وبلاگ

مهندسان همواره به دنبال كیفیت بهتر هستند. در علوم ریاضی و كامپیوتر فرایند انتخاب یا پیدا كردن بهترین عضو در مجموعه ­ای از گزینه­ های موجود است. هر فرایندی پتانسیل بهینه­شدن دارد و مسائل پیچیده می­توانند در زمینه های علوم مهندسی، اقتصادی و تجاری به صورت مسائل بهینه­سازی مدل­سازی شوند. هدف از مدلسازی مسائل بهینه سازی حداقل كردن  زمان، هزینه و ریسك یا حداكثر كردن سود، كیفیت و اثربخشی طراحی نیرومند یک هدف است. بعضی از مسائل بهینه سازی پیچیده هستند و به دست آوردن جواب­های بهینه در زمان معقول با روش حل دقیق مانند روش های  برنامه ریزی پویا و شاخه و كران مشكل است. از این رو توسعه روش­های حل در این نوع مسائل كه بتوانند در زمان معقول  جواب های بهینه یا نزدیک به بهینه بدست آورند، از نظر اقتصادی به صرفه­تر است. در دهه­های اخیر برای حل مسائل بهینه سازی، روش های مختلفی توسعه داده شده است. متدولوژی مهندسی جهت بهینه­کردن شرایط فرایند و محصول است، به گونه ای كه محصول و فرایند كمترین حساسیت را نسبت به عوامل تغییرداشته و در نتیجه تولیداتی باكیفیت بالا رابه همراه خواهد داشت. یكی ازابزارهای مهم برای طراحی نیرومند، طراحی پارامتر به روش تاگوچی است. در طراحی پارامتر به روش تاگوچی فرض براین است كه مواد و اجزاء باكیفیت متوسط در محصول وجود داشته و یا این كه فرایند از ماشین­هایی استفاده می كند كه دقت بالایی ندارند .این امر مقداری تلرانس را به دلیل وجود عوامل اختلال ایجاد خواهد كرد. بنابراین حساسیت نسبت به عوامل اختلال وتغییرات كیفی كه اغلب ناشی از شرایط محیطی می باشد، می­بایست كمینه گردد.

یک فعالیت اساسی مهندسی كیفیت طراحی و انجام آزمایشات است تا داده ­های لازم جهت انجام تجزیه وتحلیل جمع­آوری گردد. تاگوچی یک آزمایش را به عنوان ایجاد تغییر دریک فرایند جهت مطالعه­ اثرات آن تعریف می­كند. وی موثرترین شیوه­ انجام آزمایشات را شیوه­ چند عامل در هر زمان می­داند.
همان­طور که می­دانیم بخش اعظمی از ابزارها و قطعات مورد استفاده در زندگی ما را قطعات پلاستیکی تشکیل می دهند. با بررسی مطالعات انجام یافته در سال‌های اخیر میتوان دریافت که استفاده از کامپوزیت‌ها، به خصوص کامپوزیت‌های زمینه پلیمری چوب –پلاستیک رشد سریعی داشته است. علت اصلی توسعه کامپوزیت‌ها خواص بهینه آنها نسبت به اجزای تشکیل‌دهنده می‌باشد که عمدتا با جایگزینی کامپوزیت‌ها بجای مواد معمول، بخصوص فلزات صورت گرفته است[1].
مواد کامپوزیتی از ترکیب دو یا چند ماده ساخته می‌شوند تا خواص بهینه ای را ایجاد کنند. البته بیان فوق یک تعریف کلی است و می‌تواند تمامی آلیاژهای فلزی، پلیمرهای پلاستیکی، مواد معدنی، چوب  و … را دربر بگیرد[1].
با توجه به محدودیت كمی منابع چوبی و مواد پلاستیک، و رشد روزافزون تقاضای مصارف صنعتی و ساختمانی به مواد اولیه با كیفیت و

 طول عمر بیشتر، و همچنین توجه به جنبه های نوآوری محصول واثرات زیست محیطی، می توان از مواد كامپوزیت چوب-پلاستیک WPC1 بعنوان یک تكنولوژی پیشرونده و قابل توسعه نام برد. مطابق تعریف مواد کامپوزیتی، کامپوزیت‌های چوب- پلاستیک هم از ترکیب فیزیکی پلیمرها (اغلب ترموپلاستیک‌ها) با ذرات چوب حاصل می‌شود که موجب به وجود آمدن خواص جدیدی می‌شود که با خواص چوب و خواص پلیمر اولیه متفاوت است.واژه WPC به معنای ترکیب چوب و پلاستیک، گستره وسیعی از مواد کامپوزیتی را دربر دارد. این محدوده برای مواد پلاستیکی، از پلی‌اولفین‌ها تا پلی­وینیل­کلراید و برای مواد پرکننده از پودر چوب تا الیاف کتان را شامل می‌شود. این کامپوزیت جدید، مفهوم کامپوزیت چوب را از معنای متداول آن که به موادی مانند نئوپان و ام‌دی‌اف اتلاق می‌شد به فضایی جدید و مهمتر از آن به ماده‌ای جدید با کارایی بالا، گسترش داده است[2]. این موضوع بدان معناست كه عبارت WPC امروزه فقط به كامپوزیت چوب و پلاستیک اطلاق نمی‌شود، بلكه ممكن است به جای چوب از مواد دیگری از قبیل شلتوك برنج، بامبو، كاه و … نیز استفاده شود[3].

در زمینه تولید قطعات با کیفیت بالا و استفاده از مواد دورریز و تولید مواد کامپوزیتی پژوهش های فراوانی به عمل آمده است. اولین نسل از کامپوزیت چوب پلاستیک، ترکیبی از پودر چوب و مواد پلیمری بود كه خواص بالایی از نظر فیزیکی و مکانیکی دارا نبود. در حال حاضر با افزودن مواد مختلف، از قبیل انواع مواد روان‌كننده و سازگاركننده، خواص مکانیکی بسیار خوبی برای این کامپوزیت بدست آمده است. فرایندهای صورت‌گرفته بر روی این کامپوزیت برای تولید محصولات مختلف مانند فرایند‌های متداول برای مواد پلیمری است[2]. نمونه‌ای از گرانول تولید شده این كامپوزیت از پودر چوب و پلی‌اتیلن در ‏شکل 1-1 نشان داده شده است.

• نمونه‌ای از کامپوزیت چوب و پلی‌اتیلن [4]

 
اكثر قطعات تولید شده موجود از این كامپوزیت، در حال حاضر دارای میزان چوب بین 40% تا 80% می‌باشند. بیشتر محصولات چوب پلاستیكی، مانند مواد پلاستیكی از اكسترود به دست آمده که دیگر به فرایندهای پرهزینه‌ای كه به طور مثال برای شكل‌دهی چوب استفاده می‌شود، نیازی نیست. البته برای بهبود كیفیت ظاهر قطعه می‌توان از اكستروژن همزمان[6] و یا روكش كردن[7] محصولات نیز استفاده نمود[5]. آقایان Yaembunying و Prachayawarakorn در سال 2004 به بررسی اثر بازیافت پلی پروپیلن پر شده با 40%سبوس برنج ،بر خواص کامپوزیت چوب_پلاستیک تولیدی در فرایند تزریق پرداختند[6].
 

1-2-تاریخچه

در سال 1916 برای اولین بار، كامپوزیت چوب پلاستیک در كارخانه رولزرویس برای ساخت سر دسته دنده مورد استفاده قرار گرفت. این موضوع در حدود كمتر از یک دهه از به ثبت رسیدن اولین رزین كاملا مصنوعی اتفاق افتاد[7]. از سال1950، در امریكای شمالی استفاده از كامپوزیتهای ساختاری و غیرساختاری از چوب به جای چوب خالص افزایش یافت[8]. در سال 1983 شرکت امریکن ووداستوک، با بهره گرفتن از فناوری اکستروژن ایتالیا، اقدام به تولید ورق‌هایی از کامپوزیت چوب- پلاستیک با پایه‌ی پلی‌پروپیلن و تقریبا 50 درصد چوب نمود[9].
در سال 1991 اولین کنفرانس بین‌المللی کامپوزیت چوب- پلاستیک در مادیسون ویسکونسین برگزار شد.  در سال 1993 شرکت اندرسون، تولید این کامپوزیت را با پایه‌ی پی‌وی‌سی آغاز نمود. در سال 1996، بسیاری از شرکت‌های آمریکایی شروع به تولید این کامپوزیت به صورت گرانول برای استفاده در شرکت‌ها و کارخانه‌های دیگر کردند. از این زمان به بعد، فعالیت‌ها در زمینه‌ی چوب پلاستیک به شدت رشد کرد[9].
. Poly Vinyl Chloride (PVC)
. Particle board
. Middle Density Fiberboard (MDF)
. Lubricant
. Coupling Agent
. Co-extrude
. Veneer
. Gear lever knob
. American Woodstock
. Polypropylene
. Madison Wisconsin
. Anderson Corporation