اخیراً در یکی از پروژه‌های در حال بررسی، قطعات تولیدی به‌طور مکرر دچار شکست می‌شدند و نگرانی زیادی ایجاد کرده بود. این قطعات از پلی‌آمید 66 با 50٪ الیاف شیشه ساخته شده بودند و هدف تیم، یافتن راهکاری برای افزایش مقاومت آن‌ها بود.

در نگاه اول، راه حل ساده به نظر می‌رسید: افزودن گرید مقاوم‌تر، افزایش درصد الیاف شیشه یا خرید ماده گران‌تر. اما بررسی دقیق طراحی نشان داد که مشکل اصلی در محل قرارگیری گیت بود، همان جایی که شکست‌ها اتفاق می‌افتادند.

اهمیت محل گیت و جهت‌گیری الیاف

در کامپوزیت‌های تقویت‌شده با الیاف، جهت‌گیری الیاف نقش بسیار مهمی دارد. مقادیر گزارش‌شده در دیتاشیت‌ها بر اساس هم‌راستایی الیاف با جریان مذاب است، اما در قطعات واقعی، هندسه و محل گیت می‌توانند باعث شوند الیاف به‌صورت عمود، مارپیچ یا نامنظم قرار بگیرند. در چنین شرایطی، الیاف به جای تقویت، نقش پرکننده پیدا می‌کنند و حتی می‌توانند باعث تمرکز تنش شوند.

بررسی جامع عوامل شکست

عملکرد ماده در دیتاشیت معادل عملکرد آن در قطعه واقعی نیست. برای تحلیل شکست، باید چهار عامل را همزمان در نظر گرفت:

1. طراحی قطعه

2. انتخاب ماده

3. طراحی ابزار و محل گیت

4. شرایط فرآیند

در این پروژه، مشکل اصلی از ماده نبود و تغییر به گرید گران‌تر یا مقاوم‌تر تنها باعث افزایش هزینه، تأخیر و ناامیدی می‌شد، بدون آنکه علت واقعی شکست برطرف شود.

جمع‌بندی

برای جلوگیری از شکست قطعات، تغییر سریع ماده یا انتخاب گریدهای گران‌قیمت کافی نیست. بررسی جامع طراحی، ماده، ابزار و فرآیند راهکار واقعی برای یافتن علت شکست و جلوگیری از تکرار خطا است.