---

صفحات دو قطبی مورد استفاده در پیل های سوختی از مهمترین و پر هزینه ترین اجزای یک پیل سوختی می باشند. صفحات دو قطبی فلزی به دلیل وزن و هزینه کمتر، بهترین گزینه برای جایگزینی صفحات فلزی ضخیم ماشینکاری شده یا گرافیتی هستند. انتخاب فرآیند شکل دهی مناسب، یکی از مهمترین موضوعات مطرح در تکنولوژی پیل سوختی است. در حال حاضر، فرآیند هیدروفرمینگ به دلیل قابلیت شکل دهی قطعاتی با وزن کم و هندسه پیچیده برای تولید صفحات دو قطبی فلزی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. از بین الگوهای مختلف صفحات دوقطبی، الگوی کانال جریان مارپیچ، دارای دو عیب عمده پارگی ماده در حین فرآیند شکل دهی و توزیع جریان نامناسب در حین عملکرد می باشد. در این پژوهش، شکل دهی یک الگوی شیاری مارپیچ متصل به هم بر روی صفحاتی از جنس فولاد زنگ نزن ۳۰۴ با فرآیند هیدروفرمینگ به صورت تجربی و شبیه سازی اجزای محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. اثر پارامتر های فرآیندی و هندسی قالب بر روی توزیع ضخامت و درصد پر شدگی پروفیل هم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داده است که با افزایش فشار شکل دهی، پرشدگی قالب افزایش می یابد و ضخامت ناحیه بحرانی به دلیل افزایش نسبت کشش، بیشتر کاهش می یابد. همچنین مشاهده شد که فرآیند هیدروفرمینگ از قابلیت تکرار پذیری بالایی برخوردار است.

---

صفحات دو قطبی فلزی یکی از بخش‌های اصلی تشکیل دهنده‌ی پیل سوختی می‌باشند. برای تولید این صفحات از روش‌های متنوعی استفاده می‌شود که در این میان می-توان فرایند‌های شکل‌دهی‌الکترومغناطیسی، هیدروفرمینگ، پرسکاری و شکل‌دهی لاستیکی را نام برد. در این پژوهش، تاثیر متغیر‌های فرایند بر دقت ابعادی صفحات دو قطبی فلزی در فرایند شکل‌دهی لاستیکی بررسی شد. بدین منظور از نرم افزار آباکوس/استاندارد در شبیه سازی فرایند مورد نظر استفاده گردید و صحت نتایج بدست‌آمده از شبیه‌سازی، با استفاده از نتایج تجربی مورد ارزیابی قرار گرفت. در روش تجربی از یک قالب با شیارهای موازی مستقیم برای شکل‌دهی صفحات دوقطبی از جنس فولاد زنگ نزن ۳۱۶ با ضخامت ۱,۰ میلی‌متر استفاده شد. متغیر‌های مورد مطالعه شامل نیروی شکل‌دهی، سختی لایه لاستیکی، ضخامت لایه لاستیکی و لقی بین سنبه و محفظه نگهدانده لایه لاستیکی بر روی دقت ابعادی نمونه‌های شکل‌داده شده می‌باشد. به این منظور از لایه ‌های لاستیکی با سختی ۵۵، ۷۰ ، ۸۵ و ۹۰ شورA و ضخامت‌های ۵.۱تا ۵.۵ میلی‌متر استفاده شده است. پس از انجام آزمایش‌های مورد نظر و بررسی نتایج مشخص گردید که اختلافی بین عمق کنال‌های کناری و میانی ‌می‌باشد که این اختلاف با افزایش نیروی شکل‌دهی کاهش یافته و در نهایت موجب افزایش دقت ابعادی شده است. مطابق با نتایج این پژوهش افزایش سختی لایه لاستیکی و ضخامت آن موجب افزایش دقت ابعادی می‌گردد. به علاوه میزان لقی بین سنبه و محفظه نگه‌دارنده لایه لاستیکی نیز موجب کاهش اختلاف عمق کانال‌های کناری و میانی و در نتیجه موجب افزایش دقت ابعادی نمونه‌های شکل‌داده شده است.

---

امروزه استفاده از صفحات دوقطبی فلزی در صنعت پیل‌سوختی به دلیل هزینه بسیار پایین‌تر آن نسبت به صفحات ضخیم گرافیتی که با روش ماشینکاری تولید می‌شوند، مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. بهترین روش برای تولید صفحات دوقطبی فلزی، استفاده از فرآیند شکل‌دهی است. در میان انواع روش‌های شکل‌دهی، فرآیند شکل‌دهی استمپینگ از سرعت تولید بالاتر، سادگی فرآیند و هزینه تولید پایین‌تری برخوردار است. یکی از مشکلات عمده شکل‏دهی صفحات دوقطبی فلزی، برگشت فنری ورق بعد از شکل‏دهی می‏باشد که موجب اعوجاج و عدم یکنواختی در کانال‏های شکل گرفته می‏گردد. در این پژوهش تاثیر پارامترهای هندسی همچون ابعاد و زاویه دیواره کانال، شعاع گوشه، عمق کانال و تاثیر پارامتر فرآیندی همچون روانکار بر پروفیل پرشدگی و برگشت فنری ورق شکل‏دهی شده از جنس فولاد زنگ­نرن ۳۰۴ با ضخامت ۱/۰ میلی­متر بررسی گردید. به همین منظور، در ابتدا به کمک نرم­افزار المان محدود آباکوس، شبیه‏سازی انجام شد و صحت نتایج به کمک آزمایش‏های تجربی بررسی شد. در ادامه با تغییر پارامترهای ورودی در شبیه‏سازی، خروجی‏های نامبرده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که زاویه دیواره و پهنای کانال بیشترین تاثیر را بر مقدار برگشت فنری صفحات شکل‏دهی شده دارند. نتایج در ارتباط با پارامتر فرآیندی چون تاثیر روانکار نشان داد که مقدار برگشت فنری تقریبا مستقل از پارامتر روانکار است. اما در شرایط کاملا برابر، در حالت استفاده از روانکار، توزیع تنش در گوشه‏ها و دیواره کانال بسیار یکنواخت‏تر است.