مطالعه تجربي الگوهاي قالب فرايند شكل‌دهي لاستيكي در توليد صفحات دوقطبي فلزي

Experimental study of the die patterns in rubber pad forming process for production of metallic bipolar plates

در اين پژوهش، ساخت صفحات دوقطبي فلزي از جنس فولاد زنگ نزن L 316 به ضخامت 1/0 ميلي‌متر، به كمك فرايند شكل‌دهي لاستيكي مطالعه شده است. براي ساخت كانال‌هاي صفحات دوقطبي از دو نوع قالب با سبك تغيير شكل محدب و مقعر استفاده گرديد. در اين تحقيق با انجام مراحل تجربي، تاثير الگوهاي شكل‌دهي محدب و مقعر بر نيروي شكل‎دهي و مقدار پرشدگي شيار‎هاي بوجود آمده بررسي شد و شرايط استفاده مناسب براي هر دو سبك تغيير شكل بدست آمد. براي انجام مراحل تجربي، به منظور مقايسه صحيح، هر دو الگوي قالب با ابعاد و اندازه‌هاي كاملا يكسان ساخته شد و از يك پد لاستيكي با سختي شور 85 و به ضخامت 25 ميلي‌متر جهت شكل‌دهي صفحات استفاده گرديد. به منظور شكل‌دهي صفحات دوقطبي از يك پرس هيدروليكي با حداكثر ظرفيت 200 تن استفاده شد. نتايج بدست آمده حاكي از آن است كه در يك نيروي يكسان، قالب محدب ميزان عمق پرشدگي بيشتري نسبت به قالب مقعر از خود نشان مي‌دهد. با افزايش نيروي شكل‌دهي تا يك مقدار ماكزيمم، ميزان عمق پرشدگي در قالب مقعر ثابت مانده و افزايش بيشتر نيرو موجب تخريب لاستيك خواهد شد.

The present study investigates the manufacturing process of metallic bipolar plates made of SS316L with a thickness of 0.1 mm using rubber pad forming process. Two deformation types, convex or concave patterns, were used for producing channels in bipolar plates. The effect of concave and convex patterns on forming forces and slot filling will be created in the present study and then suitable condition for both patterns of deformation will be achieved. For carrying out the experimental examination, two dies, convex and concave pattern within equal dimensions were designed and manufactured. In order to accurately compare two die patterns, a rubber pad with hardness of Shore A 85 and thickness of 25 millimeters was used for forming of plates. A hydraulic press with capacity of 200 tons was used to produce force on die. The concluded results signify that in an equal magnitude of force, die with convex pattern shows more depth of filling than concave die. By increasing magnitude forming force up to maximum limit, depth of filling in concave die will be constant and further increases in magnitude of force will cause the rubber to be destroyed.