Mikrocellás anyagok ultrahanghegesztése
Mikrocellás anyagok ultrahanghegesztése
(Reprodukálhatóság növelésének vizsgálata)
Tóbiás Imre Antal MSc I. évf.
e-mail: tobimi@hotmail.com
Konzulens: Dr. Kiss Zoltán, Polimertechnika Tsz.
e-mail: kiss@pt.bme.hu
Dr. Marosfői Botond, FETI Kft.
e-mail: b.marosfoi@feti.hu
Gombos Ákos, FETI Kft.
e-mail: a.gombos@feti.hu
Az ultrahanghegesztés nagyon elterjedt eljárás a polimerek kötéstechnikájában. A polimerek jó mechanikai rezgéscsillapító képességük miatt az ultrahang könnyen elnyelődik az anyagban, ennek következtében hő tud fejlődni, ami miatt létrejöhet a hegesztett kötés. Gyors, jól automatizálható technológia, emiatt tömeggyártásban remekül használható. Tiszta, környezetkímélő eljárás, nincs káros anyag kibocsátás hegesztés közben, valamint akár különböző anyagok is összeköthetők ultrahanghegesztéssel.(1)
Számos polimer anyagból használunk habokat is. A polimer habok egyik speciális csoportja a mikrocellás anyagok, amit már egyre több helyen alkalmaznak az iparban, ugyanis nagyon jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, és 10-15%-os tömegcsökkenés érhető el velük. Az átlagos cellaméretük kisebb, mint 10 µm, valamint a cellasűrűség nagyobb, mint 108 cella/cm3. A nagyon sűrű cellaszerkezet negatívan hat az anyagok ultrahang-hegeszthetőségére, emiatt mérésekre van szükség, hogy milyen körülmények között lehetséges a hegesztés, vagy, hogy egyáltalán hegeszthetőek-e ezek a speciális habok ezzel a technológiával. Korábbi méréseim során megállapítottam, hogy az általam vizsgált mikrocellás szerkezetű polikarbonát (MCPolyca) és polietilén-tereftalát (MCPET) lemezek alkalmasak ultrahanghegesztésre, azonban magas szórás volt tapasztalható. Jelen kutatásom célja, hogy megoldást találjak arra, hogy a reprodukálhatóság elérje a kívánt szintet. (2,3)
A hegesztési paraméterek változtatása korlátozott, korábbi vizsgálataim során a fontosabb paramétereket megvizsgáltam, hogy hogyan hatnak a hegesztésre. A hegesztés minőségét még nagyban befolyásolhatja az érintkező hegesztési felületek minősége. Ultrahanghegesztésnél széles körben használnak energiadirektorokat, ennek célja, hogy a bevitt energiát koncentrálják egy él mentén. Energiadirektorral a ciklusidő és a bevitt energia csökkenthető, valamint a reprodukálhatóság növelhető vele, ezért egyik lehetséges megoldásként energiadirektort alkalmaztam. Ennek egy hátránya lemezhegesztésnél, hogy nem képezhetők ki könnyen a felületeken, így egy vékony szálat kellett extrúdálni hozzá. Energiadirektorok elvét felhasználva más módszer is kidolgozásra került. Az érintkezési felületeket oly módon is csökkentettük, hogy egy rácsozott mintát préseltünk a felületbe. Valamint egy olyan további eset kerül még kivizsgálásra, ahol a cellaszerkezetet tömörítettük a hegesztés vonala mentén, így a habszerkezet kisebb energiát nyel el, aminek köszönhetően több energia fordítódhat a kötéskialakításra.
Irodalom:
[1] M. J. Troughton: Handbook of plastic joining: a practical guide, 2.ed., William Andrew Inc., NY, USA, pp 15-35 (2008)
[2.] Kumar, V., “Microcellular Polymers: Novel Materials for the 21st Century,” Progress in
Rubber and Plastics Technology, Vol. 9, No. 1, 1993, pp 54–61.
[3.] Yong-Kil Kwon, Hyo-Kwang Bae: Production of microcellular foam plastics by supercritical carbon dioxide, School of Chemical Engineering and Technology, Yeungnam University, Korea, 2006, pp 127–131.
szerző
-
Tóbiás Imre Antal
gépészmérnöki
nappali alapszak
konzulens
-
Dr. Kiss Zoltán
adjunktus, Polimertechnika Tanszék
