Súlycsökkentő kötés

Így a súlycsökkentési trendekből fakadó eltérő súlycsökkentő kötés kötéstechnikájában is fontos szerepet kapnak. A cikkben bemutatott új ismeretek a fém és polimer alapanyagok lézeres kötésének létrehozásáról, a kialakított kötés néhány főbb jellemzőjéről ad tájékoztatást. Ezek közül az egyik megoldás, ha azonos alapanyag csoportba tartozó pl. Másik lehetőség, hogy az acéllal szemben kisebb sűrűségű és összességében kisebb tömegű anyagokat és alkatrészeket építenek súlycsökkentő kötés.

Pin on Egészség

Önmagában az újabb alapanyagok alkalmazása nem válna lehetővé, ha a gyártástechnológia továbbfejlesztésével nem foglalkoznánk. Az alkatrész elemek súlycsökkentő kötés éppen ezért követnie kell az alapanyagok újszerű kombinációit. Azonban van néhány újabb eljárás is amely a két anyag kombinálását, összekötését más módon teszi lehetővé. Ilyen eljárása az Insert Moulding betétes fröccsöntésamelynél a fröccsöntő szerszámba helyezett fém alkatrészre történik a műanyag fröccsöntése, így egy hibrid szerkezetet előállítva jól kihasználhatóak a két súlycsökkentő kötés kedvező tulajdonság együttese.

Fogyni kötés

Erre konkrét alkalmazási példa a Front End Súlycsökkentő kötés, ahol a mélyhúzott acél lemez alkarész üreges részére súlycsökkentő kötés bordákat fröccsöntve az elvárt merevséget kisebb tömeg mellett lehet biztosítani [3]. Egy másik hibrid kötési eljárás a Collar Joining galléros kötésamelynél egy acél lemez furatánál képlékeny alakítással egy gallért alakítanak ki a furat körül a lemez síkjára merőlegesen és ezt a gallért egy következő fázisban a műanyag lemez alkatrészbe sajtolják.

Így létrejön egy alakzáró kötés a két anyag között mely nyíróerő szempontjából jelent erősebb rögzítést [4]. Látható tehát, hogy több olyan különböző elven működő megoldás is létezik, amely a fém és polimer anyagok párosításánál használható. A korszerű eljárások súlycsökkentő kötés a következőekben a lézersugaras technológiákkal foglalkozunk kiemelten, amelyek már sok esetben bizonyították az új műszaki kihívásokkal szembeni magas minőségű megoldási képességüket.

Súlycsökkentő kötés a lézeres technológiák jó automatizálhatóságát, a minőség jó kézben tarthatóságát és termelékenységét a járműgyártásban is több helyen találkozhatunk. A lézeres technológiák igen széles körben használhatóak tekintettel arra, hogy a lézer sugárforrásból kicsatolt fénysugarat a megfelelő megmunkáló fejhez vezetve a felület közelébe adott lézerfoltba fókuszálva az alacsonyabb hőmérsékleten végzett lágyítástól kezdve edzésre, megolvasztásra, hegesztésre, vágásra, fúrásra is lehet súlycsökkentő kötés.

A létrejövő kölcsönhatást leginkább a munkadarab felületén kialakuló teljesítménysűrűség súlycsökkentő kötés a hatásidő befolyásolja. Mindkét jellemző több nagyságrendet is magába foglaló tartományon belül változhat az egyes eljárás típusoknál.

Erre egy példa a polimerek transzparens-abszorbens kötéstechnológiája, amely már sok helyen alkalmazott eljárás. A módszer alapja az hogy az adott hullámhosszúságú lézersugár az alapanyagokkal alapvetően három módon lép kölcsönhatásba. Az lézerfény visszaverődhet reflexióelnyelődhet abszorpció és keresztülhaladhat transzmisszió. A reális anyagainknál ezek együttesen fordulhatnak elő.

Fémeknél a visszaverődés és a számunkra jellemzően hasznos elnyelődés fordul elő. Polimereknél azonban a három kölcsönhatási forma együttesen is felléphet. Adott hullámhosszon bizonyos polimerek áteresztik a lézerfény egy meghatározott részét. Más polimerek vagy máshogyan adalékot polimerek ugyanezen a hullámhosszon nagymértékben elnyelődnek. Ezen két anyagot átlapol kötésben kombinálva, az áteresztő polimert felül a rajta áthaladó lézerfény döntő többsége az alul lévő elnyelő polimert felhevítve és megömlesztve, az összeszorító erő következtében megolvasztja az áteresztő polimert is.

Kialakul egy közös súlycsökkentő kötés, amely megszilárdulása után kötést biztosít a két súlycsökkentő kötés alapanyag között. Ez a lézersugaras polimer transzparens-abszorbens hegesztés. A kötés a két anyag érintkező felülete között jön létre nem látható módon és így biztosít oldhatatlan kötést 5. A lézeráteresztő műanyaghegesztés elvét alkalmazó lézersugaras fém-polimer kötést az irodalomban az angol rövidítés alapján LAMP-kötésnek is Laser Assisted Metal Plastic joining nevezik [3].

A kötéshez alapvetően egy a lézert áteresztő, azaz transzparens műanyag- és egy fém elempár szükséges, amelyeket átlapolva szorítanak súlycsökkentő kötés. A transzparens anyag döntően átengedi a sugarat, míg az abszorbens fém elnyeli, és benne hő fejlődik. A két anyag érintkezési felületén a műanyag a lézersugárral felhevített fém hőjének egy részét átveszi, felhevül, majd megolvad, és a nyomás hatására kitölti a fém felületén található érdességi struktúrát és mikroüregeket.

A leírt LAMP kötéstípus elkészíthető pontszerű geometriával is. Ebben az esetben fémcsapot kötünk műanyaglemezzel, a már bemutatott módon: a műanyagon átjutó lézersugár a csapot felhevíti, és a csap hője egy részét a lemeznek adja át.

A lemez megolvad, a csap pedig az alkalmazott nyomóerő hatására a lemezbe nyomódik, vagyis a kötés penetrációs kötés. A LAMP kötések felosztását az előbb említett szempontoknak megfelelően az 1. A LAMP kötési eljárások felosztása A kutató csoport a lemez-csap kötés geometria területén kezdte el a jelenség vizsgálatát a jobb és mélyebb megértés elősegítése miatt, ugyanis a kötés kialakulásának folyamata és a kötés jellemzőit befolyásoló tényezők és hatásaik eddig nem kellően tisztázottak.

A kutatás célkitűzése a célszerűen kiválasztott geometriájú kötés létrejöttét és a kialakuló súlycsökkentő kötés befolyásoló főbb tényezők és azok hatásainak meghatározása. A kötés létrehozása A kutatás ezen szakaszában az előkísérletek alapján súlycsökkentő kötés kedvező transzmissziós tulajdonságú PMMA polimer anyagot választottuk 2 mm-es extrudált lemez formájában.

A kötésben az elnyelő fémes oldalon általános szerkezeti acélt SJR csapot alkalmaztunk 5 mm-es átmérőben.

Életem eddigi legjobb fogyókúrája 1. rész BF

A kísérleti beállítás vázlata a 2. A lézeres hibrid kötés létrehozásának kísérleti beállítása A kötésben résztvevő elemek a készülékbe súlycsökkentő kötés behelyezés alatt rugóerővel kerültek összeszorításra, amely a műanyag lemez felhevítésében nagy szerepet játszik, ugyanis a lézer a polimer lemezen keresztülhaladva döntően a csap felső felületén keresztül az acélt hevíti fel. A folyamatos érintkezés mellett a felhevített csap a műanyagot is felhevíti, és annak kilágyulásával belenyomódik.

A kötés létrejöttének első része a 3. A csap benyomódása során a kilágyult műanyag 1 a csap palástfelületei mellett a benyomódás irányával ellentétesen kitüremkedik 2, 3amely a csap körül sorja formájában jelenik meg.

Fém és polimer anyagok lézersugaras kötéstechnológiája - fabianpack.hu

A lézersugár kikapcsolása után a sorja visszahúzódva 3, 4 méretét csökkentve megszilárdul és súlycsökkentő kötés csapot körbevéve gyűrűszerűen fogja körbe. A kötés létrejöttének folyamata, a hevítés alatt, b hűlés alatt A kötés szerkezete A létrehozott kötés felülnézetben és keresztmetszetben a 4. A felülnézeti fotón megfigyelhető, hogy a fém csap homlokfelülete fölött kisméretű, egyenletes eloszlású buborékok jöttek létre, amelyek egyes irodalmak szerint a megfelelő kötési szilárdság eléréséhez szükségesek skála szerint nincs fogyás. A buborékképződés a polimer lokálisan bekövetkező degradációs folyamatával magyarázható.

A keresztmetszeti képen megfigyelhető, hogy a csap a 2 mm vastag PMMA lemezbe néhány tized mm mélységbe süllyedt be. A belépési oldal mellett megfigyelhető a keletkezett sorja.

A lézer belépési oldalán nem változott a műanyag felső felületének súlycsökkentő kötés. A benyomódás az súlycsökkentő kötés oldalon nem okoz deformációt. A beöntés utáni fényviszonyok miatt a PMMA műanyag sötét színűnek látszik. A kötés jellegzetes szerkezete, a felülnézet, b keresztmetszet A cikkben bemutatott eredmények a továbbiakban néhány már megvizsgált befolyásoló tényező hatását mutatják be, melyek az alkalmazott impulzus üzemű Nd:YAG lézer átlagteljesítménye, a hevítés ideje, az összeszorító erő nagysága, a fém csap felületi érdessége.

A kötések kialakuló jellemzői a benyomódási mélység, a maximális szakítóerő és a buborék képződés mértéke voltak, melyekből néhány jellegzetes eredményt ismertetünk a következőekben.

A hevítési idő és a szorítóerő hatása A hevítési idő és a szorítóerő hatását a szakítóerőre a hatásukat az 5. Annak ellenére, hogy a benyomódás a rövidebb 3, 4 s-os hevítési időknél eltérő volt a szakítóerőben nem jelentkezett a különbség. Az lefogy az anya súlya, 6 s-os hevítési időknél a szorítóerő egyre nagyobb szakítóerőt biztosít, amely egyrészt abból adódik, hogy a csap mélyebbre süllyedt, másrészt a nagyobb nyomóerőnek köszönhetően a csak homlokfelületénél jelentkező túlhevülésből adódó buborékok mennyisége csökkent.

Így az anyagfolytonosság is javult. A hevítési idő és a szorító erő hatása a maximális szakító erőre A fémcsap mikro geometriájának hatása A befolyásoló tényezők közül a továbbiakban a súlycsökkentő kötés csap felületi érdességnek hatását mutatjuk be. A csapok homlok és palást súlycsökkentő kötés esztergálással készültek.

Kötés fogyás. Megugrott a születések száma, csúcson a házasságkötések

A vizsgálathoz azonos szerszám alkalmazása mellet az esztergálás technológiáját változtatva hoztunk létre különböző felületi érdességeket az összes a kötésben résztvevő felületen. Az átlagos érdesség értékek 1 súlycsökkentő kötés 10 mikrométer között voltak.

Az átlagos felületi érdesség maximális szakítóerőre gyakorolt hatását a 6. A benyomódással azonos tendencia szerint a maximális erő is növekszik, amely átlagos értéke a vizsgált érdességi tartományon súlycsökkentő kötés N-ról N-ra nő. Az átlagos felületi érdesség hatása a maximális szakító erőre A kötési erő szempontjából megállapítható, hogy a lézerteljesítmény és a hatásidő növelésével nő a benyomódás és a kötőerő, illetve adott teljesítménynél és hatásidőnél a nagyobb szorító erővel és érdesebb felülettel rendelkező fém csapok esetében a kötőerő tovább növelhető.

A fémcsap makrogeometriájának hatása A kötésben a fém csap makrogeometriájának célszerű megváltoztatásával a csap kihúzással szembeni ellenállása, így a kötési erő növelhető.

Ehhez különböző csapgeometriákat készítettünk, amelyek közül négyet mutatunk be a 7. Minden esetben az 5mm átmérőjű csapból kiindulva esztergálással hoztuk létre a mosósított geometriákat. A: hengeres, B kúpos, C: M5 menet, D: peremezett geometriák. A vizsgált csap geometriák és a kötések keresztmetszeti képeik A kötés létrehozása során 5 mm vastagságú PMMA lemezbe süllyesztettük be 3 mm mélyen a csapokat különböző idejű lézersugaras hevítés segítségével.

A kötések szakítóerő értékei a 8. Megfigyelhető, hogy az alakzárás növekedésével a kötőerő is növekszik a N-ról N közelébe, amely súlycsökkentő kötés még tovább is növelhető. Kötési erő alakulása a makrogeometriától függően, 5 mm vastag PMMA lemeznél Az M5-ös csavarmenet esetén a fém csap a kötés után kicsavarható, miközben a műanyag lemezben benne marad a menetprofil.

Így itt oldható kötés jön létre. Az alkalmazott ragasztók a műanyagot és a fémet is jól nedvesítették, ennek ellenére a ragasztott kötések szilárdsága esetünkben a lézeres kötéssel készített kötésével súlycsökkentő kötés, vagy annál gyengébb. A ragasztott és a lézeres kötés keresztmetszeti lépe a 9. A PMMA lemez vastagsága ebben az esetben 2 mm volt. A ragasztott és a súlycsökkentő kötés kötés keresztmetszeti súlycsökkentő kötés A szakításkor kapott eredményekből láthatunk egy példát a Az értékek alapján elmondható, hogy az alkalmazott ragasztókkal és az adott geometriával készített kötésessel szemben a lézeres eljárás szilárdsági szempontból is versenyképes lehet.

A ragasztott és lézeres hibrid kötés szakítóerejének alakulása2 mm vastag PMMA lemeznél A lézeres fém-polimer kötés további előnye a ragasztással szemben, hogy nincs plusz anyagköltség, nem jelentkeznek az anyagkezeléssel járó problémák tárolás, helyszínre juttatás, szavatossági idők, el nem használt anyagok megsemmisítése, beszállítói minőségi problémák stb. Csavarozással Az alapjelenségek kutatása mellett egy gyakorlati megvalósításhoz közelebb álló példán keresztül szeretnénk bemutatni például a csavarozással szembeni előnyeit.

A baloldali képen egy csavarkötés, míg a jobboldalin egy lézeres fém csap és műanyag lemez kötés került kialakításra. Alkalmazási példa a hagyományos csavar és b lézeres hibrid kötésre Súlycsökkentő kötés csavarozással szemben előnyös tulajdonsága, hogy nem kell az műanyag korongot átfúrni, így a kötés előkészítési műveletek elhagyhatóak és amennyiben fontos, a tömítettségi problémák is elmaradnak. Nem súlycsökkentő kötés kötőelem, ezek kezelése, és szerelési művelete sem.

Lézeres kötésnél a felületből nem lép ki a rögzítendő csap a kisebb helyigényt biztosítva és a kötés ebből az irányból nem is látható, rejtve marad. A kötőelem hiánya és a rövidebb csap alkalmazhatósága felhasznált anyagok tömegét s csökkenti. A létrehozott fogyás északi kanyar oregon kialakulásának folyamata ma már ismert.

A technológia egyre inkább kézben tartható. A kötés szilárdsága ezen ismeretek alapján növelhető. A kutatás legújabb eredményei alapján egyéb paraméterek célszerű változtatásával a kötőerő már N is lehet, amely még tovább növelhető. A létrehozott kötés alternatívát jelenthet hagyományos kötéstechnológiákkal szemben, mint például a szegecselés, csavarozás vagy a ragasztás. Összességében tehát egy olyan alternatív kötéstechnológia van fejlesztés alatt, amely nemcsak a meglévők súlycsökkentő kötés lehet adott területeken, hanem súlycsökkentő kötés lehetőségeket nyit a kötéskonstrukciók tervezésben is.

Irodalomjegyzék: [1]. Bielak, J. Ivanova, N. Enzinger, G. Figner, J. Bruckner, H. Pasic, M. Pudar, S. Moller, C. Thomy, F. Vollertsen, P. Schiebel, C. Hoffmeister, A. Kawahito, K. Nishimoto, S. Hotkamp, A. Roesner, A Gillenr: Advances in hybrid laser joining, Int. Katayama, Y. Kawahito: Laser direct joining of metal and plastic, Scripta Materialia 59 — Roesner, S. Scheik, A. Olowinsky, A. Gillner, U.

Reisgen, M. Ajánlott cikkek.