بوش‌های دولایه تقویت شده، قابلیت اجرا در صنعت خودروسازی

 ( Production of Reinforced double-layer Paris) یا همان ساخت بوش‌های دولایه تقویت شده به وسیله قالب ترکتریکس یک اختراع بین‌المللی است که توسط مجید هاشم‌زاده و علیرضا مردانی در حوزه فنی‌ومهندسی(مکانیک) در دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد طراحی شده و در هشتمین جشنواره فرهیختگان به‌عنوان اختراع برگزیده انتخاب شد.

در این طرح ساخت بوش‌های دولایه با استفاده از قالب‌های ترکتریکس مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا ورق دایره‌ای خام را روی ماتریس فرم ترکتریکس بدون ورق‌گیر قرار گرفت. در ادامه بوش تراشیده شده داخل سنبه دوپله جا زده شد. پس از اعمال نیرو روی ماتریس توسط سنبه، بوش داخل ورق کشش خورده، محبوس شده و بوش تقویت شده با الیهی داخلی تولید شد. ساختار مواد تشکیل‌دهنده بوش‌ها می‌تواند بسته به کاربرد در شرایط گوناگون متفاوت باشد. از این روش در ساختارهای بزرگ می‌توان برای تولید مخازن تحت فشار دو الیه، کپسول‌های CNG، صنایع دریایی، حتی در صنایع نظامی استفاده کرد. همچنین در ساختارهای کوچک‌تر برای ساخت بوش‌های دولایه کاربرد دارند.

مجید هاشم‌زاده عضو هیات‌علمی دانشگاه آزاد اسلامی نجف‌آباد درباره جزئیات این اختراع گفت: «عنوان این اختراع «ساخت بوش‌های تقویت شده دولایه با قالب‌های ترکتریکس» است. قالب‌های ترکتریکس یکی از انواع قالب‌های کشش عمیق است که در آن از ورق‌گیر استفاده نمی‌شود. تکنولوژی ساخت این نوع قالب‌ها به دلیل وجود منحنی ترکتریکس (Tractrix) در دهانه ماتریسِ قالب نسبتا پیچیده است اما به دلیل ساختار ساده و تعداد قطعات کمتر نسبت به قالب‌های کشش عمیق معمول، امروزه مورد توجه طراحان و قالب‌سازان قرار گرفته است.»

او اضافه کرد: «ساخت بوش‌های دولایه با استفاده از قالب ترکتریکس برای اولین بار در دنیا توسط یک تیم تحقیقاتی از گروه مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف‌آباد انجام شده است. قالب متشکل از یک سنبه و یک ماتریس ترکتریکس است. در این روش ابتدا قالب روی میز دستگاه پرس نصب می‌شود. یک عدد بوش داخلی که از قبل تراشکاری شده است، روی سنبه قرار داده می‌شود. سپس ورق دایره‌ای شکل نیز که از یک ورق با جنس متفاوت نسبت به بوش از قبل آماده‌سازی شده است روی قالب در دهانه ترکتریکس موقعیت‌دهی می‌شود.»

او تصریح کرد: «با حرکت پرس، سنبه همراه با بوش روی ورق در دهان ماتریس فشار وارد می‌کند و به‌تدریج ورق را به درون حفره‌ای که به فرم منحنی ترکتریکس است می‌کشد. در طی این فرآیند، درحالی‌که سنبه، ورق را به درون حفره قالب می‌کشد، ورق به شکل یک پوسته خارجی روی بوش داخلی شکل می‌گیرد. محصول چنین فرآیندی، یک بوش دولایه از جنس‌های متفاوت خواهد بود. میزان نفوذ لایه‌های سطحی دو فلز در یکدیگر در حد قابل است به علاوه اینکه پوسته بیرونی این بوش به دلیل انجام فرآیند شکل‌ دهی و نیز آیرونیگ روی آن در طول عبور از حفره ترکتریکس، کارسخت شده و دارای استحکام بالایی است. همچنین تیراژ تولید با این روش بالاست.»

هاشم‌زاده در پاسخ به این سوال که این اختراع با چه هدفی بوده است، توضیح داد: «امروزه بوش‌های دولایه در صنایع مختلف کاربرد وسیع پیدا کرده‌اند که ازجمله می‌‌توان به صنایع نظامی، ساخت تجهیزات پزشکی، صنعت خودرو و صنایع هوافضا اشاره کرد. ترکیب دولایه از ورق‌های فلزی با خواص مکانیکی، متالورژیکی و شیمیایی متفاوت می‌تواند خواص منحصربه‌فرد به بوش بدهد.»

او با ذکر مثالی بیان کرد: «به‌عنوان مثال، بوش با پوسته خارجی مقاوم به سایش و سطوح داخلی با چقرمگی زیاد در صنایع نظامی کاربرد دارد. این طرح قابلیت اجرا در ابعاد مختلف را دارد. همچنین این طرح فقط محدود به ساخت بوش‌ها نیست. سیلندرهای دولایه گاز CNG (‌لایه داخلی مقاوم به خوردگی شیمیایی و لایه بیرونی مقاوم به ضربه) نیز از دیگر کاربردهای این طرح است که قابلیت اجرا در صنعت خودروسازی را دارد.»

مخترع این طرح در پاسخ به این سوال که این طرح آیا ثبت اختراع شده یا خیر گفت: «این طرح در سایت اداره ثبت اختراعات آمریکا (USPTO) و سازمان ثبت اختراعات کشور منتشر و ثبت شده و درحال طی مراحل موردنیاز برای اخذ گرنت نهایی است. طرح ساخت بوش‌های دولایه با استفاده از قالب ترکتریکس مورد تایید سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران نیز قرار گرفته است.»

هاشم‌زاده با بیان اینکه از این طرح در مرحله آزمایشگاهی نتایجی خوبی گرفته‌ایم اما هنوز به مرحله تجاری‌سازی نرسیده است، اضافه کرد: «در مورد تجاری‌سازی این طرح باید به این نکته توجه داشت که این طرح به تنهایی نمی‌‌تواند به‌عنوان یک محصول ساخته و روانه بازار شود. شاید بتوان چنین بوش‌های دولایه‌ای را با روش‌های دیگری ساخت اما نکته قابل توجه در این اختراع این است که روش ساخت، یک روش ساخت منحصربه‌فرد است.»

او تاکید کرد: «برای تجاری‌سازی این طرح(همانند سایر طرح‌هایی از این قبیل) به یک اعلام نیاز از طرف صنایع مختلفی که بخشی از محصولات‌شان با استفاده از این روش یا این محصول می‌تواند بهینه شود است.»

عضو هیات‌علمی دانشگاه آزاد اسلامی نجف‌آباد ادامه داد: «ما (تیم تحقیقاتی این پژوهش) در دانشگاه به وظایف حرفه‌ای و شرعی خود که همانا تحقیق و پژوهش روی مشکلات صنعت و نیز توسعه مرزهای دانش است عمل کرده‌ایم که نتیجه آن همین ثبت اختراع است. حالا نوبت مسئولان است که باید به وظایف خود که همان حمایت از این طرح‌ها و اجرایی شدن در صنعت است، کمک کنند.»

او در پایان تاکید کرد: «درغیر این صورت این پژوهش نیز همانند بسیاری دیگر از پژوهش‌ها به کتابخانه مرکزی دانشگاه انتقال داده شد و تا چند صباحی دیگر، گردوغبار بی‌مهری روی آن خواهد نشست.»