Polimer metalic cu fascicul laser

Recomandați documente

Legături polimerice cu fascicul laser Laser IV. Conferința ILAS pentru aplicații laser industriale, Tatabánya, 12 noiembrie 2014.

Tamás Markovits, Andor Bauernhuber, János Takács Universitatea de Tehnologie și Economie din Budapesta Facultatea de Transporturi și Ingineria Vehiculelor Departamentul de Autovehicule și Fabricarea Vehiculelor

tendințele materiale și tehnologice aferente

dezvoltări laser actuale • direcții și provocări • lipire laser transparent-absorbantă

- Studiu de interacțiune laser-material - principalii factori de influență și efectele acestora - comparație cu altă metodă de legare hibridă

Utilizarea tot mai mare a polimerilor •

Metalele nu pot fi complet eliminate

Sunt create construcții de materiale hibride

Este necesară lipirea metalelor și a materialelor plastice

Componentă hibridă [sursă: www.new-materials.de]

Folosind simultan proprietățile benefice ale ambelor materiale

Provocările tehnologiei de tricotat apar

Tehnologii noi și îmbunătățite de lipire

Modul frontal Mercedes, sursă: http: //www.plasticsnews.com

Introducere Tehnologii de legare hibridă Legături metal-polimer aplicate: • Turnare prin injecție • Legare • Legături mecanice • Șurubare • Nituire • Sertizare • Snap-in • Legături termice • Frecare • Ultrasunete • Inducție • Raza laser

Îmbinarea plastică a metalului asistată de laser (LAMP)

Introduceți sursa de turnare prin injecție. www.maxellmms.com

Nituire sub presiune, sursă: [Ulrike Beyer: Fabricarea sculelor pentru prelucrarea metalelor cu tehnologie clinică Flach]

Apăsați sursa de tricotat: www.ptonline.com

Introducere Evoluțiile actuale ale LAMP (direcții, provocări)

Condiții tipice de cercetare • moduri de încălzire (transparente, netransparente) • surse de radiații laser (SSL, diodă, CO2), • materii prime • metal (oțel nealiat, oțel inoxidabil, aluminiu, cupru, titan) • polimer ( PET, PMMA, PA,…, armat cu fibre…) • tipuri de legături (punctiforme, liniare)

Avantajele procesului laser (la fel ca alte procese laser) • calitate bună, reproductibilitate bună, • automatizare bună, flexibilitate de producție • viteză mai mare, timp de livrare mai scurt • eliminarea consumabilelor și probleme de manipulare

Introducere Evoluțiile actuale ale LAMP (direcții, provocări)

sursa: www.industrial-lasers.com sursa: www.industrial-lasers.com sursa: BME GJT

sursă: E. Rodríguez-V și colab., LANE 2014 6

sursă. A. N. Fuchs și colab., LANE2014

Introducere Lipire cu laser transparent-absorbant Pentru a crea o legătură: •

O pereche de materiale transparente, absorbante

Legare suprapusă (comprimată)

Materialul transparent pătrunde în fascicul, absorbantul absoarbe, în care este generată căldură

Datorită contactului, suprafețele de contact se încălzesc împreună într-o anumită măsură

Lipirea la suprafețele de contact (nu este prezentată)

Situația tehnologică, provocări:

Deja utilizat pentru legături polimer-polimer, în curs de dezvoltare pentru metale

Având în vedere fascicul laser, perechi de materiale și cazuri de construcție

Factorii care influențează calitatea lipirii, efectele lor și procesele care au loc în timpul lipirii sunt doar parțial cunoscuți sau necunoscuți

Introducere Corelații examinate în timpul cercetării LAMP BME GJT Laser: - Putere medie - Mod de funcționare - Forma impulsului

- Tip metal - Micorgeometrie pin - Macrogeometrie pin - Tip polimer - Adăugare polimer - Grosime polimer

Tehnologie: - Timp de încălzire - Profil de încălzire - Forța de compresie - Timpul de rupere

- Temperatura pinului - Depresie - Forța de întindere - Formarea bulei

Introducere Corelații examinate în timpul cercetării LAMP BME GJT Laser: - Putere medie - Mod de funcționare - Forma impulsului

- Tip metal - Micorgeometrie pin - Macrogeometrie pin - Tip polimer - Adăugare polimer - Grosime polimer

Tehnologie: - Timp de încălzire - Profil de încălzire - Forța de compresie - Timpul de rupere

- Temperatura pinului - Depresie - Forța de întindere - Formarea bulei

Obiective de cercetare Pentru articulații transparente, penetrante, asemănătoare punctelor

Test de interacțiune laser-material 1. Test de transparență 2. Test termic

Investigația formării și proprietăților legăturii 3. Determinarea procesului de formare a legăturii 4. Timpul de încălzire și forța de compresiune 5. Formarea bulei 6. Microgeometria: rugozitate 7. Macrogeometria: forma pinului

Comparație cu lipire 8. Teste de rezistență

Experimente 1. Studiul transparenței Caracteristici principale: •

Cu măsurare de putere (Pa = 40-200 W)

Cu sau fără polimer

Diferite tipuri de polimeri •

PMMA, PC, PP, PA, ABS

Diferite moduri de încălzire (decuplarea impulsurilor)

Timp maxim de iradiere: 10 s

Principiul măsurării transparenței

Experimente 2. Test termic Caracteristici principale: •

Măsurarea temperaturii robinetului din oțel

Fruntea și mantaua la joncțiunea mantei

Termocuplu tip K, temperatura

A: fără plastic (PMMA) B: da, dar fără atingerea știftului C: crearea unei legături

Configurarea unui test de interacțiune 13

Experimente 3-7. Crearea unei legături LAMP •

Polimer: PMMA (polimetil metacrilat) • Dimensiune: 15 x 15 x 2 sau 5 mm

Oțel: oțel structural S235

Nd: laser pulsat YAG,

diametrul spotului: 5 mm,

setări variabile ale impulsurilor (f, tp, Pp)

timp de încălzire, poziție în picioare: 3-11 s

microgeometrie Ra: 1-10 µm (pe manta și frunte)

macrogeometrie: cilindrică, conică, canelată, cu flanșă, filetată

Configurare experimentală pentru crearea de legături

Experimente 8. Experimente de lipire Adezivi, adezivi instant pe bază de cianoacrilat • LOCTITE® 454 ™ (pentru materiale dificil de legat, metal, plastic, cauciuc, mașină)

Materii prime: - știft de oțel: cilindric, Ra: 1 µm - PMMA: grosime 2 și 5 mm

• LOCTITE® 496 ™ (de uz general, pentru metale, lichide) Pregătire: • frezare orificiu orb • suprafață plană inferioară orificiu • adâncime orificiu = indentare (0; 0,9; 3 mm) • diametru orificiu: 5,1 mm Lipire: • picătură adezivă la umpleți golul • forța de strângere: 2-3 N, 3 minute • timpul de setare: 24 ore Test: • măsurarea forței de tracțiune în timp • PCE FG 500, viteza 75 mm/min