امکان تشخیص خطا در خط تولید لاستیک با « XCT »



این تیم که متشکل از پروفسور فرد پیبلز از دانشگاه تنسی و رئیس موسسه مواد پیشرفته و ساخت «IAMM»، دایاکار پنومادو؛ دانشجوی فارغ التحصیل مهندسی برق، جون چنگ چین؛ محقق فوق‌دکتری، استفان یانگ، دو دانشمند دانشگاه فلکسیس و یک دانشمند از دانشگاه ایستمن هستند، تحقیقاتی را منتشر کردند که طی آن نقص مواد لاستیکی شناسایی شد. این مشکل یکی از رایج‌ترین چالش‌های تولید این صنعت است. افزودنی‌هایی ازجمله اکسید روی و گوگرد به ترکیبات لاستیک برای بهبود استحکام، کشش و سایر ویژگی‌های لازم برای تولید لاستیک‌های با کارآیی بالا اضافه می‌شوند.

به‌عنوان‌مثال اگر هنگام تولید آمیزه لاستیکی برای تولید تایر خودرو، این مواد به‌طور یکنواخت توزیع نشوند، آنگاه مواد زودتر از موعد تخریب می‌شوند.

پنومادو گفت: «اگر اجزایی مانند گوگرد به‌خوبی پراکنده نشوند، نقاط سخت موضعی ایجاد می‌شود. این مواد سخت تنش‌های مکانیکی و حرارتی زیادی را به خود جذب می‌کنند و باعث می‌شوند که مواد زودتر تجزیه شوند.»

این تیم طی تحقیقاتی دریافتند عیوب به‌اندازه عرض یک تار موی انسان می‌تواند تاثیر قابل‌توجهی بر طول عمر تایر خودرو داشته باشد. با شناسایی و مطالعه این موارد، مهندسان می‌توانند درک کنند که یک ماده قبل از بروز مشکل در محصول چگونه عمل می‌کند.

پنومادو اظهار کرد: «رویکرد فعلی صنعت این است که یک نمونه کوچک از تایر را بریده و سپس آن را زیر میکروسکوپ نوری مشاهده کنیم. این روش نه‌تنها خسته‌کننده و مخرب بوده بلکه غیرقابل‌اعتماد است. از شما می‌خواهد که از قبل حدس بزنید که در یک نمونه غیرشفاف در کدام بخش باید ناسازگاری را بررسی کنید. این میکروسکوپ‌های نوری همچنین قادر به تشخیص تفاوت بین اجزای لاستیکی نیستند، زیرا گوگرد و اکسید روی به‌صورت لکه‌های سفید زیر میکروسکوپ ظاهر می‌شوند.»

برای غلبه بر این مشکل، پنومادو و تیمش از توموگرافی کامپیوتری اشعه ایکس یا «XCT» به‌جای آنالیز نوری معمولی استفاده کردند.

در این روش از اشعه ایکس استفاده می‌شود که از یک نمونه عبور می‌کند و بسته به موادی که به آن برخورد می‌کند، به‌طور متفاوتی پراکنده و جذب و سپس یک مدل دیجیتال سه‌بعدی توسط کامپیوتر از اجزای داخلی لاستیک تولید می‌شود. پنومادو توضیح داد: «این نکته بسیار مهمی است. تصویربرداری XCT به ما این امکان را می‌دهد که داخل مواد را به‌صورت غیرتهاجمی ببینیم و درواقع می‌توانیم توزیع هر جز را مشاهده کنیم.»

با استفاده از این روش جدید تایرسازان و مهندسان یا دانشمندان در صنعت لاستیک قادر خواهند بود عیوب محصولاتی مانند لاستیک را مشاهده و پیش‌بینی کنند. این امر باعث می‌شود محصولات و مواد لاستیکی سازگارتر و باکیفیت بالاتر تولید شوند و عمر مفید آنها افزایش یابد.



منبع