فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

بیان مساله و اهداف: کامپوزیت های پانل ساندویچی چوبی به دلیل وزن کم و استحکام بالا توجه بسیاری را در کاربردهای مختلف مهندسی و ساختمانی به خود جلب کرده است. در کاربرد پانل‌های ساندویچی به‌ویژه در صنایع ساختمانی و مهندسی ایجاد اتصالات مطمئن میان این پانل‌ها و سایر اجزای سازه‌ای از اهمیت بالایی برخوردار است. فرآیند سوراخ‌کاری به‌عنوان یکی از مراحل کلیدی در ساخت و تولید این اتصالات، نقش حیاتی در تضمین پایداری، استحکام و دوام سازه ایفا می‌کند. از آنجا که این پانل‌ها اغلب در شرایطی به کار می‌روند که تحمل بارهای متناوب و فشارهای محیطی ضروری است، کیفیت سوراخ‌کاری و دقت در اجرای آن می‌تواند به طور مستقیم بر عملکرد نهایی سازه تأثیر بگذارد. با توجه به اینکه پانل‌ها در حین فرآیند سوراخ‌کاری مستعد جدایش لایه‌ها هستند، تعامل میان تیغه مته و لایه‌های پانل ساندویچی در لحظات ورود و خروج تیغه به این لایه‌ها، عامل اصلی بسیاری از عیوب فرآیندی نظیر تورق محسوب می‌شود. تورق به‌عنوان یکی از عیوب پیش‌بینی‌نشده و رایج در ماشین‌کاری ورقه‌های کامپوزیتی، می‌تواند به طور جدی کیفیت سطح و یکپارچگی ساختاری پانل‌ها را تحت تأثیر قرار دهد. با این حال انتخاب بهینه پارامترهای ماشین‌کاری، طراحی مناسب هندسه ابزار، استفاده از انواع ابزارهای کارآمد و تعیین شرایط عملیاتی مطلوب، امکان کاهش یا جلوگیری از بروز چنین عیوبی را فراهم می‌سازد. این اقدامات نه‌تنها کیفیت فرآیند را ارتقا می‌دهند بلکه عمر مفید و کارایی محصول نهایی را نیز تضمین می‌کنند. هدف اصلی این پژوهش بررسی تأثیر پارامترهای کلیدی سوراخ‌کاری بر عیب تورق و بهینه‌سازی شرایط ماشین‌کاری برای دستیابی به حداقل میزان تورق و بهترین کیفیت سطوح برش‌خورده در کامپوزیت پانل‌های ساندویچی با رویه‌های چوبی است. این مطالعه با تمرکز بر پارامترهای ماشین‌کاری شامل سرعت تغذیه و قطر مته و همچنین ویژگی‌های قطعه کار نظیر جنس لایه‌های رویی و زیری، تلاش می‌کند تا تأثیر این متغیرها را بر میزان تورق در حین عملیات سوراخ‌کاری شناسایی، اندازه‌گیری و تحلیل نماید. یافته‌های این تحقیق، مبنای علمی موثری برای بهینه‌سازی فرآیند سوراخ‌کاری در تولید کامپوزیت پانل‌های چوبی و فرآورده‌های مرتبط فراهم خواهد کرد. مواد و روشها: برای این منظور پانل‌ها با سه نوع رویه شامل تخته فیبر با دانسیته متوسط و روکش ملامینه، تخته لایه، و چوب بالزا، و مغزی ثابت از فوم پلی‌استایرن اکسترود شده با ضخامت 36 میلی‌متر ساخته شدند. فرآیند سوراخ‌کاری با استفاده از دستگاه CNC مجهز به مته پیچشی بدون پوشش، در سه قطر مختلف (4، 8 و 12 میلی‌متر)، دو سطح سرعت تغذیه (5 و 13 میلی‌متر بر ثانیه)، و سرعت برش ثابت برابر با 8000 دور بر دقیقه بر روی این پانل‌ها انجام گرفت. برای ارزیابی سطوح آسیب‌دیده و خسارت‌های وارد شده به کامپوزیت، از روش تصویربرداری دیجیتال استفاده شد و پردازش تصاویر با دقت بالا در محیط نرم‌افزار Digimizer انجام گرفت. سپس فاکتور تورق با بهره‌گیری از روابط علمی مربوطه محاسبه گردید. داده‌های تجربی در چارچوب یک طرح فاکتوریل تصادفی با استفاده از تحلیل واریانس و رسم جداول آماری در نرم‌افزار SPSS مورد بررسی قرار گرفتند و تأثیر هر یک از عوامل به‌صورت مجزا و همچنین تعاملی، تحلیل و ارزیابی شد. نتایج: نتایج نشان داد که جنس رویه‌ها، سرعت تغذیه، و قطر مته به ترتیب بیشترین تأثیر را بر میزان تورق دارند. کمترین میزان لایه‌شدگی، معادل 1.119، در کامپوزیت پانل‌های ساندویچی با رویه‌های تخته فیبر با دانسیته متوسط و روکش ملامینه، قطر مته 4 میلی‌متر، و سرعت تغذیه 5 میلی‌متر بر ثانیه به دست آمد. در مقابل، بیشترین میزان لایه‌شدگی، برابر با 3.060، در پانل‌های با رویه چوب بالزا، قطر مته 12 میلی‌متر، و سرعت تغذیه 13 میلی‌متر بر ثانیه مشاهده شد. نتیجه­ گیری: این نتایج نشان می‌دهد که برای کاهش عیب تورق در پانل‌های ساندویچی چوبی، کاهش سرعت تغذیه و افزایش سرعت برش در ماشین CNC از اهمیت بالایی برخوردار است و می‌تواند به بهبود کیفیت نهایی منجر شود.