ساخت آنها مشابه روش ساخت دیگر سرامیک ها نیست بلکه مشابه روش ساخت شیشه ها است. ب) کاشی ها: 1- کاشی های دیواری به نسبت جذب آب که به طور معمول 12-15% استاندارد جهانی و 12-18% استاندارد ایرانی. 2- کاشی های کف که نسبت جذب آنها 2-5% استاندارد جهانی و 0-2% استاندارد ایرانی شناخته می شود. ج) سرامیک های بهداشتی: کاربرد اصلی این نوع فرآورده ها به صورت دستشویی و کاسه توالت و... است. در ایران اصلاح سرامیک بهداشتی Sanitary ware به عنوان چینی های بهداشتی معروف هستند که این اصلاح غلطی است چرا که بدنه این نوع فرآورده ها همیشه از نوعی چینی نمی باشد. د) عایق های الکتریکی: بیشتر در نیروگاه های برق وجود دارند. [HR][/HR]برخی از پرکاربردترین این نوع سرامیک های اکسیدی عبارت اند از: برلیا (BeO) تیتانیا (TiO2) آلومینا (Al2O3) زیرکونیا (ZrO2) منیزیا (MgO) سرامیک های غیر اکسیدی با توجه به ترکیبشان طبقه بندی می شوند که برخی از پرکاربردترین آنها در زیر آمده اند: 1- نیتریدها: BN - TiN - Si3N - GaN 2- کاربیدها: SiC - TiC - WC رنگ های سرامیکی: به طور کلی ترکیبات عناصر واسطه در جدول تناوبی؛ مانند: وانادیم، کروم، منگنز، آهن، کبالت، نیل و مس به عنوان مواد رنگزا در لعاب کاری به کار می رود؛ مثلا: اکسید کبالت = آبی تا سرمه ای اکسید آهن = کرم رنگ اکسید کروم = سبز و صورتی و قهوه ای کاربردهای مختلف مواد سرامیکی: 1- الکتریکی و مغناطیسی: o عایق های ولتاژ بالا (AlN- Al2O3) o دی الکتریک (BaTiO3) o پیزوالکتریک (ZnO- SiO2) o پیروالکتریک (Pb(ZrxTi1-x)O3)) o مغناطیس نرم (Zn1-xMnxFe2O4) o مغناطیس سخت (SrO.6Fe2O3) o نیمه رسانا (ZnO- GaN-SnO2) o رسانای یونی (β-Al2O3) o تاباننده الکترون (LaB6) o ابررسانا (Ba2LaCu3O7-δ) 2- سختی بالا: o ابزار ساینده، ابزار برشی و ابزار سنگ زنی (2O3TiN-Al) o مقاومت مکانیکی (SiC- Si3N4) 3- نوری: o فلورسانس (Y2O3) o ترانسلوسانس (نیمه شفاف) (SnO2) o منحرف کننده نوری (PLZT) o بازتاب نوری (TiN) o بازتاب مادون قرمز (SnO2) o انتقال دهنده نور (SiO2) 4- حرارتی: o پایداری حرارتی (ThO2) o عایق حرارتی (CaO.nSiO2) o رسانای حرارتی (AlN - C) 5- شیمیایی و بیوشیمیایی: o پروتزهای استخوانی P3O12(Al2O3.Ca5(F،Cl)) o سابستریت (TiO2- SiO2) o کاتالیزور (KO2.mnAl2O3) 6- فناوری هسته ای: o سوخت های هسته ای سرامیکی o مواد کاهش دهنده ی انرژی نوترون o مواد کنترل کننده ی فعالیت راکتور o مواد محافظت کننده از راکتور
پاسخ : مواد و روش های ساخت (طراحی صنعتی) همه چیز در باره چوب تعریف چوب: تعریف چوب بسته به اینکه این ماده را در چه قسمتی بخواهیم مورد استفاده قرار دهیم فرق می کند و به طور کلی می توان سه تعریف برای آن به کار برد. 1- تعریف گیاه شناسی: چوب عبارت است از مجموعه ای از بافت های ثانویه لینین شده گیاهان آوندی که در بین مغز و لایه زاینده (کامبیوم) ساقه و ریشه و شاخه ها قرار می گیرد. 2- تعریف تجاری: چوب عبارت است از قسمت های داخلی ساقه، ریشه و شاخه درختان و درختچه ها که قابل تبدیل برای استفاده در مصارف گوناگون می باشد و می توان با کار کردن بر روی آن به ارزش و مرغوبیت آن افزود. 3- تعریف صنعتی: چوب عبارت است از ماده ای جامد و متخلخل فیبری شکل، که دارای ساختمان سازمان یافته ای است و از هر طرف نایکسان و ناهمگن می باشد. مواد استخراجی تا 5% وزن خشک چوب شامل: - مواد معدنی مانند کربنات کلسیم، اسیدهای آلی - هیدروکربورهای چرب و معطر - ترپن ها، صمغ ها و کائوچو - کینون ها و مواد رنگی - آلکالوئیدها(سم ها) - هیدرات کربن مانند نشاسته و قندها و... مواد استخراجی را از طریق تقطیر چوب و افزودن موادی بر آن از چوب جدا می کنند، که در اثر این عمل موادی مانند ذغال اکتیو، اسید استیک و صمغ واکس به دست می آید. در مجموع عناصر عمده تشکیل دهنده چوب شامل: - 50% کربن - 43% اکسیژن - 1.6% هیدروژن - 0.2% خاکستر - 0.04% ازت استحکام در چوب به دو عامل بستگی دارد: 1- میزان فیبر موجود در واحد ساختمان ها از آن چوب 2- ضخامت جداره چوب ها می باشد بنابراین اگر در چوبی میزان فیبر بیشتر باشد آن چوب سنگین و سخت تر است که بر این اساس می توان گفت سبک ترین چوب، چوبی است به نام باندا یا بالسا با جرم حجمی 19./. و سنگین ترین چوب چوبی هست با نام کلیستانتانوس با وزن مخصوص 1.2 که در آب غرق می شود. بر این اساس می توان درختان را به سه قسمت تقسیم کرد: 1- درختان سبک؛ مانند: صنوبر، نم دار، بید، تبریزی، کرک. 2- درختان متوسط؛ مانند: راش، افرا، گردو. 3- درختان سنگین؛ مانند: بلوط، چندل، سخدار و انجیلی. عوامل موثر در خاصیت ارتجاعی: پارانشیمر ها مهم ترین عوامل در خاصیت ارتجاعی در چوب ها می باشند. بر این اساس چوب هایی که بافت پارانشیمری زیادی دارند خاصیت ارتجاعی قابل توجهی دارد؛ مثل: چوب زبان گنجشک: استفاده در میله پارالل، بارفیکس، چوب اسکی، تخته پرش، تخته شیرجه. چوب آزاد و افرا: تولید وسایل ورزشی. چوب سرخدار: در تولید کمان. چوب پیسه آ: تار. چوب آپیس: برای ویولن. چوب توت: برای تار و سه تار. چوب گردو: برای سنتور مناسب است. خصوصیات فیزیکی: 1- وزن مخصوص: نسبت وزن به حجم بستگی به رطوبت دارد چوب اما به طور کلی در چوب سنگینی با لختی رابطه مستقیم دارد یعنی هر جا که مایل باشید از چوب محکمی استفاده کنید مجبورید از چوب سخت بهره برداری کنید. 2- رنگ چوب: دوام چوب ها با تیرگی آنها رابطه مستقیم دارد همچنین درون چوب از بیرون آن تیره تر و لایه هایی تشکیل شده در چوب بهاره روشن تر از چوب تابستانه است رنگ چند چوب مهم عبارتند از: تبریزی (سفید)، صنوبر (کرم)، شمشاد (زرد لیموئی)، اوکالیپتوس (قهوه ای مایل به قرمز)، گردو (خاکستری مایل به قهوه ای تیره)، آبنوس (سیاه). 3- مقاومت و هدایت الکتریکی و حرارتی چوب: باید بدانیم چوب ها از عایق های مناسب حرارتی و الکتریکی می باشند و در کاربرد بسیاری از آنها مربوط به خاصیت چوب می باشند؛ مانند: دسته سیخ کباب، کتری، ساختمان سازی از آنها استفاده می کنند. خاصیت دیگر آنها خاصیت آکو ستیک است، گچ هم بعد از چوب دارای این خاصیت است و همین پارچه و ساتن و پرده های مخملی و شانه تخم مرغ هم جاذب صوت هستند. خواص مکانیکی چوب ها: 1- سختی چوب: میزان مقاومت چوب در برابر نفوذ یک جسم. سفتی و سختی دو امر متمایز است. (سفتی یعنی مقاومت در برابر گسیختگی و شکست) باید بدانیم میزان سختی چوب با وزن مخصوص آن رابطه مستقیم و با افزایش رطوبت رابطه معکوس دارد و میزان سختی چوب عامل بسیار مهم می باشد همچنین میزان رطوبت. 2- مقاومت خمشی: استفاده از چوب ها در ساخت سقف منازل، تیغه های برقی، پل ها و... می گردد و آخرین پارامتر مکانیکی تحمل در برابر کشش و فشار است. تأثیر رطوبت در چوب: سه نوع رطوبت داریم: 1- آب بنیادی: که در ساختار مولکولی چوب است. 2- آب آغشتگی: صفر درصد تا 30% است، از مهم ترین رطوبت ها در چوب. 3- آب آزاد: 30% تا حداکثر 200% می باشد یعنی هر چوب کاملا خشک تا 2 برابر وزن خودش آب جذب می کند. بنابر این چوب به عنوان ماده ای متخلخل و اسفنجی با محیط خود در تبادل رطوبتی است. (اگر رطوبت بیشتری داشته باشد پس می دهد و اگر از محیط خشکتر باشد رطوبت را جذب می کند) یکی از مهم ترین گرفتاری های صنعت چوب جلوگیری از این تبادل رطوبتی است. زیرا موجب دفرم شدن و کج شدن محصولات چوبی می باشد. چنانچه چوبی آب خود را از دست بدهد به نام هم کشیدگی و چنانچه رطوبت را جذب کند به آن واکشیدگی معرفی می شود از 30%. محاسن چوب: 1- عایق حرارتی و برودتی است. 2- مقاومت مکانیکی نسبتا خوب و خاصیت ارتجاعی واقع در ضربه. 3- قابلیت پرداخت سطحی، رنگ پذیری، کنده کاری و برش. 4- امکان تصحیح خواص (مواد ضد حریق، ضد رطوبت و ضد قارچ). 5- ارزانی، دردسترس بودن و سهولت ساخت. 6- تجدید پذیری مجدد درخت بعد از برش. 7- عدم آلودگی محیط و یا برگشت مجدد به محیط (طبیعت). 8- خاصیت آکوستیک. معایب ناشی از خشک کردن چوب: 1- شل شدن و لق شدن گره ها. 2- تغییر ابعاد. 3- چین خوردگی و کج و معوج شدن چوب. عیوب ذاتی چوب: 1- سنگینی نسبت به مواد مصنوعی 2- حمله موجودات زنده (قارچ ها، جوندگان، حشرات) 3- قابل اشتعال بودن 4- عدم امکان استفاده مجدد به شکل اولیه 5- شکست و گسیختگی 6- عدم همگنی 7- ضعف اتصال روش های محافظت از چوب روش سنتی: 1- نیم سوز کردن: حمله عوامل زنده و رطوبت را خنثی می کند. 2- مالیدن روغن های نباتی و حیوانی: به جداره خارجی چوب روغن می مالند که از رطوبت جلوگیری می کند ولی در مقابل حریق و عوامل زنده موثر نیست چون روزی این ماده شستشو می شود. (دائمی نیست) به روش غوطه وری به مواد نفتی آغشته می کنند. 3- خشک نگه داشتن چوب. روش های جدید محافظت از چوب بر دو عامل استوار است: 1- استفاده از مواد شیمیایی که چوب را در برابر تمام تهدیدات محافظت می کند و به جای رویه چوب مواد را به عمق چوب تزریق می کنند. برای نگه داری چوب از چه موادی استفاده می شود؟ 1- کروزت: از مهم ترین محافظت کنندگان چوب که از تقطیر زغال سنگ به دست می آید. این ماده ترکیبی سمی و چوب را در برابر عوامل زنده محافظت می کند و ماده ای است پایدار و غیر قابل شستشو که از چوب خارج نمی شود. هم به صورت خالص و هم به صورت ترکیب با قیر یا نفت استفاده می شود. 2- پنتاکلروفنل: از دیگر محافظ های روغنی چوب است که به جای کروزت و به همراه نفت استفاده می گردد. 3- نمک های فلزی: از محافظت کننده های محلول در آب می باشند؛ مانند: آرسنات مس کرماته شده و یا کلر روی کرماته شده. مواد پلیمری مانند PEG که به عنوان قشری، روی چوب را می گیرد و از تبادلات مکانیزم چوب و عوامل زنده جلوگیری می کند. برعکس آنچه که به عمق چوب تزریق می شود ماده ای است ضد حریق یعنی از گسترش شعله جلوگیری می کند. علاوه بر روش های فوق روش های دیگری نیز وجود دارد که با هدف دو گانه استفاده شده و تا حدی موجب محافظت از چوب می گردد؛ مانند: رنگ کردن چوب و زدن لاک و الکل یا استفاده از پلیمر. انواع برش در چوب 1- برش شعاعی 2- برش مماسی درز کردن: یعنی قرار دادن قطعات کوچک چوب در کنار هم و اتصال آنها به منظور رسیدن به سطوح بزرگ تر. نکته اساسی نحوه قرار دادن چوب در کنار هم است به صورتی که عکس العمل های منفی آن به حداقل برسد؛ و نکته اساسی در این راه استفاده از چوب های مشابه در کنار هم است. (سوزنی - سوزنی، پهن برگ - پهن برگ، جوان - جوان، پیر - پیر، درون چوب - درون چوب، شعاعی - شعاعی) اتصالات قطعات در چوب: همان گونه که گفته شد علیرغم پلاستیک، شیشه و فلزات نمی توان چوب را ریختگری نمود و قطعات یک دست ساخت. بنابراین ابتدا چوب را به قطعات کوچک تقسیم کرد و آنها را جهت ساخت به یکدیگر وصل کرد. وصل کردن به سه روش صورت می گیرد هر چند سه روش به صورت توام انجام می شود. الف) استفاده از اتصالات چوبی: یعنی ایجاد فرم های هندسی خاص در قطعات چوبی که می خواهیم به هم وصل کنیم. این فرم های هندسی ضمن ایجاد استحکام کافی موجب افزایش سطح تماس می گردد؛ مانند: فاق و زبانه، اتصال فارسی، نیم نیم، گوه فرانسوی، اتصال انگشتی و اتصال دم چلچله. ب) استفاده از اتصالات شیمیایی: منظور اتصالات قطعات چوبی که با استفاده از چسب ها صورت می گیرد. چسب ها هم می توانند منشاء طبیعی داشته باشند (حیوانی - گیاهی - معدنی) و هم می توانند به صورت مصنوعی تولید شوند؛ مانند: چسب های آمین و پلاست. ج) اتصالات فلزی: منظور استفاده از قطعات کوچک فلزی به منظور افزایش استحکام در اتصال است؛ مانند: انواع میخ ها- پیچ ها- پرچ ها- پنس ها- منگنه و گونیا و.... چوب و محصولات فرعی چوب: 1- چوب ماسو: همان چوب خالص است که از جنگل به دست آمده و به قطعاتی مشخص برابر نیاز بریده می شود. قطعات بریده شده از بزرگ به کوچک. شامل گرده بینه (استوانه کامل)، بینه (نیم استوانه)، چهار تراش (تبدیل مقاطع دایره به مربع)، الوار، نیم الوار، تراور، قنداق، بازو، تخته. 2- تخت چند لا: با قرار دادن لایه های نازکی از چوب برروی هم و چسباندن آنها به یکدیگر به نحوی که در هر دو لایه مجاور امتداد فیبرها عمود بر هم باشد تخته چند لایه ایجاد می شود که به خاطر این وضعیت تخت چند لا از مرغوبیت بیشتری برخوردار است و مطمئن ترین محصولات چوبی است که کمترین واکنش را در برابر رطوبت دارد. 3- تخته خورده چوب: اصطلاحا به آن نئوپان گفته می شود و جهت ساخت آن سر شاخه های درخت را با چوب ضایعاتی خورد کرده و سپس از دانه بندی با چسب آغشته نموده و برروی دستگاه پرس مانند لایه ای می ریزین که پس از انجام عملیات پرس به تخته ای صاف و محکم تبدیل می شود و پس از دور بری روانه بازار می گردد. با این روش مقادیر قابل توجهی از چوب صرفه جویی شده است و از نابود شدن نجات یافته اند. 4- فیبر: چنانچه چوب های ضایعاتی را به پودر تبدیل کرده و از آن خمیر بسازند (خمیر چوب + خمیر کاغذ باطله) و سپس به آن آهار اضافه کنند (منظور اضافه کردن پارافین جهت افزایش مقاومت آن به رطوبت است). خمیری به دست می آید که اگر آن را روی دستگاه پرس ریخته و عملیات پرس انجام شود تخته ای خشک، محکم و استخوانی به نام فیبر به دست می آید. 5- خمیر چوب: از آن در تولید الیاف نیم مصنوعی (الیاف بازیافته) استفاده می گردد؛ مانند: الیاف ویسکوزیون که از خمیر سلولزی درختان صنوبر، کاج، سرو به دست می آید. 6- زغال چوب: مهم ترین کاربرد غال چوب استفاده از آنها در تصفیه کننده ها است. لذا زغال در تصفیه آب خانه ها و جهت ساخت ماسک ها کاربردی وسیع دارند و علت آن متخلخل بودن زغال و وسیع بودن سطح تماس آن با سیال است. 7- ساخت کاغذ و مقوا: چوب ماده ای است طبیعی که 50% سلولز و 30% لیگنین (سیمان چوب) و 20% باقی مانده آن را انواع هیدروکربن ها اشغال می کنند. در یک کلام ساخت کاغذ یعنی جدا نمودن مواد مزاحم لیگنین و هیدروکربن ها و سپس دادن آرایش جدید به الیاف سلولزی خمیری شکل است، جدا سازی لیگنین و هیدروکربن ها به وسیله مواد شیمیایی بی سولفیت ها یا هیپوکلریت سدیم یا پراکسید اکسیژن صورت می پذیرد. از کاغذ های مهم می توان به اینها اشاره کرد: 1-کاغذ گراف: همان کاغذ قهوه ای رنگ محکم و بادوام است که از چوب سوزنی برگ ها به دست، آمده و کاربرد بسیار وسیعی دارد به خصوص در بسته بندی. 2-کاغذ پوستی: با عبور کاغذ از حمام اسید سولفریک دیواره های سلولزی ژله ای شده؛ لذا سخت و مقاوم می گردد و بنابراین کاغذی است نیمه شفاف و بسیار مقاوم در برابر پاک کردن. 3-کاغذ کالک: کاغذی محکم، صاف و نیمه شفاف جهت ترسیم نهایی. (ترسیمات مرکبی) 4-مقوا: چنانچه ضخامت کاغذ از مقدار مشخصی بیشتر باشد به آن مقوا گفته می شود اما مهم ترین مقوا موجود مقوایی است به نام مقوای فلوتینگ یا کنگره ای یا کاروگیت که در صنعت بسته بندی به میزان بسیار زیادی از این مقوا استفاده می نمایند. رمز استحکام این مقوا سه لایه بودن و وجود لایه کنگه ای در بین دو لایه پایینی و بالایی است که بر این اساس می تواند مقدار بسیار بیشتری مقاومت از خود نشان دهد. روش های فرم دهی به چوب: 1- برش: از بدیهی ترین روش های فرم دهی چوب می باشد که تجهیزات مهم آن؛ مانند: اره فلکی، اره مته کاری، لایه کن که چوب را به شکل های متفاوتی مانند: ورق، مقوا، تخته تبدیل می نماید. 2- کنده کاری: یعنی چوب، دارای قابلیتی است که می توان قطعاتی را از آن کنده بدون اینکه ترک خورده به، کنده کاری روی چوب حکاکی و روی سنگ حجاری گویند. ساخت قالب ها و مهره ها و حجم ها و نیم برجسته ها و منبت کاری مربوط به این روش شکل دهی است. 3- خراطی: منظور ایجاد شکل هایی در چوب که آن شکل ها از لحاظ خصوصیت هندسی دارای محور تقارن هستند. پایه میز ها و میله نرده ها به روش خراطی ایجاد می گردد. (تشابه با ماشین کاری در فلزات دارد) 4- فرز کاری (ابزار زدن): منظور ایجاد فرمی خاص در امتداد یک پروفیل چوبی است. 5- خم کاری: باید بدانیم که خشک بودن چوب به علت وجود ماده ای به نام لیگنین یا سیمان چوب است. چناچه چوب را به مدت طولانی در آب غوطه ور باشد و از آن بهتر، اگر چوب را بجوشانیم ماده خشک لیگنین ژله ای نرم و قابل انعطاف می گردد و بنابر این در این حالت می توان به میزان مشخصی چوب را انحنا بخشید (صندلی ها فرنگی). البته اگر قطعه چوب کوچکی باشد با غوطه ور بودن در آمونیاک هم می توان به طور قابل ملاحظه ای حالت خم پذیری در آن به وجود آورد. کاربرد چوب های مختلف: 1-چوب بلوط (سخت و محکم): مناسب برای روکش گیری (با عرض کمتر از 1mm)، بشکه سازی، پارکت سازی، کف پوش ساختن تخته هایی که بر روی سقف خانه ها در مناطق پر باران نصب می شوند، (مقاوم در برابر رطوبت و به کارگیری در اسکله سازی و بنادر، استفاده در انواع مبلمان، کتابخانه، میز و صندلی و... ساخت تراورز (چوب های نصب شده در زیر ریل راه آهن)، ساخت دسته افزار و وسایل، استفاده در ساخت واگن و کشتی سازی و همچنین به عنوان تیرهای شبکه مخابراتی (بعد از اشباء شدن چوب) کاربرد دارند. 2-چوب راش: چوبی است نیمه سخت و سنگین و خوشتراش با قابلیت تورقی بسیار مناسب، مناسب برای روکش گیری الوارگیری، پارکت تراورز، تخته چند لایه، صنایع مبلمان (به خصوص مبلهای خمیده)، قایق سازی. 3- چوب افرا: چوبی است سخت، سنگین، راست تار، خوشکار، سبک و شکننده و قابل تورق و مناسب برای صنایع کف پوش و روکش سازی، ساخت تخته چند لایه، قالب کفش، ساخت لوازم مهندسی، پوشش سطوح بزرگ، دیوار ها و رویه میزها و تخته خرده چوب، قابلیت کنده کاری و ظریف کاری، مجسمه سازی، مبلمان و خراطی. 4- چوب ملچ: از جمله چوب های زیبا، خوش نقش و دکوراتیو ایران می باشد. در درجه اول مناسب برای صنایع روکش سازی می باشد، همچنین ساخت تخته چند لایه، درهای ماسیو (چوب خالص)، ادوات ورزشی و خراطی پایه ها و نرده ها کاربرد دارد. ملچ چوبی نیمه سنگین و نیمه سخت، راست تار و خوشکار با قابلیت تورق عالی است. 5- چوب آزاد: به دلیل وجود خاصیت ارتجاعی و ارتعاشی (الاستیسیته) در مواردی از جمله ساخت وسایل ورزشی قابل ارتجاع (تخته پارالل و بارفیکس)، پاروی قایقرانی، تخته زیر فنر اتومبیل، همچنین ساخت وسایل موسیقی (سنتور) کاربرد دارد. آزاد چوبی سنگین و با دوام است. 6- چوب صنوبر و تبریزی: چوبی راست تار، نیمه سبک و خوشکار و قابل تورق است که به عنوان تیرهای مخابراتی، تیر ساختمانی، کبریت سازی، ساخت وسایل کشاورزی، جعبه سازی و ساخت قفسه بندی کاربرد دارد و کاغذ سازی و تبریزی برای سنبه کاری مناسب است. 7- چوب گردو: چوبی نیمه سبک و نیمه نرم، قابل تورق، راست تار، خوشکار و بسیار بادوام است. چوبی است با مقبولیت جهانی بارگه ها و نقش و نگار بسیار زیبا، صیقل پذیر و همگن می باشد و رنگ پذیری و قابلیت کنده کاری خوب داشته و در صنایع مبلمان گران قیمت، ساخت پارکت، قنداق تفنگ، روکش سازی، مجسمه سازی، ابزار آلات موسیقی و... پوست گردو در صنایع رنگ رزی و برگ آن خاصیت ضد عفونی کنندگی دارد. 8- زبان گنجشک (ون): چوبی محکم، قوی، بادوام، نسبتا ارزان با خاصیت الاستیکی زیاد که کم پیچ بر می دارد و در ساخت چهار چوب و درب، ساز ویلن، روکش و ساخت وسایل ورزشی (چوب اسکی) به کار برده می شود. (کرم مایل به قهوه ای) 9- چوب ممرز: در ایران گسترده گی زیادی دارد و چوبی مقاوم و با دوام سخت و سنگین است که به عنوان تراورز و تیرک های معادن زغال سنگ، زغال گیری، ساخت واگن و همچنین در ساخت کاغذ کاربرد دارد. مقاوم به سایش است. 10- توسکا: چوبی سبک، نرم، راست تار، خوشکار، زیر بافت و قابل تورق می باشد که در تخته چند لایی مخصوصا لایه های وسطی، جعبه سازی، مدل سازی، اسکلت مبلمان کاربرد دارد. 11- نمدار (زیسنون- زیر نون): جهت ساخت روکش، تخته چند لایه، مجسمه سازی، خمیر کاغذ، ساخت وسایل تزئیناتی، مداد سازی و کارهای ساختمانی کاربرد دارد. 12- چنار: چوبی سخت و راست تار، کم دوام، با قابلیت میخ خور خوب، در ساخت مبلمان و غربال، روکش سازی و همچنین ستون معابد و مساجد کاربرد دارد. پرداخت پذیر و با برش بدون پودر. (کارهای ظریف) 13- چوب ساج: چوبی سنگین، روغنی، خوش تراش و زیبا که از آن در ساخت مجسمه های چوبی استفاده می گردد. 14- چوب کاج: چوبی نرم، راست تار، سبک که کم دوام است و زود می پوسد، و از آن برای ساخت جعبه، مبلمان و همچنین کاغذ سازی استفاده می شود. 15- چوب گلابی (امرود): چوبی سخت و مقاوم با دوام، راست تار، صاف،سنگین که در ساخت ابزارهای چوبی دقیق (مانند خط کش)، قاب سازی و ادوات چوبی وهمچنین در ساخت مهر (مهر قالب پارچه قلمکار) به کار می رود. 16- چوب آبنوس: چوبی بسیار سخت و سنگین بوده که دارای استحکام فراوان می باشد لذا کم یاب و گران می باشد و از آن در ساخت خاتم (به عنوان مثلث های سیاه رنگ) استفاده می شود. 17- چوب توت سفید: چوبی سخت، سنگین، راست تار و بادوام است که در ساخت روکش، ابزار چوبی منزل، خاتم کاری و ساخت سازهای موسیقی کاربرد دارد. 18- چوب سرو: چوبی بسیار نرم و سبک که به آسانی قابل کار کردن و رنگ آمیزی می باشد و از آن بیشتر برای پوشش داخلی دیواره ها در کابین و ساختمان استفاده می شود. (قرمز مایل به قهوه ای) 19- نارون: چوبی محکم، سنگین، مناسب برای هوای مرطوب با نقوش زیبا که از آن اغلب روکش تهیه می کنند و به علت خاصیت خم پذیری برای کارهایی که پیچاندن چوب لازم باشد به کار می رود. 20- چوب ارسی: چوبی سخت، معطر، محکم و قوی که به آسانی خم می شود و زود می پوسد برای مبلمان سازی کاربرد داشته و برای خراطی بسیار مناسب است. 21- چوب انجیلی: بسیار سخت با وزن مخصوص بالاست شکننده بوده و برای ستون معادن و تونل ها و اشیاء مقاوم به سایش (قرقره، دوک نخ ریسی، پاشنه کفش) به کار می رود. 22- چوب شمشاد: از چوب های بسیار سخت، متراکم و سنگین و بادوام که در ساخت صنایع دستی و ادوات مهندسی لوازم خانگی کاربرد دارد. 23- ماهون: چوبی نیمه سخت و نیمه مستحکم با سنگینی متوسط که از آن برای ساخت مبلمان گران قیمت استفاده می شود. از جمله زیباترین چوب های جهان است. 24- سرخدار: چوبی سخت و سنگین و مقاوم در برابر حشرات که در منبت کاری، قایق سازی و مصنوعات تزئینی کاربرد دارند. [TABLE="class: cms_table"] [TR] [TD="width: 510, bgcolor: #808080"]انواع چوب های مناسب در ایران[/TD] [TD="width: 254, bgcolor: #808080"]موارد کاربرد[/TD] [/TR] [TR] [TD="width: 510, bgcolor: #EBEBEB"]افرا، ملچ، آزاد، زبان گنجیشک، گردو، راش، گلابی، گیلاس وحشی[/TD] [TD="width: 254, bgcolor: #EBEBEB"]مبل سازی و تزئینات[/TD] [/TR] [TR] [TD="width: 510, bgcolor: #EBEBEB"]راش، توسکا، چنار، نارون، زبان گنجیشک، تبریزی، اقاقیا، کاج معمولی[/TD] [TD="width: 254, bgcolor: #EBEBEB"]نجاری[/TD] [/TR] [TR] [TD="width: 510, bgcolor: #EBEBEB"]سرخدار، افرا، انجیلی، شمشاد (خراطی)، گردو (قنداق تفنگ)، توت، گلابی، سیب، اقاقیا، نمدار، زیتون[/TD] [TD="width: 254, bgcolor: #EBEBEB"]مدلسازی، مجسمه سازی، خراطی [/TD] [/TR] [TR] [TD="width: 510, bgcolor: #EBEBEB"]تبریزی (خمیر مکانیکی)، نمدار، لرگ، راش، توسکا، افرا[/TD] [TD="width: 254, bgcolor: #EBEBEB"]کاغذ سازی [/TD] [/TR] [TR] [TD="width: 510, bgcolor: #EBEBEB"]صنوبر ها، لرگ، افرا، راش، ممرز[/TD] [TD="width: 254, bgcolor: #EBEBEB"]تخته فیبر[/TD] [/TR] [TR] [TD="width: 510, bgcolor: #EBEBEB"]صنوبرها، لرگ، نمدار، افرا، انجیلی[/TD] [TD="width: 254, bgcolor: #EBEBEB"]تخته خرده چوب[/TD] [/TR] [TR] [TD="width: 510, bgcolor: #EBEBEB"]گردو، افرا، ملچ، راش، توسکا، زبان گنجیشک، تبریزی، صنوبر[/TD] [TD="width: 254, bgcolor: #EBEBEB"]تخته چند لایه[/TD] [/TR] [TR] [TD="width: 510, bgcolor: #EBEBEB"]توسکا (قایق)، آزاد (پارو)[/TD] [TD="width: 254, bgcolor: #EBEBEB"]قایق و ساختمان های دریایی (مقاومت در برابر رطوبت)[/TD] [/TR] [TR] [TD="width: 510, bgcolor: #EBEBEB"]تبریزی (سقف)، نارون (پله)، راش (درو پنجره)، آزاد و رزبین (معدن)، ممرز، انجیلی[/TD] [TD="width: 254, bgcolor: #EBEBEB"]ساختمان و معادن[/TD] [/TR] [TR] [TD="width: 510, bgcolor: #EBEBEB"]کاج ایرانی و توسکا (صندوق سازی)، زبان گنجیشک (حلقه چرخ ملخ هواپیما)، راش (عرابه سازی)، سفیدار، راش و اقاقیا (دسته ابزار)، شمشاد و انجیلی (قرقره سازی)، کاج (بشکه)، راش، ممرز و انجیلی (تراورز راه آهن)، توت و افرا (سازهای موسیقی)، تبریزی (کبریت)، کاج (بشکه)[/TD] [TD="width: 254, bgcolor: #EBEBEB"]اجزا و قطعات خاص[/TD] [/TR] [/TABLE]
پاسخ : مواد و روش های ساخت (طراحی صنعتی) پلی استایرن اتساعی EPS پلی استایرن انبساطی یا به اختصار EPS پلی استایرن ضد آتش می باشد، گرانولی سبک و سفید رنگ است. این ماده اولین بار در سال 1950 تولید گردید. انبساط این محصول در اثر وجود مقداری گاز پنتان است که به صورت حل نشده در هنگام تولید در داخل آن محبوس می شود. این گاز در اثر حرارت ناشی از بخار آب از داخل دانه های پلی استایرن خارج شده و باعث انبساط آن می گردد. در اثر خروج این گاز حجم دانه های پلی استایرن تا 40 برابر اندازه اولیه آنها افزایش می یابد. بعد از عملیات انبساط، دانه های منبسط شده بر حسب نوع کاربرد قالب گیری می شوند. پلی استایرن انبساطی محصولی است که برای محیط زیست و انسان مشکلی ایجاد نمی کند. عدم آسیب رسانی به محیط زیست در تمام مراحل ساخت، کاربرد و بازیافت یا دور ریزی این محصول به چشم می خورد. فوم پلی استایرن ضد آتش در واقع پلی استایرن مقاوم در برابر آتش می باشد. شرکت BASF در ابتدای سال 1950 یک فرآیند دو مرحله ای برای تولید فوم پلی استایرن را گسترش داد. در این فرآیند مرحله اول شامل تهیه دانه های حاوی توزیع یکنواخت عامل پف زا توسط روش پلیمریزاسیون سوسپانسیونی مونومر استایرن بوده که در مرحله دوم این ماده در داخل یک قالب فرآیند می گردد. سهولت تولید محصول به هر شکل و اندازه از مزایای این روش بوده که باعث توسعه آن شد. با معرفی فوم پلی استایرن به بازار و کاربردهای آن در صنعت ساختمان و سایر صنایع، این فوم جایگاه خود را در این صنعت یافته است. ویژگی های فو م پلی استایرن ضد آتش: - ضد حریق - عایق حرارتی خوب - خواص مکانیکی ایده ال (مقاومت در برابر فشار و میرا نمودن شوک وارده) - غیر حساس بودن به آب - توانایی قالب گیری و برش در اشکال مختلف - امکان بازیافت - هزینه کم به ازای واحد حجم - بالا بودن نسبت سفتی به وزن به طوری که قطعات ساخته شده دارای وزن کم و استحکام خوب هستند. - چگالی پایین [IMG]http://www.newdesign.ir/images/2009-7-13-EPS-1.jpg[/IMG] چگونگی عملکرد EPS در برابر آتش فوم پلی استایرن ضد آتش، این حسن را دارد که آتش را پخش نمی کند و با دور شدن شعله مستقیم از آن، خیلی زود خاموش می شود. به عبارتی، اگر شما با یک فندک به مدت 20 الی 30 ثانیه در زیر آن یک شعله روشن کنید، هیچ دود غلیظی و سیاهی از آن بلند نمی شود و همچنین با خاموش شدن شعله فندک، شعله ای باقی نمی ماند. از دیگر مزایای استفاده از این بلوک های جدید، پایداری آنها در مقابل زلزله است. زیرا به دلیل کاستن بار مرده در مقابل زلزله پایداری بیشتری دارد و خرد نمی شود. [B]موارد مصرف و کاربرد:[/B] بیش از 50 سال است که پلی استایرن انبساطی در بسیاری از کاربردهای بسته بندی جای خود را باز کرده است. علاوه بر آن، این محصول در ساخت عایق های حرارتی برای ساختمان ها، سردخانه ها، تونل های انجماد و کانتینرهای حمل مواد به کار برده می شود. اغلب تولید کننده ها در صنایع مختلف برای عرضه محصولات تولیدی خود نیاز به بسته بندی دقیق دارند تا در هنگام حمل و نقل و عرضه محصول خود از آسیب رسیدن به آنها جلوگیری کنند. ویژگی هایی نظیر وزن پایین، مقاومت ابعادی و حرارتی، پایداری در برابر رطوبت، ضربه گیری خوب و قالب پذیری عالی پلی استایرن انبساطی در بسته بندی و محافظت از قطعات حساس الکترونیکی نقش بسیار مهمی داشته است. علاوه بر این، پایداری در برابر رطوبت و نیز عدم فسادپذیری پلی استایرن انبساطی، این محصول را در بسته بندی مواد دارویی و غذایی شاخص ساخته است. از دیگر موارد کاربرد این محصول استفاده از آن در عایق کاری است. مقاومت خوب حرارتی و نیز عدم فساد آن در طول زمان باعث استفاده از این ماده در عایق کاری سردخانه ها شده است. البته در سال های اخیر بلوک های پلی استایرن جایگزین سفال در دیوار منازل و ساختمان ها شده است که این امر باعث کاهش هزینه نیروی انسانی، کاهش مصرف سایر تجهیزات، صرفه جویی در حجم و هزینه بتن، صرفه جویی در هزینه اسکلت و فونداسیون و صرفه جویی در هزینه کلی اجرای سقف شده است. اما به طور کلی دانه های پلی استایرن انبساطی به عنوان یک محصول نهایی به بازار عرضه می شود که پس از آن توسط کارگاه های مصرف کننده بدون انجام هی چگونه واکنش شیمیایی تبدیل به انواع قطعات و پلی استایرن می شود که این مواد بر حسب دانسیته و شکل و اندازه در زمینه بسته بندی و یا عایق کاری به کار برده می شود. فوم پلی استایرن ضد آتش در ساخت سازه های پیش ساخته (3D پانل ها) و نیز در صنایع ریخته گری و قالب سازی استفاده می شود. در صنایع ریخته گری از این فوم ها به عنوان قالب استفاده می شود که مواد مذاب داخل آن ریخته می شود و بعد از آن در اثر حرارت پلی استایرن از بین می رود و قطعه با همان شکل حاصل می شود. اصلی ترین کاربرد فوم پلی استایرن ضد آتش که در این گزارش مورد بررسی قرار گرفته است عبارت از استفاده از این فوم در ساخت و ساز و استفاده از آن خصوصا در دیوار ساختمان ها می باشد. [B]بررسی کالاهای جایگزین و تجزیه و تحلیل اثرات آن بر مصرف محصول:[/B] فوم پلی استایرن ضد آتش از جمله پلیمرهایی است که به دلیل داشتن خواص انبساطی، ویژگی های خوب حرارتی و صوتی موارد کاربرد خاصی دارد. رشد مصرف این فوم در جهان در سال های اخیر نشان از اهمیت کاربرد و نیز ایجاد زمینه های مصرف جدید برای این محصول دارد. در سال های اخیر زمینه کاربرد جدیدی برای فوم پلی استایرن ضد آتش در کشور معرفی شده است و آن کاربرد این محصول در ساختمان سازی و خصوصا کاربرد آن در دیوار ساختمان ها است. البته قدمت مصرف فوم پلی استایرن ضد آتش در این زمینه در اروپا به بیش از 30 سال پیش می رسد. فوم پلی استایرن ضد آتش بهترین جایگزین برای سفال ها و رابیس مورد استفاده در دیوارها و گچ بری های تزئیناتی می باشد. البته در حال حاضر کاربرد پلی استایرن انبساطی به جای این مواد در کشور جایگاه خاص خود را پیدا نکرده است و دلیل این امر آن است که گرید تولیدی پتروشیمی تبریز از نوع ضد آتش نیست و لذا مصرف آن هنوز به طور کامل از طرف مراجع ذی صلاح تائید نشده است. استانداردهای موجود برای محصول [IMG]http://www.newdesign.ir/images/2009-7-13-EPS-3.jpg[/IMG]
پاسخ : مواد و روش های ساخت (طراحی صنعتی) شیشه ایمن Safety glass دو نوع شیشه امن وجود دارد: ● لایه لایه شده - لامینت ●حرارت دیده - حرارتی شیشه ایمن لایه ای: سازندگان اتومبیل استفاده از شیشه ایمن لایه ای را نخستین بار به عنوان شیشه محافظ در برابر باد در اتومبیل در سال 1927 آغاز کردند. شیشه های ایمن یک لایه نازک انعطاف پذیر پلاستیک شفاف به نام پلی وینیل بوتیرال (pvb) است که در میان دو یا چند تکه از شیشه در فشار قرار می گیرد (ساندویچ می شود). غشاء پلاستیک شیشه را در زمان شکست در جای خود نگه می دارد که به کاهش جراحات ناشی از پرتاب شیشه کمک می کند. لایه پلاستیکی می تواند تا زمانی که به شیشه چسبیده است منبسط شود. سوراخ کردن شیشه لامینت در مقایسه با شیشه ی پنجره معمولی خیلی مشکل است و به همین دلایل شیشه ایمن لایه ای به امنیت ساکنین وسیله ی نقلیه کمک می کند. بانک ها از یک شیشه دو جداره ی لایه ایی بمنظور جلو گیری از وارد شدن گلوله تفنگ استفاده می کنند. شیشه ی لایه ای در برابر بیرون افتادن از قاب در مواقع زلزله و طوفان نیز مقاومت می کند. [FONT=Tahoma][FONT=Tahoma][/FONT][/FONT] [FONT=Tahoma][FONT=Tahoma][FONT=century gothic][SIZE=3][IMG]http://www.newdesign.ir/images/2009-8-11-tempered-broken-glass.JPG[/IMG] [IMG]http://www.newdesign.ir/images/2009-8-11-broken-laminated-glass.jpg[/IMG] شیشه ایمن لامینت شده شکسته - شیشه ایمن حرارتی شکسته شده[/SIZE][/FONT] [/FONT][/FONT][FONT=Tahoma] [/FONT]شیشه های ایمن لایه ای دو مزیت دیگر نیز دارند: ● انتقال صدا با فرکانس بالا را کاهش می دهد. ● 97 درصد از اشعه یو وی (ما وراء بنفش) را می گیرند. شیشه ایمن لایه ای در موارد زیر استفاده می شود: ● دما سنج ها، برای برداشتن دمای بدن ● صفحات برنده (Cutting boards) ● پنجره های گلخانه ها ● چهار دیواری دوش - حمام (Shower enclosures) ● پارتیشن های دفتر شیشه ایمن حرارتی: شیشه ایمن حرارتی تنها یک تکه از شیشه است که به وسیله عملیات حرارتی گرم می شود، سپس سریع سرد می شود و شیشه تبدیل به یک جسم سخت می شود. عملیات حرارتی مقاومت شیشه را تا 10 برابر افزایش می دهد. وقتی این نوع شیشه ضربه می خورد به تکه های تیز دندانه دار مثل ترکش های یک شیشه عادی یا یک آیینه تبدیل نمی شود. در عوض به تکه های شبیه به سنگریزه تبدیل می شود،بدون لبه های تیز. شیشه حرارتی در پنجره های پهلو و جلوی خودروها استفاده می شود. عینک هایی که از یک شیشه حرارتی استفاده می کنند به وسیله یک عملیات شیمیایی حرارت می گیرند. کاربردهای شیشه های حرارتی ایمن: ● مانیتور های کامپیوتر ● نمایشگرهای کریستال مایع LCD ● نورگیرها ● قفسه های یخچال ● در های کوره ● در های مقاوم در برابر طوفان اگر شما عینک آفتابی قطبیده شده به چشم بزنید می توانید به راحتی شیشه ایمن حرارتی را در پنجره های عقب یک اتومبیل در روز آفتابی تشخیص دهید.سرتان را 90 در جه کج کنید شما یک طرح متقارن که در هنگام عملیات حرارتی شیشه ساخته شده را خواهید دید.
پاسخ : مواد و روش های ساخت (طراحی صنعتی) پلیمر منحصر به فرد کرین Corian دوپونت یک کارخانه ی شیمیایی آمریکایی است که در سال 1802 تأسیس شد. این کارخانه، بعد از کارخانه ی BASF دومین کارخانه ی بزرگ شیمی در دنیا است. Corian پلیمری است که توسط این کارخانه در دهه ی 60 اختراع شد. در آغاز فرمول آن محرمانه بود و بعد ها در دهه ی 70 به صورت عمومی از آن استفاده می شد. در ابتدا فقط به عنوان کانتر آشپزخانه و در حمام استفاده می شده است. نام تجاری این ماده جامد در انحصار کارخانه ی دوپونت است. از دیگر پلیمرهای موفق این کارخانه می توان کولار،تفلون، نایلون را نام برد. ترکیبات کرین به این صورت است: اکریلیک پلیمر، آلومینیوم تری هیدرات (⅔ کل ترکیبات)، رنگ دانه های افزودنی. کرین به عنوان ترموستینگ پلاستیک (گرما سخت) شناخته شده است. اما می تواند در دمای 149 درجه سانتیگراد به عنوان ترمو فرمد نیز ظاهر شود. در این حالت کرین را نسبت به میزان ضخامتی که دارد می توان تا شعاع 25 میلی متر خم کرد و فرم های منحصر به فردی را به وجود آورد. این خاصیت از ویژگی های متمایز کرین محسوب می شود. کرین در 3 ضخامت 6 و 12.7 و 19 میلی متر تولید می شود. برای ایجاد ضخامت بیشتر در کار، کرین را به همراه لایه ای از MDF به عنوان پایه کار استفاده می کنند. معمولا ضخامتی که در کار استفاده می شود 38mm است. (12.7mm کرین و 25mm ماده ی دیگر به عنوان پایه) اتصال بین دو صفحه ی کرین با استفاده از رزین اکریلیک صورت می پذیرد که یک اتصال بدون درز، تمیز و صاف را به وجود می آورد. رزین در درز حل می شود و با یک پولیش نهایی یک سطح بدون درز را ایجاد می کند. [FONT=Tahoma][B][FONT=Tahoma][FONT=Tahoma][/FONT][/FONT][/B][/FONT] [FONT=Tahoma][B][FONT=Tahoma][FONT=Tahoma][COLOR=#000000][FONT=century gothic][SIZE=3][IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-1.jpg[/IMG][/SIZE][/FONT][/COLOR] [COLOR=#000000][FONT=century gothic][SIZE=3]تنوع رنگی کرین بالغ بر 130 رنگ با بافت های متنوع نیز است. یکی از دلایلی که کرین به عنوان کانتر آشپزخانه استفاده می شود، رنگ سفید خیره کننده ی آن است. [/SIZE][/FONT][/COLOR] [COLOR=#000000][FONT=century gothic][SIZE=3][IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-2.jpg[/IMG] تجهیزات آشپزخانه با پلیمر Corianچند نمونه از دسته بندی رنگ های کرین[IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-4.jpg[/IMG] قهوه ای روشن[IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-7.jpg[/IMG] رنگ های درخشان[IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-8.jpg[/IMG] نمونه های نیمه شفاف کرین این اجازه را می دهد که نور بیشتری نسبت به دیگر نمونه ها از آن عبور کند و خود را با فضا تطبیق می دهند.[/SIZE][/FONT][/COLOR] [COLOR=#000000][FONT=century gothic][SIZE=3][B]ویژگی ها و امتیازات Corian:[/B] سطح کرین به دلیل عدم تخلخل و نفوذ ناپذیری به راحتی تمیز می شود و لکه به درون آن نفوذ نمی کند. همچنین از رشد و نمو قارچ، باکتری و کپک جلوگیری می کند و در مقابل گرما مقاوم است. سطح کرین لمینیت ندارد، به همین دلیل در مقابل خراش نیز مقاوم است. لبه های کرین برش های دقیقی می خورد و همان طور که پیش تر اشاره شد، ورقه های کرین را می توان به صورتی در کنار هم قرار داد که بدون درز دیده شود و ظاهری ظریف را به نمایش گذارند که باعث می شود کثیفی و رطوبت نیز به آن آسیب نرساند. کرین را با مواد ضدعفونی کننده ی معمولی می توان به راحتی پاک کرد، احتیاج به درزگیری سالیانه ندارد و اگر زمانی ورقه های کرین دچار آسیب دیدگی شود، با سنباده و مواد پر کننده می توان آن را برطرف کرد. اگر هم قسمتی از آن بشکند، می توان آن را برید و قطعه ی جدید جایگزین آن کرد. کرین در کل ماده ی بسیار مقاومی است و در حدود 20 الی 25 سال عمر می کند. چند نمونه از قابلیت ها و ویژگی های کرین در قالب طرح های مختلف که در سایت trendir.com به آن اشاره شده است: [/SIZE][/FONT][/COLOR] [COLOR=#000000][FONT=century gothic][SIZE=3][IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-9.jpg[/IMG] ایجاد انحنا و پیچ و تاب های متنوع[IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-10.jpg[/IMG] تنوع رنگی کرین[IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-11.jpg[/IMG] قابلیت ترکیب شدن و یا قرار گرفتن در کنار دیگر مواد مانند سنگ و چوب و شیشه[IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-12.jpg[/IMG] [IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-13.jpg[/IMG] محصولاتی که به صورت یکپارچه از کرین ساخته می شوند [IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-14.jpg[/IMG] استفاده از کرین به عنوان یک عنصر دکوراتیو[IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-15.jpg[/IMG] استفاده به عنوان مبلمان شهری[IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-16.jpg[/IMG] [IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-17.jpg[/IMG] لایتینگ [IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-18.jpg[/IMG] استفاده در کارهای هایتک، به دلیل نیمه شفاف بودن.[IMG]http://www.newdesign.ir/images/2010-2-25-corian-19.jpg[/IMG] طرح های احساس گرا [/SIZE][/FONT][/COLOR] [/FONT][/FONT][/B][/FONT]کلام آخر اینکه کرین یک پلیمر سازگار با محیط زیست است. از کرین در طراحی داخلی هتل ها و بیمارستان ها به عنوان کف پوش، کانتر آشپزخانه، بار، اتاق جراحی، حمام، وسایل اداری، قاب پنجره و نرده های کنار پله و همین طور محیط بازی کودکان استفاده می شود و در کل کرین به عنوان یک گزینه ی مناسب در پروژه های طراحی داخلی محسوب می شود.
پاسخ : مواد و روش های ساخت (طراحی صنعتی) آشنایی با انواع پلیمر و رزین تصور جهان پیشرفته کنونی بدون وجود مواد پلیمری مشکل می باشد. امروزه این مواد جزیی از زندگی ما شده اند و در ساخت اشیای مختلف، از وسایل زندگی و مورد مصرف عمومی تا ابزار دقیق و پیچیده پزشکی و علمی به کار می روند. کلمه پلیمراز کلمه یونانی (Poly) به معنی چند و (Meros) به معنای واحد با قسمت به وجود آمده است. در این میان ساختمان پلیمرها با مولکول های بسیار دراز زنجیر گونه با ساختمان فلزات کامل متفاوت است. این مولکول های بلند از اتصال و به هم پیوستن هزاران واحد کوچک مولکولی مرسوم به منومر تشکیل شده اند. مواد طبیعی مانند ابریشم، لاک، قیر طبیعی، کشان ها و سلولز ناخن دارای چنین ساختمان مولکولی هستند. البته تا اوایل قرن نوزدهم میلادی توجه زیادی به مواد پلیمری نشده بود. بومیان آمریکای مرکزی از برخی درختان شیرابه هایی استخراج می کردند که شیرابه بعدها نام لاتکس به خود گرفت. در سال 1829، دانشمندان متوجه شدند که در اثر مخلوط کردن لاتکس طبیعی با سولفور و حرارت دادن آن ماده ای قابل ذوب ایجاد می شود که می توان از آن محصولات مختلفی نظیر چرخ ارابه یا توپ تهیه کرد. در سال 1909 میلادی فنل فرمالدئید موسوم به باکلیت ساخته شد که در تهیه قطعات الکتریکی، کلیدها، پریزها و وسایل مصرف زیادی دارد. در اثنای جنگ جهانی دوم موادی مثل نایلون پلی اتیلن و اکریلیک موسوم به پرسپکس به دنیا عرضه شد. نئوپرن را شرکت دوپان در سال 1932 ابداع و به شکل تجارتی ابتدا با نام دوپرن و بعدها نئوپرن عرضه کرد. شاخه های پلیمر: اولین قدم در زمینه صنعت پلاستیک توسط فردی به نام واسپاهیات انجام گرفت وی در تلاش بود ماده ای را به جای عاج فیل تهیه کند. وی توانست فرآیند تولید نیترات سلولز را زا سلولز ارائه کند. در دهه 1970 پلیمرهای هادی به بازار عرضه شدند که کاربرد بسیاری در صنعت رایانه دارند زیرا مدارها و IC های رایانه ها از این مواد تهیه می شوند. و در سال های اخیر مواد هوشمند پلیمری جایگاه تازه ای برای خود سنسورها پیدا کردند. پلیمرها را می توان از 7 دیدگاه مختلف طبقه بندی نمود. صنایع، منبع، عبور نور، واکنش حرارتی، واکنش های پلیمریزاسیون، ساختمان مولکولی و ساختمان کریستالی. از نظر صنایع مادر پلیمرها به چهار گروه صنایع لاستیک، پلاستیک، الیاف، پوششی و چسب تقسیم بندی می شوند. این ها صنایع مادر در پلیمرها می باشند اما صنایع وابسته به پلیمر هم فراوان هستند. در صنعت پزشکی در اعضای مصنوعی، دندان مصنوعی، پرکننده ها، اورتوپدی از پلیمرها به وفور استفاده می شود. پلیمرها از لحاظ منبع به سه گروه اصلی تقسیم بندی می شوند که عبارتند از پلیمرهای طبیعی، طبیعی اصلاح شده و مصنوعی. رزین یا پلیمرهای طبیعی: منابع طبیعی رزین ها، حیوانات، گیاهان و مواد معدنی می باشد. این پلیمرها به سادگی شکل پذیر بوده لیکن دوام کمی دارند. رزین های رایج عبارتند از روزین، آسفالت، تار، کمربا، سندروس، لیگنپین، لاک شیشه ای. رزین های طبیعی اصلاح شده شامل سلولز و پروتئین می باشد. سلولز قسمت اصلی گیاهان بوده و به عنوان ماده اولیه قابل دسترسی برای تولید پلاستیک ها می باشد. کازئین ساخته شده از شیر سرشیر گرفته می شود و تنها پلاستیک مشتق شده از پروتئین است که در عرصه تجارت نسبتا موفق است. پلیمر مصنوعی: پلیمرهای مصنوعی را می توان از طریق واکنش های پلیمریزاسیون به دست آورد. از مواد پلیمری می توان در تهیه پلاستیک ها، چسب ها، رنگ ها، ظروف عایق و مواد پزشکی بهره جست. پلاستیک ها به تولید طرح های جدید در اتومبیل ها، کامیون ها، اتوبوس ها، وسایل نقلیه سریع، هاورکرافت، قایق ها، ترن ها، آلات موسیقی، وسایل خانه، یراق آلات ساختمانی و سایر کاربردها کمک نموده اند. در ادمه به بررسی کاربرد چندین پلیمر می پردازیم: پلیمرهای بلوری مایع (LCP): این پلیمرها به تازگی در بین مواد پلاستیکی ظهور کرده است. این مواد از استحکام ابعادی بسیار خوب، مقاومت بالا، مقاومت در مقابل مواد شیمیایی توام با خاصیت سهولت شکل پذیری برخوردار هستند. از این پلیمرها می توان به پلی اتیلن با چگالی کم قابل مصرف در ساخت عایق الکتریکی، وسایل خانگی، لوله و بطری های یک بار مصرف، پلی اتیلن با چگالی بالا قابل مصرف در ظروف زباله ها بطری، انواع مخازن و لوله برای نگهداری و انتقال سیالات، پلی اتیلن شبکه ای، پلی پروپیلن قابل مصرف در ساخت صندوق، قطعات کوچک خودرو، اجزای سواری، اسکلت صندلی، اتاقک تلویزیون و... اشاره نمود. پلیمرهای زیست تخریب پذیر (تجزیه پذیر): این پلیمرها در طی سه دهه اخیر در تحقیقات بنیادی و صنایع شیمیایی و دارویی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. زیست تخریب پذیری به معنای تجزیه شدن پلیمر در دمای بالا طی دوره مشخص می باشد که بیشتر پلی استرهای آلیفاتیک استفاده می شود. از این پلیمرها در سیستم های آزاد سازی دارویی با رهایش کنترل شده یا در اتصالات، مانند نخ های جراحی و ترمیم شکستگی استخوان ها و کپسول های کاشتی استفاده می شود. پلی استایرن: این پلیمر به صورت گسترده ای در ساخت پلاتیک ها و رزین هایی مانند عایق ها و قایق های فایبر گلاس در تولید لاستیک، مواد حد واسط رزین های تعویض یونی و در تولید کوپلیمرهایی مانند ABS و SBR کاربرد دارد. محصولات تولیدی از استایرن در بسته بندی، عایق الکتریکی - حرارتی، لوله ها، قطعات اتومبیل، فنجان و دیگر موادی که در ارتباط با مواد غذایی می باشند، استفاده می شود. لاستیک های سیلیکون: مخلوط بسیار کانی- آلی هستند که از پلیمریزاسیون انواع سیلاب ها و سیلوکسان ها به دست می آیند. با اینکه گرانند ولی مقاومت قابل توجه در برابر گرما به استفاده منحصر از این لاستیک ها در مصارف بالا منجر شده است. این ترکیبات اشتغال پذیری نسبتا پایین، گران روی کم در درصد بالای رزین، عدم سمیت، خواص بالای دی الکتریک، حل ناپذیری در آب و الکل ها و... دارند به دلیل همین خواص ترکیبات سیلیکون به عنوان سیال هیدرولیک و انتقال گرما، روان کننده و گریس، دزدگیر برای مصارف برقی، رزین های لایه کاری و پوشش و لعاب مقاوم در دمای بالا و الکل ها و مواد صیقل کاری قابل استفاده اند. بیشترین مصرف این ها در صنایع هوا فضاست. لاستیک اورتان: این پلیمرها از واکنش برخی پلی گلیکول ها با دی ایزوسیانات های آلی بدست می آیند. مصرف اصلی این نوع پلیمرها تولید اسفنج انعطاف پذیر و الیاف کشسان است. در ساخت مبلمان، تشک، عایق - نوسان گیر و... به کار می روند. ظهور نخ کشسان اسپندکس از جنس پلی یوره تان به دلیل توان بالای نگهداری این نوع نخ زمینه پوشاک ساپورت را دگرگون کرده است.
