Ühendage Plastid Magneesiumlehtedega Survevormimise Teel

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:37

Mitmest materjalist ehitus termiliselt ühendatud plastist ja metallist hübriid ühendused kasutab erinevaid materjale, mis on kohandatud kohalikele saadetised, mis võiks teha uusi viise kaalust optimeerimine võimalik. Materjalide füüsikalise ja keemilise ebavõrdsuse tõttu on see disain ühendustehnoloogia jaoks eriline väljakutse, eriti plastide ja metallide kasutamisel.

Fraunhoferi ILT mikrokärbimisrühma uurimisassistent Kira van der Straeten selgitab: “Lisaks erinevad materjali omadused - näiteks. Näiteks soojuspaisumine ja söövitav sissetung - hübriidsed ühendused on tugevalt stressis.”Seetõttu on ühenduse vananemiskäitumine oluline hübriidkomponentide pikaajalise stabiilsuse jaoks.

Mikrostruktureeritud magneesiumilehed saavutavad tõmbetugevuse tugevuse üle 28 MPa

Koos Aacheni ülikooli RWTH tööstuse ja käsitöö plastide töötlemise instituudiga (IKV) töötasid ILT Fraunhoferi lasertehnoloogia instituudi teadlased välja protsessi plastide ühendamiseks magneesiumlehtedega. Magneesiumi lehed mikrostruktureeritakse kiudlaserkiirguse abil argooni keskkonnas ja asetatakse survevaluvormi. Seejärel ühendatakse plast magneesiumlehega tagasisüstimise teel, plast moodustab mikrostruktuuride täitmisel lehega kleepuva sideme. See vormimuutus võimaldab ka keemiliselt erinevaid materjale hõlpsalt üksteisega ühendada.

Katsed näitasid, et meetodit saab kasutada konstruktsioonigeomeetria ja paigutuse kohandamisel tõmbetugevuse tugevuse saavutamiseks üle 28 MPa. Need väärtused on märkimisväärselt kõrgemad kui tavaliselt kasutatavate struktuuriliste sidemete tugevused, mida tavaliselt kasutatakse sideainetel põhinevates liitumisprotsessides, mis on tavaliselt umbes 10 MPa. JEC-s näitavad näitajad, kuidas saab eriti kergeid komponente valmistada survevalu ja laseri mikrostruktureerimise abil.

Projektis uurisid teadlased ka mitmesuguseid pinna eeltöötlusi, liitumisprotsesse ja materjalide kombinatsioone. Kliimamuutused ja korrosioonikatsed andsid teada ühenduste pikaajalise stabiilsuse kohta. "Tulemused näitavad selgelt, et protsess on teiste liitumistehnoloogiatega võrreldes konkurentsivõimeline ja sobib ideaalselt suure hulga plasti-metalli hübriidühenduste jaoks," ütleb van der Straeten.

Faktid JEC Worldi kohta

JEC World - komposiitmess toimub 3.-5. Märtsini 2020 Pariisis-Nord Villipinte'is. JEC World, millel on 1350 eksponenti ja enam kui 43 500 oodatud kaubanduskülastajat 112 riigist, on aastate jooksul tõestanud end juhtiva rahvusvahelise komposiitmaterjalide messina.

Programmi olulisemad punktid

Robotjuhitavad laserkiirepuurid puurivad CFRP eelvorme

Pariisis näitavad Aacheners ka seda, kuidas 3D-kujulisi CFRP pooltooteid (eelvorme) saab roboti abil juhitava ultra lühikese impulsi laseriga (UKP laser) usaldusväärselt ja tõhusalt puurida. Riigi rahastatava projekti Carbo Lase raames on viis teadus- ja tööstusprojekti partnerit välja töötanud automatiseeritud protsessiahelaga robotraku laseriga töödeldud toorikute tootmiseks RWTH Aacheni ülikooli tekstiilitehnoloogia instituudis (ITA).

UKP laserikiir suunatakse kiirgusallikast õõneskiudude kaudu liigendatud käsivarrerobotile kinnitatud galvoskanneri külge. Tänu stabiliseeritud laserkiirele saab peeglivaba kiirguse juhtimisel CFRP eelvormi abil hõlpsalt jälgida skanneri väga dünaamilisi liikumisi.

Robotjuhitav UKP-laser suudab puurida täpsed augud läbi defektidevaba ja täpse laseri ablatsiooni, nt. B. vahetükkide jaoks. Maatriksi lõplik infusioon loob usaldusväärse ja usaldusväärse mitme materjali ühenduse isegi ilma liimita. Carbo-Lase projekti katsetes saavutasid maatriksmaterjaliga otse ühendatud vahetükid maksimaalse ekstraheerimisjõu, mis oli kuni 50% suurem kui tavaliselt liimitud vahetükkidega toodetud komponentide puhul.

"Dünaamiline UKP laserpuurimisprotsess on eriti huvitav kergete komponentide jaoks lennunduses ja autotööstuses," ütleb Fraunhoferi ILT mikro- ja nanostruktureerimise töörühma teadlane Stefan Janssen. "Protsess, mida saab väga hästi automatiseerida, võib ühenduselementide suurema tugevuse tõttu vähendada CFRP-komponentide tootmisel tehtavaid kulutusi materjalidele ja kuludele."

Seminari nipp

Kergete ehitusmaterjalide seminaril õpetatakse kergete konstruktsioonide meetodeid, projekteerimispõhimõtteid ja ehitusmeetodeid. Osalejad saavad ülevaate erinevatest kergekaalulistest materjalidest, õpivad tundma materjalide valiku kriteeriume ja õpivad tundma erinevate materjalide eeliseid, puudusi ja riske.