"قومي البحوث" ينجح في إنتاج ألواح للصدمات لاستخدامها بصناعة السيارات

نجحت باحثة بالمعهد القومي للبحوث في إنتاج ألواح من المواد المركبة المقاومة للصدمات مدعمة بالأقمشة المنسوجة لاستخدامها في صناعة السيارات.
وأوضحت دكتورة نرمين محمد على الباحث بقسم هندسة الغزل والنسيج بشعبة بحوث الصناعات النسجية بالمركز القومى للبحوث انها اعتمدت دراسة تأثير استخدام أنواع مختلفة من الأقمشة المنسوجة المنتجة باستخدام خامات محلية طبيعية وصناعية فى تدعيم المواد المركبة لإنتاج ألواح متعددة الطبقات تتميز بقدرتها على مقاومة الصدمات ويمكن استخدامها في تدعيم وتصنيع السيارات.
واضافت انه من خلال البحث تم إنتاج سبعة وعشرين نوعا من الأقمشة المنسوجة باستخدام ألياف البولى استر، الكتان، الزجاج، النايلون مع بعض المتغيرات تمثلت في التركيب النسجي وكثافة الخيوط فى المنسوج، كما تم استخدام أقمشة غير منسوجة من البولى استر للطبقة الوسطى وكذلك استخدام نوعين من الراتنجات البوليمرية (البولى استر والايبوكسى) وهى راتنجات تتميز بعدم إمكانية إعادة تشكيلها بالحرارة بعد تحولها إلى مادة صلبة .
وتم إجراء الاختبارات المعملية على هذه الألواح من المواد المركبة من الأقمشةالمنسوجة وذلك لتقييم خواصها من حيث قدرتها على مقاومة الصدمات واجهادات الانثناء والشد . وتم دراسة تأثير كل نوع من الراتنجات المستخدمة على الخصائص الميكانيكية لهذه الألواح وتم تقييمها لاختيار أفضلها من حيث الكفاءة في تحقيق الغرض الوظيفي.
وفي حديثها لاخبار مصر أوضحت د. نرمين محمد علي أنه قد تزايد في العقود الأخيرة السعي لاكتشاف مواد جديدة بديلة عن الخامات التقليدية المستخدمة في كثير من التطبيقات الصناعية وذلك للإيفاء بمتطلبات التطور الصناعي من حيث العمل على تحسين الإنتاجية مع انخفاضالتكلفة. وعليه توجهت الأنظار نحو استخدام المواد المركبة (Composite Materials) في كثير من المجالات وذلك لخواصها الفريدة والتي جعلتها تتفوق على الكثير من الخامات التقليدية مثل الصلب والألومنيوم.
وتعرف المواد المركبة على انها مواد مؤلفة من الألياف المدعمة (Reinforcement) والتي تتميز بخواص الأداء العالي من الناحية الميكانيكية حيث تعمل على مقاومة الأحمال والإجهاد الواقعين عليها، ومن مادة الأساس ((Matrix وهى الراتنجالبوليمرى ذو الخواص الميكانيكية والحرارية الجيدة الذي يعمل على ترابط وحماية الألياف من العوامل الخارجية .علما بأنه لا يحدث أي تفاعل بين هذا المزيج ويحتفظ كل مكون بخصائصه، وتتكون مادة جديدة تتوافر فيهاخصائص متميزة تفوق خواص كل من الألياف والراتنج كلا على حدا. ونظرا للخصائص الفريدة التى تتميز بهاالمواد المركبة من حيث التناسب بين قوتها ومتانتها العالية مع انخفاض الوزن إلى جانب مرونة التصميم وسهولة التصنيع ، ثبات الأبعاد ، مقاومة العوامل الجوية المختلفة، مقاومة المواد الكيميائية ، مقاومة التآكل ، طول العمر الافتراضي ، الخ. فأصبحت المواد المركبة تستخدم على نطاق واسع في العديد من التطبيقات الصناعية مثل الهندسة الإنشائية، السيارات، الفضاء، المجال البحري، هندسة الطيران، والسلع الرياضية، الاستخدامات الحربية، التطبيقات الطبية ، الخ.
وأوضحت د. نرمين ان استخدام المواد المركبة المدعمة بالألياف النسجية اظهر خصائص ميكانيكية تفوق خمس مرات الصلب فى القوة وتتراوح معدلات الانخفاض في الوزن من (30-80 ٪) وهو ما يترجم إلى انخفاض فى وزن جسم السيارة وزيادة سرعتها مع استهلاك أقل للوقود والحفاظ على البيئة من التلوث والحد من انبعاث عوادم السيارات مثل ثانى أكسيدالكربون ، إلى جانب الوفاء بمتطلبات السلامة والأمان حيث يؤدي إلى تحسين مقاومة السيارات للتحطم عند التعرض لحوادث الطرق.
واضافت انه فى الآونة الاخيرة زاد الاتجاه لاستخدام الالياف الطبيعية فى تدعيم المواد المركبة لإنتاج مواد صديقة للبيئة بحيث تكون قابلة لإعادة التدوير بعد إنتهاء عمرها الافتراضي. فأصبحت تستخدم فى تصنيع الأجزاء الداخلية فى السيارة حيث تساعد على عزل الصوت والحرارة وتسهم فى انخفاض تكاليف الانتاج. وتستخدم المواد المركبة في تصنيع السيارات بفئاتها المختلفة مثل السيارات الصغيرة الخاصة، السيارات الرياضية، الشاحنات والحافلات والمركبات المدرعة التي تتميز بقدرتها العالية على الحماية من الرصاص والقذائف المدفعية. فتستخدم في تصنيع العديد من المكونات الهيكلية للسيارات مثل الاكصدامات ، الرفارف، الغطاء الأمامي ، الشنطة ، الأبواب، الشاسية ، الخ. ومثل هذه الأجزاء تكون عرضة للتحطم أثناء الحوادث لذا فانه من المهم تعزيز قوتها من أجل الحد من الخسائر والحفاظ على سلامة ركاب السيارة .
ومن خلال نتائج الدراسة تم التوصل إلى أن الأقمشة المنسوجة المستخدمة في تدعيم الألواح المصنعة من المواد المركبة ساهمت بشكل كبير في تحسين خواص تحمل المواد المركبة للصدمات وزيادة مقاومتها للكسر. كما أن أفضل عينة أنتجت تجمع بين الخصائص المطلوبة من حيث القدرة العالية على مقاومة الصدمات هي ألواح المواد المركبة المدعمة باستخدام الأقمشة المنسوجة المخلوطة من خامات البوليستر والزجاج والمنفذة باستخدام النسيج الأطلسي والمجهزة باستخدام راتنج البوليستر. وتم تطبيق هذه الألواح وتشكيلها على هيئة نماذج لاكصدامات السيارات.
وتكمن أهمية هذا البحث في أنه من خلال الربط والتعاون بين قطاعى البحث العلمى والصناعة وانتاج المزيد من البحوث التطبيقية في هذا المجال ، سوف تفتح آفاقا جديدة لتطور صناعة السيارات وإقامة مشروعات ذات جدوى اقتصادية باستغلال الخامات والامكانيات المتوافرة محليا وتحقيق الاستفادة القصوى منها لخدمة المجتمع.