اثر روانكار بر پرشدگي عمق كانال صفحات دوقطبي فلزي با الگوهاي شكل‌ دهي محدب و مقعر در فرآيند شكل‌ دهي لاستيكي

Lubricant effect on depth filling of metallic bipolar plates with concave and convex patterns in rubber pad forming process

فرآيند شكل‌دهي لاستيكي، يك روش عملي و كم هزينه براي توليد صفحات دوقطبي فلزي با كانال‌هاي جريان چند آرايه پيچيده مي‌باشد. در اين پژوهش، به بررسي اثر روانكار بر ميزان پرشدگي كانال‌هاي صفحات دوقطبي فلزي از جنس فولاد زنگ نزن316 و با ضخامت 0.1 ميلي‌متر كه با استفاده از فرايند شكل‌دهي لاستيكي شكل داده شده است، مي‌پردازد. بدين منظور از يك لاستيك پلي اورتان با عدد سختي شور 85 A و ضخامت 25 ميلي‌متر و سه حالت روانكاري خشك، روغن SAE10 و نايلون پلي پروپيلن استفاده شده است. در ابتدا پروفيل پرشدگي و توزيع ضخامت صفحات شكل‌گرفته براي دو قالب محدب و مقعر در حالت بدون استفاده از روانكار بررسي شد. در ادامه بهمنظور افزايش بيشتر در عمق پرشدگي و رسيدن به توزيع ضخامت يكنواخت‌تر، تاثير روانكار بررسي گرديد. نتايج نشان داد كه در فرآيند شكل‌دهي لاستيكي، به منظور افزايش بيشتر در عمق پرشدگي و توزيع ضخامت يكنواخت‌تر در كانال‌هاي صفحات توليدي مي‌توان از روانكار استفاده كرد. همچنين در بين روانكارهاي موجود، نايلون پلي پروپيلن به منظور مقاومت كششي بالا و ضخامت كم، بهترين گزينه براي توليد صفحات دوقطبي مي‌باشد.

Rubber pad forming is a practical and low-cost method of producing metal bi-polar plates with complicated multi- array contours since it only needs a rigid die and flexible rubber. In this study, 316 stainless steel sheets with thickness of 0.1 mm were used. To form the plates, a polyurethane rubber was used with the hardness shore of A 85 with thickness of 25 mm. In order to increase the depth of the channel flow and form filling plates with a high depth-to-width ratio, firstly, the effects of lubricants on shaping metal plates were ignored. Subsequently, by implementing lubricants, their effects on achieving a higher filling depth and a more uniform thickness distribution were investigated. The results showed that in rubber pad forming process, lubricants could be used to further enhance the depth of filling and have a uniform thickness distribution in the channels of generated plates. Moreover, among available lubricants, polypropylene nylon will be the best alternative for the production of bipolar plates due to its high tensile strength and low thickness.