الوثوقية واختبارات التقادم المسرّعة لمواد مطاطيّة تقليدية ومواد مطاطيّة مصنّعة باستخدام الطابعة ثلاثيّة الأبعاد

  • د.حسام أحمد مركز الدراسات والبحوث العلمية , الجامعة الافتراضية السورية , HIAST
الكلمات المفتاحية: هندسة الوثوقية, نموذج أرينوس, اختبارات التقادم المسرعة, خاصية التشوه الدائم للمطاط, تحليل التدهور

الملخص

تستعمل المواد المطاطية في تطبيقات متعددة وبأشكال مختلفة، مثل الموانع الحلقية والشريطية ومخمدات الاهتزاز وغيرها. وتتحكم جودة موادها وطرائق تصنيعها بعمرها أثناء  الخدمة، كما يلعب  نوع التطبيق دوراً هاماً في فرض متطلبات موثوقة عليها. فعلى سبيل المثال، يتُوقّع أن يكون للمواد المطاطية المستعملة في تطبيقات حرجة - طبية، عسكرية، ...، إلخ - عمر خدمة أطول مقارنة مع التطبيقات الأخرى ، وبالتالي، يجب أن يكون للمكونات المطاطية عمر خدمة أطول وعمر تخزين أطول )زمن الحياة على الرف(. إضافة إلى ذلك، قد تتقادم المواد المطاطية عند تعرضها  للأوكسجين والأوزون وأشعة الشمس والإجهادات الميكانيكية في شروط التجميع وغيرها من العوامل الأخر . نفذت هذه الدراسة للتنبؤ بعمر التخزين لنوعين من المنتجات المطاطية، مصنعين باستخدام طريقتين مختلفتين، هما المطاط المفلكن والمطاط المصنّع باستعمال الطباعة ثلاثية الأبعاد (NinjaFlex) ، وذلك عن طريق اختبار التقادم المسرع  عند درجات حرارة مختلفة باستعمال أفران الهواء الساخن ودراسة استراخاء إجهاد الانضغاط عن طريق قياس خاصية التشوه الدائم . جرى في هذه الدراسة تعريض العينات المختلفة لدرجات حرارة مرتفعة في الأفران مترافقة مع إجهاد ضغط يولد تشوهاً قدره 25% من السماكة الأصلية للمادة المطاطية حسب المواصفة ASTM395 ، وتم قياس التشوه الدائم بشكل دوري أثناء الاختبار ولمدة محدّدة من الزمن. ومن ثم جرى استعمال نتائج تحليل بيانات التقادم لاستقراء النتائج من أجل تحديد حد التعطل الموافق لتشتوه دائم مقداره 80% ، وتم استنتاج منحنيات عمر المادة المطاطية - درجة الحرارة والتنبؤ بعمر تخزين المادتين المطاطتين عند درجة حرارة – 20°C .

تاريخ النشر
2019-12-09
القسم
محتويات العدد