Мульти-строительный материал термически соединенных гибридных соединений пластик-металл использует различные материалы, которые адаптированы к локальным нагрузкам, которые могли бы позволить новые способы оптимизации веса. Из-за физического и химического неравенства материалов эта конструкция представляет собой особую проблему для технологии соединения, особенно при использовании пластмасс и металлов.
Кира ван дер Страетен, научный сотрудник в группе по микрофуги в Fraunhofer ILT, объясняет: «Кроме того, различные свойства материала - такие как. Например, термическое расширение и коррозийная инфильтрация - гибридные соединения подвергаются сильному стрессу ». Поэтому поведение соединения при старении важно для долгосрочной стабильности гибридных компонентов.
Микроструктурированные листы магния достигают прочности на разрыв более 28 МПа
Ученые из Института лазерной технологии Фраунгофера ILT совместно с Институтом обработки пластмасс (IKV) в промышленности и ремеслах при Аахенском университете RWTH разработали процесс соединения пластмасс с магниевыми листами. Листы магния микроструктурированы волокнистым лазерным излучением в атмосфере аргона и помещены в форму для литья под давлением. Затем пластик соединяется с листом магния путем обратной инъекции, при этом пластик образует клейкую связь с листом, заполняя микроструктуры. Эта форма также позволяет химически различным материалам легко соединяться друг с другом.
Испытания показали, что метод может быть использован для достижения прочности на сдвиг при растяжении более 28 МПа путем адаптации геометрии конструкции и расположения. Эти значения значительно выше, чем обычные значения прочности структурных связей, которые обычно встречаются в процессах соединения на основе связующего агента, и которые обычно составляют около 10 МПа. На JEC Aacheners покажут, как чрезвычайно легкие компоненты могут быть изготовлены с использованием литья под давлением и лазерной микроструктурирования.
В рамках проекта ученые также изучили различные виды предварительной обработки поверхности, процессы соединения и сочетания материалов. Климатические и коррозионные испытания показали, что долговременная стабильность соединений. «Результаты ясно демонстрируют, что процесс является конкурентоспособным по сравнению с другими методами соединения и идеально подходит для большого количества гибридных соединений пластик-металл», - говорит ван дер Страетен.
Факты о JEC World
JEC World - Ярмарка композитов проходит с 3 по 5 марта 2020 года в Paris-Nord Villipinte. Благодаря 1350 экспонентам и более 43 500 ожидаемым посетителям выставки из 112 стран, JEC World зарекомендовала себя как ведущая международная выставка композитных материалов.
Основные моменты программы
Лазерные сверла с роботизированным наведением Преформы из углепластика
В Париже Аахенеры также покажут, как можно надежно и эффективно сверлить 3D-образные полуфабрикаты (преформы) в форме углепластика с помощью робота с ультракороткими импульсными лазерами (лазер UKP). В рамках проекта Carbo Lase, финансируемого государством, пять партнеров проекта из области исследований и промышленности разработали роботизированную ячейку с автоматизированной технологической цепочкой для производства преформ, обработанных лазером, в Институте текстильной технологии (ITA) при RWTH Aachen University.
Лазерный луч UKP направляется от источника луча через волокно с полой сердцевиной к гальваническому сканеру, установленному на роботе с шарнирной рукой. Благодаря стабилизированному лазерному лучу, беззеркальное управление лучом может легко следовать очень динамичным движениям сканера через заготовку углепластика.
Лазер UKP с роботизированным наведением может просверлить точные отверстия через бездефектную и точную лазерную абляцию, например, Б. для вкладышей. Конечный матричный настой создает надежное и надежное соединение из нескольких материалов даже без клея. В ходе испытаний в рамках проекта Carbo-Lase вкладыши, непосредственно соединенные с материалом матрицы, достигли максимальной силы извлечения, которая была на 50% выше, чем у обычных компонентов с клееными вставками.
«Динамический процесс лазерного сверления UKP особенно интересен для легких компонентов для авиации и автомобилестроения, - говорит Стефан Янссен, ученый из группы микро- и наноструктурирования в Fraunhofer ILT. «Процесс, который можно очень хорошо автоматизировать, может снизить затраты на материалы и затраты при производстве компонентов из углепластика благодаря большей прочности соединительных элементов».
Подсказка для семинара
Семинар по легким строительным материалам рассказывает о методах, принципах проектирования и методах строительства легких конструкций. Участники получают обзор различных легких материалов, изучают критерии выбора материалов и узнают о преимуществах, недостатках и рисках различных материалов.