قوطی نوشابه

نمی‌دانم چه خوره‌ای است که به جانم افتاده … عکس گرفتن از اشیا مختلف در کنار کتابها… از اسب آلومینیومی تا پوکه‌ی فشنگ و حالا هم که جدیدترین موردش را این بالا می‌بینید: قوطی نوشابه

یک وقت فکر نکنید رپرتاژ آگهی نوشته‌ام و زیرپوستی و نامحسوس دارم تبلیغ نوشابه‌ی گازدار آن‌هم از نوع کوکاکولا می‌کنم… نه جانم… این خبرها نیست. واقعیت این است که چیزی مرتبط‌تر با مطلبی که می‌خواهم بگویم، پیدا نکردم… اگر کمی صبر کنید، خدمتتان عرض می‌کنم.

الآن را خبر ندارم اما زمانی که خودم دانشجو بودم، با کمی دقت می‌توانستی بفهمی دختر یا پسر دانشجویی که در فاصله‌ی پنجاه‌متری تو راه می‌رود، چه رشته‌ای می‌خواند!

از همه تابلو‌تر دانشجویان پزشکی بودند که از همان ترم اول، روپوشهای سفیدشان را که خیلی مرتب تا شده بود، روی دست راستشان می‌انداختند و با قدمهایی شمرده، خرامان‌خرامان طی طریق می‌کردند! برخی از آنها برای محکم‌کاری، کتاب فیزیولوژی گایتون را هم بصورتی که جلد کتاب رو به بیرون و قابل خواندن باشد، در دست چپ می‌گرفتند.

دانشجویان مهندسی چند دسته بودند:

آنهایی که کیف سامسونت به دست گرفته بودند، قابل شناسایی نبودند اما اگر یک زیر‌دستی مشکی یا قهوه‌ای به همراه کتاب ترمودینامیک ون وایلن دستشان بود، دانشجوی مکانیک و اگر مولف کتاب ترمودینامیک تبدیل به ون‌نس می‌شد، دانشجوی شیمی بودند. من خیلی با بچه‌های برق و کامپیوتر و عمران، صنمی نداشتم و زیاد از کتابهایشان خبری ندارم فقط یادم هست که یک دوست عمرانی داشتم که سه بار درس بتون را با دکتر سیدیان که بسیار سخت‌گیر بود، افتاده بود. این بنده‌ی خدا را هر وقت می‌دیدم یک کتاب سبز رنگ که رویش درشت نوشته شده بود ‌Reinforced Concrete دستش بود.

اما دانشجویان مواد، یک کتاب خوشدست و سبک و جمع‌و‌جور داشتند به نام شکل‌دادن فلزات که عکسش را آن بالا می‌بینید. ما وقتی درس شکل دادن 1 را می‌گرفتیم برای این که نشان دهیم مثلاُ سری در سرها درآورده‌ایم و دیگر سال بالایی شده‌ایم، گاه و بیگاه این کتاب را در مسیر خوابگاه تا دانشکده، دستمان می‌گرفتیم.

مباحث جذاب و ملموسی در این درس مطرح می‌شد که انواع روشهای شکل دادن فلزات را در برمی‌گرفت مانند: کشش سیم، اکستروژن، خم‌کاری، کشش عمیق، پرسکاری و غیره.

کم‌کم داریم به ارتباط قوطی نوشابه و این کتاب می‌رسیم…

کشش عميق یا Deep Drawing  یکی از انواع فرآيندهاي شکل‌دهی است که براي شکل دادن ورق و تبدیل آن به محصولاتی مانند سینک ظرفشویی، وان حمام، محفظه‌هاي پوسته‌اي و… مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين فرآیند با قرار دادن يک ورق مسطح روي قالب و فشار دادن آن به داخل قالب با يک سنبه انجام مي‌شود که ابعاد گرده‌ی اوليه (Blank) ورق، جهت معیوب نشدن محصول نهایی و نیز کاهش دور‌ريز، بسيار مهم است.

سرانجام رسیدیم به قوطی نوشابه…

یکی از کاربردهای رایج کشش عمیق، ساخت انواع و اقسام قوطی (Can) برای نگهداری نوشیدنی‌های گازدار است. نمی‌خواهم سرتان را با بیان جزئیات به‌درد آورم ولی بجایش یک تصویر گویا برایتان می‌گذارم که برای رفع هر گونه شائبه در مورد تبلیغاتی بودن این نوشتار، این دفعه تصویر رقیب سرسخت کوکاکولا یعنی پپسی را گذاشته‌ام.

عکس زیر مراحل مختلف تولید یک قوطی آلومینیومی را نشان می‌دهد که شامل اینهاست:

drawing, dome forming, trimming, cleaning, decorating, and neck and flange forming

من هنوز هم یک مفهوم کاربردی و قشنگ این کتاب را بخاطر دارم… مفهومی به نام LDR که مخفف Limiting Drawing Ratio  بوده و تعریفش بزرگترین نسبت قطر گرده (بلانک) به قطر سنبه (پانچ) است که بتوان با موفقیت و بدون پاره‌شدن ورق، آن را شکل داد. نکته‌ی جالب اینجاست که پس از محاسباتی،  این نسبت در نهایت همان عدد نپر یعنی e یا همان 2.72 بدست خواهد آمد و روشن است که  لگاریتم طبیعی آن هم برابر با 1 خواهد بود.

با من موافقید که چه فرمول زیباییست؟ بیخود نیست که تا الآن به یادم مانده است البته این را باید بگویم که درایو کردن این فرمول نیاز به فرضیات و محاسباتی دارد که اگر علاقه‌مند هستید آنها را بدانید، این مقاله‌ی کاربردی و کوتاه را می‌توانید ببینید.

هنوز کارمان با این قوطی نوشابه تمام نشده است. می‌دانید که جنسشان آلومینیوم است اما احتمالاً نمی‌دانید که سر قوطی و بدنه‌ی آن، آلیاژهای متفاوتی هستند. 

بدنه معمولاً از آلیاژ 3004 و سر آن، آلیاژ 5182 است. این کدگذاریها در آلومینیوم و آلیاژهایش هر یک به معنا و مفهوم خاصی به‌کار می‌روند که در زیر با آنها آشنا می‌شوید:

اصولاً الومینیوم فلز پرکاربردی است مثلاً بدنه‌ی واگن مترو که قبلاً از فولاد ساخته می‌شد، به آلیاژ 5052 تبدیل شد که باعث کاهش وزن 2.5 تن در هر واگن و چون هر رام مترو شامل 7 واگن است، حدود 20 تن کاهش وزن قطار شد. جنس کف سالن آن، 6061  است که بصورت لانه‌زنبوری ساخته می‌شود.

این که چرا از فلز آلومینیوم در ساخت قوطی نوشابه استفاده می‌شود برمی‌گردد به الزامات مرتبط با انتخاب مواد مثلاً تحمل فشار نوشابه‌ی گازدار، مات بودن، واکنش ندادن با نوشابه، شکل‌پذیری راحت، قابلیت بازیافت، در دسترس بودن و قیمت مناسب.

این آخری یعنی بحث قیمت بسیار مهم است و در فرآیند Material Selection حتماً باید حواسمان به هزینه‌ی متریال باشد. این فایل قیمت مواد مختلف مانند انواع فولاد و مس و نیکل و سرامیک و مواد پلاستیکی و غیره را با هم مقایسه کرده و اگرچه قیمتهایش مربوط به سال 2007 است اما چون مقایسه‌ی نسبی هم دارد، می‌تواند مفید باشد. این فایل را از کتاب معروف زیر انتخاب کرده‌ام:

Materials Science and Engineering: An Introduction, William D. Callister

پی‌نوشت1         اگر درس شکل‌دادن فلزات 1 را پاس می‌کردیم، می‌توانستیم شکل‌دادن فلزات 2‌ را بگیریم که به روابط حاکم بر سیلان مواد و چگونگی و الگوهای سیلان می‌پرداخت و باید برای فرآیندهای مختلف، سیلان ماده را با نمودارهایی به نام هودوگراف نشان ‌می‌دادیم.

برای این‌که کلکسیون نوشیدنی‌های مضر و بی‌خاصیت را تکمیل کنم، عکس کتاب ریفرنس این درس را در کنار یک قوطی نوشیدنی دیگر برایتان گذاشته‌ام.

پی‌نوشت2         تقدیر من اینگونه بود که اولین کارم پس از فارغ‌التحصیلی، مستقیماً مرتبط با این دو درس و آزمایشگاهشان باشد یعنی انجام پروژه‌ای به نام طرح آزمایشگاه شکل دادن فلزات که آن را برای پژوهشگاه نیرو انجام دادم که در تصویر زیر، گزارش تهیه شده به همراه پاکت یک نمونه از کاتالوگهای دریافتی از یک شرکت انگلیسی را می‌بینید.

متاسفانه بودجه‌ی خرید تجهیزات این طرح و چند طرح مشابه دیگر مانند آزمایشگاه خواص مکانیکی، آزمایشگاه آنالیز، آزمایشگاه مرجع کنترل کیفیت پره‌های توربین، آزمایشگاه روشهای پیشرفته‌ی NDT و … تامین نشد و صنعت کشور از چند آزمایشگاه مجهز و روزآمد که می‌توانست گره‌هایی را باز و مشکلاتی را حل کند، محروم ماند.

پی‌نوشت3           در ابتدای این نوشتار از کتاب گایتون نوشتم. آرتور گایتون Arthur Guyton زاده‌ی ۱۹۱۹ میلادی، فیزیولوژیست پرآوازه‌ی آمریکایی است که شهرتش به‌خاطر نگارش کتاب معروف فیزیولوژی پزشکی است که یک ریفرنس درسی استاندارد در تمام دنیاست و در ایران به فیزیولوژی گایتون معروف است. گایتون هنگام گذراندن سال آخر رزیدنتی جراحی عمومی، به فلج اطفال مبتلا می‌شود و به علت فلج شدن،‌ جراحی را کنار می‌گذارد و در همان سال، اولین ویلچر با موتور و جوی‌استیک را برای افراد معلول می‌سازد. سپس به فیزیولوژی روی می‌آورد و کتاب معروفش را می‌نویسد. گایتون در پیشبرد دانش انسان در مورد طرز کار قلب و نیز شناخت رفتار سیستم گردش خون، نقش مهمی داشته است.

زمانی که در شیراز دانشجو بودم شنیده بودم که گایتون در سالهای پیش از انقلاب، چند ترمی را در دانشکده‌ی پزشکی شیراز تدریس کرده است.

گایتون در سال ۲۰۰۳ میلادی در یک سانحه‌ی رانندگی درگذشت.

پی‌نوشت4         وقتی نام شکل دادن فلزات می‌آید، حتماً باید از استاد این درس یعنی دکتر مشکسار هم یاد کنم. عکس زیر در تاریخ 8 اسفند 1379 و پس از جلسه‌ی دفاع پایان‌نامه‌ام گرفته شده که از راست به چپ، دکتر محمدمحسن مشکسار (استاد راهنما)، دکتر احمد جنابعلی جهرمی (عضو کمیته)، دکتر ابوالقاسم دهقان (عضو کمیته) و دکتر محمود کریمی (نماینده‌ی تحصیلات تکمیلی از بخش برق) را نشان می‌دهد. برای همه‌ی این عزیزان تندرستی و بهروزی آرزومندم.

راستش هر چه فکر کردم یادم نیامد که چه عاملی سبب شده بود تا در لحظه‌ی ثبت این عکس، من و دکتر مشکسار بجای نگاه کردن به دوربین، به همدیگر نگاه کنیم!