طراحی و ساخت کامپوزیت‌های پلیمری از الیاف طبیعی و مصنوعی با رزین پلی‌استر برای جایگزینی چوب در ساخت آلات موسیقی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، مهندسی مکانیک، مرکز کامپوزیت تهران

2 کارشناس نخبه مهندسی پلیمر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، ساختمان فنی و مهندسی، گروه مهندسی پلیمر

3 استادیار، مهندسی پلیمر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، گروه مهندسی پلیمر

4 دانشیار، علوم صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، گروه چوب و کاغذ

چکیده

در این پژوهش با­توجه به معایب چوب برای کاربرد در ساخت آلات موسیقی، کامپوزیت‌هایی به‌عنوان جایگزین چوب در آلات موسیقی طراحی گردید و خواص آکوستیک این سه نوع کامپوزیت‌ مختلف (الیاف کربن- رزین پلی‌استر، الیاف شیشه- رزین پلی‌استر، الیاف کنف- رزین پلی‌استر) مانند مدول الاستیک، ضریب آکوستیک، فاکتور کارایی تبدیل آکوستیک و دیگر فاکتورهای مرتبط مورد بررسی قرار گرفت. بمنظور درک بهتر نتایج بدست‌آمده از نمونه­های کامپوزیتی ساخته شده، دو نمونه چوب درختان سرو و توت سفید (که کاربرد بسیار زیادی در ساخت آلات موسیقی دارند) به‌عنوان نمونه‌های شاهد انتخاب شده و مورد بررسی قرار گرفتند. مقایسه نتایج نشان داد که کامپوزیت‌های ساخته شده دارای خواص ارتعاشی و آکوستیکی بسیار ویژه‌ای هستند، به طوری ­که نتایج بدست‌آمده در نمونه الیاف کربن-رزین پلی‌استر بسیار فراتر از خواص آکوستیک چوب درختان سرو و توت بود. همچنین در این پژوهش میزان جذب آب کامپوزیت‌های تهیه شده در کنار دو نمونه چوب اندازه‌گیری شد، که نتایج مقاومت بسیار خوب این نمونه‌های کامپوزیتی در برابر رطوبت در مقایسه با نمونه‌های چوبی را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-  امیدیان، ح.، 1380. مواد پلاستیک، جلد دوم (ترجمه). انتشارات مرکز نشر دانشگاهی.

- پیرایش­فر، ا.س. و موسوی، س.ی.، 1388. بررسی خواص آکوستیک کامپوزیت­های لیفی بر پایه رزین اپوکسی. فصلنامه علمی­پژوهشی هنر 79: 204-214.

-  توانا، ح.، 1377. الیاف بشر ساخته. انتشارات ارکان.

-  مجیدی ذوالبنین، ح.، 1370. ارتعاشات و امواج. انتشارات دانشگاه علم و صنعت.

-  موسوی، س.ی. و پیرایش­فر، ا.س.، 1387. کامپوزیت­های پلیمری در خدمت موسیقی. فصلنامه علمی­پژوهشی هنر، 75: 280-296.

-  Brancheriau, L. and Bailleres, H., 2002. Natural vibration analysis of clear wooden beams: a theoretical review. Journal of Wood Science and Technology, Springer-Verlag.

-  Davis, S.J., Janes, R., Bash, C.M. and Chou. P.J.C., 1994. One piece composite guitar body. United State Patent 6,683,236 B2

-  Dhakal, H.N., Zhang, Z.Y. and Richardson. M.O.W., 2007. Effect of water absorption on the mechanical properties of hemp fiber reinforced unsaturated polyester composites. Journal of Composites Science and Technology, 67; 1674–1683.

-  Janes, R. and Cumpiano, W.R., 2004. Compression molded composite guitar soundboard. United State Patent 5333527.

-  Kootsookos, A. and Mouritz A.P., 2004. Seawater durability of glass and carbon polymer composites. Journal of Composite Science Technology, 64:1503–1511.

-  Liang, K., Oakley, C., Huebner, W. and Kunkel. H., 1999. Acoustic characterization of ultrasonic transducer materials: II. The effect of curing agent in binary epoxy blends on acoustic properties, Ultrasonics 37; 201-207.

-  Parry, W., 1965. A Music  Course for Students. Oxford Universit Press.

-  Pedgley, O., Norman, E. and Armstrong. R., 2009. Materials-inspired innovation for acoustic guitar design. Journal of METU JFA, 26(1): 157-175.

-  Roohnia, M. 2005. Ph.D. Thesis: Study on Some Factors Affecting Acoustic Coefficient and Damping Properties of Wood Using Nondestructive Tests. Islamic Azad University Campus of Science and Researches.

-  Rujinirun, C., Phinyocheep, P., Prachyabrued, W. and Laemsak, N., Chemical treatment of wood for musical instruments. Part I: acoustically important properties of wood for the Ranad. Journal of Wood Science and Technology, 39(1).

-  Selke, S.E. and Wichman, I., 2004. Wood fiber/polyolefin composites. Journal of Composites: Part A, 35: 321–326.

-  Visco, A.M., Calabrese, L. and Cianciafara, P., 2008. Modification of polyester resin based composites induced by seawater absorption. Journal of Composites: Part A, 39: 805–814.

-  Wegst, U.G.K., 2006. Wood for sound. American journal of Botany. 93, 1438-1448.

-  Wessel, J.K., 2004. Handbook of Advanced Materials. In: Shaffer, J., Philippidis, T.P. and Vassilopoulos, A.P., Chapter1. John Wiley & Sons, Inc.